新型沸石、所述沸石的制备方法及所述沸石用于转化芳族烃的用途技术

可以制备新型MEL骨架类型沸石以具有小的微晶尺寸和期望的二氧化硅/SiO2摩尔比。包含这样的MEL骨架类型沸石的催化剂组合物在异构化C8芳族混合物中可以是特别有利的。用于转化C8芳族烃的异构化方法可以有利地利用包含MEL骨架类型沸石的催化剂组合物。骨架类型沸石的催化剂组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型沸石、所述沸石的制备方法及所述沸石用于转化芳族烃的用途
[0001]专利技术人：Paul Podsiadlo,Eric D.Metzger,Wenyih Frank Lai,Ali A.Kheir,Dominick A.Zurlo,Jocelyn A.Gilcrest,Kathleen M.Keville
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2019年3月29日提交的美国临时申请号62/826,317和于2019年7月11日提交的欧洲专利申请号19185757.2的优先权和利益，它们的公开内容通过引用并入本文。


[0004]本公开内容涉及沸石材料、它们的制备方法及它们在芳族烃转化中的用途。特别地，本公开内容涉及MEL骨架类型沸石材料、它们的制造方法及它们在异构化C8芳族烃中的用途。本公开内容例如可用于制备二甲苯，尤其是对二甲苯的方法，包括在异构化催化剂存在下，特别是在液相中异构化C8芳族烃的混合物的步骤。

技术介绍

[0005]通常通过在对二甲苯分离/回收系统中从包含对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和非必要地，EB的富含对二甲苯的芳族烃混合物中分离对二甲苯来生产高纯度对二甲苯产物。对二甲苯回收系统可以包括例如现有技术中已知的结晶器和/或吸附色谱分离系统。由对二甲苯回收系统产生的贫含对二甲苯的料流(在分离对二甲苯晶体时来自结晶器的"滤液"，或来自吸附色谱分离系统的"残液(raffinate)"，在本公开内容中统称为"残液")富含间二甲苯和邻二甲苯，并且含有浓度通常低于其在由间二甲苯、邻二甲苯和对二甲苯组成的平衡混合物中的浓度的对二甲苯。为了提高对二甲苯的产率，可以将残液料流供入异构化单元中，其中二甲苯在接触异构化催化剂体系中经历异构化反应以产生与残液相比富含对二甲苯的异构化流出物。在非必要地分离和除去可在异构化单元中产生的轻质烃之后，异构化流出物的至少一部分可再循环至对二甲苯回收系统，形成"二甲苯回路(xylenes loop)"。
[0006]二甲苯异构化可以在C8芳族烃基本上处于气相中的条件下在异构化催化剂存在下进行(气相异构化，或"VPI")。
[0007]已经开发了新一代技术以允许二甲苯在显著更低的温度在异构化催化剂存在下异构化，其中C8芳族烃基本上处于液相中(液相异构化，或"LPI")。LPI相对于传统VPI的使用可以减少加工C8芳族进料所需的相变(液体至蒸气/从蒸气至液体)的次数。这以显著节能的形式为该方法提供了可持续性优点。对于任何对二甲苯生产装置来说，除了VPI单元之外或代替VPI单元，部署LPI单元将是高度有利的。对于缺乏LPI的现有对二甲苯生产设施，添加LPI单元以补充VPI单元或替换VPI单元将是高度有利的。
[0008]示例性LPI方法和可用于其的催化剂体系描述于美国专利申请公开号2011/0263918和2011/0319688、2017/0297977、2016/0257631和美国专利号9,890,094中，它们的
内容全文通过参考引入本文。在这些参考文献中描述的LPI方法中，通常使用MFI骨架类型沸石(例如ZSM
‑
5)作为催化剂。
[0009]由于LPI方法的许多优点并且需要部署这种技术，因此还需要改进这种技术，特别是所使用的催化剂。本公开内容满足该需求及其它需求。
[0010]在信息披露声明(37CFR 1.97(h))中引用的参考文献：W.O.2000/010944；U.S.5,689,027；U.S.6,504,072；U.S.6,689,929；U.S.Pub.No.2002/0082462 A1；美国公开号2014/0350316 A1；美国公开号2015/0376086 A1；美国公开号2015/0376087 A1；美国公开号2016/0101405 A1；美国公开号2016/0185686 A1；美国公开号2016/0264495 A1；美国公开号2017/0210683 A1；美国专利申请公开号2011/0263918；2011/0319688；2017/0297977和2016/0257631；U.S.9,738,573；U.S.9,708,233；U.S.9,434,661；U.S.9,321,029；U.S.9,302,953；U.S.9,295,970；U.S.9,249,068；U.S.9,227,891；U.S.9,205,401；U.S.9,156,749；U.S.9,012,711；U.S.7,915,471；和美国专利号9,890,094和10,010,878；U.S.6,448,459；美国公开号2017/0204024 A1。

技术实现思路

[0011]已经以令人惊讶的方式发现，可以制备具有非常小的微晶尺寸的新型类别的MEL骨架类型沸石。当作为催化剂用于在液相("LPI")中操作的C8芳族化合物异构化方法中时，该新型类别的MEL骨架类型沸石表现出令人惊讶高的性能。这种高性能包括高异构化活性、低二甲苯损失、低甲苯产率、低苯产率、低C9+芳族化合物产率和高对二甲苯选择性中的一种或多种，特别是当与使用ZSM
‑
5沸石作为催化剂的类似液相异构化方法相比时。非常令人惊讶的是，这类新型MEL骨架类型沸石的高异构化活性使得能够在极高的重时空速("WHSV")，如5小时
‑1(和甚至10小时
‑1)和更高，例如在≥10小时
‑1下，如在甚至15小时
‑1下实现C8芳族烃的有效和高效的LPI。
[0012]因此，本公开内容的第一方面涉及包含多个微晶的MEL骨架类型沸石材料，其中所述微晶的至少75％具有通过透射电子显微镜图像分析测定的至多200纳米，优选至多150纳米，优选至多100纳米，和更优选至多50纳米的微晶尺寸。
[0013]本公开内容的第二方面涉及用于制备根据本公开内容的第一方面的任何沸石材料的方法，所述方法包括：(I)由硅源、铝源、碱金属(M)氢氧化物、选自由四丁基铵("TBA")化合物、含7
‑
12个碳原子的烷基二胺及其混合物和组合组成的组的结构导向剂(SDA)源、水和非必要的晶种形成合成混合物，其中所述合成混合物具有以下摩尔比的总体组成：
[0014][0015][0016](II)使所述合成混合物经历结晶条件，所述条件包括在100℃
‑
150℃的温度加热所述合成混合物以形成包含固体材料的反应混合物；和(III)由所述反应混合物获得沸石
材料。
[0017]本公开内容的第三方面涉及催化剂组合物，其包含根据本公开内容的第一方面的任何沸石材料。
[0018]本公开内容的第四方面涉及包含C8芳族烃的进料的转化方法，所述方法包括：(I)将所述芳族烃进料供入转化反应器；和(II)在转化条件下使至少部分在液相中的C8芳族烃与包含MEL骨架类型沸石的转化催化剂组合物接触，以进行所述C8芳族烃的至少一部分的异构化而制备转化产物流出物。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.包含C8芳族烃的进料的转化方法，所述方法包括：(I)将所述芳族烃进料供入转化反应器；和(II)在所述转化反应器中在转化条件下使至少部分在液相中的C8芳族烃与包含第一沸石的转化催化剂组合物接触，以进行所述C8芳族烃的至少一部分的异构化而制备转化产物流出物，其中所述第一沸石具有MEL骨架类型。2.权利要求1的方法，其中所述转化催化剂组合物包含浓度为至少50wt％的MEL骨架类型沸石，基于所述转化催化剂组合物中存在的所有沸石的总重量。3.权利要求1或D2的方法，其中所述MEL骨架类型沸石至少部分呈氢形式。4.前述任一项权利要求的方法，其中所述第一沸石材料包含多个微晶，所述微晶的至少75％具有通过透射电子显微镜图像分析测定的至多200纳米，优选至多150纳米，优选至多100纳米，和更优选至多50纳米的微晶尺寸。5.权利要求4的方法，其中所述微晶具有1
‑
5，优选1
‑
3，和更优选1
‑
2的长径比。6.权利要求4或权利要求5的方法，其中所述第一沸石材料具有10
‑
60，优选20
‑
50，和更优选20
‑
30的二氧化硅与氧化铝摩尔比。7.权利要求4
‑
6中任一项的方法，其中所述第一沸石材料具有300
‑
600m2/g，优选400
‑
500m2/g，和更优选400
‑
475m2/g的BET总表面积。8.权利要求4
‑
7中任一项的方法，其中所述第一沸石材料具有占所述总表面积的至少15％，优选占所述总表面积的至少20％，和更优选占所述总表面积的至少25％的中孔表面积。9.前述任一项权利要求的方法，其中将所述第一沸石煅烧。10.前述任一项权利要求的方法，其中所述第一沸石是至少部分的H
‑
形式。11.前述任一项权利要求的方法，其中所述转化催化剂组合物还包含第二沸石材料，所述第二沸石材料选自其中具有10
‑
或12
‑
元环结构的沸石。12.前述任一项权利要求的方法，其中所述转化条件包括足以将所述C8烃保持在液相中的绝对压力，和以下一种或多种：至多300℃，优选100
‑
300℃，优选150
‑
300℃，例如200
‑
300℃，200
‑
280℃，200
‑
260℃，或240
‑
260℃的温度；和0.5
‑
20小时
‑1，优选2
‑
15小时
‑1，和更优选2
‑
10小时
‑1，和更优选5
‑
10小时
‑1的WHSV。13.前述任一项权利要求的方法，还包括将分子氢供入所述转化反应器中。14.权利要求13的方法，其中供入所述转化反应器中的氢气的量在4
‑
250ppm的范围内，基于所述芳族烃进料的重量。15.前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：