转化重芳烃的方法技术

提供一种使用包含镍、钯或铂改性的丝光沸石催化剂的甲苯歧化反应单元将重烷基芳族化合物，尤其是Ｃ↓［８］－Ｃ↓［１２］范围的化合物转化成更有价值的苯、甲苯和二甲苯芳族化合物的方法。该方法能加工大量的这些重烷基芳族化合物，而不会对催化剂活性或催化剂寿命产生不利影响。这是通过在严格恒定的反应条件下并在转化过程中保持这些条件，将重烷基芳族化合物加到反应器中实现的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及转化重芳烃原料流的方法，更具体地说，本专利技术涉及通过使用丝光沸石催化剂转化含C8+烷基芳族化合物的原料流的方法。背景甲苯的歧化反应包括众所周知的烷基转移反应，其中甲苯按下述反应转变成苯和二甲苯 反应(1)是温和放热的。丝光沸石是用于烷基芳族化合物的烷基转移反应的众多分子筛催化剂中的一种。丝光沸石是一种结晶的硅铝酸盐沸石，在其晶体结构中，硅和铝原子通过氧原子连接成网络。对于丝光沸石催化剂的总体描述，可以参见Kirk-Othmer的《化学技术百科全书》(第3版，1981)中题为“分子筛”的内容(第15卷，638-643页)，在此将它引为参考。不管是天然丝光沸石还是通过合成仿制天然沸石的丝光沸石，其二氧化硅与氧化铝的摩尔比一般较低，约为10或更小。然而，丝光沸石催化剂的氧化铝含量明显更低也是已知事实。这些低铝含量的丝光沸石催化剂中二氧化硅与氧化铝之比大于10，其范围高达约100，它可以由如Sand在美国专利第3,436,174号中披露的直接合成法或由Voorhies在美国专利第3,480,539号中披露的更为常规的制备丝光沸石的酸萃取法制得。已知典型的和低铝含量的丝光沸石在甲苯的歧化反应中都是有用的。与甲苯原料歧化反应有关的一般操作条件包括约200℃至约600℃或更高的温度，和大气压至约100大气压或更高的压力。然而，考虑到催化活性和老化特点，特定的催化剂会对反应温度产生约束。通常，当使用高铝含量的丝光沸石(二氧化硅与氧化铝之比低)时，已有技术建议采用较高的温度，而当使用低氧化铝含量的丝光沸石时，已有技术建议采用略微低一些的温度。因此，当在烷基芳族化合物的烷基转移中使用二氧化硅与氧化铝之比高的丝光沸石催化剂时，实践上是在靠近温度范围较低的一端进行操作。然而，Butler的美国专利第4,665,258号中披露了一种使用低铝含量的丝光沸石催化剂的甲苯歧化反应法，该方法采用的温度为370-500℃。在此所述的丝光沸石催化剂的二氧化硅/氧化铝之比至少为30，为40-60更好。甲苯的重时空速(WHSV)可以大于1。在500psi或更高的压力下，在反应区中通入氢，氢/甲苯的摩尔比为3-6。Butler的’258号专利也披露了将热的预洗涤气体(preflush gas)(氮或氢通到反应区中，之后引发歧化反应。将预洗涤气体加热到这样的温度，即在开始供入甲苯原料时足以使催化剂基本上脱水。这种方法能使歧化反应开始时在稍低的温度下进行，并且不减少甲苯转化率。随着歧化反应的进行，温度逐渐升高到使甲苯的转化率保持在所需的水平，一般是理论值的约80％。Menard的美国专利第4,723,049号披露了在上面Butler专利所述类型的低铝含量的丝光沸石上进行甲苯的歧化反应，反应区的温度为370-500℃。Menard的’049号专利采用间断的过程，即在持续通入氢的过程中间断地将甲苯通入反应区中。所披露的这种操作方式会提高催化剂的老化性能，它能降低反应区的温度，而不会使甲苯的转化率有相应的下降。提升低铝含量的丝光沸石催化剂中的催化活性金属的含量同样是普遍的做法。例如，Brandenburg的美国专利第3,476,821号披露了使用二氧化硅/氧化铝之比为10-100，较好约为20-60的丝光沸石催化剂进行的歧化反应。通过加入硫化金属(sulfided metal)(金属选自VIII族)来改性丝光沸石。特别好的硫化VIII族金属是钴和镍，它们的存在浓度为0.5-10重量％。Brandenburg的’821号专利披露的温度约为400-750°F。据称金属促进剂明显提高了活性和催化剂的寿命，这可由操作过程延长了几小时或几天得到证实。如上所述，一般将氢同甲苯一起通入反应区中。尽管歧化反应(1)并不涉及氢的化学消耗，但通常认为使用氢助料(co-feed)能延长催化剂的使用寿命，如在上面提到的Brandenburg的’821号专利中所述。已有技术中，通入氢的量(通常以氢/甲苯的摩尔比表示)通常随温度的升高而增加。Bhavikatti的“在低铝含量和载金属丝光沸石上的甲苯歧化反应.1.催化活性和老化”(Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Dev.1981，20，102-105)披露，可以在400℃，在二氧化硅/氧化铝的摩尔比为12-61的丝光沸石催化剂上，在大气压下并且空速(WHSV)为1时进行甲苯的歧化反应。Bhavikatti指出二氧化硅/氧化铝摩尔比的提高会降低催化剂的活性，同时提高老化性能(即降低老化速率)。通过在丝光沸石上负载镍也能抑制催化剂的老化。Mitsche的美国专利第3,562,345号披露了在甲苯的歧化反应中使用分子筛如丝光沸石催化剂。催化剂的特征在于，二氧化硅/氧化铝的摩尔比约为6-12，孔径的大小约为3-18，并加入氧化或还愿状态的催化活性金属物质，尤其是VIB族和VIII族金属，包括钼、钨、铬、铁、镍、钴、铂、钯、钌、铑、锇和铱。Mitsche的’345号专利披露了在约200-480℃的温度下进行的烷基转移反应，给出了在420-450℃温度下进行甲苯的烷基转移反应的具体例子。Mitsche的美国专利第3,677,973号披露了在甲苯的歧化反应中使用复合有铝盐的丝光沸石催化剂，其二氧化硅/氧化铝的摩尔比约为10-30。在Mitsche的’973号专利中建议的反应条件看来与上述Mitsche的’845号专利中所述的条件相类似，与前一专利一样，Mitsche的’973号专利披露了在催化剂中加入VIB族和VIII族金属。Marcilly的美国专利第4,151,120号披露了一种制备烃转化催化剂的方法，它包括在二氧化硅/氧化铝的摩尔比为10-100的丝光沸石催化剂中加入钴、镍、银或钯。在丝光沸石中加入金属后，对催化剂加以干燥，并在300-700℃的温度下在含湿量小于1％的惰性或氧化气体存在下对催化剂进行干煅烧过程。Marcilly的’120号专利披露了在420℃、30巴、空速(WHSV)为5并且氢/烃的摩尔比为5的反应条件下进行甲苯歧化的各种例子。Dufresne的美国专利第4,723,048号披露了一种使用金属改性的沸石催化剂进行甲苯歧化的方法。该催化剂被描述成含钠的丝光沸石，它具有所谓的“大孔”丝光沸石的性质，即主孔直径为7-10的丝光沸石，或具有“小孔”丝光沸石的性质，即主孔直径为4-6的丝光沸石。对丝光沸石进行处理以从中萃取出钠，从而使钠离子的浓度为不大于1重量％，钠离子的浓度不大于0.5重量％更好。在上述参考文献中，没有一篇提到或建议使包含其它重芳族化合物(如三甲基苯和乙基甲苯)的甲苯原料进行歧化或转化。在重整法中，制得的较重的芳族化合物即C8或更大的芳族化合物的价值通常比其它较轻的芳族化合物(如苯和二甲苯)的价值低。一般来说，这些较重的芳族重整产品连同甲苯一起用于汽油的共混。然而，减少这些较重芳烃在汽油池中的量是有利的，因为可以制得较高级的汽油。另外，若能将这些较重芳烃转变成商业上较有价值的产品如苯、甲苯和二甲苯的话，则是非常好的。Shamshoum的美国专利第5,475,180号披露了在使用镍促进的丝光沸石催化剂进行甲苯歧化反应的过程中转化较重芳烃的方法。具体来说，此文献披本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转化主要由Ｃ↓［８＋］烷基芳族化合物组成的重芳烃原料来制备苯、甲苯和二甲苯产物的方法，该方法包括： 提供包含丝光沸石催化剂的反应区； 将原料加到反应区中，在经选择的条件下使原料与丝光沸石催化剂接触，所述经选择的条件是基于使基本上纯的甲苯的歧化反应能获得所需转化率所必需的反应区条件，其中所用催化剂为丝光沸石； 在反应区一开始就在经选择的条件下时，使反应区中的原料发生转化，达到确定的原料转化率； 视情况需要，对反应器条件加以调节，以大体上将原料的转化率保持为确定的转化率；和 从反应区取出转化产物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肖昕，JR巴特勒，
申请(专利权)人：弗纳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]