碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂

【技术实现步骤摘要】
碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及芳烃催化转化领域，更具体涉及一种碳八芳烃催化加氢脱烷基制甲苯和苯催化剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]碳八芳烃脱烷基技术可以利用过剩的二甲苯为原料，通过侧链加氢脱烷基反应，生成苯和甲苯，而甲苯则可以通过甲苯歧化技术进一步转化成苯，达到高效增产苯
、
芳烃产品结构调整的目的
。
[0003]目前，芳烃脱烷基技术包括热脱烷基和催化脱烷基工艺，其中热脱烷基操作温度要达 750
～
780℃
，而催化加氢脱烷基具有操作温度低
、
液体收率高
、
转化效率高等特点，广受市场青睐
。
现有的芳烃催化加氢脱烷基催化剂体系有：
(1)
改性分子筛催化剂；
(2)
复合氧化物催化剂
。
其中，改性分子筛脱
C2及其以上侧链烷基能力强，反应温度低，但是脱甲基能力弱
。
如
CN113171793A
公开了一种加氢脱烷基催化剂及其制备方法，以重芳烃为原料
、NiMo
改性的多级孔
ZSM
‑5分子筛为催化剂，主要是脱去
C2以上的侧链烷基，产物以二甲苯为主
。 US8168844B2
公布了
Pt
‑
Mo/ZSM
‑5催化剂用于
C8～
C
13
烷基芳烃加氢脱烷基反应，脱除芳烃中
C2以上的侧链烷基，反应产物中
(
苯
+
甲苯
+
二甲苯
)
的质量分数达到
75
％
。
[0004]复合氧化物催化剂对甲基脱除能力强，能满足深度脱甲基产苯的需求，但是反应温度高 (600
～
650℃)
，高温反应条件容易引起催化剂积炭和芳环损失率增加
。
如
CN94118235.5
公开了一种含稀土
C9‑
C
10
芳烃脱烷基催化剂及其制备方法，以
C9‑
C
10
芳烃为原料
、
稀土金属改性的
Cr2O3/Al2O3为催化剂，
(
苯
+
甲苯
+
二甲苯
)
选择性可达
95
％，该催化剂同时适用于甲苯催化脱烷基制苯工艺
。UOP
公司的
Hydeal
芳烃脱烷基工艺采用的是复合氧化物催化剂，在操作温度
600
～
650℃
的条件下可将甲苯及其以上芳烃
(C
7+
A)
转化成苯
。
[0005]根据
Π
电子云密度以及热力学数据，侧链烷基所含碳原子数目以及侧链取代基数目越多越容易脱除，多甲基苯脱烷基反应按顺序依次脱除，甲基取代数量越少越难脱除，使得脱烷基反应速率呈现以下规律：三甲苯＞二甲苯＞甲苯，丁苯＞丙苯＞乙苯＞甲苯
。
因此，甲苯的活化和脱甲基反应活化能最高，反应速率也最低，要实现芳烃脱烷基直接到苯不可避免地使用高的反应温度
(
＞
600℃)
，而高温导致的催化剂稳定性下降是该技术难以克服的问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯反应存在的反应温度高导致催化剂的稳定性低等问题，提供了一种碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂及制备方法和应用
。
采用本专利技术提供的催化剂，能够克服上述问题，实现在低反应温度下，仍保持较高的催化性能，同时催化剂还具有高稳定性
。
[0007]本专利技术第一方面提供了一种碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂，所述催化剂包括含磷氧化铝
、
活性金属和氧化硅；以催化剂的重量为基准，含磷氧化铝的质量含量为
80
～
94
％，活性金属的质量含量为5～
15
％，氧化硅的质量含量为1～5％
。
[0008]进一步地，所述含磷氧化铝的总酸量为
20
～
40
μ
molNH3/g
，其中弱酸量与强酸量的比值为3～5：1；和
/
或，所述含磷氧化铝中，磷以氧化物计的含量为
0.5
～5％
。
[0009]进一步地，所述活性金属选自
Co、Ni、Cr
中的至少一种，优选
Cr
和
Ni
，同时选择
Cr 和
Ni。
[0010]进一步地，所述氧化硅的原料源自有机硅，所述的有机硅为正硅酸四乙酯
、
硅醚
、
有机硅油中的至少一种
。
[0011]进一步地，所述催化剂的总酸量为2～
19
μ
molNH3/g
，弱酸量与强酸量的比值为5～8：1，孔体积为
0.45
～
0.65cm3/g。
[0012]本专利技术第二方面提供了上述碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0013](a)
制备含磷氧化铝；
[0014](b)
取步骤
(a)
所得的复合改性氧化铝，通过浸渍法引入改性金属，经过干燥
、
焙烧得到金属改性的复合改性氧化铝；
[0015](c)
将步骤
(b)
所得的负载金属的含磷氧化铝置于有机硅溶液中浸渍，经过干燥
、
焙烧，得到用于碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂
。
[0016]进一步地，所述步骤
(a)
中，含磷氧化铝的制备方法包括如下步骤：
[0017](1)
将氧化铝粉置于磷酸水溶液中处理，经干燥和焙烧；
[0018](2)
将步骤
(1)
所得的物料于水蒸汽条件下处理，干燥，得到含磷氧化铝
。
[0019]进一步地，所述的碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂的总酸量相比于步骤
(1)
的氧化铝降低
90
％以上
、
孔体积相比于步骤
(1)
的氧化铝仅下降
10
～
20
％
。
[0020]进一步地，步骤
(1)
所述的磷酸水溶液中磷酸的质量浓度为1～5％，磷酸水溶液与氧化铝粉的液固质量比为5～
20
，处理温度为
30
～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂，所述催化剂包括含磷氧化铝
、
活性金属和氧化硅；以催化剂的重量为基准，含磷氧化铝的质量含量为
80
～
94
％，活性金属的质量含量为5～
15
％，氧化硅的质量含量为1～5％
。2.
根据权利要求1所述的碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂，其特征在于，所述含磷氧化铝的总酸量为
20
～
40
μ
molNH3/g
，其中弱酸量与强酸量的比值为3～5：1；和
/
或，所述含磷氧化铝中，磷以氧化物计的含量为
0.5
～5％
。3.
根据权利要求1所述的碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂，其特征在于，所述活性金属选自
Co、Ni、Cr
中的至少一种
。4.
根据权利要求1所述的碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂，其特征在于，所述催化剂的总酸量为2～
19
μ
molNH3/g
，弱酸量与强酸量的比值为5～8：1，孔体积为
0.45
～
0.65cm3/g。5.
权利要求1‑4任一项所述的碳八芳烃脱烷基制苯和甲苯催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)
制备含磷氧化铝；
(b)
取步骤
(a)
所得的含磷氧化铝，通过浸渍法引入活性金属，经过干燥
、
焙烧，得到负载金属的含磷氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：石张平，顾士庆，李经球，孔德金，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：