一种甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及石油化工技术领域，尤其涉及一种甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂及其制备方法和应用。该催化剂的原料包括以下组分：微孔分子筛、大孔粘结剂和至少两种能形成不同尺寸孔道的致孔剂。本发明专利技术的催化剂中，采用微孔分子筛、大孔粘结剂和至少两种致孔剂相配合，实现了催化剂上具有分子筛微孔、晶间介孔以及大孔的孔道特征，能够适应甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应中反应物、中间产物和反应产物的复杂性，为不同大小的分子提供反应与扩散的催化场所，从而实现较好的催化性能和催化稳定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
一种甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及石油化工
，尤其涉及一种甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]芳烃是石油化工工业的重要基础原料，其中苯和对二甲苯(PX)是需求量最大的基础芳烃化工原料，主要用于合成高分子聚酯纤维和塑料，还在医药、农药、染料等领域有极其广泛的用途。目前芳烃的大规模工业生产是通过芳烃联合装置实现的，其中甲苯与碳九(C9A)、碳十(C10A)及碳十以上重芳烃(C10+A)的歧化与烷基转移是最重要的关键技术之一。
[0003]反应物、中间产物、反应产物的扩散是影响催化性能的重要因素。特别是对于甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应而言，该反应的原料中，通常包含了较小分子尺寸的甲苯至较大分子尺寸的多甲基萘多达约30个成份，因此，用于甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应的催化剂孔道性质对反应扩散与催化性能影响显著，同时也是影响催化剂寿命的重要因素。并且，未来甲苯歧化与烷基转移的反应物料逐渐向高含量的重芳烃发展，高重芳烃原料对扩散的要求更高，并且会显著影响催化剂的使用寿命。但目前，关于甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂中孔道结构和反应扩散的研究还很少，特别是从特种分子筛或者催化剂成型工艺的角度，更是鲜有报道。
[0004]虽然人们已意到了分子筛催化剂孔道结构对反应扩散与催化性能影响重要性，但报道的主要手段是使用不同粘接剂进行分子筛催化剂颗粒中中大孔的引入，可供选择条件有限、设计预测难度大、孔道大小及分布重复性不易控制，目前尚缺乏一个实用有效的甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂中多级孔道结构的设计及其制备方法。例如，专利CN100352549C公开了一种甲苯择形歧化制对二甲苯催化剂，其催化剂具有多级孔的性质，能够在一定程度上提高催化性能，但该专利仅通过选择粘结剂的手段引入中大孔，孔道大小和分布不易控制，且催化剂总孔容不大，能够适应甲苯的歧化反应，但当用于甲苯和重芳烃的歧化与烷基转移反应中时，难以适应分子尺寸相差较大的甲苯和重芳烃混合原料，无法在较大程度上促进反应扩散，造成催化活性较低，以及催化剂的稳定性不佳、寿命较短。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的歧化与烷基转移催化剂难以适应甲苯和重芳烃混合原料，无法在较大程度上促进反应扩散的技术问题，本专利技术提供了一种甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂。该催化剂能够适应甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应中反应物、中间产物和反应产物的复杂性，有效促进反应扩散，从而实现较高的催化性能和较好的催化稳定性。
[0006]本专利技术的具体技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂，所述催化剂
的原料包括以下组分：微孔分子筛、大孔粘结剂和至少两种能形成不同尺寸孔道的致孔剂。
[0007]甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应过程中，原料的组成和反应中间产物较为复杂，特别是在C9、C10含量较高的原料中，较大的分子对催化剂的催化与扩散性能的要求更高。本专利技术采用微孔分子筛、大孔粘结剂和至少两种致孔剂相配合，赋予催化剂微孔、晶间介孔和大孔的多级孔道特征，更适合为不同大小的分子提供反应与扩散的催化场所，能够适应甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应中反应物、中间产物和反应产物的复杂性，大幅提高催化剂在甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应中的催化性能和使用寿命(稳定性)。并且，通过本专利技术的方式实现多级孔道，易于控制孔道大小和分布，能够解决分子筛催化剂制备中多级孔道结构分布控制难与制备重复性低的难题。
[0008]作为优选，所述催化剂中的微孔体积为0.10～0.25mL/g，中孔体积为0.10～0.35mL/g，大孔体积为0.10～0.30mL/g。
[0009]在甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应中，催化剂内的微孔和中孔能够提供活性位点，并为小尺寸分子扩散提供空间，大孔能够促进不同尺寸的分子扩散。本专利技术在此基础上，结合甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应中反应物、中间产物和反应产物的特点，经大量试验后，将催化剂中微孔、中空和大孔的体积分别控制在0.10～0.25mL/g、0.10～0.35mL/g和0.10～0.30mL/g范围内，有利于催化反应过程中反应分子的碰撞、反应及扩散，从而使催化剂具有较好的催化性能和稳定性，在甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应中能够实现高转化率、高收率、高稳定性、高重质芳烃转化能力。当微孔和中孔在催化剂中所占空间过大、大孔所占空间过小时，不利于大尺寸分子的扩散，会造成催化性能和稳定性较差，此外还易造成副反应的发生，进而造成催化剂失活；而当微孔和中孔所占空间过小、大孔所占空间过大时，则会造成单位空间内分子碰撞几率较小，不利于催化反应的进行。
[0010]进一步地，所述催化剂中的微孔体积为0.12～0.20mL/g，中孔体积为0.10～0.30mL/g，大孔体积为0.10～0.25mL/g。
[0011]作为优选，所述微孔分子筛与大孔分子筛的质量比为50:45～85:15；所述致孔剂的质量为微孔分子筛和大孔粘结剂总质量的3～15％。
[0012]作为优选，所述微孔分子筛包括ZSM
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12、ZSM
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5、MOR、MCM
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22、Y和Beta分子筛的一种或多种。
[0013]进一步地，所述微孔分子筛为具有二种分子筛晶相的共生分子筛；所述具有二种分子筛晶相的共生分子筛包括MCM
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22/Y、ZSM
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5/MOR、ZSM
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12/MOR、MOR/MCM
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22和ZSM
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5/Beta中的一种或多种，其中二种分子筛晶相的质量比为1:10～10:1。
[0014]本专利技术针对反应原料中甲苯和重芳烃的不同组成，选用上述具有特定二种分子筛晶相的共生分子筛，并将二种分子筛晶相的质量比控制在一定范围内，能够获得更高的苯和二甲苯选择性，从而实现更高的反应收率。
[0015]作为优选，所述微孔分子筛为金属修饰的杂化分子筛；所述金属包括铂、钯、镍、钴、铁、铜、钼、铍、镁、钙、钪、钇、镧、铈、锑、铋、金、银、钒、铬、锌、镓、钌、锆和铌中的一种或多种。
[0016]当甲苯和重芳烃歧化与烷基转移反应原料中含有较高含量的重芳烃(C9A、C10A、C10+A)时，容易造成微孔分子筛内结焦，致使其失去催化活性。而采用特定金属修饰的杂化分子筛，能够将易结焦的组分加氢饱和，从而避免催化剂中的微孔分子筛失去催化活性，使
催化剂具有较好的稳定性。
[0017]作为优选，所述微孔分子筛的比表面积为200～600m2/g，孔容为0.15～0.45cm3/g。
[0018]作为优选，所述微孔分子筛中，氧化硅与氧化铝摩尔比为30:1～150:1。
[0019]作为优选，所述大孔粘结剂包括大孔硅胶、大孔氧化铝、天然黏土、硅藻土、凹凸棒土、酸性蒙脱土中的一种或多种。
[0020]作为优选，所述致孔剂包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲苯和重芳烃歧化与烷基转移催化剂，其特征在于，所述催化剂的原料包括以下组分：微孔分子筛、大孔粘结剂和至少两种能形成不同尺寸孔道的致孔剂。2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中的微孔体积为0.10~0.25 mL/g，中孔体积为0.10~0.35 mL/g，大孔体积为0.10~0.30 mL/g。3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述微孔分子筛与大孔分子筛的质量比为50:45~85:15；所述致孔剂的质量为微孔分子筛和大孔粘结剂总质量的3~15%。4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述微孔分子筛包括ZSM
‑
12、ZSM
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5、MOR、MCM
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22、Y和Beta分子筛的一种或多种。5.如权利要求4所述的催化剂，其特征在于，所述微孔分子筛为具有二种分子筛晶相的共生分子筛；所述具有二种分子筛晶相的共生分子筛包括MCM
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22/Y、ZSM
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5/MOR、ZSM
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12/MOR、MOR/MCM
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22和ZSM

【专利技术属性】
技术研发人员：张风雷，朱志荣，杨春，赵国庆，李明，
申请(专利权)人：宁波中金石化有限公司，
类型：发明
国别省市：