生產(chǎn)對二甲苯的制作方法
【專利說明】生產(chǎn)對二甲苯
[0001] 優(yōu)先權(quán)聲明
[0002] 本申請是中國專利申請201280041528. 2的分案申請。本發(fā)明要求享有2011年8 月31日提出的臨時申請No. 61/529, 519的權(quán)益，其所公開的全部內(nèi)容引入作為參考。 陽00引發(fā)明的領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明設(shè)及二甲苯的異構(gòu)化和尤其設(shè)及其中為其使用的催化劑的處理方法W及 二甲苯異構(gòu)化工藝的啟動過程。
[00化]發(fā)明背景
[0006] 對二甲苯（也稱"P-二甲苯"或叩X")通常被認(rèn)為是最重要的C8芳控異構(gòu)體，被 用作中間體或起始材料用于各種用途例如生產(chǎn)合成纖維和瓶子塑料。對二甲苯通常通過包 括芳族萃取和分饋的工藝從重整產(chǎn)物衍生的C8芳族控混合物獲得。盡管運(yùn)種C8芳族控的 起始混合物的組成變化范圍很廣，該混合物通常包括5到40重量％的乙苯，及余量的二甲 苯，其中分為大約50重量％間二甲苯和分別25重量％的對二甲苯和鄰二甲苯（運(yùn)種分布 考慮了二甲苯的標(biāo)稱"平衡濃度"）。有研究認(rèn)為，80重量％或更多的二甲苯的最終用途包 括對二甲苯到上述最終用途的轉(zhuǎn)化，從它的C8異構(gòu)體間二甲苯、鄰二甲苯和乙苯獲得對二 甲苯已經(jīng)開展了大量的相關(guān)研究。
[0007] 舉例來說，美國專利5004855教導(dǎo)了芳族控混合物中乙締的轉(zhuǎn)化方法，該方法包 括將包含乙苯和二甲苯的C8芳族控混合物在氨的存在下放置并且與包含鍊的催化劑，具 有由10元氧環(huán)組成的主空腔入口的沸石的酸類型，和氧化侶接觸，所述催化劑已經(jīng)經(jīng)歷過 硫化處理，W進(jìn)行乙苯到苯的轉(zhuǎn)化。在實(shí)施方案中，乙苯轉(zhuǎn)化步驟先于將原料通過包括對二 甲苯分離和二甲苯異構(gòu)化的循環(huán)系統(tǒng)的通過而進(jìn)行并且與其分隔。
[0008] 在美國專利5516956中使用兩組分催化劑體系將包含乙苯和至少一種二甲苯的 芳族控混合物異構(gòu)化W將乙苯轉(zhuǎn)化為可W從芳族控體系除去的化合物W及產(chǎn)生產(chǎn)物物流， 其中對二甲苯濃度大約等于對位異構(gòu)體的平衡濃度。第一催化劑含有中等孔徑的沸石，其 有效轉(zhuǎn)化乙苯，和第二催化劑含有中等孔徑沸石，其進(jìn)一步具有小晶體尺寸并且有效催化 二甲苯異構(gòu)化。該發(fā)明的每種催化劑可能包含一種或多種加氨組分。
[0009] 美國專利6028238描述了包含乙苯和二甲苯的原料的異構(gòu)化方法，該方法包括如 下步驟：（a)在乙苯轉(zhuǎn)化條件下，使所述原料與粒狀第一催化劑組分接觸，該催化劑組分包 括約束指數(shù)為1-12的分子篩，所述第一催化劑組分具有規(guī)定的表面對體積的比例W及該 接觸步驟將所述原料中的乙締轉(zhuǎn)化W形成貧含乙苯的產(chǎn)物；和然后化）將所述貧含乙苯的 產(chǎn)物在二甲苯異構(gòu)化條件下與第二催化劑組分接觸。
[0010] 美國專利7271118描述了二甲苯異構(gòu)化催化劑的硫改性。該催化劑含有第VIII 族金屬（參考周期表的傳統(tǒng)"CAS版本"）。
[0011] 在現(xiàn)有技術(shù)例如上述美國專利6028238中，將貧含對二甲苯的C8芳控原料（指 對二甲苯的濃度小于W上提及的平衡濃度）與催化劑體系接觸，該催化劑體系將乙苯脫燒 基為苯同時將二甲苯異構(gòu)化為平衡的混合二甲苯產(chǎn)物。乙苯脫烷基化作用和二甲苯異構(gòu) 化反應(yīng)有利地在雙床催化劑體系中完成。然而，在商業(yè)實(shí)踐中運(yùn)樣的單元在最初的注料 (oil-in)階段（催化劑與原料的接觸）通常經(jīng)歷高的啟動放熱。當(dāng)液體進(jìn)料累在短時間內(nèi) 不能輸送控流量到完全的設(shè)計(jì)能力時可能特別地會生產(chǎn)床溫急劇升高。結(jié)果導(dǎo)致的高氨對 控化2/肥）的摩爾比和高氨分壓促進(jìn)氨化脫烷基化和氨解反應(yīng)，其由催化劑體系中的加氨 金屬組分催化，而運(yùn)樣會進(jìn)一步產(chǎn)生更多反應(yīng)熱量。運(yùn)樣啟動放熱高溫會在商業(yè)應(yīng)用產(chǎn)生 其它負(fù)面影響，尤其是過早的反應(yīng)停止，設(shè)備的機(jī)械故障，差的異構(gòu)化表現(xiàn)性能，減少催化 劑的壽命，和二甲苯的損失。
[0012] 需要減少啟動放熱W避免負(fù)面影響并且保持二甲苯異構(gòu)化催化劑的高表現(xiàn)特性。
[0013] 本發(fā)明人令人驚奇地發(fā)現(xiàn)了克服上述缺點(diǎn)的催化劑預(yù)處理和啟動過程。
[0014] 發(fā)明概述
[0015] 本發(fā)明設(shè)及通過在催化劑與原料接觸之前該催化劑的硫化，減少在對二甲苯的生 產(chǎn)方法啟動的較大放熱，所述方法包括C8芳族控原料與催化劑體系的接觸。
[0016] 在實(shí)施方案中，本發(fā)明包括將包括加氨金屬的干燥和還原的進(jìn)行處理W硫化至少 一部分的金屬。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將催化劑在注料之前用稀釋的&S氣體在高的溫度 和壓力下處理。
[0017] 本發(fā)明的目的是在從C8芳族控的混合物生產(chǎn)對二甲苯的方法中提供通過使用包 括加氨金屬的催化劑用于將乙苯轉(zhuǎn)化為苯和二甲苯異構(gòu)化的方法，所述催化劑避免了在啟 動過程期間高放熱的負(fù)面后果。
[0018] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種生產(chǎn)對二甲苯的方法，包括將C8芳族控混合物 中的乙苯轉(zhuǎn)化為苯并減少二甲苯的損失。
[0019] 運(yùn)些和其它目的，特點(diǎn)和優(yōu)勢通過參考下面的詳細(xì)描述、優(yōu)選實(shí)施方案，實(shí)施例和 權(quán)利要求將變得是顯然的。
[0020] 本發(fā)明還設(shè)及如下實(shí)施方案：
[OOW1. -種制備對二甲苯的方法，包括：
[0022] (a)將包括乙苯和至少一種除對二甲苯W外的二甲苯異構(gòu)體的C8芳族控混合物， 在氨氣的存在下和合適的乙苯去烷基化條件下，與包括至少第一加氨組分的至少第一催化 劑接觸，其中所述加氨組分選自周期表中6-11族和14-15族，優(yōu)選鍊，所述組分負(fù)載在分子 篩上，其中所述催化劑適用于乙苯的去烷基化并且進(jìn)一步的特征在于在所述接觸之前已經(jīng) 經(jīng)歷硫化處理，W生產(chǎn)貧含乙苯的芳族控混合物；然后
[0023] 化）在氨氣的存在下和在合適的二甲苯異構(gòu)化條件下，使所述貧含乙苯的C8芳族 控混合物，與至少第二催化劑接觸，該第二催化劑包括至少第二加氨組分，優(yōu)選鍊，其中所 述組分負(fù)載在分子篩上，其中所述催化劑適用于二甲苯異構(gòu)化并且進(jìn)一步的特征在于在所 述接觸之前已經(jīng)經(jīng)歷硫化處理，W生產(chǎn)當(dāng)與步驟（a)的所述C8芳族控混合物相比較時，富 含對二甲苯的C8芳族控混合物。
[0024] 2.實(shí)施方案1所述的方法，其中步驟（a)和化）中至少一個的所述硫化處理在 100-450°C的溫度下在硫化氨物流中進(jìn)行。
[00巧]3.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述第一和第二催化劑中的至少一種不是二氧化 娃-選擇性去活化的。
[00%] 4.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述第一和第二催化劑中的至少一種在所述硫化 處理之前進(jìn)行了蒸汽處理。
[0027] 5.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述第一和第二催化劑中的至少一種包含在所述 硫化之前處于還原狀態(tài)的加氨組分。
[0028] 6.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述第一和第二催化劑中的至少一種通過在從大 于室溫至54(TC的溫度下曝露于硫化氨持續(xù)足夠的時間W提供基于催化劑金屬含量的數(shù)量 至少為0. 5當(dāng)量的硫而被硫化。
[0029] 7.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述第一和第二催化劑每種包含中等孔徑分子 篩并且特征在于約束指數(shù)為1至Ij12,獨(dú)立地選自ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、 ZSM-35、ZSM-38、ZSM-48、ZSM-57、ZSM-58及其混合物，并且其中所述第一和第二加氨組分各 自獨(dú)立地選自周期表6-11族和14-15族。
[0030] 8.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述至少一種第一催化劑具有高于所述至少一種 第二催化劑的a值。
[0031] 9.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述至少一種第一催化劑在第一床中和所述至少 一種第二催化劑在第二床中，并且其中將所述貧含乙苯的芳族控混合物從所述第一床到所 述第二床級聯(lián)而沒有在其間輕質(zhì)氣體的分離。
[0032] 10.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述至少一種第一催化劑的晶體尺寸大于1微米 和所述至少一種第二催化劑的晶體尺寸為0. 02-0. 05微米。
[0033] 11.實(shí)施方案1所述的方法，其中所述第一和第二加氨化合物是鍊。
[0034] 12. -種反應(yīng)器系統(tǒng)，包括：按順序且分隔但流體連接的化平均晶體大小大于1 微米的第一催化劑和平均晶體大小介于0. 02到0. 05微米的第二催化劑，其中所述第一 催化劑和第二催化劑各自包括分子篩和硫化的加氨組分，其中所述分子篩每種不是二氧 化娃-選擇性去活化的并且獨(dú)立地選自ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、 ZSM-38、ZSM-48、ZSM-57、ZSM-58、及其混合物，其中所述第一催化劑較第二催化劑具有高的 a值，和其中所述第一催化劑與第一C8芳族控混合物接觸和所述第二催化劑與第二C8芳 族控混合物接觸。
[0035] 13.實(shí)施方案12所述的反應(yīng)器系統(tǒng)，其中所述第一催化劑和第二催化劑上的所述 加氨組分選自周期表6-11族和1