CN108499597A - 甲苯歧化与烷基转移催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

甲苯歧化与烷基转移催化剂及其制备方法，主要解决现有技术中催化剂芳环损失率高、反应氢耗大的技术问题。催化剂包含第VIII族金属、硅铝分子筛和无机粘结剂，其特征是采用金属重量含量为0.001‑1.0wt％，并且金属纳米粒子选择性沉积于分子筛的外表面的技术方案。这种催化剂用于甲苯歧化与烷基转移反应，其芳环损失率及反应氢耗明显降低，可有效提高产品苯纯度及苯和二甲苯选择性。

Description

甲苯歧化与烷基转移催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及甲苯歧化与烷基转移催化剂及其制备方法，尤其涉及一种活性金属纳米粒子粒度可控且选择性位于分子筛外表面的催化剂及其制备方法，具有苯环损失率低、反应氢耗小以及苯和二甲苯选择性高的优点。
背景技术
芳烃是重要的有机化工原料，通常都是来源于石油化工工业。其中，苯和二甲苯主要来自催化重整、裂解汽油和甲苯歧化与烷基转移反应。在二甲苯的三种异构体中，对二甲苯(PX)是石油化工生产的重要原料之一，主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)，DMT可用于合成药物、油墨和香料，而PTA或DMT可进一步与乙二醇反应可以生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，PET可用于制备聚酯纤维、薄膜和片材等。
甲苯歧化与烷基转移技术是大型芳烃联合装置中最重要的工艺过程之一，其目的是将直接用途较少、相对过剩的甲苯和C9及以上芳烃转化成用途广泛的苯和二甲苯，以满足市场需求。化纤型的现代化芳烃联合企业中，甲苯歧化装置有着举足轻重的地位，它贡献的苯和二甲苯占整个芳烃联合企业苯和二甲苯总量的50-70％。
甲苯歧化与烷基转移反应中通常使用分子筛催化剂，包括丝光沸石、ZSM-5分子筛、Beta分子筛等，使用时通常将这些沸石经过无机氧化物粘结成型使用，或负载一种或几种金属组分。如UOP公司的Tatoray工艺于1969年工业化，该工艺采用丝光沸石催化剂，而中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院开发的甲苯歧化与烷基转移催化剂也以丝光沸石为主体。
对于仅包含酸性沸石组分的催化剂，仅能催化烷基转移、歧化等酸催化反应单元，当C9芳烃或更高级芳烃比例增加时催化剂容易快速失活。USP5030787公开了一种烷基转移催化剂，基于Beta分子筛，其酸性可通过蒸汽处理减弱，意图减少副产物并抑制失活。然而不加入金属，通过蒸汽处理减小酸度会导致催化剂活性下降，导致混二甲苯的收率降低。
为提高催化剂的使用寿命及产物收率，通常在分子筛催化剂上负载一定的活性金属组分，将部分易致焦的重组分芳烃如茚、萘等加氢饱和。USP5475180涉及使用包含镍金属组分的丝光沸石催化剂，用于甲苯和重芳烃的歧化与烷基转移反应。该发明中，通过镍金属的作用使大分子量的芳烃脱烷基，可抑制催化剂的失活。由于镍的加氢活性弱于铂，当反应原料中含大量重芳烃组分时，可预期其失活较铂基催化剂快。
然而，引入活性金属在提高催化剂寿命的同时导致一部分芳烃(主要是苯/甲苯等轻质芳烃)加氢生成环烷烃等非芳烃物质，导致芳环损失，增大反应氢耗，同时降低了产品的苯质量，难以满足工业上99.85％的苯纯度要求。在CN99815049、CN1337890A中，以丝光沸石和/或Beta型分子筛作为酸催化活性组分，采用铂作为加氢活性组分，芳环损失高达11.0～22.8wt％。以锡或铅作为活性抑制剂(其用量至少为铂的用量三倍)，通过活性抑制剂的改性能较好的减少芳烃损失，并提高催化剂寿命。然而，通过锡和铅等活性抑制剂对铂基催化剂进行修饰不仅大幅增加了催化剂的成本，催化剂的制备工艺也更为复杂。目前报道的专利及文献中，一般采用浸渍法或者离子交换法引入活性金属组分，采用离子交换法制备的催化剂中，铂粒子主要位于分子筛孔道内部(文献5：Solid State Ionics 131 2000,175–188；文献6：Catal.Today 2015,250,12-20)，而浸渍法则无法有效控制活性金属组分的大小及其沉积位置。
因此，为得到更高的芳环收率，提高苯和二甲苯的选择性及产品苯质量，需要在保证催化剂的活性及稳定性的基础上，需要尽可能抑制轻质芳烃过度加氢反应。理论上，这可以通过合理控制催化剂的结构实现，从而避免加入活性抑制剂而增加操作难度和制备成本。目前，还未发现如本发明所述将具有特定结构特征的催化剂应用于甲苯歧化与烷基转移反应，可达到降低芳环损失率的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一，针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种甲苯歧化与烷基转移催化剂，所述催化剂中金属纳米粒子具有特定尺寸和位置。与常规的分子筛负载金属的催化剂相比，本发明所述催化剂中金属纳米粒子主要位于硅铝分子筛的外表面，催化剂具有比表面积大、酸量高的特征。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的甲苯歧化与烷基转移催化剂的制备方法。
本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的用于降低甲苯歧化与烷基转移反应芳环损失率的方法。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：
采用一种甲苯歧化与烷基转移催化剂，该催化剂包含第VIII族金属、硅铝分子筛以及无机粘合剂组分，催化剂按重量百分比计包含：
(a)50～89％重量的选自丝光沸石、ZSM-5、ZSM-12或Beta分子筛中的至少一种；
(b)10～50％重量的选自γ-氧化铝、二氧化硅、硅铝氧化物、膨润土、高岭土或蒙脱石的至少一种为无机粘结剂；
(c)0.001～1.0％重量的第VIII族活性金属组分；
其特征在于，所述催化剂中活性金属纳米粒子的尺寸均一，为2-5nm，选择性地位于硅铝分子筛的外表面。
上述方案中，活性金属组分更优的选自镍、铂、钯、铱中的至少一种，更优选为铂和铱。其中铂和铱的质量比为1:9～9:1。上述方案中，活性金属组分的质量分数为0.001-1.0wt％，更优的为0.001-0.1wt％。
为解决上述技术问题之二，本发明采用的催化剂制备技术方案如下：
(1)将活性金属盐溶液与水-醇溶液混合并不断搅拌，得到溶液A，所述水-醇溶液中水的质量分数为0-90wt％；
(2)用碱溶液调节溶液A的pH值至碱性，通入惰性气体保护，不断搅拌，控制温度为70-150℃，保持2-4h，得到混合物B，所述pH值为10～13；
(3)待悬浮液B的温度降至室温后，将硅铝分子筛与悬浮液B混合得到悬浮液C，用酸调节悬浮液C的pH值，搅拌一段时间后，过滤、水洗，90-120℃干燥6-24h，随后于空气中焙烧3-5h，焙烧温度为400-600℃，得到固体D，所述硅铝分子筛为氢型或铵型的一种；
(4)将固体D与铵盐水溶液在50-95℃下交换1-4次，经过滤、水洗、干燥后，在400-600℃焙烧2-4h后得到固体E；
(5)将固体D或者固体E与无机粘合剂捏合成型，随后于还原气氛中，温度为300-700℃的条件下活化2-4h得到所述催化剂。
以下部分为优选的技术方案：
在另一优选方案中，步骤(1)所述醇溶液为乙二醇、丙三醇、丁二醇中的一种，更优选为丙三醇和乙二醇的一种。
在另一优选方案中，步骤(1)所述水-醇溶液中水的质量分数更优选为0-50wt％。
在另一优选方案中，步骤(2)中溶液A的温度范围更优选为90-135℃，最优选为95-120℃。
在另一优选方案中，步骤(2)所述pH控制值更优的为12～13。
在另一优选方案中，步骤(3)所述硅铝分子筛为丝光沸石、ZSM-5、ZSM-12或Beta分子筛的一种或几种，更优选为丝光沸石、ZSM-5或ZSM-12的至少一种。
在另一优选方案中，步骤(3)所述悬浮液C的pH控制值为5.0以下，更优选为1.0-3.0，搅拌时间为0.5-24h。
本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的用于降低甲苯歧化与烷基转移反应芳环损失率的方法。该方法包括使用本发明所述方法制备的催化剂用于甲苯歧化与烷基转移反应，反应原料为纯的甲苯，或者包含C9及以上的重芳烃组分，其中重芳烃比例为1-99wt％，工艺条件为：反应温度350-420℃、氢气压力2.0-5.0MPa、质量空速为1.0-5.0h-1、氢烃摩尔比3.0-5.0。
据此，本发明提供了一种保证催化剂制备成本的同时，解决催化剂的反应氢耗大和苯环损失率高的技术问题。
本发明的主要优点在于：
1、本发明采用的方法可有效控制金属纳米粒子的尺寸及粒度分布，所制得催化剂金属纳米粒子粒度在2-5nm的范围内；
2、本发明提供的制备方法可有效的控制金属纳米粒子的位置，达到高效的将活性金属沉积于硅铝分子筛外表面的目的；
3、本发明所提供催化剂能有效强化反应物及产物的扩散转移，抑制金属位于酸位的协同加氢作用，缓解由过度加氢作用而导致的芳环损失。
综上所述，可预期使用本发明所述方法，即采用上述制备方法所得的特定结构的催化剂，能够在保证相当的金属负载量的基础上，有效抑制过度加氢作用，减少苯环损失并降低反应氢耗。这主要是由于金属纳米粒子选择性沉积于分子筛的外表面，能够有效抑制金属-酸位间的协同加氢作用，同时，催化剂得以保留更高的比表面积和酸位。
采用本发明所述催化剂包含0.001～1.0％重量的第VIII族活性金属组分、硅铝分子筛以及无机粘合剂，活性金属组分位于硅铝分子筛外表面，催化剂不需经过活性抑制剂改性就具有优良的使用性能，即具有较低的芳环损失率和反应氢耗，较高的B+X选择性，产品苯质量可达到99.85％以上。
附图说明
图1为实施例1中所得样品A的透射电镜TEM图。
图2为实施例中不同制备方法所得样品的NH3-TPD图。
具体实施例
下面通过实施例对本发明做进一步阐述，但并不因此限制本发明的保护范围。
【实施例1】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S1。
经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。图1为实施例1所得产品S1还原后(500℃，3h)的透射电镜图，可以看到铂金属纳米粒子粒径为2-5nm，粒度分布窄，且粒径大于丝光沸石分子筛的孔道直径(0.65×0.70nm)。另外，表1给出了N2吸附表征数据，可以看到负载金属后分子筛的总比表面积以及微孔孔容仅有小幅下降。基于此，可判断铂金属粒子位于分子筛的外表面。
【实施例2】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入220g乙二醇(EG)与80g水的混合溶液中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。抽滤、水洗，120℃干燥12h，空气下500℃焙烧3h后得到固体产品S2。经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。铂金属纳米粒子粒径为3-5nm。
【实施例3】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至10.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S3。
经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。
【实施例4】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至140℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S4。
经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。
【实施例5】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至3.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S5。
经ICP分析，测得铂含量为0.09wt％。
【实施例6】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持18h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S6。
经ICP分析，测得铂含量为0.12wt％。延长沉积时间可提高金属的负载率。
【实施例7】
将4.3mL浓度为3.56gPd/L的H2PdCl4水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S7。
经ICP分析，测得钯含量为0.1wt％。
【实施例8】
将2.0mL浓度为7.12gNi/L的Ni(NO3)2水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S8。
经ICP分析，测得镍含量为0.1wt％。
【实施例9】
将3.8mL浓度为3.92gIr/L的H2IrCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S9。
经ICP分析，测得铱含量为0.1wt％。
【实施例10】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入70g乙二醇(EG)与230g水的混合溶液中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节溶液pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S10。经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。
【实施例11】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至9.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S11。经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。
【实施例12】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至50℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S12。经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。
【实施例13】
将3.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至6.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S13。
经ICP分析，测得铂含量为0.03wt％。实施例1与实施例13的对比结果表明，金属沉积时的pH值过高会降低金属的负载效率。
【实施例14】
取2.65mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液与5.8g去离子水混合均匀，随后与10g氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)混合并不断搅拌。老化后于120℃干燥12h，随后在空气气氛中于500℃焙烧3h得到固体S14。经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。
【实施例15】
取6.0mL浓度为2.2gPt/L的Pt(NH3)4Cl2水溶液，加入到100g去离子水中，将10g氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)与上述溶液混合，用氨水将溶液pH调至9.0，搅拌24h，经过滤、水洗后，静置过夜，在120℃干燥12h，随后于空气气氛中500℃焙烧3h后得到固体产品S15。经ICP分析，测得铂含量为0.1wt％。
以实施例1(表3-1)与实施例14和15(表3-2)作为比较，所得催化剂中金属铂的负载量均为0.1wt％。其中，实施例14和15分别为采用常规的等体积浸渍法以及离子交换法制备的丝光沸石负载的铂催化剂。结果表明，负载金属后丝光沸石分子筛的比表面积和微孔孔容明显下降(表1)；而浸渍法所制得催化剂中铂纳米粒子没有特定的空间位置分布，但是从N2吸附结果看(表1)，比表面积和微孔孔容也出现明显的下降，说明至少一部分铂纳米粒子位于孔道之中。而本发明所述方法制备得到的催化剂中纳米粒子主要位于丝光沸石外表面(见附图1)，对比表面积和微孔孔容的影响也较小。
【实施例16】
将1.9mL浓度为3.77gPt/L的H2PtCl6水溶液和1.9mL浓度为3.92gIr/L的H2IrCl6水溶液倒入300g乙二醇(EG)中，搅拌18h。以NaOH的EG溶液(1mol/L)调节pH至13.0，通入氮气，升温至95℃，保持2h。降至室温后，加入10g的氢型丝光沸石(SiO2/Al2O3摩尔比25)，剧烈搅拌，以HCl水溶液(1mol/L)调节溶液pH至1.0，保持3h。经过过滤、水洗，120℃干燥12h后，于空气下焙烧(500℃，3h)得到固体产品S16。
【实施例17】
取实施例1-16制得的固体产品与γ-氧化铝，质量比为80：20(总质量100g)，加入硝酸2mL以及去离子水50g，捏合并挤条成型。120℃烘干6h后于400℃焙烧4h，随后在氢气气氛中还原(500℃，3h)得到催化剂Cat1-Cat16。
【实施例18】
取实施例1制得的固体产品与γ-氧化铝，质量比为80：20(总质量100g)，加入硝酸2mL以及去离子水50g，捏合并挤条成型。120℃烘干6h后于400℃焙烧4h，随后在氢气气氛中还原(800℃，3h)得到催化剂Cat17。
【实施例19】
在固定床反应器中进行甲苯歧化与烷基转移反应性能考察，催化剂(20-40目)装填量为5g，重量空速为2.5h-1，反应温度385℃，反应压力3.0Mpa，氢烃摩尔比4.0。
甲苯转化率，wt％＝100×(反应掉的甲苯量)/(进反应器的甲苯量)。
C9 +芳烃转化率，wt％＝100×(反应掉的C9 +芳烃量)/(进反应器的C9 +芳烃量)。
B+X选择性＝100×(生成的B+X的量)/(反应掉的甲苯和C9 +芳烃量)
芳环损失率，mol％＝100×(进反应器的的芳环摩尔数-出反应器的芳环摩尔数)/进反应器的的芳环摩尔数。
原料组成如表2所示，考评结果如表3所示。
甲苯歧化与烷基转移反应的对比结果表明，对于相同的铂负载量，使用本发明所述方法可有效降低甲苯歧化与烷基转移反应的芳环损失率，具有较高的苯和二甲苯选择性及产品苯质量。当铂负载量较高时(实施例6)，转化率有所提高，而芳环损失率略微增大。
图2所示NH3-TPD表明采用本发明所述方法制备的催化剂具有最大的酸量，而采用浸渍或者离子交换法制备催化剂由于纳米粒子堵孔等原因而对酸性质影响较大，其酸量明显下降。
由此可见，采用本发明所述方法可得到如预期的粒度均一的铂纳米粒子负载于丝光沸石的外表面，有利于减少苯或甲苯等轻质芳烃在金属上的加氢作用，降低苯环损失并提高产品的苯质量。同时能够减少铂金属纳米粒子的堵孔现象的发生，对分子筛催化剂的酸性影响较小，可保持较高数目的酸性活性中心。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
表1
样品 硅铝摩尔比 总比表面积，m2/g 微孔孔容，cc/g
氢型丝光沸石 25.0 419.4 0.161
实施例1 25.0 410.0 0.158
实施例14 25.0 366.1 0.144
实施例15 25.0 358.6 0.142
表2
表3-1
表3-2

Claims (8)

1.一种甲苯歧化与烷基转移催化剂，该催化剂包含第VIII族金属、硅铝分子筛以及无机粘合剂组分，催化剂按重量百分比计包含：
(a)50～89％重量的选自丝光沸石、ZSM-5、ZSM-12或Beta分子筛中的至少一种为酸催化活性组分；
(b)10～50％重量的选自γ-氧化铝、二氧化硅、硅铝氧化物、膨润土、高岭土或蒙脱石的至少一种为无机粘结剂；
(c)0.001～1.0％重量的第VIII族活性金属组分；
其特征在于，所述催化剂中活性金属纳米粒子的尺寸均一，为2-5nm，选择性地位于硅铝分子筛的外表面。
2.如权利要求1所述催化剂，活性金属组分选自镍、铂、钯、铱中的至少一种。
3.一种权利要求1～2中所述的任意甲苯歧化与烷基转移催化剂的制备方法，其制备步骤包括：
(1)将活性金属盐溶液与水-醇溶液混合并不断搅拌，得到溶液A，所述水-醇溶液中水的质量分数为0-90wt％；
(2)用碱溶液调节溶液A的pH值至碱性，通入惰性气体保护，不断搅拌，控制温度为70-150℃并保持2-4h，得到混合物B，所述pH值为10～13；
(3)待悬浮液B的温度降至室温后，将硅铝分子筛与悬浮液B混合得到悬浮液C，用酸调节悬浮液C的pH值，搅拌一段时间后，过滤、水洗，90～120℃干燥6-24h，随后于空气中焙烧3-5h，焙烧温度为400-600℃得到固体D，所述硅铝分子筛为氢型或铵型的一种；
(4)将固体D与铵盐水溶液在50-95℃下交换1-4次，经过滤、水洗、干燥后，在400-600℃焙烧2-4h后得到固体E；
(5)将固体D或者固体E与无机粘合剂捏合成型，随后于还原气氛中，在温度为300-700℃的条件下活化2-4h得到所述催化剂。
4.如权利要求3所述的甲苯歧化与烷基转移催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述醇溶液选自乙醇、乙二醇、丙三醇、丁二醇、山梨醇、赤藓糖醇中的至少一种。
5.如权利要求3所述的甲苯歧化与烷基转移催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水-醇溶液中水的质量分数为0-50wt％。
6.如权利要求3所述的甲苯歧化与烷基转移催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述温度控制范围为90-135℃，pH控制值为12～13。
7.如权利要求3所述的甲苯歧化与烷基转移催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述悬浮液C的pH控制值为5.0以下，搅拌时间为0.5-24h。
8.一种采用权利要求1～7中所述的任意催化剂用于降低甲苯歧化与烷基转移反应芳环损失率的方法，其特征在于，原料为纯的甲苯，或者包含C9及以上的重芳烃组分，其中重芳烃比例为1-99wt％，工艺条件为：反应温度350-420℃、氢气压力2.0-5.0MPa、质量空速为1.0-5.0h-1、氢烃摩尔比3.0-5.0。
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