RU2727190C2 - Улучшенный катализатор превращения этилбензола в способе изомеризации ксилола - Google Patents
Улучшенный катализатор превращения этилбензола в способе изомеризации ксилола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727190C2 RU2727190C2 RU2018117566A RU2018117566A RU2727190C2 RU 2727190 C2 RU2727190 C2 RU 2727190C2 RU 2018117566 A RU2018117566 A RU 2018117566A RU 2018117566 A RU2018117566 A RU 2018117566A RU 2727190 C2 RU2727190 C2 RU 2727190C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- ethylbenzene
- xylene
- molecular sieve
- conversion
- Prior art date
Links
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 199
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 239000008096 xylene Substances 0.000 title claims abstract description 71
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 34
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 18
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 23
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- -1 ethylbenzene hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 51
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000020335 dealkylation Effects 0.000 description 3
- 238000006900 dealkylation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000010555 transalkylation reaction Methods 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006204 deethylation Effects 0.000 description 1
- 150000005195 diethylbenzenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- BGQMOFGZRJUORO-UHFFFAOYSA-M tetrapropylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC BGQMOFGZRJUORO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
- B01J29/48—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/08—Silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
-
- B01J35/19—
-
- B01J35/40—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
- C07C15/02—Monocyclic hydrocarbons
- C07C15/067—C8H10 hydrocarbons
- C07C15/073—Ethylbenzene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
- C07C15/02—Monocyclic hydrocarbons
- C07C15/067—C8H10 hydrocarbons
- C07C15/08—Xylenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/2702—Catalytic processes not covered by C07C5/2732 - C07C5/31; Catalytic processes covered by both C07C5/2732 and C07C5/277 simultaneously
- C07C5/2708—Catalytic processes not covered by C07C5/2732 - C07C5/31; Catalytic processes covered by both C07C5/2732 and C07C5/277 simultaneously with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/2729—Changing the branching point of an open chain or the point of substitution on a ring
- C07C5/2732—Catalytic processes
- C07C5/2737—Catalytic processes with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/2767—Changing the number of side-chains
- C07C5/277—Catalytic processes
- C07C5/2775—Catalytic processes with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/20—Use of additives, e.g. for stabilisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
- C07C2529/48—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11 containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Abstract
Изобретение относится к способу изомеризации потока исходных веществ, содержащего ксилолы и этилбензол. Способ предусматривает: введение в контакт потока исходных веществ с первым катализатором в двухслойной каталитической системе для получения первого выходящего потока; и введение в контакт первого выходящего потока со вторым катализатором в двухслойной каталитической системе для получения второго выходящего потока, где первый катализатор содержит алюмосиликатное молекулярное сито, имеющее индекс проницаемости в диапазоне от 1 до 12 и содержащее от 0,5 до 0,8 мас.% алюминия, где алюмосиликатное молекулярное сито представляет собой алюмосиликатный цеолит типа ZSM-5; где первый катализатор содержит гидрирующий металл; где первый катализатор проявляет активность в превращении этилбензола и второй катализатор проявляет активность в изомеризации ксилолов, где 20% или более этилбензола в потоке исходных веществ превращается в углеводороды, не представляющие собой этилбензол, и где соотношение степени превращения этилбензола и потери ксилола составляет по меньшей мере 45, когда превращается 30% этилбензола. Предлагаемый катализатор позволяет превращать этилбензол в бензол с высокой селективностью без потери ксилола. 10 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.
Description
Область техники настоящего изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к каталитической композиции, ее получению и ее применению в деалкилировании этилбензола.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
[0002] Углеводородные смеси, содержащие C8+-ароматические соединения, представляют собой побочные продукты определенных процессов нефтепереработки, включая, но не ограничиваясь этим, процессы каталитического риформинга. Указанные углеводородные смеси, как правило, содержат вплоть до приблизительно 30 массовых процентов (мас.%) C9+-ароматических соединений, вплоть до приблизительно 10 мас.% неароматических соединений, вплоть до приблизительно 50 мас.% этилбензола, причем остальная масса (составляющая, например, вплоть до приблизительно 100 мас.%) представляет собой смесь изомеров ксилола. В числе C8-ароматических соединений наиболее часто присутствуют этилбензол (EB) и изомеры ксилола, включая мета-ксилол (mX), орто-ксилол (oX) и пара-ксилол (pX). Как правило, когда этилбензол присутствует в числе C8-ароматических соединений, он присутствует в концентрации, составляющей вплоть до приблизительно 20 мас.% по отношению к полной массе C8-ароматических соединений. Три изомера ксилола обычно составляют остальную массу C8-ароматических соединений и присутствуют в равновесном массовом соотношении, составляющем приблизительно 1:2:1 (oX:mX:pX).
[0003] Разделение изомеров ксилола представляет собой особый интерес вследствие пригодности пара-ксилола для применения в изготовлении терефталевой кислоты, которую используют в изготовлении сложнополиэфирного полотна. Однако вследствие близких температур кипения этилбензола (EB), орто-ксилола (oX), мета-ксилола (mX) и пара-ксилола (в совокупности называются "C8-ароматические соединения") их разделение посредством фракционной дистилляции оказывается затруднительным. Этилбензол может быть превращен в другие продукты, которые могут быть отделены от C8-ароматических соединений посредством фракционной дистилляции.
[0004] Например, установка для получения пара-ксилола может содержать каталитический реактор для предварительной обработки исходных C8-ароматических соединений в целях уменьшения содержания этилбензола в исходной смеси посредством превращения этилбензола. Этилбензол может быть селективно удален из смеси C8-ароматических соединений посредством деалкилирования с образованием бензола и этана.
[0005] При деалкилировании этилбензола основная проблема представляет собой не только обеспечение высокой степени превращения в бензол, но также предотвращение потери ксилола. Потеря ксилолов может быть обычно обусловлена трансалкилированием, например, между бензолом и ксилолом с образованием толуола, или присоединением водорода с образованием, например, алкенов или алканов.
[0006] Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить катализатор, который будет превращать этилбензол в бензол с высокой селективностью без потери ксилола.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[0007] Настоящее изобретение относится к каталитической системе, которая является подходящей для изомеризации ксилола и превращения этилбензола в исходной смеси, содержащей ксилол и этилбензол, и содержит первый катализатор, проявляющий активность в превращении этилбензола, и второй катализатор, проявляющий активность в изомеризации ксилола.
[0008] Настоящее изобретение также относится к способу превращения смеси исходных веществ, содержащей смесь C8-ароматических соединений, включая ксилолы и этилбензол, где содержание пара-ксилола в ксилольной части исходной смеси составляет менее чем равновесное, для получения смеси продуктов с уменьшенным содержанием этилбензола и увеличенным содержанием пара-ксилола, причем указанный способ предусматривает введение в контакт смеси исходных веществ в условиях превращения с первым катализатором, проявляющим активность в превращении этилбензола, и со вторым катализатором, проявляющим активность в изомеризации ксилола.
[0009] Для изомеризации исходного материала, содержащего смесь C8-ароматических соединений, включая этилбензол и ксилол, где содержание пара-ксилола составляет менее чем в состоянии термического равновесия, настоящее изобретение предлагает двухкомпонентную каталитическую систему, которая содержит первый катализатор, проявляющий активность в превращении этилбензола, и второй катализатор, проявляющий активность в изомеризации ксилола.
[00010] Для изомеризации исходного материала, содержащего смесь C8-ароматических соединений, включая этилбензол и ксилол, где содержание пара-ксилола составляет менее чем в состоянии термического равновесия, настоящее изобретение предлагает способ, который предусматривает введение в контакт исходного материала в условиях изомеризации с двухкомпонентной каталитической системой, содержащей компонент (1) и компонент (2), причем компонент (1) содержит катализатор, проявляющий активность в превращении этилбензола, и компонент (2) содержит катализатор, проявляющий активность в изомеризации ксилола, и при этом компонент (2) расположен в системе ниже компонента (1) по отношению к потоку исходной смеси этилбензола и ксилола через каталитическую систему.
[00011] Первый катализатор, проявляющий активность в превращении этилбензола, предпочтительно представляет собой кислотное молекулярное сито, которое характеризуется индексом проницаемости в примерном диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 12; предпочтительнее он представляет собой цеолит, предпочтительно кристаллический алюмосиликатный цеолит, имеющий размер частиц, составляющий по меньшей мере приблизительно 1 мкм. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения катализатор превращения EB может содержать катализирующий гидрирование металл, выбранный из металлов групп VI и VIII Периодической системы элементов.
[00012] Второй катализатор, проявляющий активность в изомеризации ксилола, предпочтительно представляет собой кислотное молекулярное сито, которое характеризуется индексом проницаемости в примерном диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 12. Предпочтительные молекулярные сита представляют собой боросиликатные молекулярные сита или молекулярные сита на основе цеолита типа ZSM. Используемое молекулярное сито предпочтительно диспергировано на матрице из оксида алюминия, диоксида кремния или другого подходящего материала. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения катализатор изомеризации ксилола может содержать катализирующий гидрирование металл, выбранный из металлов групп VI и VIII Периодической системы элементов.
[00013] Согласно одному варианту осуществления предложен способ изомеризации потока исходных веществ, содержащего ксилолы и этилбензол, причем указанный способ предусматривает:
введение в контакт потока исходных веществ с первым катализатором в двухслойной каталитической системе для получения первого выходящего потока; и
введение в контакт первого выходящего потока со вторым катализатором в двухслойной каталитической системе для получения второго выходящего потока,
где первый катализатор содержит алюмосиликатное молекулярное сито, содержащее вплоть до 0,8 мас.% алюминия,
где первый катализатор проявляет активность в превращении этилбензола,
где приблизительно 20% или более этилбензола в потоке исходных веществ превращается в углеводороды, не представляющие собой этилбензол, и
где соотношение степени превращения этилбензола и потери ксилола составляет по меньшей мере 45, когда превращается приблизительно 30% этилбензола.
[00014] Алюмосиликатное молекулярное сито содержит приблизительно 0,7+/-0,05 мас.% алюминия. Приблизительно 33% этилбензола в потоке исходных веществ превращается в углеводороды, не представляющие собой этилбензол. Алюмосиликатное молекулярное сито находится на подложке, причем подложка содержит диоксид кремния. Согласно одному варианту осуществления подложка содержит по меньшей мере 50% диоксида кремния. Согласно одному варианту осуществления алюмосиликатное молекулярное сито представляет собой алюмосиликатный цеолит типа ZSM-5. Согласно одному варианту осуществления второй катализатор проявляет активность в изомеризации ксилолов.
[00015] Согласно другому варианту осуществления предложена каталитическая композиция, содержащая алюмосиликатное молекулярное сито с каркасом типа MFI и содержанием алюминия вплоть до 0,8 мас.%, причем указанная каталитическая композиция проявляет активность в превращении этилбензола, и кристаллы каталитической композиции имеют средние значения длины в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 25 мкм, средние значения ширины в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10 мкм и средние значения толщины в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10 мкм.
[00016] Согласно одному варианту осуществления алюмосиликатное молекулярное сито содержит приблизительно от 0,5 до 0,8 мас.% Al, предпочтительнее 0,7+/-0,05 мас.% Al и наиболее предпочтительно 0,7 мас.% Al. Согласно одному варианту осуществления кристаллы каталитической композиции имеют средние значения длины, составляющие приблизительно от 5 мкм и до 25 мкм, и имеют средние значения ширины и толщины, составляющие приблизительно от 1 мкм и 10 мкм. Согласно одному варианту осуществления алюмосиликатное молекулярное сито находится на подложке, причем подложка содержит диоксид кремния. Согласно одному варианту осуществления алюмосиликатное молекулярное сито представляет собой алюмосиликатный цеолит типа ZSM-5.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
[00017] Первый каталитический компонент двухслойной каталитической системы представляет собой крупнодисперсное алюмосиликатное молекулярное сито, содержащее от 0,5 до 0,8 мас.% Al, предпочтительнее 0,7+/- 0,05 мас.% Al и наиболее предпочтительно 0,7 мас.% Al на подложке, состоящей преимущественно из диоксида кремния. Первый катализатор составляет от приблизительно 10% до приблизительно 90% и предпочтительнее от приблизительно 40% до приблизительно 80% двухслойной каталитической системы и предназначен для гидродеэтилирования этилбензола с образованием этана и бензола перед вторым катализатором.
[00018] Настоящее изобретение предлагает новый способ стабилизации активности в отношении изомеризации ксилола двухслойной каталитической системы изомеризации ксилола. Настоящее изобретение является подходящим для использования в изомеризации исходного материала, содержащего смесь C8-ароматических соединений, включая ксилолы и этилбензол (EB), причем содержание пара-ксилола в содержащей ксилол части исходной смеси составляет менее чем равновесное содержание, с получением потока продуктов, имеющего уменьшенное содержание этилбензола и увеличенное содержание желательного пара-ксилола. Пара-ксилол представляет собой важный углеводородный исходный материал для изготовления терефталевой кислоты. Согласно настоящему изобретению предложен новый катализатор превращения этилбензола, имеющий более высокую активность превращения этилбензола.
[00019] Катализатор превращения этилбензола представляет собой катализатор, который селективно катализирует превращение этилбензола в смеси исходных веществ в другое соединение или соединения, которые могут быть легко удалены из смеси продуктов. Например, в пределах объема настоящего изобретения превращение этилбензола может происходить посредством реакции деэтилирования, в результате которой этилбензол каталитически превращается в бензол и смесь этилена и этана.
[00020] В способах изготовления чистого пара-ксилола отделение пара-ксилола от смеси исходных C8-веществ, включая ксилолы и этилбензол, осуществляют с использованием стандартных способов, таких как кристаллизация или адсорбция. После удаления пара-ксилола маточный раствор или рафинат подвергают рециркуляции и изомеризации для восстановления близкого к равновесному состояния смеси ксилолов. Согласно указанному способу изомеризации мета-ксилол и орто-ксилол превращаются в пара-ксилол. Однако оказывается весьма затруднительным отделение этилбензола от ксилолов перед рециркуляцией с использованием обычных технологий разделения.
[00021] Если этилбензол не удалять, он накапливается в технологическом потоке до неприемлемых уровней. Вместо отделения этилбензола в большинстве способов получения чистого пара-ксилола использованы средства для превращения этилбензола в соединения, которые могут быть удалены обычными способами разделения, такими как, например, дистилляция. Описанные в настоящем документе катализаторы превращения этилбензола служат для воздействия на такие реакции превращения.
[00022] Катализатор изомеризации ксилола представляет собой катализатор, который будет катализировать превращение одного ксилола, такого как мета-ксилол или орто-ксилол, в другой ксилол, такой как пара-ксилол. В частности, эффективный катализатор изомеризации ксилолов будет изомеризовать смесь ксилолов, в которой ксилолы присутствуют в неравновесных количествах, в смесь, содержащую ксилолы в равновесных или близких к равновесным количествах при температуре, используемой для реакции изомеризации. Например, смесь ксилолов, содержащая орто-ксилол, мета-ксилол и пара-ксилол, где пара-ксилол присутствует в менее чем равновесном количестве, может быть превращена посредством эффективного катализатора изомеризации ксилола в смесь ксилолов, где орто-, мета- и пара-ксилолы присутствуют в равновесных или близких к равновесным количествах.
[00023] Настоящее изобретение представляет собой каталитическую систему, подходящую для изомеризации ксилола и превращения этилбензола в исходном материале, содержащем ксилол и этилбензол, и включающую новый первый катализатор, проявляющий активность в превращении этилбензола, и второй катализатор, проявляющий активность в изомеризации ксилола, причем второй катализатор расположен в системе ниже первого катализатора по отношению к потоку смеси исходных веществ через каталитическую систему.
[00024] Настоящее изобретение также представляет собой способ превращения смеси исходных веществ, содержащей смесь C8-ароматических соединений, включая ксилолы и этилбензол, где содержание пара-ксилола в ксилольной части исходной смеси составляет менее чем равновесное, для получения смеси продуктов с уменьшенным содержанием этилбензола и увеличенным содержанием пара-ксилола, причем указанный способ предусматривает введение в контакт смеси исходных веществ в условиях превращения с первым катализатором, проявляющим активность в превращении этилбензола, и со вторым катализатором, проявляющим активность в изомеризации ксилола, где второй катализатор расположен ниже первого катализатора по отношению к потоку смеси исходных веществ через катализаторы.
[00025] Исходные материалы для изомеризации, обрабатываемые в соответствии с настоящим изобретением, представляют собой любую смесь C8-ароматических соединений, содержащую этилбензол и ксилол(ы). Как правило, такая смесь будет иметь содержание этилбензола в примерном диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 60 мас.%, содержание орто-ксилола в примерном диапазоне от приблизительно 0 до приблизительно 35 мас.%, содержание мета-ксилола в примерном диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 95 мас.% и содержание пара-ксилола в примерном диапазоне от приблизительно 0 до приблизительно 15 мас.%. Помимо вышеупомянутой смеси C8-ароматических соединений исходный материал может содержать неароматические углеводороды, такие как парафины и нафтены. Парафины и нафтены будут обычно составлять от приблизительно 0 до приблизительно 20 мас.% исходной смеси; как правило, парафины и нафтены будут содержать C8-С10-парафины и нафтены.
[00026] Каталитическая система, используемая в соответствии с настоящим изобретением, является многокомпонентной. Функция первого каталитического компонента заключается в том, чтобы осуществлять превращение этилбензола и C8-C10-парафинов и нафтенов в побочные продукты, которые легко отделяются от потока C8-ароматических соединений. Функция второго каталитического компонента заключается в том, чтобы осуществлять изомеризацию ксилольных компонентов в исходном материале до термического равновесия.
[00027] Настоящее изобретение может быть использовано, в частности, но не ограничиваясь этим, в парофазной изомеризации смеси ксилолов с двухслойным катализатором реакций трансалкилирования (в которых EB превращается, главным образом, посредством трансалкилирования в диэтилбензолы) для стабилизации активности катализатора изомеризации ксилола в отношении изомеризации ксилола. Соответствующие условия реакции для способа согласно настоящему изобретению представляют собой температуру, составляющую от приблизительно 480°F (248,8°C) до приблизительно 1000°F (537,8°C), предпочтительно от приблизительно 500°F (260°C) до приблизительно 850°F (454,4°C) и предпочтительнее от приблизительно 600°F (315,6°C) до приблизительно 800°F (426,7°C); манометрическое давление, составляющее от приблизительно 0 до приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (0-6900 кПа), предпочтительно от приблизительно 50 до приблизительно 600 фунтов на квадратный дюйм (345-4140 кПа), предпочтительнее от приблизительно 100 до приблизительно 400 фунтов на квадратный дюйм (690-2760 кПа) и наиболее предпочтительно от приблизительно 150 до приблизительно 300 фунтов на квадратный дюйм (1035-2070 кПа); молярное соотношение водорода и суммы углеводородов, составляющее от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 10:1, предпочтительно от приблизительно 1:1 до приблизительно 10:1, предпочтительнее от приблизительно 1:1 до приблизительно 6:1 и наиболее предпочтительно от приблизительно 1:1 до приблизительно 3:1. Объемная скорость в расчете на единицу массы катализатора в час (WHSV) может находиться в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 100, предпочтительно приблизительно 2 до приблизительно 50, предпочтительнее приблизительно 3 до приблизительно 20 и наиболее предпочтительно приблизительно 4 до приблизительно 14. Водород обычно вводят для гидрирования предшественников кокса и, следовательно, сокращения до минимума дезактивации катализатора.
[00028] Согласно настоящему изобретению компоненты для превращения EB и/или изомеризация ксилола могут дополнительно содержать катализирующий гидрирование металл. Такой катализирующий гидрирование металл может содержать, не ограничиваясь этим, один или несколько металлов из молибдена, платины, палладия, родия или рутения.
[00029] Даже если каталитический компонент для превращения EB и/или каталитический компонент для изомеризации ксилола дополнительно содержат катализирующий гидрирование металл, авторы предполагают, что гидрирующий слой, например, катализатор, содержащий молибден на оксиде алюминия, все же будет гидрировать олефины, не гидрированные над первым каталитическим слоем, и, таким образом, уменьшать дезактивацию изомеризующего ксилол компонента, увеличивая тем самым его срок службы. Как правило, реакцию изомеризация ксилола осуществляют в проточном реакторе с неподвижным слоем, содержащем каталитическую систему, описанную выше. Согласно предпочтительному варианту осуществления исходный материал проходит каскадом над каталитической системой, помещенной в реактор и имеющей по меньшей мере два последовательных слоя, т. е. слой катализатора превращения EB, а затем слой катализатора изомеризации ксилола. Способ превращения согласно настоящему изобретению может быть также осуществлен в отдельных последовательных реакторах, где исходный материал сначала вступал бы в контакт с катализатор превращения EB в реакторе, а затем получаемый в результате выходящий поток вступал бы в контакт с катализатором изомеризации ксилола во втором реакторе.
[00030] Первый и второй каталитические компоненты (т. е. катализаторы превращения EB и изомеризации ксилола, соответственно) содержат кислотное молекулярное сито, которое характеризуется индексом проницаемости в примерном диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 12. Молекулярные сита, имеющие такой индекс проницаемости, часто сгруппированы как представители класса молекулярных сит, которые называются конфигурационно-селективными. Хотя молекулярное сито типа MFI было использовано в компонентах для превращения EB и для изомеризации ксилола двухслойной каталитической системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения, как описано в примерах, в качестве катализаторов могут быть также использованы молекулярные сита других типов (например, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-35, ZSM-38 и другие аналогичные материалы).
[00031] Количество катализаторов и относительное количество катализаторов, используемых в каталитической системе и способе согласно настоящему изобретению, представляют собой количества, которые обеспечивают желательное превращение этилбензола и изомеризацию ксилола в используемых условиях реакции.
[00032] Когда молекулярное сито используют в качестве компонента катализатора изомеризации или превращения этилбензола, количество молекулярного сита может составлять от приблизительно 1% до приблизительно 100% по массе и предпочтительнее от приблизительно 10 до приблизительно 70% по массе, причем остальная масса предпочтительно представляет собой материал матрицы подложки, такой как оксид алюминия или диоксид кремния. Предпочтительно материал подложки представляет собой диоксид кремния. Соответствующее массовое соотношение катализатора превращения этилбензола и катализатора изомеризации составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 6:1. Соответствующее массовое соотношение катализатора превращения этилбензола и катализатора гидрирования составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 5:1.
[00033] Катализаторы превращения этилбензола, подходящие для использования согласно настоящему изобретению, включают в себя, но не ограничиваются этим, молекулярное сито типа AI-MFI, диспергированное на диоксиде кремния и крупнодисперсные молекулярные сита, в частности, молекулярное сито типа ZSM-5, имеющее размер частиц, составляющий по меньшей мере приблизительно 1 мкм, и диспергированное на диоксиде кремния, оксиде алюминия, двойном оксиде кремния и алюминия или другой подходящей подложке. Материал подложки предпочтительно представляет собой диоксид кремния. Подходящие катализаторы на основе молекулярного сита типа ZSM, например, молекулярные сита типа ZSM-5, раскрыты в патенте США № Re. 31,782, который во всей своей полноте включен в настоящий документ посредством ссылки.
[00034] Согласно одному варианту осуществления предложен способ изомеризации потока исходных веществ, содержащего ксилолы и этилбензол, причем указанный способ предусматривает:
введение в контакт потока исходных веществ с первым катализатором в двухслойной каталитической системе для получения первого выходящего потока; и
введение в контакт первого выходящего потока со вторым катализатором в двухслойной каталитической системе для получения второго выходящего потока,
где первый катализатор содержит алюмосиликатное молекулярное сито, содержащее вплоть до 0,8 мас.% алюминия,
где первый катализатор проявляет активность в превращении этилбензола,
где приблизительно 20% или более этилбензола в потоке исходных веществ превращается в углеводороды, не представляющие собой этилбензол, и
где соотношение степени превращения этилбензола и потери ксилола составляет по меньшей мере 45, когда превращается приблизительно 30% этилбензола.
[00035] Алюмосиликатное молекулярное сито содержит приблизительно 0,7+/-0,05 мас.% алюминия. Приблизительно 33% этилбензола в потоке исходных веществ превращается в углеводороды, не представляющие собой этилбензол. Алюмосиликатное молекулярное сито находится на подложке, причем подложка содержит диоксид кремния. Согласно одному варианту осуществления подложка содержит по меньшей мере 50% диоксида кремния. Согласно одному варианту осуществления алюмосиликатное молекулярное сито представляет собой алюмосиликатный цеолит типа ZSM-5. Согласно одному варианту осуществления второй катализатор проявляет активность в изомеризации ксилолов.
[00036] Согласно другому варианту осуществления, предложена каталитическая композиция, содержащая алюмосиликатное молекулярное сито, имеющее каркас типа MFI и содержащее вплоть до 0,8 мас.% алюминия, причем указанная каталитическая композиция проявляет активность в превращении этилбензола, и кристаллы каталитической композиции имеют средние значения длины в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 25 мкм, средние значения ширины в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10 мкм и средние значения толщины в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10 мкм.
[00037] Согласно одному варианту осуществления алюмосиликатное молекулярное сито содержит приблизительно от 0,5 до 0,8 мас.% Al, предпочтительнее 0,7+/-0,05 мас.% Al, и наиболее предпочтительно 0,7 мас.% Al. Согласно одному варианту осуществления кристаллы каталитической композиции имеют средние значения длины, составляющие приблизительно от 5 мкм до 25 мкм, и имеют средние значения ширины и толщины, составляющие приблизительно от 1 мкм и 10 мкм. Согласно одному варианту осуществления алюмосиликатное молекулярное сито находится на подложке, причем указанная подложка содержит диоксид кремния. Согласно одному варианту осуществления алюмосиликатное молекулярное сито представляет собой алюмосиликатный цеолит типа ZSM-5.
[00038] Далее настоящее изобретение будет проиллюстрировано следующими примерами.
Примеры
Пример 1
Пять маломасштабных синтезов цеолита типа ZSM-5 осуществляли с использованием покрытых тефлоном автоклавных реакторов объемом 125 см3. При комнатной температуре смешивали следующие реагенты: от 36 до 38 г деионизированной воды, от 0,2 до 0,4 г алюмината натрия (Alfa Aesar, 28,4 мас.% Al), этилендиамин (6,25 г), бромид тетрапропиламмония (2,88 г) и коллоидный золь диоксида кремния Nalco 2327 (27 г). Количество алюмината натрия варьировали (0,20 г, 0,30 г, 0,35 г или 0,40 г), чтобы получать различные уровни алюминия в цеолитном продукте типа ZSM-5 (0,5 мас.%, 0,75 мас.%, 0,88 мас.% или 1,0 мас.%, соответственно). Небольшое количество водного раствора серной кислоты добавляли в каждую смесь для установления pH на уровне от 11,2 до 11,4. Смеси затем загружали в автоклав и нагревали при перемешивании посредством вращения вокруг поперечной оси внутри печи в течение 72 часов при 170°C. После охлаждения твердые продукты собирали путем фильтрации, промывали деионизированной водой, высушивали и прокаливали на воздухе в течение 4 часов при 538°C. Прокаленные продукты типа ZSM-5 исследовали методом спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ICP) для определения элементарного состава и рентгеновской дифракции (XRD) для измерения степени кристалличности цеолита ZSM-5 в процентах по сравнению с эталонным цеолитом ZSM-5. Получение и аналитические данные представлены в таблице I.
[00039] Десять цеолитов типа ZSM-5 с различным содержанием алюминия получали в большем масштабе с использованием однолитровых автоклавов из нержавеющей стали, оборудованных внутренними мешалками. Процедура была такой же, как описано выше, с использованием реагентов в таких же относительных количествах, но при увеличении масштаба приблизительно в 10 раз. Десять полученных цеолитов были идентичными, за исключением используемого количества алюмината натрия, которое варьировали, чтобы получать продукты типа ZSM-5 с различным содержанием алюминия. Смеси загружали в однолитровый автоклав и нагревали при перемешивании в течение 72 часов при 170°C. После охлаждения твердые продукты собирали путем фильтрации, промывали деионизированной водой, высушивали и прокаливали на воздухе в течение 4 часов при 510°C. Нанесенные на подложки из диоксида кремния катализаторы, содержащие молибден (Mo), получали из каждого прокаленного цеолита ZSM-5, используя порошок высокодисперсного диоксида кремния Cabot CAB-O-SIL® HS-5 в массовом соотношении ZSM-5/диоксид кремния, составляющем 60:40. Порошок ZSM-5 (30 г) смешивали в сухом состоянии с порошком высокодисперсного диоксида кремния (20 г). Добавляли дионизированную воду (от 65 до 85 г), и смесь перемешивали с образованием водной суспензии, после чего добавляли при перемешивании тетрагидрат гептамолибдата аммония (2,15 г в 9 г деионизированной воды). Указанную суспензию высушивали при 165°C и прокаливали при 510°C в течение 4 часов. Прокаленные катализаторы измельчали и просеивали, получая частицы с размерами от 18 до 40 меш (1-0,42 мм) для каталитических исследований. Данные исследований полученных в увеличенном масштабе цеолитов типа ZSM-5 и катализаторов представлены в таблице II. Цеолиты типа ZSM-5 обозначены номерами от 1 до 10, и полученные из них катализаторы Mo-ZSM-5/диоксид кремния обозначены буквой "C" после номера соответствующего цеолита ZSM-5.
[00040] Исследования катализаторов типа Mo-ZSM-5/диоксид кремния в экспериментальной установке, содержащей реактор с неподвижным слоем, осуществляли при начальных условиях температуры 700°F (371°C), манометрического давления 220 фунтов на квадратный дюйм (1518 кПа), молярного соотношения водорода и углеводородов 1,7 и скорости подачи (WHSV) исходной смеси углеводородов 15,9 ч-1. Исходная смесь углеводородов (HC) содержала 9 мас.% этилбензола (EB), 10 мас.% п-ксилола (pX), 53 мас.% м-ксилола (mX), 25 мас.% о-ксилола (oX), 1 мас.% толуола и 0,5 мас.% бензола. Катализаторы исследовали в вышеупомянутых условиях в течение суток. Если степени превращения EB не составляли приблизительно 30%, скорости подачи HC и H2 регулировали, чтобы получить степень превращения EB, составляющую приблизительно 30% (от 27 до 33%), и исследования продолжали в течение 1-2 следующих суток. Результаты указанных исследований представлены в таблице III.
Таблица I. Маломасштабное получение цеолитов типа ZSM-5 и аналитические данные
ZSM-5 | Алюминат натрия, используемый в получении (г) | Целевое содержание Al в продукте ZSM-5 (мас.%) | Фактическое содержание Al в продукте ZSM-5 согласно ICP (мас.%) | Содержание Na в продукте ZSM-5 согласно ICP (частей на миллион) | Степень кристалличности согласно XRD* (%) |
A | 0,20 | 0,5 | 0,54 | 162 | 94 |
В | 0,20 | 0,5 | 0,50 | 145 | 97 |
D | 0,30 | 0,75 | 0,74 | 682 | 26 |
E | 0,35 | 0,88 | 0,91 | 834 | 27 |
F | 0,40 | 1,0 | 1,01 | 251 | 95 |
*Степень кристалличности по XRD по отношению к эталонному цеолиту ZSM-5
Таблица II. Крупномасштабное получение цеолитов ZSM-5 и катализаторов и аналитические данные
Катализатор ZSM-5 или Mo-ZSM-5/диоксид кремния | Al, мас.% | Na, частей на миллион | Степень кристалличности согласно XRD* | Mo, мас.% |
1 | 0,61 | 485 | 102% | - |
1С | 382 | 58% | 2,8 | |
2 | 0,72 | 467 | 102% | - |
363 | 58% | 2,7 | ||
3 | 0,69 | 433 | 100% | |
388 | 58% | 3,0 | ||
4 | 0,69 | 399 | 97% | |
4C | 363 | 56% | 3,0 | |
5 | 0,69 | 301 | 101% | |
285 | 59% | 2,3 | ||
6 | 0,77 | 215 | 95% | |
203 | 57% | 2,5 | ||
7 | 0,82 | 244 | 84% | - |
246 | 48% | 3,2 | ||
8 | 0,88 | 293 | 97% | - |
268 | 53% | 3,0 | ||
9 | 0,85 | 230 | 97% | - |
193 | 57% | 2,3 | ||
10 | 1,03 | 493 | 103% | - |
405 | 59% | 2,8 |
*Степень кристалличности по XRD по отношению к эталонному цеолиту ZSM-5
Таблица III. Результаты исследования катализаторов типа Mo-ZSM-5/диоксид кремния в экспериментальной установке
Условия: реактор с неподвижным слоем, эксперименты в течение 2-4 суток, температура 700°F (371°C), манометрическое давление 220 фунтов на квадратный дюйм (1518 кПа), молярное соотношение H2/HC 1,7.
Катализатор | Al в цеолите ZSM-5 (мас.%) | Продолжительность эксперимента в потоке, суток | WHSV HC (1/ч) | Степень превращения EB (EBC) (%) | Потеря ксилола (%) | Соотношение EBC и потери ксилола |
1С | 0,61 | 0,7 | 15,9 | 29,9 | 0,47 | 64 |
1,7 | 15,9 | 29,9 | 0,47 | 64 | ||
0,72 | 0,7 | 15,9 | 30,4 | 0,44 | 68 | |
2,4 | 18,0 | 27,2 | 0,37 | 73 | ||
3,4 | 18,0 | 27,6 | 0,37 | 75 | ||
2C (второе исследование) | 0,72 | 0,6 | 15,9 | 30,6 | 0,48 | 64 |
1,6 | 18,5 | 28,2 | 0,41 | 68 | ||
2,6 | 18,5 | 28,4 | 0,41 | 70 | ||
3,6 | 18,5 | 28,4 | 0,42 | 68 | ||
0,69 | 0,7 | 20 | 30,4 | 0,43 | 71 | |
1,7 | 19 | 30,3 | 0,38 | 80 | ||
2,7 | 20,6 | 28,3 | 0,30 | 95 | ||
0,69 | 0,7 | 15,9 | 32,7 | 0,59 | 55 | |
1,7 | 18,9 | 28,2 | 0,44 | 65 | ||
2,7 | 19,0 | 28,6 | 0,43 | 66 | ||
0,69 | 1,7 | 18 | 27,6 | 0,34 | 82 | |
2,7 | 18 | 28,7 | 0,35 | 82 | ||
3,7 | 18,3 | 28,5 | 0,36 | 79 | ||
6С | 0,77 | 0,7 | 15,9 | 31,9 | 0,58 | 55 |
1,7 | 19 | 29,4 | 0,51 | 57 | ||
2,7 | 20,5 | 28,3 | 0,47 | 61 | ||
0,82 | 1,8 | 22,5 | 27,7 | 0,97 | 29 | |
0,88 | 1,7 | 22,5 | 28,4 | 0,73 | 39 | |
0,85 | 1,7 | 25,0 | 27,3 | 0,82 | 33 | |
1,03 | 1,7 | 26,8 | 30,3 | 0,75 | 40 | |
2,0 | 26,8 | 30,0 | 0,72 | 42 |
Claims (19)
1. Способ изомеризации потока исходных веществ, содержащего ксилолы и этилбензол, причем указанный способ предусматривает:
введение в контакт потока исходных веществ с первым катализатором в двухслойной каталитической системе для получения первого выходящего потока; и
введение в контакт первого выходящего потока со вторым катализатором в двухслойной каталитической системе для получения второго выходящего потока,
где первый катализатор содержит алюмосиликатное молекулярное сито, имеющее индекс проницаемости в диапазоне от 1 до 12 и содержащее от 0,5 до 0,8 мас.% алюминия,
где алюмосиликатное молекулярное сито представляет собой алюмосиликатный цеолит типа ZSM-5;
где первый катализатор содержит гидрирующий металл;
где первый катализатор проявляет активность в превращении этилбензола и второй катализатор проявляет активность в изомеризации ксилолов,
где 20% или более этилбензола в потоке исходных веществ превращается в углеводороды, не представляющие собой этилбензол, и
где соотношение степени превращения этилбензола и потери ксилола составляет по меньшей мере 45, когда превращается 30% этилбензола.
2. Способ по п. 1, в котором алюмосиликатное молекулярное сито содержит приблизительно 0,7+/-0,05 мас.% алюминия.
3. Способ по п. 1, в котором 33% этилбензола в потоке исходных веществ превращается в углеводороды, отличные от этилбензола.
4. Способ по п. 1, в котором алюмосиликатное молекулярное сито находится на подложке.
5. Способ по п. 4, в котором подложка содержит диоксид кремния.
6. Способ по п. 4, в котором подложка содержит по меньшей мере 50% диоксида кремния.
7. Способ по п. 1, в котором поток исходных веществ контактирует с первым катализатором при температуре от 500 до 850 °F.
8. Способ по п. 1, в котором поток исходных веществ контактирует с первым катализатором при температуре от 600 до 800 °F.
9. Способ по п. 1, в котором кристаллы первого катализатора имеют средние значения длины в диапазоне от 5 до 25 мкм, средние значения ширины в диапазоне от 1 до 10 мкм и средние значения толщины в диапазоне от 1 до 10 мкм.
10. Способ по п. 1, в котором кристаллы катализатора имеют средние значения длины, составляющие от 5 до 25 мкм.
11. Способ по п. 1, где кристаллы катализатора имеют средние значения ширины и толщины, составляющие приблизительно от 1 до 10 мкм.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562247371P | 2015-10-28 | 2015-10-28 | |
US62/247,371 | 2015-10-28 | ||
PCT/US2016/059115 WO2017075214A1 (en) | 2015-10-28 | 2016-10-27 | Improved catalyst for ethylbenzene conversion in a xylene isomerrization process |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018117566A RU2018117566A (ru) | 2019-11-28 |
RU2018117566A3 RU2018117566A3 (ru) | 2020-01-29 |
RU2727190C2 true RU2727190C2 (ru) | 2020-07-21 |
Family
ID=57286846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117566A RU2727190C2 (ru) | 2015-10-28 | 2016-10-27 | Улучшенный катализатор превращения этилбензола в способе изомеризации ксилола |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10799852B2 (ru) |
EP (1) | EP3368501B1 (ru) |
KR (1) | KR20180069909A (ru) |
CN (1) | CN108349836B (ru) |
MX (1) | MX2018005106A (ru) |
PL (1) | PL3368501T3 (ru) |
PT (1) | PT3368501T (ru) |
RU (1) | RU2727190C2 (ru) |
SG (1) | SG11201802653RA (ru) |
WO (1) | WO2017075214A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113351241B (zh) * | 2015-08-18 | 2023-12-19 | 英力士美国化学公司 | 用于二甲苯异构化的脱硅zsm-5催化剂 |
CN112473726B (zh) * | 2019-09-11 | 2022-01-28 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 复合zsm-5分子筛及其制备方法、催化剂和它们的应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5516956A (en) * | 1994-11-18 | 1996-05-14 | Mobil Oil Corporation | Dual bed xylene isomerization |
RU2357946C2 (ru) * | 2005-09-14 | 2009-06-10 | Юоп Ллк | Способ изомеризации неравновесных потоков сырья, содержащих ксилолы |
WO2014150863A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Bp Corporation North America Inc. | Boroaluminosilicate molecular sieves and methods for using same for xylene isomerization |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4163028A (en) * | 1977-07-22 | 1979-07-31 | Mobil Oil Corporation | Xylene isomerization |
USRE31782E (en) | 1978-06-09 | 1984-12-25 | Mobil Oil Corporation | Xylene isomerization |
US4908342A (en) | 1985-09-04 | 1990-03-13 | Mobil Oil Corporation | ZSM-5 zeolites having uniformly large crystals |
US5028573A (en) | 1990-01-29 | 1991-07-02 | Mobil Oil Corp. | Dual function catalyst and isomerization therewith |
US6518472B1 (en) | 1996-08-05 | 2003-02-11 | Bp Corporation North America Inc. | Stabilized dual bed xylene isomerization catalyst system |
US7271118B2 (en) * | 2004-07-29 | 2007-09-18 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Xylenes isomerization catalyst system and use thereof |
US8058496B2 (en) * | 2010-03-31 | 2011-11-15 | Uop Llc | Process for xylene and ethylbenzene isomerization using UZM-35 |
CA2796341C (en) * | 2010-04-21 | 2014-12-30 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Xylene isomerization process and catalyst therefor |
US8889940B2 (en) * | 2011-11-01 | 2014-11-18 | Uop Llc | Catalyst and process for hydrocarbon conversion |
CN103288578A (zh) * | 2012-03-01 | 2013-09-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种碳八芳烃异构化反应方法 |
CN104353487B (zh) * | 2014-11-20 | 2017-08-29 | 西北化工研究院 | 一种c8芳烃异构化催化剂及其应用 |
-
2016
- 2016-10-27 RU RU2018117566A patent/RU2727190C2/ru active
- 2016-10-27 WO PCT/US2016/059115 patent/WO2017075214A1/en active Application Filing
- 2016-10-27 EP EP16794839.7A patent/EP3368501B1/en active Active
- 2016-10-27 PT PT167948397T patent/PT3368501T/pt unknown
- 2016-10-27 SG SG11201802653RA patent/SG11201802653RA/en unknown
- 2016-10-27 CN CN201680061426.5A patent/CN108349836B/zh active Active
- 2016-10-27 KR KR1020187014991A patent/KR20180069909A/ko unknown
- 2016-10-27 PL PL16794839T patent/PL3368501T3/pl unknown
- 2016-10-27 US US15/771,529 patent/US10799852B2/en active Active
- 2016-10-27 MX MX2018005106A patent/MX2018005106A/es unknown
-
2020
- 2020-09-09 US US17/016,271 patent/US20210001312A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5516956A (en) * | 1994-11-18 | 1996-05-14 | Mobil Oil Corporation | Dual bed xylene isomerization |
RU2357946C2 (ru) * | 2005-09-14 | 2009-06-10 | Юоп Ллк | Способ изомеризации неравновесных потоков сырья, содержащих ксилолы |
WO2014150863A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Bp Corporation North America Inc. | Boroaluminosilicate molecular sieves and methods for using same for xylene isomerization |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018117566A3 (ru) | 2020-01-29 |
WO2017075214A1 (en) | 2017-05-04 |
US20210001312A1 (en) | 2021-01-07 |
CN108349836A (zh) | 2018-07-31 |
EP3368501A1 (en) | 2018-09-05 |
SG11201802653RA (en) | 2018-05-30 |
MX2018005106A (es) | 2018-06-06 |
EP3368501B1 (en) | 2021-04-28 |
PL3368501T3 (pl) | 2021-11-02 |
RU2018117566A (ru) | 2019-11-28 |
US20180345257A1 (en) | 2018-12-06 |
CN108349836B (zh) | 2021-04-20 |
KR20180069909A (ko) | 2018-06-25 |
WO2017075214A8 (en) | 2018-05-17 |
PT3368501T (pt) | 2021-06-01 |
US10799852B2 (en) | 2020-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0234684B1 (en) | Xylene isomerization process | |
RU2741425C2 (ru) | Каталитическая композиция, содержащая цеолит типа con и цеолит типа zsm-5, получение и способ применения указанной композиции | |
EP0923512B1 (en) | A stabilized dual bed xylene isomerization catalyst system | |
JP2019529511A (ja) | 重質芳香族炭化水素のトランスアルキル化 | |
JP6928648B2 (ja) | 重質芳香族炭化水素の脱アルキル化およびトランスアルキル化 | |
JP2019531298A (ja) | 重質芳香族炭化水素の不均化およびトランスアルキル化 | |
EP0909266B1 (en) | Low pressure hydrodealkylation of ethylbenzene and xylene isomerization | |
JPS6024769B2 (ja) | キシレンの気相異性化法 | |
US20160031771A1 (en) | MFI Aluminosilicate Molecular Sieves and Methods for Using Same for Xylene Isomerization | |
RU2727190C2 (ru) | Улучшенный катализатор превращения этилбензола в способе изомеризации ксилола | |
AU747683B2 (en) | Meta-xylene production process | |
US20100092351A1 (en) | Molecular Sieve and Catalyst Incorporating the Sieve | |
US10927057B1 (en) | Two bed liquid phase isomerization process | |
WO2011061204A1 (en) | Catalyst and isomerisation process | |
TW202413314A (zh) | 藉由液相異構化製造對-二甲苯及其分離 | |
JP2022127708A (ja) | ベンゼンの製造方法 |