一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法与流程

本发明涉及重芳烃加氢脱烷基催化剂应用，特别涉及一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法。

背景技术：

1、重质芳烃是碳原子数≥9的芳烃化合物(c9)的总称，在石油和煤加工过程中副产的芳烃，主要为c9和c10芳烃，称为重质芳烃。重质芳烃主要来源于炼油厂催化重整装置，乙烯装置副产裂解汽油和乙烯焦油以及煤高温炼焦副产煤焦油等。

2、目前，对于重质芳烃的综合利用方法主要有两种，一种是对重质芳烃进行直接物理分离利用，一般是通过精馏方式从重质芳烃中分离提取出利用价值较高的三甲苯、均四甲苯、萘、甲基萘及高沸点芳烃芳溶剂等产品，但由于重质芳烃中同分异构体较多、沸点接近，普通精馏分离难度较大。另一种则是重质芳烃加氢脱烷基技术，目标是降低重质芳烃的碳原子数，将其转化为苯、甲苯、二甲苯(btx)等基本化工原料，与物理分离利用相比，加氢脱烷基技术的优点在于可以将价值较低的重质芳烃转化成高附加值的精细化工产品。

3、催化加氢脱烷基法有着较高的轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯)的反应活性和选择性，这种方法的关键在于高效催化剂和催化工艺的开发。目前的催化剂主要是以分子筛为载体，负载贵金属为活性组分，而以廉价金属或金属氧化物为活性组分的催化剂的催化活性较低，因此使得目前催化剂的催化成本较高。非贵金属催化剂存在的主要问题是容易因积碳、烧结、氧化而失活。其中，积碳是造成催化剂失活的最主要原因。因此，开发出一种廉价且抗积碳烧结的催化剂尤为重要。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，解决上述问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，该方法包括：在重芳烃轻质化反应条件下，将重芳烃、甲苯、氢气与催化剂接触；所述催化剂活性组分为镍钴合金，催化剂的载体为zro2改性usy分子筛。

4、优选的，所述催化剂活性组分镍钴合金中镍的质量为载体质量的5～10％，钴的质量为载体质量的5～10％。

5、优选的，所述zro2改性usy分子筛中zro2占usy分子筛的质量的20％～40％。

6、优选的，所述zro2改性usy分子筛中zro2占usy分子筛的质量的30％。

7、优选的，所述zro2改性usy分子筛的比表面积为359-386m2/g。

8、优选的，所述zro2改性usy分子筛的孔容为0.35-0.46cm3/g。

9、优选的，所述zro2改性usy分子筛的制备方法为：将硝酸锆溶解在去离子水中，将usy分子筛浸泡于硝酸锆水溶液中，浸渍时间为6-8h，将浸渍后的样品进行干燥，将干燥后的样品在600-800℃煅烧5-6h，得到zro2改性usy分子筛。

10、优选的，所述催化剂的制备方法为：取zro2改性usy分子筛，在85-95℃下用nh4cl溶液对载体进行离子交换，过滤，洗涤，110-120℃干燥6-8h，然后用硝酸镍、硝酸钴溶液浸渍4-6h，过滤，120-130℃条件下干燥6-8h小时，700-800℃条件下空气焙烧4-6小时即得催化剂，550-650℃条件下氢气还原3-5h，得zro2改性usy分子筛负载的镍钴合金催化剂。

11、优选的，所述重质芳烃轻质化反应条件为：反应温度为280～320℃，反应压力为2.5～3mpa，进料空速为2.5-3.5h-1，甲苯与c10+重质芳烃质量比为3:2，氢气与重质芳烃体积比为1000。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

13、(1)本发明提供的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，所使用的催化剂活性组分为镍钴合金，催化剂的载体为zro2改性usy分子筛，在重质芳烃轻质化中表现出良好的转化率、混二甲苯选择性以及抗积碳性能，ni和co的合金形成可以改善催化剂的抗结焦性能，并提高转化率和混二甲苯选择性。

14、(2)zro2兼具氧化性和还原性，zro2的表面氧原子能够与活性金属表面的碳物种进行反应，有效抑制积碳形成。

15、(3)本发明zro2改性的usy分子筛具较大的比表面积和介孔孔容，zro2改性的usy分子筛作为载体，改善了镍钴合金的分散性和稳定性，改善了催化剂的抗烧结性能，使催化剂表现出良好的催化活性、稳定性和抗积碳性能。

技术特征：

1.一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，在重芳烃轻质化反应条件下，将重芳烃、甲苯、氢气与催化剂接触；所述催化剂活性组分为镍钴合金，催化剂的载体为zro2改性usy分子筛。

2.根据权利要求1所述的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，所述催化剂活性组分镍钴合金中镍的质量为载体质量的5～10％，钴的质量为载体质量的5～10％。

3.根据权利要求1所述的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，所述zro2改性usy分子筛中zro2占usy分子筛的质量的20％～40％。

4.根据权利要求3所述的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，所述zro2改性usy分子筛中zro2占usy分子筛的质量的30％。

5.根据权利要求1所述的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，所述zro2改性usy分子筛的比表面积为359-386m2/g。

6.根据权利要求1所述的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，所述zro2改性usy分子筛的孔容为0.35-0.46cm3/g。

7.根据权利要求1所述的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，所述zro2改性usy分子筛的制备方法为：将硝酸锆溶解在去离子水中，将usy分子筛浸泡于硝酸锆水溶液中，浸渍时间为6-8h，将浸渍后的样品进行干燥，将干燥后的样品在600-800℃煅烧5-6h，得到zro2改性usy分子筛。

8.根据权利要求1所述的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法为：取zro2改性usy分子筛，在85-95℃下用nh4cl溶液对载体进行离子交换，过滤，洗涤，110-120℃干燥6-8h，然后用硝酸镍、硝酸钴溶液浸渍4-6h，过滤，120-130℃条件下干燥6-8h小时，700-800℃条件下空气焙烧4-6小时即得催化剂，550-650℃条件下氢气还原3-5h，得zro2改性usy分子筛负载的镍钴合金催化剂。

9.根据权利要求1所述的一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，其特征在于，所述重质芳烃轻质化反应条件具体为：反应温度为280～320℃，反应压力为2.5～3mpa，进料空速为2.5-3.5h-1，甲苯与c10+重质芳烃质量比为3:2，氢气与重质芳烃体积比为1000。

技术总结本发明公开了一种将重质芳烃转化为轻质芳烃的方法，在重芳烃轻质化反应条件下，将重芳烃以及甲苯与催化剂接触，所使用的催化剂活性组分为镍钴合金，催化剂的载体为ZrO2改性USY分子筛。本发明使用的催化剂在重质芳烃轻质化中表现出良好的转化率、混二甲苯选择性以及抗积碳性能。Ni和Co的合金形成可以改善催化剂的抗结焦性能，并提高转化率和混二甲苯选择性，ZrO2改性的USY分子筛具较大的比表面积和介孔孔容，ZrO2改性的USY分子筛作为载体，改善了镍钴合金的分散性和稳定性，改善了催化剂的抗烧结性能，使催化剂表现出良好的催化活性、稳定性和抗积碳性能。技术研发人员：陈诗山,李俭丁,胡世密,郭银亮,胡君受保护的技术使用者：东方傲立石化有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16