高硅鋁比小晶粒NaY的放大合成及母液回用技術(shù)研究.pdf

1、催化裂化(FCC)過程是原油二次加工技術(shù)的核心工藝。近年來隨著原油的重質(zhì)化、劣質(zhì)化日益嚴(yán)重，迫切需要開發(fā)具有較高活性和穩(wěn)定性的新型FCC催化劑，以提高其裂化重油大分子的能力。這就要求FCC催化劑的活性組分——Y分子篩不僅具有小晶粒的特征，還要有較高的骨架硅鋁比。我們課題組在前期工作中通過對NaY分子篩合成規(guī)律的深入研究，已經(jīng)實現(xiàn)了采用廉價的工業(yè)原料，在無模板劑和添加劑的條件下，低成本直接法制備高硅鋁比小晶粒Y分子篩(HSY)的方法。在相

2、同的反應(yīng)條件下，HSY的催化裂化活性高于工業(yè)USY，同時表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，有很好的開發(fā)和應(yīng)用價值。本文的主要目標(biāo)是完成HSY的放大合成（2 L和10L規(guī)模），探索母液回用的方法和條件，為實現(xiàn)HSY的工業(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，研究適合于HSY的水熱處理方法，為新一代FCC催化劑的開發(fā)提供依據(jù)。本文的主要研究結(jié)果有:
　　(1)在小試條件下對不同來源的原料進(jìn)行了篩選，結(jié)果表明，以水玻璃B、C和D為原料均可合成HSY。在此基礎(chǔ)上，

3、進(jìn)行了2L和10L規(guī)模的放大合成，結(jié)果表明，2L規(guī)模的合成過程與小試相當(dāng)，沒有明顯的放大效應(yīng);而10L規(guī)模的合成過程中出現(xiàn)了一定程度的放大效應(yīng)，合成工藝的邊界范圍縮小。不同合成規(guī)模的HSY-3樣品的硅鋁比穩(wěn)定在5.5左右，HSY-4樣品在6.3左右，結(jié)晶度均大于90％，粒徑尺寸約為300 nm。
　　(2)采用中和沉淀法回收HSY-4晶化母液中的硅源，研究了pH值、硫酸鋁的濃度和成膠溫度的影響，結(jié)果表明，在pH值為6，硫酸鋁濃度高

4、于5.8％，成膠溫度為60℃的條件下，晶化母液（含二次水洗液）中硅源的回收率約為100％。將回收硅鋁膠替代部分新鮮原料重新返回到HSY-4合成體系中，合成產(chǎn)物骨架硅鋁比達(dá)6.4，相對結(jié)晶度高于100％，粒徑～300 nm，基本實現(xiàn)了硅源的全循環(huán)。
　　(3)以HSY-4為研究對象，研究了其水熱處理規(guī)律，考察了銨交換次數(shù)(Na2O含量)，水熱處理溫度和處理時間的影響。結(jié)果表明，Na2O具有抑制骨架脫鋁的作用;脫鋁反應(yīng)主要發(fā)生于水熱處

5、理的初始2h內(nèi);延長水熱處理時間、提高水熱處理溫度，均有利于提高樣品的骨架硅鋁比。在較苛刻的水熱處理條件下，HSY-4骨架硅鋁比為17.2時，結(jié)晶保留度仍達(dá)93％，說明HSY-4具有很高的骨架穩(wěn)定性。
　　(4)在800℃，100％水蒸氣條件下對經(jīng)水熱處理后的樣品HSY-4-A進(jìn)行17h失活處理，并以三異丙苯為模型化合物評價其催化裂化性能，結(jié)果表明，HSY-4-A樣品的平均裂化率比工業(yè)USY高20％，有較強(qiáng)的催化裂化大分子反應(yīng)物的