制备加氢裂化催化剂载体的方法_2

文档序号:8504910阅读:来源:国知局
分子筛与酸和含NH4+的盐组成的混合溶液接触,交换 分子筛中的Na+和脱除分子筛中的部分非骨架铝,其中的酸可以是盐酸、碳酸、硝酸、硫酸中 的一种或多种,含NH4+的盐是含以上酸根的铵盐中的一种或多种;混合溶液中H+的浓度为 0. 05~0. 6mol/L,NH4+的浓度为0. 5~3. Omol/L,交换温度为70~120°C,交换浆液中分 子筛的浓度为〇. 1~〇. 5g/mL,交换时间为0. 5~3. 0小时,交换步骤可重复进行1~4次。 然后除去母液,用水洗涤,干燥。
[0020] 本发明的改性Y分子筛制备方法中其它操作步骤,如铵盐交换可以采用本领域常 规的操作方法和条件。步骤(3)采用铵盐交换的方法,具体如下:以NaY分子筛为原料,用 可溶性铵盐的水溶液在70~120°C,最好是80~KKTC下交换0. 5~3. 0小时,Y分子筛 在交换浆液中的浓度为〇. 05~0. 50g/mL,重复交换1~5次,滤去母液,洗涤,干燥。铵盐 如氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、醋酸铵、草酸铵、柠檬酸铵等中的一种或多种,铵盐溶液 的浓度为〇· 5~5. Omol/L。
[0021] 步骤(2)中,将小晶粒NaY分子筛与碱的水溶液打浆混合均匀,并维持60~120°C 的温度条件下搅拌处理1~4h,过滤、水洗。其中所用的碱为Na0H、K0H或NaOH和KOH的混 合物。碱的水溶液的浓度一般为〇. 1~3mol/L,浆液中分子筛的浓度为0. 05~1.0 g/mL。
[0022] 步骤(4)中,在水介质中加入小晶粒NH4NaY (固液重量比1 :4~1 :8),搅拌并升温 到90~120°C,然后滴加入六氟硅酸铵水溶液,在滴加完毕后恒温搅拌1~2小时,分离分 子筛和副产物,并过滤、干燥。六氟硅酸铵水溶液的浓度10 wt°/T40wt%,六氟硅酸铵加入量 为小晶粒NH4NaY分子筛的10 wt%~50wt%。
[0023] 步骤(5)中,所述的水热处理的条件如下:处理温度控制在500~750°C,优选控制 在600~700°C,压力为0· 01~0· 50MPa,优选为0· 05~0· 30MPa,处理时间为L 0~4. 0 小时。
[0024] 步骤(6)中,将水热处理后的分子筛与酸和含NH4+的盐组成的混合溶液接触,交换 分子筛中的Na+和脱除分子筛中的部分非骨架铝,其中的酸可以是盐酸、碳酸、硝酸、硫酸中 的一种或多种,含NH4+的盐是含以上酸根的铵盐中的一种或多种;混合溶液中H+的浓度为 0. 05~0. 6mol/L,NH4+的浓度为0. 5~3. 0mol/L,交换温度为70~120°C,交换浆液中分 子筛的浓度为〇. 1~〇. 5g/mL,交换时间为0. 5~3. 0小时,交换步骤可重复进行1~4次。 然后除去母液,用水洗涤,干燥。
[0025] 本发明的改性Y分子筛制备方法中其它操作步骤,如铵盐交换可以采用本领域常 规的操作方法和条件。步骤(3)采用铵盐交换的方法,具体如下:以NaY分子筛为原料,用 可溶性铵盐的水溶液在70~120°C,最好是80~KKTC下交换0. 5~3. 0小时,Y分子筛 在交换浆液中的浓度为〇. 05~0. 50g/mL,重复交换1~5次,滤去母液,洗涤,干燥。铵盐 如氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、醋酸铵、草酸铵、柠檬酸铵等中的一种或多种,铵盐溶液 的浓度为〇· 5~5. 0mol/L。
[0026] 本发明所用粘合剂是由小孔氧化铝和无机酸和/或有机酸制成。所用的小孔氧化 铝孔容为0. 3~0. 5mL/g,比表面积为200~400m2/g。
[0027] 本发明催化剂载体中,与小晶粒Y分子筛和粘合剂混合所用的无定形硅铝可由共 沉淀法或接枝共聚法制备,按文献中常规方法制备即可。制得的无定形硅铝中SiO2的重 量含量为20 %~60 %,优选为25 %~40 %,无定形硅铝的孔容为0. 6~I. lmL/g,优选为 0· 8~1.0 mL/g,比表面积为300~500m2/g,优选为350~500 m2/g。
[0028] 本发明催化剂可根据实际需要进行成型,形状可为圆柱条、三叶草等。在催化剂成 型过程中,还可以加入成型助剂,如胶溶酸、助挤剂等。本发明催化剂载体采用常规的方法 进行干燥和焙烧,具体如下:在80°C~150°C的温度下干燥3~10小时和在500°C~600°C 焙烧3~6小时。
[0029] 本发明加氢裂化催化剂载体,包括小晶粒Y分子筛、氧化铝和无定形硅铝,其中所 述的小晶粒Y分子筛,其性质如下=SiO2 / Al2O3摩尔比为30~120,晶粒平均直径为200~ 700nm,优选300~500nm,相对结晶度在100%以上,优选为100%~120%,晶胞常数2. 425~ 2. 450nm,比表面积为850~1000 mVg,孔容为0· 40~0· 60mL/g,L 7~IOnm的二次孔所占 的孔容为总孔容的50%以上,优选为50%~80%,似20含量彡0.15?七%。
[0030] 本发明加氢裂化催化剂载体性质如下:比表面积是450~650 m2/g,孔容是0. 5~ 0. 80 mL/g,孔径4~IOnm的孔容占总孔容的55 %~90 %,优选为65 %~80 %。
[0031] 所述的加氢裂化催化剂载体,以载体的重量为基准,其组成包括:小晶粒Y分子筛 的含量为5wt%~40wt%,无定形硅铝的含量为20wt %~65wt %,氧化铝的含量为IOwt %~ 40wt %。
[0032] 本发明催化剂载体用于制备加氢裂化催化剂时,可采用现有技术中常规的负载方 法,优选浸渍法,可以是饱和浸、过量浸或络合浸,即用含有所需活性组分的溶液浸渍催化 剂载体,浸渍后的载体经过干燥、焙烧后,制得最终加氢裂化催化剂。
[0033] 由于本发明载体采用的小晶粒Y分子筛,其NaY型分子筛原料的硅铝比较高,结 晶度高,稳定性好,所以在后续的改性处理过程,不破坏分子筛的晶体结构,而不影响最终 分子筛的稳定性。本发明分子筛在铵交换前进行了碱处理,与之后的化学脱铝和水热处理 相配合,即达到了理想的脱铝深度,又较好地保持了分子筛结构,同时产生了被大量的二次 孔,不仅促进了加氢活性的发挥,而且有利于反应产物的扩散,容炭能力也大为增强,降低 了过度裂解和二次裂解的发生几率,从而可使催化剂具有很好的活性、中油选择性和优异 的产品性质。
[0034] 另外本发明载体中采用小晶粒分子筛为裂化组分,具有更大的外表面积和更多外 表面活性中心,有利于提高大分子烃裂化能力,可使由这种分子筛为活性组分的加氢裂化 催化剂的活性增加,同时能够更好地促进催化剂加氢性能的发挥。
【具体实施方式】
[0035] 为了更好地说明本发明,下面结合实施例和对比例来进一步说明本发明。但本发 明的范围不只限于这些实施例的范围。本发明分析方法:比表面积、孔容采用低温液氮物理 吸附法,相对结晶度和晶胞参数采用X光衍射法,硅铝摩尔比采用化学法,分子筛的晶粒大 小采用SEM(扫描电子显微镜)的方式测定。wt%为质量分数。
[0036] 实施例1 本实施例是制备原料小晶粒NaY型分子筛 NY-I的制备 (1)导向剂的制备:取10 g氢氧化钠固体溶解在80g水中,加入偏铝酸钠2g(Al203含 量为45wt %,Na2O含量为41wt%),然后再加入36g水玻璃(SiO2含量为28wt %,Na2O含量 为8wt% ),混合均匀后在15°C搅拌陈化4小时制得导向剂。
[0037] (2)无定形硅铝前驱物的制备 将固体铝酸钠配制成浓度为40gAl203/L铝酸钠工作溶液,取含Si0228wt %的硅酸钠溶 液,再稀释成浓度为l〇〇g Si02/L硅酸钠工作溶液。取IL铝酸钠工作溶液置于成胶罐中, 然后加入0. 2L硅酸钠工作溶液,控制反应温度20°C,通入浓度为50v%的CO2气体,当pH值 达到10. 0时停止通CO2,再加入0. 4L硅酸钠工作溶液,然后通风稳定20分钟。
[0038] (3)凝胶的制备 在步骤(2)所得到的浆液中加入100g Si02/L硅酸钠工作溶液I. 5L和步骤(1)制备的 导向剂120g,凝胶的pH值为12,控制反应温度20°C,均匀搅拌30分钟,静化2小时。
[0039] (4)晶化 将步骤(3)所得到的凝胶倒入不锈钢反应釜中,在70°C搅拌晶化4小时,然后升温至 l〇〇°C,搅拌晶化8小时,然后过滤、洗涤、干燥得NaY分子筛产品NY-1,产品性质见表1。
[0040] NY-2 的制备 (1)导向剂的制备:取8 g氢氧化钠固体溶解在80g水中,加入偏铝酸钠2. 5 g(Al203含量为45wt %,Na2O含量为41wt%)。然后再加入40g水玻璃(SiO2含量为28wt %,Na2O含 量为8wt% ),混合均匀后在18°C搅拌陈化4小时制得导向剂。
[0041] (2)无定形硅铝前驱物的制备 将固体铝酸钠配制成浓度为30gAl203/L铝酸钠工作溶液,取含Si0228wt %的硅酸钠溶 液,再稀释成浓度为70g Si02/L硅酸钠工作溶液。取IL铝酸钠工作溶液置于成胶罐中,然 后加入0. 4L硅酸钠工作溶液,控制反应温度18°C,通入浓度为50v%的CO2气体,当pH值达 到10. 2时停止通CO2,再加入0. 6L硅酸钠工作溶液,然后通风稳定20分钟。
[0042] (3)凝胶的制备 在步骤(2)所得到的浆液中加入70g Si02/L硅酸钠工作溶液1.5L和步骤(1)制备的 导向剂l〇〇g,凝胶的PH值为11. 5,控制反应温度15°C,均匀搅拌30分钟,静化2. 5小时。 [0043] (4)晶化 将步骤(3)所得到的凝胶倒入不锈钢反应釜中,在75°C搅拌晶化5小时,然后升温至 ll〇°C,搅拌晶化7小时,然后过滤、洗涤、干燥得NaY分子筛产品NY-2,产品性质见表1。
[0044] 实施例2 首先对原料小晶粒NaY分子筛进行碱处理,将1000克NY-I与5L浓度为lmol/L的NaOH 溶液打浆混合均匀,并维持80°C的温度条件下搅拌处理2h,过滤、水洗至溶液接近中性;将 滤饼与10升的0. 5mol/L硝酸铵水溶液相接触,搅拌转速为300rpm,在90°C下恒温搅拌1 小时,然后过滤分子筛,并留小样,分析Na2O含量;重复上述操作,直到分子筛中Na2O含量的 达
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