一种NaY复合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种NaY复合物及其制备方法。该NaY复合物是由NaY分子筛与膨胀珍珠岩组成的，NaY分子筛以附晶形式生长在膨胀珍珠岩上，该NaY复合物的堆密度小于等于0.25g/cm3，BET比表面积大于等于600m2/g，SiO2/Al2O3摩尔比为4.0-6.0。本发明提供的上述NaY复合物的制备方法包括以下步骤：将硅源、导向剂、膨胀珍珠岩、NaOH及水混合得到反应混合物；将反应混合物于70-120℃晶化5-72小时，晶化完成后，过滤、洗涤、干燥，制得NaY复合物。上述NaY复合物可以应用于裂化反应，催化剂流化状态更好，重油大分子更容易接近活性中心，裂化产物更容易扩散，可以提高重油转化率，催化剂具有良好的催化活性。该NaY复合物的制备方法原料廉价易得，成本低，无环境污染，具有良好的工业应用前景。
【专利说明】一种NaY复合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种NaY复合物及其制备方法，属于分子筛复合材料制备【技术领域】。【背景技术】
[0002]目前我国炼油加工原油日趋重质化，流化催化裂化技术(FCC)作为我国重要的重质原油加工技术，目前处理能力已达1.2亿吨，占国内重油加工的45%，提供我国75%的汽油和35%的柴油燃料以及39%具有高附加值的丙烯。催化技术要求催化剂在流化状态下以保证催化剂与重油分子的充分接触，完成裂化生成小分子的汽柴油组分以及烯烃。因此，催化剂的物化性能决定了催化产物分布及产品质量。
[0003]Y型分子筛是FCC催化剂等重要炼油催化剂的主活性组分，每年我国NaY分子筛消耗量约为5万吨，然而NaY分子筛的合成大多使用化工原料，成本相对较高，寻找一种储量丰富的矿物原料做合成Y型分子筛的原料，不仅能节约催化剂的合成成本，提高我国FCC催化剂在国际上的竞争力，还对充分开发利用矿物原料起到重要作用。
[0004]珍珠岩是一种酸性的火山玻璃熔岩，经过破碎、筛分、预热后，经瞬间高温焙烧后会变成一种质轻多孔状材料，称膨胀珍珠岩。我国的珍珠岩资源丰富，储量在世界上位居第三位。目前我国膨胀珍珠岩的年产量已超过400万m3，珍珠岩密度小、导热系数低且95%是玻璃相，且具有性脆、质轻、加热迅速膨胀、吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用到管道和设备的保温等方面。
[0005]近年来，珍珠岩应用在制备沸石原料上的报道越来越多，为珍珠岩的应用寻找了一个新的方向。人们已经使用珍珠岩成功合成了 4A沸石、钙沸石、方钠石沸石、ZSM-5分子筛等，但是以膨胀珍珠岩为原料合成Y型分子筛未见报道。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本`发明的目的在于提供一种NaY复合物及其制备方法，以膨胀珍珠岩为基质并提供铝源制备得到NaY复合物，实现膨胀珍珠岩资源的深层次利用，提高其利用价值，大幅度降低NaY分子筛的生成成本。
[0007]为达到上述目的，本发明提供了一种NaY复合物，其是由NaY分子筛与膨胀珍珠岩组成的，并且，NaY分子筛以附晶形式生长在膨胀珍珠岩上，该NaY复合物的堆密度小于等于0.25g/cm3, BET比表面积大于等于600m2/g，SiO2Al2O3摩尔比为4.0-6.0。
[0008]本发明提供的NaY复合物兼具有膨胀珍珠岩堆密度小、大孔道和NaY分子筛比表面积高、微孔结构发达的特点，具有良好的结构稳定性和催化活性，在流化催化裂化催化剂中具有很大的应用前景，裂化评价结果显示，含有本发明提供的NaY复合物的催化剂具有更高的汽油选择性和重油转化能力。
[0009]根据本发明的具体实施方案，本发明提供的NaY复合物是以膨胀珍珠岩为基质并提供NaY分子筛生长的全部铝源，同时外加硅源、导向剂、去离子水以及适当NaOH调节体系碱度，在不添加任何模板剂的情况下，经过传统水热晶化反应制得；优选地，上述NaY复合物是以硅源、导向剂、膨胀珍珠岩、NaOH及水按(3-10)Na2O: IAl2O3: (10-25)SiO2: (200-500)H2O的摩尔比混合并在70-120°C水热晶化5-72小时制备得到的，其中，膨胀珍珠岩为市售的经过焙烧的天然矿物原土。硅源以SiO2计。
[0010]本发明还提供了上述NaY复合物的制备方法，其包括以下步骤:
[0011]在20-80 °C下将硅源、导向剂、膨胀珍珠岩、NaOH及水按(3_10)Na2O: IAl2O3: (10-25) SiO2: (200-500) H2O的摩尔比混合得到反应混合物; [0012]将上述反应混合物于70-120°C晶化5-72小时，晶化完成后，过滤、洗涤、干燥，制得NaY复合物。
[0013]在本发明提供的上述制备方法中，优选地，制备反应混合物的温度为40_80°C。
[0014]在本发明提供的上述制备方法中，优选地，硅源为水玻璃、硅溶胶、硅粉和白炭黑等中的一种或几种的混合物。
[0015]在本发明提供的上述制备方法中，优选地，导向剂是按照以下步骤制备的:将硅源、铝源、碱源及水按照(10-20)Na20: IAl2O3: (10-20) SiO2: (300-400) H2O 的摩尔比混合，搅拌均匀后，将混合物在15-60°C搅拌陈化5-20小时制得导向剂。优选地，所采用的硅源可以为水玻璃，碱源可以为氢氧化钠，铝源可以为偏铝酸钠。该导向剂可以按照CN1785808A(申请号为200410097108.3)的实施例1中公开的方法进行制备，将CN1785808A的全文引入这里作为参考。
[0016]在本发明提供的上述制备方法中，优选地，晶化时间为20-48小时。
[0017]在本发明提供的上述制备方法中，优选地，晶化温度为80_110°C。
[0018]本发明所提供的NaY复合物可以应用于裂化反应中，在该反应中，催化剂流化状态更好，重油大分子更容易接近活性中心，裂化产物也更容易扩散出来，可以提高重油转化率，催化剂具有良好的催化活性。
[0019]本发明提供的NaY复合物的制备方法原料廉价易得，以膨胀珍珠岩提供NaY分子筛生长的基质和铝源，成本低，且无环境污染，具有良好的工业应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为实施例1-6提供的NaY复合物的XRD图谱，其中，从下到上依次为实施例1-6提供的NaY复合物的谱线；
[0021 ] 图2和图3为实施例1提供的NaY复合物的SEM图；
[0022]图4为实施例1提供的NaY复合物的孔径分布图。
【具体实施方式】
[0023]为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0024]合成出的NaY复合物的相对结晶度和硅铝比的测定是用SIMADU XRD6000型X射线衍射仪，实验条件为=CuKa辐射，管压40kv，管电流40mA。其测定方法根据SH/T0340-92标准方法测定(见《化学工业表征汇编》，中国标准出版社，2000年出版)，硅铝比的测定是按SH/T0339-92标准方法(见《化学工业表征汇编》，中国标准出版社，2000年出版)测定并根据下式:[0025]
【权利要求】
1.一种NaY复合物，其是由NaY分子筛与膨胀珍珠岩组成的，并且，所述NaY分子筛以附晶形式生长在膨胀珍珠岩上，该NaY复合物的堆密度小于等于0.25g/cm3,比表面积大于等于 600m2/g，SiO2Al2O3 摩尔比为 4.0-6.0。
2.根据权利要求1所述的NaY复合物，其是以硅源、导向剂、膨胀珍珠岩、NaOH及水按(3-10) Na2O: IAl2O3: (10-25) SiO2: (200-500) H2O 的摩尔比混合并在 70_120°C水热晶化5-72小时制备得到的。
3.权利要求1或2所述的NaY复合物的制备方法，其包括以下步骤: 在20-80 °C下将硅源、导向剂、膨胀珍珠岩、NaOH及水按(3-10)Na2O: IAl2O3: (10-25) SiO2: (200-500) H2O的摩尔比混合得到反应混合物; 将所述反应混合物于70-120°C晶化5-72小时，晶化完成后，过滤、洗涤、干燥，制得所述NaY复合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，制备反应混合物的温度为40-80°C。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述硅源为水玻璃、硅溶胶、硅粉和白炭黑中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述导向剂是按照以下步骤制备的: 将硅源、铝源、碱源及水按照(10-20) Na2O: IAl2O3: (10-20) SiO2: (300-400) H2O 的摩尔比混合，搅拌均匀后，将混合物在15-60°C搅拌陈化5-20小时制得导向剂。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述晶化时间为20-48小时。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述晶化温度为80-110°C。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述硅源为水玻璃，所述碱源为氢氧化钠，所述铝源为偏铝酸钠。
【文档编号】C10G11/18GK103693657SQ201210369481
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】申宝剑, 周晓晓, 郭艳, 郭巧霞, 王闻年, 杨庶, 秦毓辰 申请人:中国石油大学(北京)