低稀土超穩(wěn)Y分子篩的改性研究及表征.pdf

1、流化催化裂化(FCC)是原油二次加工的重要過(guò)程,也是煉油企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。由于Y型沸石分子篩具有特殊的12元環(huán)大孔口、三維孔道結(jié)構(gòu)、突出的物化特性以及原材料成本相對(duì)低廉等特點(diǎn),自其問(wèn)世來(lái)一直是FCC催化劑的主要活性組分。分子篩的裂化活性和選擇性會(huì)直接影響FCC產(chǎn)品的分布,因此,Y型分子篩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、裂化活性和選擇性的改善,也直接關(guān)系著FCC催化劑的活性和選擇性,并會(huì)對(duì)催化劑的生產(chǎn)加工、FCC裝置的產(chǎn)品分布以及最終煉廠的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生重大影

2、響。
　　目前較高稀土含量、較大晶胞的分子篩已成功工業(yè)化應(yīng)用,但由于世界各國(guó)近些年來(lái)在FCC原料中摻入重質(zhì)油和渣油的比例不斷提高,為了優(yōu)化催化劑產(chǎn)品性能,更好的適應(yīng)復(fù)雜苛刻的反應(yīng)環(huán)境以及降低生產(chǎn)成本等因素,迫切需要符合新的生產(chǎn)要求的具有高穩(wěn)定性,較高活性和良好選擇性的重質(zhì)油FCC催化劑。以開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的高硅鋁比、低晶胞、高穩(wěn)定性以及焦炭選擇性更好的低稀土超穩(wěn)Y分子篩的制備技術(shù)為最終目標(biāo),本論文以Y型分子篩為原料,制備

3、了不同稀土含量,不同鈉含量的超穩(wěn)Y分子篩,定性定量的研究分析了稀土元素和原油中的常規(guī)毒物鈉對(duì)超穩(wěn)Y分子篩的綜合影響,得到了相關(guān)規(guī)律性變化,對(duì)產(chǎn)生的部分現(xiàn)象有了一定的新認(rèn)知;在此基礎(chǔ)之上,對(duì)Y型分子篩進(jìn)行了不同離子半徑的稀土元素改性,不同功能元素改性以及不同后處理方式的改性;采用了X射線衍射分析,X射線熒光分析,催化劑微反活性評(píng)價(jià)裝置,水熱老化裝置,氮?dú)馕锢砦?NH3-程序升溫脫附,吡啶-紅外光譜等一系列分析表征手段,對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行了全

4、面系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)與表征,得到了相關(guān)規(guī)律與結(jié)論。
　　本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,稀土含量與鈉含量對(duì)于Y型分子篩的性能產(chǎn)生著重要影響。以浸漬法改性Y型分子篩,分子篩稀土含量在8wt％以?xún)?nèi)時(shí),其熱穩(wěn)定性得到明顯改善;稀土含量高于12wt%時(shí),稀土對(duì)分子篩催化活性的積極影響開(kāi)始減弱;稀土含量在4wt%左右時(shí),非骨架鋁的脫出得到顯著抑制,使分子篩骨架結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定;Y型分子篩的弱酸酸量隨稀土含量升高而降低,晶胞大小隨稀土含量的增加而增大。鈉含量較低時(shí)

5、,在保持USY基本晶體結(jié)構(gòu)不變的情況下,結(jié)晶保留率的小幅降低,Si-Al骨架的部分崩塌破壞,為分子篩中酸性活性位的可接近性的提高,提供了良好環(huán)境;隨著鈉含量的增加,結(jié)晶保留率與酸性變化趨勢(shì)一致,但活性與前兩者的關(guān)聯(lián)性變化較為滯后;微量或較低量的鈉對(duì)分子篩二次孔的產(chǎn)生、抑制脫鋁、部分酸量的提升以及分子篩活性都有所幫助。不同離子半徑稀土元素的‘鑭系收縮’效應(yīng)在Y型分子篩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面體現(xiàn)出一定特性,即隨著稀土離子半徑的縮小,其對(duì)Y分子篩的結(jié)