無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑的制備與性能.pdf

1、沸石顆粒催化劑在石油化學工業(yè)中具有非常廣泛的應用，而傳統(tǒng)的制備方法中加入粘結(jié)劑成型會造成催化劑性能下降和利用率低的問題，因此亟需新的制備方法。本論文以MCM-22沸石為對象，對汽相法原位制備無粘結(jié)劑沸石顆粒催化劑進行研究，開發(fā)沸石催化劑制備的新途徑。 首先對無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑的硅鋁膠基質(zhì)特性進行了系統(tǒng)的研究。研究了在不同的原料、制備方法、pH值和聚乙二醇20000含量的情況下對硅鋁膠基質(zhì)及晶化的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，在

2、不同的硅鋁膠基質(zhì)的原料組合中，選擇硅溶膠為硅源，NaAlO2為鋁源和硝酸做酸度調(diào)節(jié)劑更有利于無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑的制備；采用干硅鋁膠法、濕硅鋁膠法和干粉直接混合法制備的三種硅鋁膠基質(zhì)都能制備無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑；硅鋁膠基質(zhì)在pH值10.0附近硅源和鋁源最有利于相互結(jié)合成[Si-O-Al-]，使硅鋁膠基質(zhì)有利于晶化成無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑；通過對硅鋁膠基質(zhì)中添加擴孔劑聚乙二醇20000用量的控制，能

3、有效的調(diào)控無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑孔徑分布。 考察了汽相法制備無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑的工藝條件。實驗得到以硅溶膠和偏鋁酸鈉為原料汽相法制備無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑條件為原料配比SiO2：（0.02-0.033）Al2O3：（0.09-0.12）Na+：1.0HMI：（5-30）H2O，晶化溫度150℃，晶化時間168 h。水熱合成沸石過程中模板劑的回收利用及堿性廢液的處理一直是個難題。對釜底殘留液

4、進行檢測和分析發(fā)現(xiàn)，在汽相法制備無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑過程中，有一部分模板劑并沒有起到結(jié)構(gòu)導向作用，仍保留在釜底殘留液中，且化學特性沒有變化。對釜底殘留液中補充適量水和模板劑后，仍能成功制備無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑。通過釜底殘留液中模板劑和水的重復利用，有效的改善了汽相法制備無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑中模板劑用量大的不足，減少了廢液的排放，為沸石催化劑清潔制備提供了參考。 在對無粘結(jié)劑MCM-22沸

5、石顆粒催化劑的晶化過程進行表征的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑多級孔道體系的形成與晶化機理。實驗發(fā)現(xiàn)，在晶化前48h，顆粒孔道仍然由無定形硅鋁膠膠粒相互堆積組成，在晶化72 h到168 h之間，顆?？椎朗怯蒑CM-22沸石晶片組成；通過汽相法168 h的晶化，整個由硅鋁膠組成的低比表面積，低孔體積和孔道結(jié)構(gòu)單一的顆粒轉(zhuǎn)化成高比表面積，高孔體積和具有多級孔道結(jié)構(gòu)的無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑；汽相法制備無粘結(jié)劑

6、MCM-22沸石顆粒催化劑晶化機理為液相轉(zhuǎn)變機理。 對傳統(tǒng)方法和汽相法原位制備的MCM-22沸石顆粒催化劑進行了比較和催化性能的研究。汽相法原位制備的MCM-22沸石顆粒催化劑不但不需要加入粘結(jié)劑，而且比表面積和平均孔徑達分別達到486.82㎡/g和115.85 nm，酸量為1.01×10-3 mol/g。其比表面積，平均孔徑和總酸量都比用傳統(tǒng)方法制備的MCM-22沸石顆粒催化劑大；無粘結(jié)劑MCM-22沸石顆粒催化劑在苯和丙烯烷