一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统技术方案

技术编号:18412483 阅读:5 留言:0更新日期:2018-07-11 06:09
本发明专利技术涉及废水回用领域,具体地,涉及一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统。该回用系统包括NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐以及多孔材料成胶装置,并且之间相互连通,并且NaY晶化母液和/或滤液作为硅源被输送到多孔材料成胶装置中以制备多孔材料;多孔材料的无水化学表达式为:(0~0.3)Na2O·(10~50)SiO2·(50~90)Al2O3,平均孔径为8~15nm,总比表面积250~600m2/g,具有拟薄水铝石晶相结构,同时存在FAU晶相结构,微孔比表面积占总比表面积的比例≯8%。本发明专利技术的回用系统的工艺简单,流程短,使用设备少,大幅降低了生产成本以及后处理成本,减少资源浪费以及环境污染。

A NaY crystallization mother liquor and / or filtrate recycling system for preparing porous materials

The invention relates to the field of wastewater reuse, in particular to a NaY crystallization mother liquor and / or filtrate recycling system for preparing porous materials. The system includes collecting cans and / or filtrate collecting cans for NaY crystallization mother liquid and porous material forming device, and interconnected with each other, and the NaY crystallization mother liquid and / or filtrate are transported to the porous material forming device as the silicon source to prepare the porous material; the anhydrous expression of the porous material is (0 ~ 0.3) Na2O. (10~50) SiO2 / (50~90) Al2O3, with an average pore size of 8 ~ 15nm and a total specific surface area of 250 ~ 600m2/g, has a quasi thin aluminum Shi Jing phase structure and a FAU crystal phase structure, and the specific surface area of the micropore accounts for 8% of the total specific surface area. The technology of the reuse system of the invention is simple, the process is short, the use equipment is few, the production cost and the post treatment cost are greatly reduced, and the waste of resources and the environmental pollution are reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统
本专利技术涉及废水回用领域,具体地,涉及一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统。
技术介绍
Y型分子筛是一种典型的微孔分子筛,广泛应用于石油炼制加工过程中,特别是催化裂化过程及加氢裂化过程,用量非常大,目前我国Y型分子筛的年产量已达5万吨以上。NaY分子筛的合成通常是以水玻璃、硫酸铝和偏铝酸钠为基础合成原料,将三者按一定的比例及一定的顺序混合成胶,并加入一定比例的导向剂,在导向剂的诱导作用下晶化生成FAU晶相结构的Y型分子筛。由于在NaY分子筛合成过程中投料硅铝比远高于产品的硅铝比,硅的利用率相对较低,一般只有60%~70%,剩下的硅源存在于晶化母液或水洗滤液中,这部分的硅源若未经回用处理直接排放势必会造成硅的严重流失,并产生工业垃圾,既造成环境污染,又造成巨大浪费增加了制备成本。为了提高硅的利用率,现有的硅回用技术是将母液或滤液与硫酸铝接触反应,先制备成硅铝凝胶,再作为部分硅源和铝源用于NaY分子筛的合成,从而实现硅的循环利用,同时减少含硅废水的排放及对环境造成的污染。由于工艺及装置等的差异,母液及滤液的获得也稍有不同。由于NaY分子筛的合成采用静态晶化法,晶化合格后分子筛会逐渐沉降,上层则会有部分清液存在,这部分清液是由较高浓度的氧化硅(大约为40~50g/L)和氧化钠组成,不含氧化铝,而且悬浮物含量较低,可以作为较好的硅源来使用,因此可以先将上层清液切出回用,这部分称为晶化母液;然后再将下层同时含有分子筛和部分剩余母液的浆液进行液-固分离获得不同硅含量、不同悬浮物浓度的NaY分子筛各级滤液,分离过程如图1所示。由于上述切出母液的过程需要单独的装置来操作,因此为了简化流程,部分工艺(如图2所示)则选择了不单独分离上层清液的步骤,而是直接将晶化合格的NaY分子筛浆液进行液-固分离获得不同硅含量、不同悬浮物浓度的NaY分子筛各级滤液。经过第一级液固分离后,形成了第一级含硅滤液,其中的氧化硅浓度仍然较高,可以达到40g/L左右,单独使用一个罐收集、沉降(如图2所示流程图中的“罐2”和“罐4”),并汇合切除的晶化母液,回用制备硅铝胶,再将其回用至NaY合成系统。但由于NaY母液和一级滤液的浓度较稀,若全部制备成硅铝胶回用至NaY分子筛合成过程存在一定的难度和经济性不足,则晶化母液和一级滤液的回用比例也是有限的。经理论计算在晶化母液和一级滤液的混合液中仍有10%~13%的氧化硅无法得到有效回用,只能进入罐5和酸发生中和反应,经过沉淀、过滤,形成滤渣,然后至滤渣厂进行填埋。该过程在一定程度上造成了硅源的浪费,同时增加了废渣的量,增加了后处理的成本。经过后续第二、三、四级的洗涤过滤,形成了各级含硅滤液,统称为二级滤液,由于洗涤级数的增加,水洗量增大,滤液中的氧化硅浓度明显降低,较低时甚至达到10g/L以下,且悬浮物有所增加,通常将各级洗涤滤液汇集存储于罐3中。由于这部分二级滤液的氧化硅浓度过低,量大,回用较为困难,现有工艺中大多是将二级滤液沉降后,将滤液导入罐5,和上述多余的母液、一级滤液一起混合进行处理直至滤渣厂填埋。上述过程主要涉及沉降后的上层滤液的处理工艺,而由罐4沉降后的滤渣以及罐3沉降后的滤渣则会集中收集于罐6中,并回用至带滤机用以回收残留的NaY分子筛,提高分子筛的收率。因此可以看出,现有的方法对NaY晶化母液和滤液的收集、回用工序较长,且通常对悬浮物有苛刻的要求(通常要求≤500mg/l)。在NaY分子筛的正常合成工艺中晶化时间一般在20~40小时之内,分子筛具有较纯的晶相结构以及理想的结晶度,上述NaY晶化母液和滤液的回用流程也主要针对于这类晶化合格的NaY分子筛而言的。若合成过程中出现异常,如导向剂有问题、成胶配比计算错误等,可能会导致晶化时间延长,结晶度和孔参数降低,甚至出现P型杂晶,这类晶化母液或滤液会被直接排放,不能用于硅铝胶的合成及后续NaY分子筛的合成。这导致了原材料的极度浪费以及对环境的污染。US5,051,385公开了一种单分散中孔硅铝复合材料,将酸性无机铝盐和硅溶胶混合后再加入碱反应制成,其中铝含量为5-40重量%,孔径20-50nm,比表面积50-100m2/g。US4,708,945中公开的是先在多孔一水软铝石上负载氧化硅粒子或水合氧化硅,再将所得复合物在600℃以上水热处理一定时间,制得氧化硅负载在类一水软铝石表面上的催化剂,其中氧化硅与过渡态一水软铝石的羟基相结合,比表面积达100-200m2/g,平均孔径7-7.5nm。US4,440,872中公开了一系列酸性裂化催化剂,其中一些催化剂的载体是通过在γ-Al2O3上浸渍硅烷,然后经500℃焙烧或水蒸汽处理后制得的。US2,394,796公开了在多孔水合氧化铝上浸渍四氯化硅或四乙基硅,然后经水解获得硅铝复合材料。这些方法所使用的原料均为商购的或特制的原料,成本较高,经济性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有的NaY晶化母液和/或滤液的回用方法操作复杂、利用率不高的不足,提供一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统。本专利技术将NaY晶化母液和/或滤液与多孔材料的制备相结合,由于所述多孔材料的制备对NaY晶化母液和/或滤液的性质(例如其中的含硅量、悬浮物含量、是否是晶化合格的NaY分子筛的晶化母液和/或滤液等)的要求不高,因此无需对NaY晶化母液进行多次沉降和切渣,能够省略用于储存NaY晶化母液和滤液的若干储罐、存渣的若干储罐、用于输送的若干循环泵和输送泵以及用于收集滤渣的过滤机等装置,本专利技术的回用系统可以使用尽可能少的设备,甚至可以只使用一个NaY晶化母液和/或滤液的储罐、一台循环泵和一个多孔材料成胶罐即可以实现本专利技术的目的;本专利技术的回用系统能够制得一种特殊的多孔材料;本专利技术的回用系统的工艺简单,流程短,使用设备少,大幅降低了生产成本以及后处理成本,减少资源浪费以及环境污染。本专利技术的专利技术人在研究过程中意外发现,可以将NaY晶化母液和/或滤液用于多孔材料的制备过程中。本专利技术的专利技术人发现,直接以NaY晶化母液和/或滤液,甚至是晶化不合格的NaY晶化母液和/或滤液作为硅源,可以不经任何切渣处理或浓缩处理,可制备出一种主体结构为拟薄水铝石晶相结构、具有介孔特征、大分子裂化能力较强的多孔材料。本专利技术提供了一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统,该回用系统包括NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐以及多孔材料成胶装置,所述NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐与多孔材料成胶装置相互连通,并且所述NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐中储存的NaY晶化母液和/或滤液作为硅源被输送到所述多孔材料成胶装置中以制备多孔材料;所述多孔材料具有以下性质:以氧化物重量计,所述多孔材料的无水化学表达式为:(0~0.3)Na2O·(10~50)SiO2·(50~90)Al2O3,平均孔径为8~15nm,总比表面积250~600m2/g,所述多孔材料具有拟薄水铝石晶相结构,同时存在FAU晶相结构,所述多孔材料中微孔比表面积占总比表面积的比例≯8%。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统,该回用系统包括NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐以及多孔材料成胶装置,所述NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐与多孔材料成胶装置相互连通,并且所述NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐中储存的NaY晶化母液和/或滤液作为硅源被输送到所述多孔材料成胶装置中以制备多孔材料;所述多孔材料具有以下性质:以氧化物重量计,所述多孔材料的无水化学表达式为:(0~0.3)Na2O·(10~50)SiO2·(50~90)Al2O3,平均孔径为8~15nm,总比表面积250~600m2/g,所述多孔材料具有拟薄水铝石晶相结构,同时存在FAU晶相结构,所述多孔材料中微孔比表面积占总比表面积的比例≯8%。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统,该回用系统包括NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐以及多孔材料成胶装置,所述NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐与多孔材料成胶装置相互连通,并且所述NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐中储存的NaY晶化母液和/或滤液作为硅源被输送到所述多孔材料成胶装置中以制备多孔材料;所述多孔材料具有以下性质:以氧化物重量计,所述多孔材料的无水化学表达式为:(0~0.3)Na2O·(10~50)SiO2·(50~90)Al2O3,平均孔径为8~15nm,总比表面积250~600m2/g,所述多孔材料具有拟薄水铝石晶相结构,同时存在FAU晶相结构,所述多孔材料中微孔比表面积占总比表面积的比例≯8%。2.根据权利要求1所述的回用系统,其中,所述回用系统还包括NaY晶化装置,所述NaY晶化母液的收集罐与NaY晶化装置的上部出口相连,从而所述NaY晶化装置中的固液...

【专利技术属性】
技术研发人员:伍欣华朱华元殷喜平郑金玉罗一斌谢庚华陈小新李小琴袁曙辉江孟颀
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石化催化剂有限公司中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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