一种NaY分子筛及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种NaY分子筛及其制备方法。该制备方法包括：制备晶种溶液、制备导向剂、制备凝胶、晶化，得到NaY分子筛。本发明专利技术还提供了通过上述制备方法得到的NaY分子筛。本发明专利技术的NaY分子筛的制备方法快速、高效、环保，制备得到的NaY分子筛的相对结晶度和硅铝比高。

NaY molecular sieve and preparation method thereof

The invention provides a NaY molecular sieve and a preparation method thereof. The preparation methods include: preparation of crystal seed solution, preparation of directing agent, preparation of gel, crystallization, and NaY molecular sieve. The invention also provides a NaY molecular sieve obtained by the above preparation method. The preparation method of the NaY molecular sieve of the invention is fast, efficient and environmentally friendly, and the prepared NaY molecular sieve has high relative crystallinity and Si/Al ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种NaY分子筛及其制备方法
本专利技术涉及一种分子筛及其制备方法，尤其涉及一种NaY分子筛及其制备方法，属于分子筛制备

技术介绍
Y型分子筛作为催化活性组元或催化载体，广泛应用于催化裂化、加氢裂化及异构化等炼油过程中。从60年代首次人工合成NaY型分子筛开始，人们一直探索如何通过直接合成法来合成更适用于工业应用的NaY型分子筛。其中，由于硅铝比大于5.0的NaY型分子筛可以承受较为苛刻的反应-再生条件，减少催化焦的生成，使得其更适用于重油的催化裂化反应。1966年，Exxon公司报道了一种高硅NaY沸石的制备方法，该方法采用较高投料硅铝比(7-40)，晶化4-6天制备出硅铝比在4.0-6.0的NaY沸石产品。1984年，GB2132597提供了一种制备硅铝比大于5.0的高结晶度Y沸石的方法，具体步骤是按常规方法制备导向剂，将氢氧化钠和铝酸钠溶液滴加入水玻璃中，搅拌均匀后再室温下陈化24小时即得导向剂，然后按氧化物摩尔比5.2Na2O:Al2O3:16SiO2:280H2O制备凝胶，搅拌均匀后入釜在100℃晶化2-6天，制得NaY沸石。据RU2090502报道，将投料硅铝比为10-12的凝胶在95-100℃下晶化3天以上，可以合成出硅铝比为5.5以上的NaY沸石产品。CN1621348公开了一种通过在晶化一段时间的凝胶中添加酸性物质制备硅铝比在5.13-5.84之间的NaY沸石的方法。其特点是先在较高碱度投料下按常规方法合成凝胶，在80-120℃下将凝胶晶化一段时间，然后在凝胶中添加一定量酸性物质降低体系碱度，继续晶化直至完全。由上，较高硅铝比的NaY分子筛需要从低碱、高硅铝比的原始物料汇总中晶化得到。这样会引发一系列问题：碱度低会使多硅酸根与铝酸根离子间的聚合速度减慢，从而造成晶化诱导期延长，晶化时间延长，这样也会制约分子筛的产量，影响装置效能等不利结果，直接造成生产效率下降。苏建明等(苏建明，徐兴忠，刘文波，梁颖杰.亚微米NaY分子筛的合成与工业应用.石油炼制与化工，2002,33(12)，26-30.)在常规导向剂中加入有机分散剂，借其分散作用使常规溶胶导向剂中已形成的聚焦态晶核分散，增加有效晶种的相对数量，并减少空间位阻效应，提高晶核活性，使晶核生长速率加快，从而缩短晶化诱导期。但该分子筛的相对结晶度仅能控制在不小于85％，硅铝比不小于4.9，且加入有机分散剂也会相应增加合成工艺的成本，不利于工业应用。CN1951812公开了一种采用适宜有机碱模板剂，在钠用量较少的条件下不使用导向剂直接合成出高硅铝比八面沸石的方法。将硅源、铝源、钠源和有机碱模板剂按照一定比例混合，投料摩尔比为5-50SiO2:1.5-15Na2O:Al2O3:0.3-3.5有机碱模板剂:60-420H2O，在不超过70℃条件下搅拌并老化1-100小时形成均匀凝胶，然后将凝胶在90-130℃条件下于反应釜自生压力下晶化24-120小时，过滤并干燥即得到产品。模板剂的使用虽然能够得到高硅铝比沸石，但后续的脱模还是会造成环境污染。综上所述，目前虽已有能够缩短NaY分子筛晶化时间的技术，但也存在一些相应的问题，其制备技术有待进一步的提高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种不使用有机模板剂，能在较短时间内合成相对结晶度较高、硅铝比较高的NaY分子筛的制备方法。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种NaY分子筛的制备方法，该NaY分子筛的制备方法包括以下步骤：步骤一：制备晶种溶液，30℃-100℃下，采用碱溶液对Y分子筛进行碱处理，得到晶种溶液，其中，碱溶液与Y分子筛的质量比为2-20:1，碱处理的时间为0.5h-20h；步骤二：制备导向剂，在室温-45℃下，将水玻璃、高碱偏铝酸钠和水混合搅拌，静置，得到导向剂，其中，以Na2O、Al2O3、SiO2和H2O计，导向剂的投料摩尔比为Na2O:Al2O3:SiO2:H2O＝11-18:1:10-17:280-360；步骤三：制备凝胶，在40℃-60℃下，向水玻璃中依次加入导向剂、晶种溶液、高碱偏铝酸钠，混合搅拌，加入硫酸铝，得到凝胶，其中，以Na2O、Al2O3、SiO2和H2O计，凝胶的投料摩尔比为Na2O:Al2O3:SiO2:H2O＝1.5-3:1:5-9:100-300；步骤四：晶化，将凝胶在80℃-180℃下晶化20h-36h，得到NaY分子筛。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，导向剂的合成可以按现有技术中制备八面沸石导向剂的各种常规方法来进行；一般按目前工业上普遍采用的NaY导向剂的常规制备方法来制备。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，优选地，在步骤二中，将水玻璃、高碱偏铝酸钠和水混合搅拌0.5h-3h后，静置12h-24h，得到导向剂。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，优选地，在步骤三中，向水玻璃中依次加入导向剂、晶种溶液、高碱偏铝酸钠，混合搅拌2h-10h，加入硫酸铝，得到凝胶，陈化0.5h-12h。根据本专利技术的具体实施方式，步骤三中向水玻璃中依次加入导向剂、晶种溶液、高碱偏铝酸钠，混合搅拌后，缓慢加入硫酸铝(对硫酸铝的加入速度没有固定要求，可以视凝胶粘稠状况自行调节，一般是先快后慢，越粘稠越慢)，混合均匀得到凝胶。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，优选地，步骤一中，碱处理采用的碱溶液包括NaOH溶液。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，优选地，碱溶液的质量分数为2％-20％。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，优选地，高碱偏铝酸钠是由偏铝酸钠、氢氧化钠与水混合得到的；更优选地，偏铝酸钠、氢氧化钠与水的质量比为1:2-5:8-12。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，优选地，在步骤四中，混合物凝胶的晶化温度为85℃-120℃，晶化时间为20h-34h。本专利技术还提供了一种NaY分子筛，该NaY分子筛是由上述的NaY分子筛的制备方法制备得到的。本专利技术的NaY分子筛的相对结晶度(相对NaY分子筛标样)在90％以上，硅铝比为5.0-5.5。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，制备导向剂时，高碱偏铝酸钠和硫酸铝中的铝一起作为NaY合成物料的铝源，水玻璃中的硅作为NaY合成物料的硅源。在本专利技术的NaY分子筛的制备方法中，在步骤三中，高碱偏铝酸钠、硫酸铝以及导向剂中的铝一起作为NaY合成物料的铝源，水玻璃与导向剂中的硅一起作为NaY合成物料的硅源。本专利技术的NaY分子筛的制备方法在基本不改变现有生产工艺的前提下，不增加钠源加入量，不添加任何有机模板剂，能够在较短的时间内制备得到相对结晶度高(大于90％)，硅铝比最高可以达到5.5，且形貌规整的NaY分子筛。本专利技术的NaY分子筛的制备方法是一种快速、高效、环保的NaY分子筛的制备方法。附图说明图1为本专利技术实施例和对比例中的NaY分子筛的XRD谱图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。在各实施例和对比例中，分子筛的晶胞常数和相对结晶度用X射线粉末衍射测定，采用RIPP145-90标准方法(参见石油化工分析方法(RIPP试验方法)，杨翠定等编，科学出版社，1990年版)，采用仪器BRUK本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NaY分子筛的制备方法，其特征在于，该NaY分子筛的制备方法包括以下步骤：步骤一：制备晶种溶液，在30℃‑100℃下，采用碱溶液对Y分子筛进行碱处理，得到晶种溶液，其中，所述碱溶液与Y分子筛的质量比为2‑20:1，碱处理的时间为0.5‑20h；步骤二：制备导向剂，在室温‑45℃下，将水玻璃、高碱偏铝酸钠和水混合搅拌，静置，得到导向剂，其中，以Na2O、Al2O3、SiO2和H2O计，所述导向剂的投料摩尔比为Na2O:Al2O3:SiO2:H2O＝11‑18:1:10‑17:280‑360；步骤三：制备凝胶，在40℃‑60℃下，向水玻璃中依次加入所述导向剂、晶种溶液、高碱偏铝酸钠，混合搅拌，加入硫酸铝，得到凝胶，其中，以Na2O、Al2O3、SiO2和H2O计，所述凝胶的投料摩尔比为Na2O:Al2O3:SiO2:H2O＝＝1.5‑3:1:5‑9:100‑300；步骤四：晶化，将所述凝胶在80℃‑180℃下晶化20h‑36h，得到所述NaY分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种NaY分子筛的制备方法，其特征在于，该NaY分子筛的制备方法包括以下步骤：步骤一：制备晶种溶液，在30℃-100℃下，采用碱溶液对Y分子筛进行碱处理，得到晶种溶液，其中，所述碱溶液与Y分子筛的质量比为2-20:1，碱处理的时间为0.5-20h；步骤二：制备导向剂，在室温-45℃下，将水玻璃、高碱偏铝酸钠和水混合搅拌，静置，得到导向剂，其中，以Na2O、Al2O3、SiO2和H2O计，所述导向剂的投料摩尔比为Na2O:Al2O3:SiO2:H2O＝11-18:1:10-17:280-360；步骤三：制备凝胶，在40℃-60℃下，向水玻璃中依次加入所述导向剂、晶种溶液、高碱偏铝酸钠，混合搅拌，加入硫酸铝，得到凝胶，其中，以Na2O、Al2O3、SiO2和H2O计，所述凝胶的投料摩尔比为Na2O:Al2O3:SiO2:H2O＝＝1.5-3:1:5-9:100-300；步骤四：晶化，将所述凝胶在80℃-180℃下晶化20h-36h，得到所述NaY分子筛。2.根据权利要求1所述的NaY分子筛的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，将水玻璃、高碱偏铝酸钠和水混合搅拌0.5h-3h后，静置12h-24h，得到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：申宝剑，孔珊珊，王闻年，高雄厚，拓鹏飞，王宝杰，赵红娟，郭琳琳，袁洋，李程，申宝华，韩华军，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11