双功能连续式回转焙烧炉和制备分子筛的设备制造技术

本实用新型专利技术涉及分子筛合成领域，具体提供一种双功能连续式回转焙烧炉和一种包括该焙烧炉的制备分子筛的设备，该焙烧炉包括炉体和设置在所述炉体内的筒体，所述筒体依次包括进料端、中间筒体和出料端，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体内用于对所述筒体内提供水蒸气的水蒸气分布器和用于对所述筒体内提供用于作为干燥焙烧介质的干气的干气分布器。本实用新型专利技术的双功能焙烧炉能够同时实现水热超稳和干燥焙烧。

Double function continuous rotary roasting furnace and equipment for preparing molecular sieve

The utility model relates to the field of synthetic molecular sieve, particularly a double function of continuous rotary furnace and a furnace including the preparation of the molecular sieve device, the roasting furnace comprises a furnace body and a furnace body is arranged in the cylinder body, the cylinder body comprises a cylinder body, feeding end in between and the discharge end, along the direction of the material, also comprises a roasting furnace for providing water vapor and water vapor distributor for providing dry gas as dry roasting medium dry gas distributor on the cylinder body of the cylinder in the cylinder body. The double function of baking furnace of the utility model can also realize the hydrothermal ultrastable and dry roasting.

【技术实现步骤摘要】
双功能连续式回转焙烧炉和制备分子筛的设备
本技术涉及一种双功能连续式回转焙烧炉和制备分子筛的设备。
技术介绍
在催化裂化催化剂中，分子筛是一种应用非常广泛的材料，同时也是非常重要的一种组分，分子筛的性能直接影响到了催化裂化催化剂的反应性能。根据不同的需要，可以对分子筛进行不同的改性以达到使用的要求。比如高硅铝比的分子筛普遍被认为是催化裂化催化剂所需求的。在制备高硅铝比的分子筛方面，主要有以下几种方法：氟硅酸铵法抽铝补硅、水热法和气相化学法抽铝补硅(本专利技术称为气相超稳方法)。氟硅酸铵法抽铝补硅(也称为化学法抽铝补硅)主要是用氟硅酸铵脱铝补硅，获得的分子筛的结晶度高，Si/Al比及热稳定性高，但脱铝过程中形成的难溶物AlF3和残留的氟硅酸盐影响水热稳定性，还会污染环境。水热法仍是目前工业上普遍采用的方法，但是在水热过程中存在脱铝后补硅不及时，易造成晶格塌陷，且非骨架铝碎片堵塞孔道，这不仅影响了活性中心的可接近性，也影响其热稳定性的进一步提高。目前，工业上制取高硅Y型沸石主要采用水热法。将NaY沸石进行多次稀土离子交换和多次高温焙烧，可以制备出含稀土的高硅Y型沸石，这也是制备高硅Y型沸石最为常规的方法，但是水热法制备稀土高硅Y型沸石的不足之处在于：由于过于苛刻的水热处理条件会破坏沸石的结构，不能得到硅铝比很高的Y型沸石；骨架外铝的产生虽对提高沸石的稳定性和形成新的酸中心有益，但过多的骨架外铝降低了沸石的选择性；另外，沸石中的许多脱铝空穴不能及时被骨架上迁移出的硅补上，往往造成沸石的晶格缺陷，沸石的结晶保留度较低；因此，水热法制备出的含稀土高硅Y型沸石的热及水热稳定性较差，表现在其晶格崩塌温度低，经水热老化后其结晶度保留率及比表面积保留率低。但是，孔结构分析表明，水热法制备的高硅Y型分子筛具有丰富的二级孔。US4584287和US4429053中，将NaY沸石先用稀土离子交换而后进行水蒸气处理，所述方法由于稀土离子的屏蔽作用和支撑使水蒸气处理过程中沸石的铝脱除比较困难，沸石在水蒸气处理前的晶胞参数增大到2.465～2.475nm，而处理后为2.420～2.464nm，降低晶胞参数所需温度较高(593～733℃)。US5340957和US5206194提供的方法中，原料NaY沸石的SiO2/Al2O3比为6.0，成本较高。所述方法也是将NaY进行稀土交换后，再进行水热处理，同样存在前述美国专利US4584287和US4429053的缺点。气相化学法是Beyer和Mankui在1980年首先报道的制备高硅沸石的另一种重要方法。气相化学法一般采用氮气保护下的SiCl4与无水NaY沸石在一定温度下进行反应。整个反应过程充分利用SiCl4提供的外来Si源，通过同晶取代一次完成脱铝和补硅反应。因此，可以有效地避免NaY沸石在水蒸气存在的条件下进行脱铝补硅反应时产生羟基空穴，发生晶格塌陷，破坏结构的缺陷，从而能制备出高结晶度保留率，高热及水热稳定性的硅铝比很高的高硅Y型沸石。US4273753、US4438178，CN1382525A，CN1194941A，CN1683244A公开了利用SiCl4气相化学脱铝制超稳Y型沸石的方法。气相化学法抽铝补硅的特点是脱铝均匀，补硅及时，产品结晶保留度高，热稳定性好，孔道畅通。CN1281493C公开了含稀土高硅Y型沸石及其制备方法，该沸石含有稀土，且该沸石的硅铝比为5-30，初始晶胞常数为2.430-2.465nm，平衡晶胞常数与初始晶胞常数的比值至少为0.985。该沸石的制备方法包括将含稀土Y型沸石与四氯化硅接触，所述接触在一个反应设备中进行，该设备如图1所示，包括一个反应釜(1)，一个进料口(2)和一个出气口(3)，在反应釜(1)的内部还包括一个搅拌器(4)，出气口(3)上安装有一个气固分离器(5)，气固分离器(5)所含孔的孔直径和孔隙度保证气体能通过而沸石固体颗粒不能通过，搅拌器(4)的搅拌杆伸出反应釜(1)外，在搅拌器(4)的搅拌下，所述含稀土的Y型沸石与四氯化碳气体接触，接触的温度为100-500℃，接触的时间为5分钟至10小时，含稀土的Y型沸石与四氯化碳的重量比为1：0.05-0.5，所述含稀土的Y型沸石的硅铝比为3-8，晶胞常数为2.45-2.48nm。显然，该方法所需的接触时间一般都比较长，需要数小时，加上反应前的装料和反应完毕后的卸料，一般一个白班至多只能进行一次上述脱铝补硅反应，即便采用倒班的作业方式也只能进行两次上述脱铝补硅反应，而且由于反应釜中需要搅拌，因此反应釜也不可能无限大，基于目前的水平，能用于上述脱铝补硅反应的最大的反应釜的产能为600kg，继续增大反应釜，则反应釜内很难保证充分搅拌，因此，采用上述反应釜的方式，一天至多可以获得1200kg的高硅分子筛。而且，在上述现有技术的方法中，为了保证获得的分子筛的高硅含量，一般都使SiCl4远远过量，过量的SiCl4的使用无疑增加了生产成本和环保费用。另一方面，上述方法都需要非常繁杂的人工操作，诸如：人工装料、人工卸料及在反应完成后需要长时间的吹扫管线等，这些不但带来人工劳动强度大，生产效率很低的问题，而且，装料和卸料时的分子筛粉尘以及过量的SiCl4还造成严重的环境污染和严重危害操作人员的健康。因此，上述釜式的气相超稳工艺很难进行工业化生产。CN102049315A公开了一种催化剂的制备方法，该方法包括在惰性载气流的携带下，使分子筛随惰性载气流动，并且与气相SiCl4在流动状态下接触，分子筛与气相SiCl4的接触时间为10秒至100分钟，然后将所得与气相SiCl4接触后的分子筛与粘结剂、粘土和水混合打浆并造粒，得到催化裂化催化剂。该专利技术提供的催化裂化催化剂的制备方法能够实现分子筛与SiCl4的接触反应连续进行，通过控制载气的流速和管式反应器的长度，能够控制分子筛与SiCl4接触的时间，从而能够使分子筛与SiCl4的接触反应在管式反应器内充分的进行。然而该方法采用气体携带分子筛粉末物料与SiCl4气体接触反应的方式进行气相超稳反应，为了流化分子筛气体的量必须足够大，载气与SiCl4重量比例可达10-250，不然容易造成装置堵塞的问题，增大气体的量造成反应深度难以提高，存在着固体物料输送与气相超稳反应深度的提高间的矛盾，另外，该方法为了达到一定的反应程度需要较大的大SiCl4的通入量，必然造成经过气相超稳反应后残余的SiCl4的量增多，不但加重了环境污染的危害更不利于尾气的有效吸收。另外，由于气相超稳是在气相超稳反应条件下气相四氯化硅中的硅与分子筛骨架中的铝直接发生同晶取代作用，使得脱铝与补硅同时进行，且脱铝均匀，因此，分子筛的晶体结构保持完整，结晶度高，分子筛的微孔结构保持完整，气相超稳分子筛的结晶度高，热及水热稳定性好，但是，孔结构分析表明，气相超稳分子筛没有二级孔。然而，由于原油的重质化和劣质化，为了提高催化裂化催化剂对重质和劣质原料的裂化能力，需要作为活性中心的Y型分子筛有较多的二级孔，具有二级孔结构的分子筛具有活性中心可接近性好的优点，它直接影响着催化裂化装置的产品分布和经济效益。可以看出，单纯用水热法制备的高硅Y型分子筛需要多次高温水蒸气焙烧多次稀土离子交换改性，制备的分子筛具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双功能连续式回转焙烧炉，其特征在于，该焙烧炉包括炉体(1)和设置在所述炉体(1)内的筒体(2)，所述筒体(2)依次包括进料端(24)、中间筒体(20)和出料端(25)，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体(2)内用于对所述筒体(2)内提供水蒸气的水蒸气分布器(5)和用于对所述筒体(2)内提供用于作为干燥焙烧介质的干气的干气分布器(6)。

【技术特征摘要】
1.一种双功能连续式回转焙烧炉，其特征在于，该焙烧炉包括炉体(1)和设置在所述炉体(1)内的筒体(2)，所述筒体(2)依次包括进料端(24)、中间筒体(20)和出料端(25)，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体(2)内用于对所述筒体(2)内提供水蒸气的水蒸气分布器(5)和用于对所述筒体(2)内提供用于作为干燥焙烧介质的干气的干气分布器(6)。2.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于，所述干气分布器(6)的长度为所述筒体(2)的长度的10％-90％，所述水蒸气分布器(5)的长度为所述筒体(2)的长度的10％-90％；和/或沿所述筒体(2)的轴向，所述干气分布器(6)与所述水蒸气分布器(5)之间存在间隙，间隙距离为所述筒体(2)长度的1-30％。3.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于，所述干气分布器(6)的数量为1-10个。4.根据权利要求3所述的焙烧炉，其特征在于，各个所述干气分布器(6)在所述筒体(2)中的设置为所述干气分布器(6)的轴向方向与所述筒体(2)的轴向平行。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的焙烧炉，其特征在于，所述干气分布器(6)为有开口端(62)和封闭端(63)的中空圆管形结构，且该中空圆管形结构的管壁上开设有通孔(61)，所述开口端(62)与所述出料端(25)同侧，所述封闭端(63)与所述进料端(24)同侧。6.根据权利要求5所述的焙烧炉，其特征在于，所述干气分布器(6)的外径为所述筒体(2)的内径的10％-30％。7.根据权利要求5所述的焙烧炉，其特征在于，所述通孔(61)有多个，且多个所述通孔(61)呈阵列分布。8.根据权利要求7所述的焙烧炉，其特征在于，所述通孔(61)沿所述干气分布器(6)的周向的分布为5-40个/m；沿所述干气分布器(6)的延伸方向的分布为10-50个/m。9.根据权利要求5所述的焙烧炉，其特征在于，所述通孔(61)的直径为1-10mm。10.根据权利要求1-4中任意一项所述的焙烧炉，其特征在于，所述水蒸气分布器(5)的数量为1-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：周灵萍，张志民，张蔚琳，杨凌，许明德，陈振宇，吕卫东，田辉平，朱玉霞，周春尧，薛兴胜，孔涛，张庆雪，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，中国石化催化剂有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11