一种金属改性Y型分子筛及其制备方法技术

一种金属改性Y型分子筛及其制备方法，属于分子筛制备及改性领域，所述制备方法包括如下步骤：(1)将NaY分子筛与去离子水混合、打浆，升温至50

【技术实现步骤摘要】
一种金属改性Y型分子筛及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种金属改性Y型沸石分子筛及其制备方法，更具体地说涉及一种可用于催化裂化反应的高裂化活性金属改性Y型沸石分子筛及其制备方法。

技术介绍

[0002]催化裂化(FCC)是炼油工业最重要的重油轻质化手段，也是催化剂用量最大的原油二次加工过程。随着原油重质化、劣质化以及市场对轻质油品需求量的增加，炼油厂为提高重质原料油催化裂化深度加工的能力，对催化裂化催化剂的质量提出了更高的要求。Y型分子筛具有适宜的酸性、极高的比表面积和良好的热稳定性，是工业FCC催化剂的主要活性组分，Y型分子筛的裂化性能直接影响催化裂化装置的产品分布和经济效益。
[0003]由于催化裂化高温水热的反应条件以及原料油的高重金属污染物含量，从而要求FCC催化剂尤其是其活性组分Y型分子筛要具有优良的水热稳定性和抗重金属污染性能。为了提高Y型分子筛的水热稳定性和抗重金属污染性能，需要对Y型分子筛进行镧、铈等稀土元素改性。Y型分子筛经稀土元素改性后，稀土元素通过离子交换的方式进入到Y型分子筛晶胞的超笼和方钠石笼内，尤其是进入尺度较小的方钠石笼内，能够很好地稳定分子筛的骨架结构，从而显著提高分子筛的水热稳定性，同时改善分子筛的抗重金属污染性能。
[0004]与镧、铈等常规稀土元素相比，轻稀土金属元素由于具备明显更小的离子半径，使其在水汽焙烧过程中更容易进入到Y型分子筛晶胞的方钠石笼内，因而金属改性已被证明对于提高Y型分子筛的水热稳定性以及裂化性能具有显著更好的效果(Y Shu,A Travert,R Schiller,et al.Effect of ionic radius of rare earth on USY zeolite in fluid catalytic cracking:Fundamentals and commercial application[J].Top Catal，2015，58：334
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342)。然而，相对于常规稀土元素，金属元素具有显著更小的离子半径，在离子交换过程中，这一方面会使得水溶液中金属原子周围结合更多的水合水分子，从而会极大地增加金属原子的交换阻力；另一方面，对于已被交换到分子筛笼内的金属原子，其被反交换下来的阻力也因此相对较小。由于上述两方面原因，使得目前金属改性Y型分子筛工艺过程中往往存在较为严重的金属元素流失问题(刘璞生.稀土对Y型分子筛结构稳定作用和RFCC催化剂性能影响(D).吉林大学：2019)，从而极大地限制了金属改性Y型分子筛在实际当中的应用。因此，目前急需一种简单易行、且无金属元素流失问题的金属改性Y型分子筛产品及方法。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的问题，本专利技术的目的是提供一种简单易行、且无改性元素流失问题的金属改性Y型分子筛及其制备方法。本专利技术提供了一种金属改性Y型分子筛及其制备方法，其中所述制备方法基于常规的“二交一焙”的分子筛改性工艺，具体包括如下步骤：
[0006](1)将NaY分子筛与去离子水混合、打浆，升温至50
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95℃，用稀盐酸调节所得浆液体系的pH≈3
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5，然后依次加入溶液极性调节组分和金属盐，持续搅拌进行离子交换1
‑
4小
时。
[0007](2)用碱溶液调节上述步骤(1)所得浆液体系pH≈6
‑
10，优选6.5
‑
8，继续搅拌反应5
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30分钟，然后过滤、洗涤、干燥并进行水汽超稳化处理。
[0008](3)将步骤(2)所得分子筛样品与铵盐溶液混合、打浆，进行铵离子交换，然后经过滤、洗涤和干燥，即得所述金属改性Y型分子筛。
[0009]本专利技术提供的制备方法中，步骤(1)中所述的各物料质量比NaY(干基)：金属盐(按M2O3计)：溶液极性调节组分：去离子水＝1：0.005
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0.15：0.001
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0.05：2
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20。
[0010]本专利技术提供的制备方法中，步骤(1)中所述的各物料质量比优选NaY(干基)：金属盐(按M2O3计)：溶液极性调节组分：去离子水＝1：0.01
‑
0.10：0.005
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0.03：4
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10。
[0011]本专利技术提供的制备方法中，步骤(1)中所述溶液极性调节组分可为十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三乙基氯化铵、十四烷基三乙基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三乙基氯化铵合十六烷基三乙基溴化铵等阳离子型表面活性剂物质中的一种或几种，优选十六烷基三甲基溴化铵。
[0012]本专利技术提供的制备方法中，步骤(1)中所述金属盐可为水溶性无机金属盐中的一种或几种，优选氯化金属。
[0013]本专利技术提供的制备方法中，步骤(2)中所述碱溶液可为NaOH、NaHCO3、Na2CO3、KOH、KHCO3、K2CO3、Na2SiO3、NaAlO2、尿素溶液和氨水中的一种或几种，优选氨水。
[0014]本专利技术提供的制备方法中，步骤(3)中所述铵盐溶液中铵盐可为氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、硫酸氢铵、磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、草酸铵、柠檬酸铵和乙酸铵溶液中的一种或几种，优选氯化铵。
[0015]本专利技术提供的制备方法中，步骤(2)和(3)中所述过滤、洗涤、干燥和水汽超稳化处理均为本领域熟悉的通用技术，本专利技术对此没有特别限制。
[0016]与现有常规稀土改性方法相比，为了解决当前改性体系存在的金属元素流失问题，本专利技术方法基于对离子交换理论的认识，采取了两种手段：(1)在稀土离子交换过程中(一交)，引入表面活性剂物质以减弱交换溶液中水分子的极性，从而能够抑制水分子与金属离子的水合作用，减小金属离子的交换阻力，使金属离子能够高效地与钠离子进行离子交换过程；(2)在一交结束时，通过碱溶液调节交换体系pH值至碱性，从而能够将体系当中尚存的游离态金属离子沉淀到分子筛表面。这样，通过上述两种手段，即可彻底避免当前改性体系中存在的金属元素流失问题，充分发挥金属元素在后续水汽超稳处理过程中对Y型分子筛的改性作用，将能够极大地提高当前稀土改性Y型分子筛的理化和裂化性能。同时，本专利技术方法过程简单易行，便于大规模工业化生产。
具体实施方式
[0017]下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术保护范围并不受这些实例的限制。
[0018](1)原料及规格
[0019]NaY分子筛，山西腾茂科技股份有限公司，合格工业品；氯化铵、六水氯化金属(M2O3含量：37.22％)，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，国药集团，分析纯试剂。
[0020](2)晶胞、结晶度和元素分析
[0021]分子筛的结晶度、晶胞参数在日本Rigaku公司生产的D/max
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2200PC型x射线衍射仪上分析。元素分析在Rigaku公司ZSX本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属改性Y型分子筛及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将NaY分子筛与去离子水混合、打浆，升温至50
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95℃，用稀盐酸调节所得浆液体系的pH≈3
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5，然后依次加入溶液极性调节组分和金属盐，持续搅拌进行离子交换1
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4小时；(2)用碱溶液调节上述步骤(1)所得浆液体系pH≈6
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10，优选6.5
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8，继续搅拌反应5
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30分钟，然后过滤、洗涤、干燥并进行水汽超稳化处理；(3)将步骤(2)所得分子筛样品与铵盐溶液混合、打浆，进行铵离子交换，然后经过滤、洗涤和干燥，即得所述金属改性Y型分子筛。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的各物料质量比NaY(干基)：金属盐(按M2O3计)：溶液极性调节组分：去离子水＝1：0.005
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0.15：0.001
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0.05：2
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20。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于步骤(1)中所述各物料质量比优选NaY(干基)：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽，陈柯江，
申请(专利权)人：山西腾茂科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：