通过水热处理合成介孔纳米尺寸沸石β的方法及其用途技术

纳米尺寸介孔沸石β组合物和合成方法以及所述纳米尺寸介孔沸石β的用途。使用水热处理合成纳米尺寸介孔沸石β，在水热处理之前或之后无需干燥和煅烧沸石。还提供了使用纳米尺寸介孔沸石β对烃原料进行加氢裂化的方法。寸介孔沸石β对烃原料进行加氢裂化的方法。寸介孔沸石β对烃原料进行加氢裂化的方法。

【技术实现步骤摘要】
通过水热处理合成介孔纳米尺寸沸石
β
的方法及其用途


[0001]本公开主要涉及纳米尺寸介孔沸石组合物。更具体地说，本公开的实施方案涉及利用水热处理合成此类组合物以及此类组合物的用途。

技术介绍

[0002]β沸石是结晶的硅酸铝，广泛用于重油转化工艺，如加氢裂化和流化催化裂化工艺。特别地，基于孔结构、稳定性和酸度的考虑，将β沸石用于此类工艺中。这些工艺的原料是原油的一部分，其初馏点为350℃，平均分子量范围约为200至600或更高。由于原油的性质逐年恶化，对清洁燃料和石化产品的需求不断增加，因此，需要使用各种工艺和催化剂(如沸石)转化更多的重油。

技术实现思路

[0003]原油(例如，重质原油)可通过加氢处理工艺以及随后通过使用加氢裂化催化剂来去除不希望的成分，如硫、氮和金属，并将高分子量烃(复合芳烃或不饱和烃)转化为石脑油、煤油、汽油、柴油或高质量润滑油。用于加氢处理的催化剂有两个功能：裂解高分子量烃和氢化不饱和分子。常规的β沸石(也称为“沸石β”)具有相对较小的孔径(小于2nm)，这不允许重油转化工艺的大分子扩散到位于沸石内部的活性位点并在其上反应，从而对β沸石催化剂的性能产生负面影响。这导致催化剂的低催化活性和可能的失活。
[0004]可以通过增加沸石的孔径和减小沸石的粒径来增强分子的传质，从而提高催化剂性能。在一些情况下，具有较大孔径的有序介孔硅酸铝可用于合成具有相对较大孔径的催化剂。此外，在合成过程中可以减小催化剂的粒径，以增加外表面并缩短分子的扩散路径，从而提高催化剂性能。然而，通过现有技术合成具有纳米尺寸颗粒和介孔的催化剂是困难的。
[0005]现有的纳米尺寸β沸石合成工艺存在各种问题，例如，由于需要离子交换和分离步骤以获得H型沸石产物或质子沸石形式，纳米尺寸颗粒聚集导致沸石催化剂的不规则性，以及最终产物的产率降低。现有工艺通常需要在额外处理之前煅烧沸石β，从而去除用于沸石合成的所有模板或结构导向剂(SDA)。这样的方法可以增加沸石的孔体积和平均孔径，但也会导致结晶度降低，这表示沸石结构的部分破坏。
[0006]本公开的实施方案包括在无需干燥和煅烧沸石的情况下，使用水热处理合成具有介孔的纳米尺寸沸石β(称为“介
‑
纳沸石β”)的方法。此外，该方法可以在不使用结构导向剂(SDA)如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的情况下合成纳米尺寸的β沸石。介
‑
纳沸石β可以用作重油转化工艺中的催化剂，如加氢裂化和流化催化裂化。
[0007]如本公开所用，术语“介孔”是指沸石结构中大于2纳米(nm)且小于或等于50nm的孔径分布。术语“介孔”与“微孔”(孔径分布在0.5nm至小于2nm的范围内)和“大孔”(孔径分布大于50nm)不同。
[0008]在一个实施方案中，提供了合成纳米尺寸介孔沸石β组合物的方法。该方法包括混
合二氧化硅、铝源、四乙基氢氧化铵和水以形成硅酸铝流体凝胶，并在第一温度下加热硅酸铝流体胶体第一时间段以形成沸石β产物。该方法还包括在压力和第二温度下对沸石β产物进行第二时间段的水热处理，以产生纳米尺寸介孔沸石β组合物，从而在水热处理之前不煅烧沸石β产物。
[0009]在一些实施方案中，纳米尺寸介孔沸石β组合物具有1.0毫升/克(ml/g)至1.5ml/g的孔体积。在一些实施方案中，纳米尺寸介孔沸石β组合物具有15纳米(nm)至50nm的孔径。在一些实施方案中，纳米尺寸介孔沸石β组合物具有10纳米(nm)至100nm的粒径。在一些实施方案中，二氧化硅是气相二氧化硅。在一些实施方案中，铝源是氧化铝。在一些实施方案中，将沸石β产物在压力和第二温度下进行水热处理第二时间段，以产生经处理的沸石β产物。在一些实施方案中，第一温度在100℃至150℃的范围内，并且第一时间段在2天至7天的范围内。在一些实施方案中，压力在1巴至5巴的范围内，第二温度在400℃至600℃的范围内，并且第二时间段在0.5小时至4小时的范围内。在一些实施方案中，该方法包括：过滤纳米尺寸介孔沸石β组合物；在过滤后，洗涤纳米尺寸介孔沸石β组合物产物；在洗涤后，在第三温度下干燥纳米尺寸介孔径沸石β组合物第三时间段；以及在干燥后，在第四温度下煅烧纳米尺寸介孔沸石β组合物第四时间段，以产生纳米尺寸介孔沸石β组合物。在一些实施方案中，第三温度在80℃至150℃的范围内，并且第三时间段在3小时至8小时的范围内。在一些实施方案中，第四温度在500℃至600℃的范围内，并且第四时间段在3小时至8小时的范围内。
[0010]在另一个实施方案中，提供了一种用于加氢裂化烃原料的方法。该方法包括：在反应条件下使烃原料与含有纳米尺寸介孔沸石β组合物的催化剂接触，以转化含有至少20重量％的具有1至4个碳原子的烃的产物流。纳米尺寸介孔沸石β组合物通过包括以下步骤的方法合成，包括：混合二氧化硅、铝源、四乙基氢氧化铵和水以形成硅酸铝流体凝胶，并将硅酸铝流体凝胶在第一温度下加热第一时间段以形成沸石β产物。该方法还包括将沸石β产物在压力和第二温度下进行水热处理第二时间段，以制备纳米尺寸介孔沸石β组合物，使得在水热处理之前不煅烧沸石β产物。
[0011]在一些实施方案中，纳米尺寸介孔沸石β组合物具有1.0毫升/克(ml/g)至1.5ml/g的孔体积、15纳米(nm)至50nm的孔径。在一些实施方案中，纳米尺寸介孔沸石β组合物具有10纳米(nm)至100n m的粒径。在一些实施方案中，二氧化硅是气相二氧化硅。在一些实施方案中，铝源是氧化铝。在一些实施方案中，将沸石β产物在压力和第二温度下进行水热处理第二时间段，以产生经处理的沸石β产物。在一些实施方案中，第一温度在100℃至150℃的范围内，并且第一时间段在2天至7天的范围内。在一些实施方案中，压力在1巴至5巴的范围内，第二温度在400℃至600℃的范围内，并且第二时间段在0.5小时至4小时的范围内。在一些实施方案中，烃原料是沸点大于或等于540℃的重馏分。
[0012]在另一个实施方案中，提供了一种纳米尺寸介孔沸石β组合物。该组合物包含：多个纳米尺寸的介孔沸石颗粒，多个颗粒中各自具有10纳米(nm)至100nm的粒径、1.0毫升/克(ml/g)至1.5ml/g的孔体积和15纳米(nm)至50nm的孔尺寸。通过包括以下步骤的方法合成多个纳米尺寸的介孔沸石颗粒：混合二氧化硅、铝源、四乙基氢氧化铵和水以形成硅酸铝流体凝胶，并将硅酸铝流体凝胶在第一温度下加热第一时间段以形成沸石β产物。该方法还包括将沸石β产物在压力和第二温度下进行水热处理第二时间段，以制备纳米尺寸介孔沸石β
组合物，使得在水热处理之前不煅烧沸石β产物。
附图说明
[0013]图1是根据本公开实施方案合成介
‑
纳沸石β的方法的框图；和
[0014]图2是根据本专利技术实施方案的水热处理装置或合成介
‑
纳沸石β的示意图。
具体实施方式
[0015]将参考附图更充分地描述本公开，附图说明了本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成纳米尺寸介孔沸石β组合物的方法，包括：混合二氧化硅、铝源、四乙基氢氧化铵和水以形成硅酸铝流体凝胶；将所述硅酸铝流体凝胶在第一温度下加热第一时间段以形成沸石β产物；将所述沸石β产物在压力和第二温度下进行水热处理第二时间段，以制备所述纳米尺寸介孔沸石β组合物，其中在所述水热处理之前不煅烧所述沸石β产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米尺寸介孔沸石β组合物具有1.0毫升/克(ml/g)至1.5ml/g的孔体积。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米尺寸介孔沸石β组合物具有15纳米(nm)至50nm的孔径。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米尺寸介孔沸石β组合物具有10纳米(nm)至100nm的粒径。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅包括气相二氧化硅。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述铝源是氧化铝。7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述沸石β产物在压力和第二温度下进行水热处理第二时间段，以产生经处理的沸石β产物。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一温度在100℃至150℃的范围内，并且所述第一时间段在2天至7天的范围内。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述压力在1巴至5巴的范围内，所述第二温度在400℃至600℃的范围内，并且所述第二时间段在0.5小时至4小时的范围内。10.根据权利要求1所述的方法，包括：过滤所述纳米尺寸介孔沸石β组合物；在所述过滤后，洗涤所述纳米尺寸介孔沸石β组合物；在所述洗涤后，在第三温度下干燥所述纳米尺寸介孔沸石β组合物第三时间段；和在所述干燥后，在第四温度下煅烧所述纳米尺寸介孔沸石β组合物第四时间段。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第三温度在80℃至150℃的范围内，并且所述第三时间段在3小时至8小时的范围内。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第四温度在500℃至600℃的范围内，并且所述第四时间段在3小时至8小时的范围内。13.一种用于加氢裂化烃原料的方法，所述方法包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：