Y型分子筛微球合成条件的优化及裂化催化剂使用性能研究

论文摘要

依据制备工艺的不同,催化裂化（FCC）催化剂分为半合成型和原位晶化型。半合成型是将人工合成分子筛、天然高岭土与粘结剂混合后,经喷雾造粒成型为中位径60μm左右的微球,再经后处理制成的一类FCC催化剂；原位晶化型是以高岭土为原料,先喷雾造粒成型为中位径60μm左右的微球,再经煅烧、晶化及后处理制成的一类FCC催化剂。在满足高分子筛含量及其它商用FCC催化剂性能的前提下,通过优化合成工艺,降低制造成本,使之更具有商业竞争力,是原位晶化型FCC催化剂研究的重点之本文以均匀设计试验法作为工艺方案的设计手段,研究了晶化反应体系组成与晶化微球分子筛含量的关系,旨在优化晶化工艺条件；以优化工艺所得的晶化微球为原料,制备REHY型FCC催化剂,并对其使用性能进行研究。运用均匀设计法,考察了晶化过程中水玻璃量、导向剂量、高土／偏土比、Na2O/SiO2比及H20/Na2O比等五个因素对Y型分子筛微球结晶度及机械强度的影响,旨在优化合成工艺。结果表明,优化得到的合成工艺,其原料硅源比国内工业现有工艺降低了37.5%,而产品的分子筛含量要高出13个百分点。采用曲线拟合法,建立了结晶度（Y）与反应硅钠比（X）的关系模型；反应硅钠比在3.5-6.1内,其分段函数分别为Y=17.0203χ-30.4817（χ=3.5-4.2）,Y=-24.8765χ+152.9557（χ=4.2-5.5）,Y=-8.20107χ+82.5337（χ=5.2-6.1）。从而解析出对晶化微球结晶度影响最大的反应硅钠比区域为4.2-5.5。以优化工艺所制备的NaY微球为前驱体,经过离子交换和焙烧等处理,制成REHY型FCC催化剂,对催化剂的固体酸特性与商业催化剂进行对比研究,结果表明,本工艺制备的催化剂酸强度（TPD法）与商业对比剂QD-C接近,均在200℃（L酸）和400℃（B酸）附近,但总酸量远大于对比剂,分别为2.17mmol/g、0.50mmol/g（对比剂JK-B）、1.98mmol/g（对比剂QD-C）、0.84 mmol/g（对比剂ZH-D）。以商用催化剂QD-C为对比剂,对所制备催化剂的使用性能进行全面对比评价,结果表明,与对比剂相比,总孔体积增加17.3%（水滴法）和66.7%（BET氮气吸附法）、总比表面积增加66.0%,中孔比表面积增加40.4%,微孔比表面积增加78.6%；MAT活性增加21%（绝对活性增加12个单位）,5000μg.g-1钒污染活性增加64%（绝对活性增加17个单位）。汽油增加3个单位,总液收增加1.7个单位。综合性能优于商用对比剂,是一种优良的REHY型FCC催化剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述及选题
• 1.1 引言
• 1.2 沸石分子筛
• 1.3 天然沸石
• 1.4 合成沸石
• 1.5 Y型分子筛
• 1.6 裂化催化剂使用性能研究
• 1.7 本论文的选题与研究方向
• 第二章 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 实验原料制备
• 2.3 理化性质分析方法
• 2.4 催化剂使用性能评价
• 第三章 均匀设计优化微球晶化条件
• 3.1 引言
• 3.2 均匀设计原理
• 3.3 均匀设计方案
• 3.4 晶化微球结晶度及磨损指数测定结果
• 3.5 以结晶度为评价指标优化晶化工艺
• 3.6 以磨损指数为评价指标对晶化条件优化
• 3.7 结论
• 第四章 建立反应硅钠比与微球结晶度关系模型
• 4.1 引言
• 4.2 晶化体系反应硅钠比与结晶度的关系
• 4.2.1 区段Ⅰ中反应硅钠比与结晶度关系
• 4.2.2 区段Ⅱ中反应硅钠比与结晶度关系
• 4.2.3 区段Ⅲ中反应硅钠比与结晶度关系
• 4.3 结论
• 第五章 自制裂化催化剂与商用剂固体酸性比较
• 5.1 引言
• 5.2 离子交换法制备裂化催化剂HD-A
• 5.3 程序升温法脱附（TPD）法测定裂化催化剂酸特性
• 5.4 电位滴定法测定裂化催化剂总酸量
• 5.5 IR-吡啶法表征裂化催化剂酸稳定性
• 5.6 溶剂-电导率法测定HD-A总酸量及酸分布
• 5.7 结论
• 第六章 裂化催化剂理化性质及使用性能评价
• 6.1 引言
• 6.2 催化剂化学组成
• 6.3 催化剂粒度分布及机械强度
• 6.4 HD-A和对比剂相对结晶度对比
• 6.5 催化剂比表面及孔结构
• 6.6 HD-A与对比剂活性对比
• 6.7 HD-A与对比剂抗污染能力比较
• 6.8 HD-A与对比剂汽油选择性分析
• 6.9 结论
• 第七章 结论
• 7.1 主要结论
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者读研期间科研情况