解析Y型沸石是在高嶺土什么樣的情況下產(chǎn)生的

時間：2014-05-07 10:16:33

作者：世邦機器

鄭淑琴等采用N2靜態(tài)吸附法和IR光譜法研究了高嶺土原位晶化合成Y型沸石過程中的孔結構和沸石的形成過程。結果顯示，在原位晶化過程中，從天然高嶺土到晶化產(chǎn)物，孔結構發(fā)生了很大的變化，經(jīng)歷了一個從大孔到中孔發(fā)達的過程，高嶺土中原有的硅鋁氧化物結構和位置發(fā)生了改變;在高嶺土加工技術中，焙燒微球在堿液的作用下，氧化硅從高嶺土中抽提出來，在原有位置上形成了發(fā)達的孔道結構，進而在孔道的可接近表面上均勻地生長出了Y型沸石;而且原位晶化過程是焙燒微球在液相組分中先轉(zhuǎn)變?yōu)楣桎X酸鈉凝膠，隨后硅鋁酸鈉凝膠逐步地轉(zhuǎn)變?yōu)閅型沸石。

在NaY沸石合成方面，有的技術以高嶺土為原料合成結晶度很高的沸石粉末，通過高嶺土加工合成過程中沸石不是負載在載體上;有的則對高嶺土材料成型后，再進行晶化反應，高嶺土中的部分成分轉(zhuǎn)化為NaY沸石，剩余部分作為負載沸石的載體，這種催化材料經(jīng)過離子交換等活化處理后，也稱全白土型催化裂化催化劑，用于相關的催化反應過程中。

孫書紅等介紹全白土型催化裂化催化劑基本的工藝路線是在堿性條件下，NaOH與經(jīng)過焙燒的高嶺土微球中的自由SiO2反應，使SiO2溶解進入液相，微球中的尖晶石和少量莫來石基本保留下來，形成堿抽提微球尖晶石(CLS)，原位Y型沸石晶體就生長在微球表面和堿改性高嶺土的內(nèi)孔表面上，經(jīng)堿改性的這部分高嶺土作為催化劑基質(zhì)，具有許多與催化反應相關的重要功能。這種基質(zhì)具有穩(wěn)定沸石組分的作用，同時可以稀釋沸石，提高其水熱穩(wěn)定性和耐磨性及孔隙率，使催化劑具有非常大的孔容和較好的再生能力，它所具有的大比熱容性能對于催化劑的再生、裂化期間的熱轉(zhuǎn)移和大規(guī)模催化裂化時所需的儲熱能力是非常重要的。

高嶺土微球經(jīng)高溫焙燒后含有尖晶石、莫來石等捕集重金屬鎳和釩的組分，提高了基質(zhì)活性和捕集重金屬的能力;高溫焙燒微球水熱晶化時其中部分SiO2和A12O3進入液相，使微球表面形成了豐富的大孔，微球具有了非常理想的孔徑分布，Y型分子篩就生長在微球微孔的內(nèi)外表面上，使其具有很好的原料油分子可接近性，增加了催化劑對重質(zhì)油大分子的裂化活性;原位結晶的產(chǎn)物中Y型沸石與基質(zhì)以類似化學鍵的方式相結合，使高嶺土型FCC催化劑具有較高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，所以這類催化劑的活性、活性穩(wěn)定性、抗重金屬性能、渣油裂化性能、汽油選擇性能以及耐磨性能、再生性能等都很好。

楊責東等采用Taguchi實驗方法優(yōu)化了以高嶺土為原料制備高硅NaY分子篩的理想合成參數(shù)，考察了硅溶膠的加入量、反應體系的堿度、加水量以及晶化時間對NaY分子篩硅鋁比和結晶度的影響。結果表明，高硅NaY分子篩的理想合成條件是：反應體系各組分的摩爾比為SiO2 :Al2O3 :Na2O:H2O=7.5:1.0:2.2:120，晶化時間為16h。同時發(fā)現(xiàn)，對合成樣品性能的影響較為顯著的因素是硅溶膠的加入量和堿度。采用X射線衍射、N2靜態(tài)容量吸附法和掃描電鏡對利用理想條件所合成樣品的硅鋁比、比表面積、孔分布以及表觀形貌進行了表征。結果顯示，以高嶺土為原料制備的NaY分子篩比參比樣品擁有更高的硅鋁比和更大的比表面積。

研究表明，高嶺土的產(chǎn)地、質(zhì)量不同，晶化合成Y型沸石催化劑的性能也有所不同。隨著原料高嶺土中無序度高的埃洛石含量增加，晶化產(chǎn)物結晶度提高，噴霧成型后的微球磨損指數(shù)上升，強度下降;反之亦然。因此，適于制備全白土型催化劑的原料高嶺土應具有中等有序度。