專利名稱：一種合成超細(xì)y型分子篩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以FCC廢催化劑細(xì)粉制備超細(xì)Y型分子篩的方法，它屬于固體廢 棄物的處理及應(yīng)用領(lǐng)域。該方法是以催化裂化廢催化劑細(xì)粉該細(xì)粉為原料，而該原料主要 來自于催化裂化三級(jí)、四級(jí)旋風(fēng)分離器和煙道氣中，并將其加堿焙燒活化、外加硅源，再利 用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向水熱晶化技術(shù)合成制得。
背景技術(shù)：
催化裂化(FCC)是煉油工業(yè)中催化劑用量最大的二次加工工藝。然而，在催化劑 使用過程中，因重金屬沉積，高溫下大量霧化蒸汽的存在以及原料噴嘴線速或預(yù)提升管底 部蒸汽線速過高，而導(dǎo)致催化劑磨損程度顯著增加，造成大量催化劑細(xì)粉的產(chǎn)生。細(xì)粉不僅 會(huì)增加催化劑單耗，而且成為大氣污染源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在流化床催化裂化過程中失活的催化 劑，大概1/3因顆粒太細(xì)小，隨尾氣排入大氣。1個(gè)300萬噸的煉油廠，每年向周圍大氣中 排放的裂化催化劑微粒近1000噸。隨著原料的日益重質(zhì)化和劣質(zhì)化，輕質(zhì)油品需求量的增 加，使催化裂化的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，相應(yīng)催化劑細(xì)粉的量增加。目前對回收下來的這些催 化劑細(xì)粉除少量用于提取活性氧化鋁外，大多數(shù)采用地下掩埋的方式廢棄。地下掩埋不僅 造成地下水和土壤污染，而且還將造成硅鋁和重金屬資源的流失。隨著催化裂化工藝的快 速發(fā)展，人們節(jié)能減排意識(shí)的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的日益完善，F(xiàn)CC催化劑細(xì)粉的優(yōu)化利用將勢 必受到研究人員的廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，這部分催化劑細(xì)粉從物相構(gòu)成上來看大約含有85%左右的氧化鋁和少 量分子篩。其主要化學(xué)組成是硅、鋁以及少量鎳、釩和鐵等重金屬。單獨(dú)的細(xì)粉從催化劑活 性上已不能滿足催化反應(yīng)需求，但無論從物相構(gòu)成和主要的元素組成來看，都適宜作為合 成高附加值硅鋁材料的原料。但遺憾的是，目前工業(yè)上對這些催化劑細(xì)粉的回收利用還未 提上議事日程，基本上是采用地下掩埋的方式廢棄。因此，以廢催化劑為原料制備其他高價(jià) 值的物質(zhì)，具有較大的發(fā)展空間和很強(qiáng)的研究價(jià)值。本發(fā)明是通過細(xì)粉的活化過程，使其中 的硅鋁物種轉(zhuǎn)化成合成分子篩的活性物種。然后利用活化后的硅、鋁源，在外加硅源的條件 下，利用原位晶化結(jié)構(gòu)導(dǎo)向技術(shù)合成超細(xì)Y型分子篩。通過這一過程不僅利用了廢棄細(xì)粉 中的硅鋁資源，而且避免了催化劑細(xì)粉可能造成的環(huán)境污染。因此本發(fā)明無論從廢棄資源 的重復(fù)利用上，還是從環(huán)境保護(hù)上以及理論研究的角度都具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的就在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供了一種制備超細(xì)Y型分子 篩的方法本。該方法首先是將FCC廢催化劑細(xì)粉加堿焙燒活化，然后在外加硅源的條件下 利用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向水熱晶化技術(shù)合成超細(xì)Y型分子篩。具體的合成過程如下1.將FCC廢催化劑細(xì)粉與NaOH以質(zhì)量比以1 1. 5的比例混合均勻后，在700 900°C下焙燒1 3小時(shí)；2.在室溫下將氫氧化鈉、偏鋁酸鈉、硅溶膠和蒸餾水按照Na20 A1203 Si02 H20 = 16 1 16 280(摩爾比)的比例混合，強(qiáng)力攪拌1小時(shí)， 靜置陳化12h后得到導(dǎo)向劑；3.將(1)中活化后的細(xì)粉、蒸餾水、氫氧化鈉、硅溶膠和(2)中得到的導(dǎo)向劑混合 均勻，得到摩爾組成為 Na20 A1203 Si02 H20 = (4. 4 5. 6) 1 (5 11) (100 170)的比例混合；然后將所得的混合物在80 100°C晶化12 24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，抽濾 反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌至中性，干燥后即得Y型分子篩產(chǎn)品。采用本發(fā)明所述的方法，可以得到超細(xì)Y型分子篩。同時(shí)本發(fā)明易于操作，適合于 規(guī)?；a(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例來敘述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)實(shí)施例1(1)將102克FCC廢催化劑細(xì)粉與120克NaOH混合均勻后，在900°C下焙燒3小 時(shí)；(2)在室溫下將氫氧化鈉、偏鋁酸鈉、硅溶膠和蒸餾水按照 Na20 A1203 Si02 H20 = 16 1 16 280 (摩爾比)的比例混合，強(qiáng)力攪拌1小時(shí)， 靜置陳化12小時(shí)后得到導(dǎo)向劑；(3)將⑴中活化后的細(xì)粉、蒸餾水、氫氧化鈉、硅溶膠和⑵中得到的導(dǎo)向劑混合 均勻，得到摩爾組成為Na20 A1203 Si02 H20 = 4. 8 1 8 120的比例混合；然后 將所得的混合物在85°C晶化16小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后抽濾、洗滌、干燥即得固體產(chǎn)品。經(jīng)測試得知合成的產(chǎn)品為NaY分子篩，結(jié)晶度為56. 2%。比表面達(dá)到605. 3m2 -g"1, 總孔容為0. 339cm3 g—1。產(chǎn)品為片層結(jié)構(gòu)且粒度集中在300nm左右。實(shí)施例2本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)過程同實(shí)施例1，只是改變原料配比，使Na20 A1203 Si02 H20 =4. 8 1 10 120，其它各條件不變。經(jīng)測試得知合成的產(chǎn)品為NaY分子篩，結(jié)晶度為58. 8%。比表面達(dá)到598. 2m2 -g"1, 總孔容為0. 293cm3 g—1。產(chǎn)品為片層結(jié)構(gòu)且粒度集中在300 400nm。實(shí)施例3本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)過程同實(shí)施例1，只是晶化時(shí)間變?yōu)?0h，其它各條件不變。經(jīng)測試得知合成的產(chǎn)品為NaY分子篩，結(jié)晶度為51. 6%。比表面達(dá)到631. 3m2 -g"1, 總孔容為0. 325cm3 g—1。產(chǎn)品為片層結(jié)構(gòu)且粒度集中在200nm。實(shí)施例4本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)過程同實(shí)施例1，只是晶化溫度變?yōu)?5°C，其它各條件不變。經(jīng)測試得知合成的產(chǎn)品為NaY分子篩，結(jié)晶度為59. 8%。比表面達(dá)到694. 9m2 -g"1, 總孔容為0. 318cm3 g—1。產(chǎn)品為片層結(jié)構(gòu)且粒度集中在300nm左右。實(shí)施例5本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)過程同實(shí)施例1，只是細(xì)粉的焙燒溫度變?yōu)?00°C，活化時(shí)間變?yōu)?2h，其它各條件不變。經(jīng)測試得知合成的產(chǎn)品為NaY分子篩，結(jié)晶度為52. 7%。比表面達(dá)到646. 9m2 -g"1,總孔容為0. 340cm3 g—1。產(chǎn)品為片層結(jié)構(gòu)且粒度集中在300 400nm。發(fā)明效果本發(fā)明所提出的以催化裂化廢棄催化劑細(xì)粉為原料合成超細(xì)Y型分子篩的方法， 所得分子篩的比表面可以達(dá)到650m2 左右，粒度集中在300nm，結(jié)晶度在55%以上。分 子篩合成工藝簡單，操作方便，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
一種合成超細(xì)Y型分子篩的方法，該方法是以FCC廢催化劑細(xì)粉為原料，通過加堿焙燒活化、外加硅源，再利用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向水熱晶化技術(shù)合成制得，其特征在于具體合成步驟如下①.將催化裂化廢催化劑細(xì)粉與堿按質(zhì)量比為1～1.5均勻混合，其中，堿為氫氧化鈉、碳酸鈉碳酸氫鈉或氫氧化鉀的一種，并在700～900℃下焙燒1～3小時(shí)；②.在室溫下將氫氧化鈉、偏鋁酸鈉、硅溶膠和蒸餾水按照摩爾比為Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O＝16∶1∶16∶280的比例混合，強(qiáng)力攪拌1小時(shí)，靜置陳化12小時(shí)后得到導(dǎo)向劑；③.將①中活化后的細(xì)粉再與蒸餾水、氫氧化鈉、硅溶膠和②中得到的導(dǎo)向劑混合均勻，得到摩爾組成為Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O＝4.4～5.6∶1∶5～11∶100～170的混合物，然后將所得的混合物在80～100℃晶化12～24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，抽濾反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌至中性，干燥后即得目的產(chǎn)品Y型分子篩產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成超細(xì)Y型分子篩的方法，其特征在于原料為來自催 化裂化三級(jí)、四級(jí)旋風(fēng)分離器和煙道氣中的催化劑細(xì)粉。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用FCC廢催化劑細(xì)粉合成超細(xì)Y型分子篩的方法，屬于固體廢棄物的再利用領(lǐng)域。該方法是首先將FCC廢催化劑堿溶活化，在外加硅源的條件下利用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向水熱合成技術(shù)制備超細(xì)Y型分子篩。通過合成條件特別是原料的活化條件控制所得分子篩的粒度，產(chǎn)品的粒徑可以達(dá)到200nm左右。此外，所得產(chǎn)物的比表面較高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且具有片層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明不僅優(yōu)化了FCC的綠色化生產(chǎn)工藝，而且實(shí)現(xiàn)了廢棄資源的高效回收利用，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C01B39/24GK101891221SQ201010236528
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者劉欣梅, 李亮, 楊婷婷, 梁海寧, 閻子峰 申請人:中國石油天然氣股份有限公司;中國石油大學(xué)(華東)