[發明專利]Y型分子篩的改性方法和催化裂化催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201210398689.9
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103771441A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 朱玉霞;許明德;張杰瀟;周靈萍;張蔚琳;田輝平
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C01B39/24
• 分類號: C01B39/24;B01J29/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

技術領域

本發明涉及一種Y型分子篩的改性方法及催化裂化催化劑的制備方法。

背景技術

催化裂化催化劑是石油煉制中重要的二次加工過程——催化裂化過程使用的催化劑。在催化裂化催化劑中，Y型分子篩是一種應用非常廣泛的材料，同時也是非常重要的活性組分。Y型分子篩的性能直接影響到催化裂化催化劑的反應性能。為了提高Y型分子篩的使用效果，根據不同的需要，可以對Y型分子篩進行不同的改性以達到使用的要求。已有許多技術提出對Y型分子篩改性的方法。

通常，在催化裂化催化劑的制備中，要求催化裂化催化劑的Na⁺含量符合催化裂化生產的要求。而催化裂化催化劑中的Na⁺常常是由Y型分子篩組分帶入的，因此降低Y型分子篩組分中Na⁺含量對最終催化裂化催化劑使用符合工業生產要求就尤為重要。一般將水熱合成生產的Y型分子篩，由于Na⁺含量高也常稱為NaY分子篩。降低Y分子篩中的Na⁺含量，通過銨鹽溶液交換、焙燒，以NH4⁺部分取代Na⁺，再洗滌去除進行，得到Na⁺含量降低的改性的Y型分子篩。為了達到更好的降低Y分子篩中Na⁺的效果，工業上通常采用兩次交換和一次焙燒過程，即兩次銨鹽交換。

焙燒，是降低Y型分子篩中Na⁺含量的重要步驟，其作用是使Y型分子篩發生脫鋁、脫羥基、硅遷移、脫氨、結晶重排反應并導致部分Al-O被Si-O取代，從而使Y型分子篩的晶胞發生收縮、硅鋁比提高、結構穩定性變好，同時也使Na⁺由難交換的位置遷移至易交換的位置，因此焙燒效果對改性的Y型分子篩性能，尤其是Na⁺的交換去除程度的好壞至關重要。

但是在Y型分子篩焙燒過程中，由于Y型分子篩在500℃以上的干燥空氣中加熱會損失一定的結晶度，因此需要利用水蒸氣進行超穩化。利用水蒸氣在焙燒爐內進行超穩化的過程，稱之為水熱超穩。水熱法超穩可以有效脫除Y型分子篩上的骨架鋁，從而提高Y型分子篩的結構穩定性和熱穩定性，并使Y型分子篩有一定的晶胞收縮，陽離子的交換容量也有一定的減少。由于提高了一定的骨架硅鋁比，Y型分子篩表面酸中心減少，酸中心強度增強，有效地抑制了催化裂化反應中的氫轉移反應，并使得生焦選擇性改善及裂化產物汽油辛烷值增加。因此在Y型分子篩焙燒過程中加入水蒸氣將有利于Y型分子篩質量的提高。

現有的焙燒爐是在筒體出料端的上方連接上水蒸氣管線，如圖4所示，向筒體內通入水蒸氣以實現Y型分子篩的水熱超穩處理。這種情況下，通入的水蒸氣不能與Y型分子篩均勻充分地接觸，影響Y型分子篩水熱超穩處理的效果。

在降低Y型分子篩中Na⁺含量的過程中，Y型分子篩的焙燒質量主要與使用的焙燒爐有關?，F有技術中，用于物料，如催化劑、Y型分子篩等粉末，大批量、連續焙燒生產的重要設備是轉動式焙燒爐。焙燒過程中，焙燒爐被加熱達到焙燒溫度，在此溫度下，物料在一定的時間內通過焙燒爐，完成物料的焙燒。物料由進料口加入到筒體內，隨著筒體的旋轉，物料被翻轉，一般轉動式焙燒爐的筒體內部有抄板、堰板等結構，抄板為與筒體軸向平行并沿筒體軸向延伸的直板，堰板為沿筒體周向的環形板。筒體內的抄板幫助物料翻動，堰板防止物料過快通過焙燒爐。筒體的安裝必須有一定的傾角，即進料口高于出料口，從而使物料依靠重力的作用，由進料口向出料口移動，實現自動卸料，完成連續化自動焙燒。但是現有技術的焙燒爐不能控制物料從進料到出料的過程，物料的出料時間是隨機的平均值，具體到每一顆物料的真正停留時間相差就非常大，因此造成物料的焙燒質量不一致。另外，這種焙燒爐中筒體內空間利用不充分，焙燒熱量利用效率低。但是在焙燒過程中，保證物料都經受相同的焙燒時間，使物料焙燒均勻，對物料的穩定生產，獲得良好的焙燒質量尤為重要，因此控制物料在焙燒爐中焙燒均勻，經受相同和足夠的焙燒時間，成為物料質量控制的關鍵。另外控制物料均勻焙燒，還需更有效地利用筒體內空間和焙燒熱量。

CN2861917Y公開了一種連續式轉動焙燒爐，主要特征在于，由筒體和螺旋體構成，螺旋體設置在筒體內部，與筒體從進料口到出料口形成一整體。使用時，筒體連同螺旋體一起轉到。該實用新型能夠較好的控制和保證焙燒物料具有相同的焙燒時間和質量，但由于重力的原因，物料總是堆積在筒體的下半部，不能充滿筒體內空間，物料的翻轉也不充分，焙燒熱量利用不足，影響焙燒質量。