[發(fā)明專利]一種具有多級孔結構的高硅鋁比Y分子篩及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112758952B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設計）人: 王凌濤;臧甲忠;劉冠鋒;于海斌;洪美花;邱宇;王銀斌;洪魯偉;宋萬倉;季超;石芳;隋芝宇
• 申請（專利權）人: 中海油天津化工研究設計院有限公司;中國海洋石油集團有限公司
• 主分類號: C01B39/24
• 分類號: C01B39/24;C01B39/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種具有多級孔結構的高硅鋁比Y分子篩及其制備方法。本發(fā)明制備方法包括：在含有硼源的溶液30～100℃下對Y分子篩進行液相同晶取代，反應結束后將產物經過濾、洗滌、干燥，得到含硼的雜原子Y分子篩；向干燥后的含硼的雜原子Y分子篩中通入被氣相同晶取代劑飽和的干燥氣體，在120～800℃下反應0.1～48小時，反應結束后，停止通入被氣相同晶取代劑飽和的干燥氣體，用干燥氣體吹掃0.5～12小時，降至室溫，得到具有多級孔結構的高硅鋁比Y分子篩。本發(fā)明提供的高硅鋁比Y分子篩的相對結晶度大于90％，硅鋁比大于10，制備工藝簡單，生產成本低，具有工業(yè)應用前景。本發(fā)明方法對分子篩骨架破壞小，制備得到的Y分子篩的硅鋁比高，且具有豐富的多級孔結構；還具有生產成本低。

技術領域

本發(fā)明屬于分子篩材料及其制備領域，具體涉及一種具有多級孔結構的高硅鋁比Y分子篩及其制備方法。

背景技術

Y分子篩因其具有優(yōu)異的孔道結構和適宜的表面酸性在吸附、分離和催化等領域有著廣泛應用。隨著原料油日益重質化，改進煉油催化劑活性中心的可接近性，提高其對大分子的催化轉化能力成為石油化工催化劑開發(fā)的重點。隨著分子篩材料合成新工藝的不斷開發(fā)，多級孔分子篩成為新型石油化工催化材料研究和開發(fā)的重點。多級孔Y分子篩由于具有介孔或大孔結構，其存在兩方面優(yōu)勢：一方面，有利于大分子物質的傳質，提升催化活性中心的可接近性，提高重質油的利用率；另一方面，豐富而通暢的多級孔結構，減弱了由于積碳或結焦導致孔道堵塞的影響，延長了催化劑的單程壽命。因而，相對于傳統(tǒng)Y型分子篩而言，多級孔Y分子篩具有更加優(yōu)越的催化性能。

Y分子篩骨架由硅氧四面體和鋁氧四面體組成，其硅鋁比(SiO₂/Al₂O₃)影響Y分子篩的熱穩(wěn)定性、水熱穩(wěn)定性和酸性。較高硅鋁比的Y分子篩具有更好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，其在催化反應過程和再生過程中分子篩骨架結構不易遭到破壞，表現(xiàn)出較好的催化穩(wěn)定性和再生性能。

高硅鋁比Y分子篩可以通過直接合成法和后處理改性法得到。

在直接合成的方法中，可通過調變投料配比、添加模板劑和調變工藝步驟得到高硅鋁比Y分子篩。

通過調變原料配比制備高硅鋁比Y分子篩中，比較有代表性的方法：專利CN104118885B公開了一種高硅鋁比NaY沸石的合成方法，該方法在不使用模板劑的條件下，通過調變原料配比和制備工藝條件，能夠在較短的晶化時間內合成出高硅鋁比的NaY沸石。

通過添加模板劑制備高硅鋁比Y分子篩中，比較有代表性的方法：專利CN104692413B公開了一種制備高硅鋁比的NaY分子篩的方法及其產品，該方法使用不易揮發(fā)的短鏈烷基咪唑類離子液體為模板劑，得到的高硅Y分子篩的結晶度高且硅鋁比為6以上；專利CN100390059C公開了一種高硅鋁比八面沸石的合成方法，該方法采用適宜的模板劑，在鈉用量較少的條件下，采用水熱晶化法直接合成出高硅鋁比的八面沸石，其具有晶化時間短和堿用量少的特點。

通過調變工藝步驟制備高硅鋁比Y分子篩中，比較有代表性的方法：專利CN101254929B公開了一種高硅鋁比NaY分子篩的制備方法，先制備由常規(guī)導向劑和硅源、鋁源、水混合均勻得到的高堿度硅鋁凝膠，然后將高堿度硅鋁凝膠升溫晶化一段時間后，加入低堿度硅鋁凝膠，攪拌均勻，再升溫至晶化，得到高硅鋁比NaY分子篩；專利CN100404418C和專利CN100443407C采用第一步動態(tài)晶化，第二步靜態(tài)晶化，得到相對結晶度大于80％的高硅鋁比小晶粒NaY分子篩；專利CN103896303B公開了一種直接合成高硅鋁比超細NaY分子篩的方法，該方法在無模板劑和添加劑的條件下，采用動態(tài)晶化，經歷至少三段程序升溫控制晶化過程，所得NaY分子篩的平均晶粒在100～500nm之間，骨架硅鋁比高于6.5。

在后處理改性的方法中，可通過酸處理改性、水熱焙燒處理和氣固相改性得到高硅鋁比Y分子篩。