低成本原位晶化型催化裂化催化剂的制备及性能研究

针对原位晶化法制备催化裂化催化剂,调整了原位晶化工艺,将焙烧后的高岭土土球与晶化所用的氢氧化钠溶液进行混合处理后加入导向剂进行晶化,无须加入任何外加硅源,获得了相对结晶度较高的晶化产物。采用X射线衍射法测定相对结晶度,低温氮吸附-脱附法测定孔体积和比表面积,按照标准方法测定堆积密度,按照原料中液体和固体的质量比来测算合成液固比。催化剂表征及性能评价结果表明:与未进行处理、添加外加硅源的工艺相比,调整后晶化产物的相对结晶度提高了7百分点,总比表面积提高了19.13%,总孔体积增加了23.81%,同时随着外加硅源质量的增加,相对结晶度、总比表面积和孔体积呈现下降趋势。     

高岭土微球/细粉混合晶化制备高结晶度Y分子筛

采用高岭土微球、细粉为原料,分别经过高温和中温焙烧得到相应的高土微球/细粉、偏土细粉/微球,通过微球、细粉混合原位晶化的方式,合成了Y分子筛,并采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜进行了表征。结果表明：高土和偏土混合晶化中,偏土晶化产物具有更高的结晶度;在液固质量比为2.5、高土微球和偏土细粉质量比为1∶1时,分离得到的偏土晶化产物(命名为PK-1)Y分子筛结晶度可达81%,介孔孔体积和外比表面积分别为0.13 cm³/g和53.3 m²/g,高于对比工业NaY分子筛的0.02 cm³/g和28.8 m²/g; PK-1的晶体粒度为300～600 nm。ACE评价结果显示,与工业NaY分子筛相比,采用PK-1所制备的催化剂具有更好的重油转化能力和更优的焦炭选择性。     

高岭土原位晶化合成Y型沸石的特性研究

采用X射线衍射法、扫描电子显微镜和N2静态吸附法研究了高岭土原位晶化合成Y型沸石过程的特性。结果表明:根据不同的晶化配方,可合成出不同结晶度的晶化产物;结晶度在15%~50%的晶化产物,其硅铝物质的量比为4.7~4.9,磨损指数为0.6%~0.9%;结晶度大于60%的晶化产物,其硅铝物质的量比为4.4,磨损指数为2.3%;在原位水热晶化过程中,具有很小比表面积和孔体积的高岭土微球逐渐转化成为比表面积和孔体积大幅度提高的晶化产物,比表面积最大增幅为983%,孔体积最大增幅为70%,且在此过程中,孔结构变得更为开阔,中孔集中发达。     

高岭土原位合成NaY分子筛的晶化过程

采用高温焙烧高岭土(高土)和偏高岭土(偏土)的混合原料(高偏土)原位合成NaY分子筛,利用X射线衍射法、X射线荧光法、氮气吸附法、扫描电子显微镜等表征方法考察了其晶化过程。结果表明:高偏土原位合成NaY分子筛的晶化曲线与偏土的不同,其晶化过程中最终液相中的组分进入固相,使固体样品粒度变大,固体样品的介孔是由NaY分子筛晶粒之间堆积形成的孔隙和孔穴。     

介孔H-ZSM-5分子筛的制备及以其为载体的催化剂的催化裂化汽油加氢性能

以廉价的橡胶乳液-3为介孔模板剂,通过优化晶化温度、晶化时间和凝胶中橡胶乳液-3干基与硅元素的质量比（R）,以及采用蒸汽/柠檬酸组合处理,获得孔结构和酸性适宜的介孔H-ZSM-5分子筛,并对以此分子筛为载体制备的辛烷值恢复催化剂进行催化裂化汽油（催化汽油）加氢性能评价。表征结果表明：R、晶化温度和晶化时间的最佳值依次为0.26,190 ℃,48 h;蒸汽/柠檬酸组合处理在显著提高介孔H-ZSM-5分子筛介孔比例的同时可在较大范围内调控其酸性。以硫质量分数为113 μg/g、烯烃体积分数为40.9%的催化汽油为原料的加氢性能评价结果表明：与上一代工业化辛烷值恢复催化剂相比,新制备的辛烷值恢复催化剂作用下的加氢产品的烯烃体积分数降低2.2百分点,异构烷烃体积分数增加1.1百分点,芳烃体积分数增加1.1百分点,脱硫率增加11.5百分点,研究法辛烷值（RON）损失减小0.5个单位,液体收率相当。介孔H-ZSM-5分子筛具有较大平均孔径、较高强L酸酸量与B酸酸量的比值、较多弱酸量,有利于提高其对催化汽油降烯烃、保持高RON和高液体收率的能力;其较大平均孔径有利于活性金属在介孔分子筛中的分散,从而使其对催化汽油表现出较高的脱硫性能。     

W-MSU-2介孔分子筛的合成与表征

以壬烷基酚聚氧乙烯醚(Tx-15)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氟化钾为助剂,采用原位一步法加入偏钨酸铵,在中性条件下合成了介孔分子筛W-MSU-2。通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、傅里叶转换红外光谱(FTIR)对W-MSU-2分子筛的结构进行了表征。结果表明,W-MSU-2介孔分子筛仍具有MSU-2的介孔结构,并且W在骨架中保持较好的分散度。随着W加入量的增加,介孔分子筛有序度提高,孔径变小,比表面积增加;当W加入量(质量分数)为6%时,对介孔形成最为有利,此时分子筛孔径为3.1nm,比表面积为495m2/g。介孔分子筛经焙烧后,有序度增加且孔道未发生坍塌。     

以Si-Al凝胶、高岭土水热晶化合成多级孔道催化材料

以硅铝凝胶为模板剂,在高岭土制浆过程中加入,经喷雾、焙烧后,在水热条件下晶化合成含有NaY分子筛和基质的多孔复合材料。采用X射线衍射法、N₂ 静态吸附法对所合成的样品进行分析表征,考察了硅铝凝胶的加入量对NaY分子筛相对结晶度、n(SiO₂)/n(Al₂O₃)以及复合材料孔道分布的影响。结果表明,随着硅铝凝胶加入量的增加,晶化产物在介孔范围内的孔容及比表面积均有较大幅度的提高,介孔分布也更为集中;当加入凝胶质量分数为10％时,介孔的孔容及比表面积达到最大,在20％时有所下降。在凝胶加入量为10％时,可以得到BET比表面积为480 m²/g、总孔容为0.41 mL/g、介孔孔容为0.22 mL/g、介孔比表面积为98.9 m²/g、结晶度为51.0％、n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为5.09的含有NaY分子筛和基质的多孔复合材料。     

W-SBA-15催化环氧化苯乙烯合成环氧苯乙烷

实验以Na2WO4为钨源直接合成W-SBA-15介孔分子筛,并以XRD、BET对W-SBA-15的结构进行了分析。以质量分数30%的H2O2为氧化剂,丙酮为溶剂,对介孔分子筛W-SBA-15催化环氧化苯乙烯反应进行了研究。其较佳工艺条件为:反应温度70℃,反应时间8 h,催化剂用量为原料的10.0%(质量分数),n(苯乙烯):n(丙酮):n(H2O2)=1∶2∶2,苯乙烯的转化率可达34.25%,环氧苯乙烷的选择性为36.54%,环氧苯乙烷的收率为12.51%(质量分数)。     

扩孔氧化铝载体的制备及工艺优化

分别采用传统工艺和改进工艺,以高分子材料为扩孔剂和分散剂,对氢氧化铝粉进行扩孔改性制备了氧化铝载体。以此为基础,得到了催化裂化(FCC)汽油加氢脱硫催化剂,并在反应温度为250℃,反应压力为1.6 MPa,体积空速为3.0 h~(-1),氢气/原料油(质量比)为300/1的条件下,对催化剂的反应性能进行了评价。结果表明:采用传统工艺,在扩孔剂C-1(食品级)加入质量分数为30%,焙烧温度为650℃,焙烧时间为4 h的条件下,可制备平均孔径、吸水率和强度依次为6.54 nm,104.3%,118 N/cm的扩孔氧化铝载体;由其制备的催化剂与未加扩孔剂氧化铝载体制备的相比,FCC汽油的脱硫率提高了0.7个百分点,选择性因子提高了2.57个单位。采用改进工艺,当扩孔剂C-1(食品级)和分散剂丁二烯-马来酸酐共聚物加入质量分数分别为30%,1.5%时,可制备孔结构较好的扩孔改性氧化铝载体。     

不同扩孔方法对催化剂载体氧化铝孔结构的影响

分别采用扩孔剂法和水热处理法对氧化铝载体进行处理,考察不同扩孔方法对氧化铝载体孔结构的影响。结果表明,采用不同的扩孔剂对氧化铝孔结构影响不同。扩孔剂聚丙烯酰胺加入量(w)为15%、800℃焙烧后可得到平均孔径为14.3nm的氧化铝载体;加入一定量的扩孔剂NH4HCO3,控制n(HCO-)/n(Al3+)=0.75,经高温焙烧后可制得平均孔径为10nm的介孔氧化铝;在140℃下对氧化铝进行水热处理,发现不同的水热处理时间对氧化铝孔结构有显著影响;同时孔结构随焙烧温度的不同呈规律性的变化。     

有机添加剂法制备原位晶化型大孔催化裂化催化剂

采用淀粉及聚合物-PDDA（聚二甲基二烯丙基氯化铵）分别作为有机添加剂，通过原位晶化方法制备NaY/高岭土复合物及催化裂化催化剂，并采用XRD、N2吸附及ACE装置进行表征和评价。结果表明：引入淀粉或者聚合物-PDDA后，NaY/高岭土复合物结晶度从18%增加到24%，引入淀粉后，复合物介孔孔体积从0.180 cm3/g提升到0.355 cm3/g，而引入PDDA，复合物介孔孔体积进一步增加到0.431 cm3/g；与空白试验相比，引入淀粉和PDDA所制备催化剂，油浆产率分别降低1.98百分点和2.43百分点，总液体收率增加2.55百分点和3.07百分点。     

强酸性正离子树脂催化合成1,6-己二醇二丙烯酸酯

以1,6-己二醇、丙烯酸为原料,强酸性正离子树脂D 072为催化剂,环己烷为带水剂,对苯二酚为阻聚剂,通过酯化反应合成了1,6-己二醇二丙烯酸酯。结果表明,最佳酯化反应条件为:丙烯酸/1,6-己二醇(摩尔比)2.2,催化剂用量(占原料总质量,质量分数)2.5%,阻聚剂用量(占丙烯酸用量,质量分数)0.6%,带水剂用量(占原料总质量,质量分数)为70%,时间4 h,温度80~110℃。在此条件下产物收率可达93.88%。     

重油沥青质质量分数快速测定方法

采用热溶剂过滤法与抽提回流法（SH/T 0509—2010）,分别以正庚烷和甲苯为萃取剂,对5种重油的甲苯和正庚烷不溶物的元素组成质量分数及形貌进行了分析与表征,并且对比了重油沥青质质量分数的测定数据。结果表明:在萃取剂/原料油（体积/质量比）为30∶1（以甲苯为萃取剂）或100∶1（以正庚烷为萃取剂）,滤膜孔径为0.45 μm,萃取温度为80 ℃的最佳条件下,热溶剂过滤法与抽提回流法所得沥青质质量分数相当。热溶剂过滤法具有分析速度快、适用性强、准确度高的特点,实现了甲苯和正庚烷不溶物质量分数同步测定的目标。     

1，6-己二醇二丙烯酸酯的合成

以1,6-己二醇、丙烯酸为原料,对甲苯磺酸为催化剂,环己烷为带水剂,对苯二酚和乙酸铜为复合阻聚剂,采用酯化反应合成了1,6-己二醇二丙烯酸酯。结果表明,在丙烯酸／1,6-己二醇（摩尔比）为2．2,催化剂质量分数（占原料总质量）为2．5％,阻聚剂质量分数（占丙烯酸用量）为0．6％,反应时间为4h,反应温度为80～110℃的条件下,产物收率可达90．66％。     

加氢裂化催化剂FC-38的性能及应用

以新型介孔材料Al-SBA-15与深度改性Y型分子筛复合后得到的微介孔复合分子筛作为主要酸性组分,钨镍为加氢组分,开发了单段高中油型加氢裂化催化剂FC-38,考察了其物化性质、反应性能与工业应用效果,并与FC-34的性能进行了对比.结果表明:壳层Al的引入在不影响分子筛水热稳定性的同时提供了弱酸性位;与单一Y型分子筛相...     

正交实验法优化多级孔γ-Al2O3制备工艺条件

以Al2(SO4)3为铝源,以NH4HCO3为沉淀剂,采用正交实验共沉淀法,以产物的堆积密度和孔体积为考察指标,优化了反应温度等4项制备工艺条件并表征了多级孔(2～50 nm介孔,大于50 nm大孔)γ-Al2O3的结构。结果表明,在n(NH4HCO3)/n(Al)为5,分散剂(PEG 2000)用量为15%,pH值为8.5,反应温度为85℃的最佳工艺条件下,可制得比表面积为284.45 m2/g,孔体积为1.83 cm3/g且具有多级孔分布的γ-Al2O3。表征结果显示,一、二次γ-Al2O3粒子形貌分别为纤维状、絮状。     

采用原位技术以滤渣与高岭土制备FCC催化剂

提供一种有效的利用滤渣的方法,以滤渣和高岭土为原料,采用原位技术制备出含有Y型沸石分子筛的复合材料和FCC催化剂。利用XRD, FT-IR, SEM, N2吸脱附分析方法及小型催化剂评价装置测定样品的性能。结果显示,与用纯高岭土制备的样品相比,利用滤渣合成的复合材料的摩尔硅铝比,外表面积和总孔体积分别可提高16.2%, 14.5%, 16.2%。所制催化剂拥有更多的中大孔结构,并展示出良好的焦炭选择性,同时催化剂还具有良好的异构化和芳构化性能,与对比剂相比,汽油烯烃含量降低5.05%,汽油RON辛烷值提高0.5个单位。     

A FCC Catalyst Prepared by in situ Technique Based on Application of Filter Residue and Kaolin

This paper has provided an effective method to utilize the filter residue. A Y zeolite-containing composite and a fluid catalytic cracking(FCC) catalyst had been successfully prepared by an in-situ crystallization technology using filter residue and kaolin as raw materials. The samples were characterized by XRD, FT-IR, SEM, and N_2 adsorption-desorption techniques and evaluated in a bench FCC unit. In comparison to the reference samples synthesized from single kaolin,the silica/alumina molar ratio, the external surface area, and the total pore volume of the composite increased by 16.2%,14.5%, and 16.2%, respectively. The catalyst possessed more meso-and macro-pores and more acid sites than the reference catalyst, and exhibited better coke selectivity. The prepared catalyst had the optimum isomerization and aromatization performance. The olefin content in the cracked gasoline obtained over this catalyst was reduced by 5.05 percentage points with the research octane number of gasoline increased by 0.5 units.     

硅藻土对原位晶化催化裂化催化剂性能的影响

以硅藻土和高岭土为原料,通过原位晶化工艺制备出重油催化裂化催化剂,采用氮气吸附仪、 红外光谱仪和Ｘ射线衍射仪对其结构和酸性质进行了表征,并在小型固定流化床装置上对其裂化反应 性能进行了评价。结果表明,通过掺加硅藻土可使原位晶化催化剂的总比表面积和孔体积、中大孔比表面积和孔体积、总Ｂ酸量和强Ｂ酸量都明显增加;催化剂经金属污染后,与未添加硅藻土的催化剂相比,重油收率降低了１．０５个百分点,总液体收率提高了１．１８个百分点,轻油收率略有提高,重油转化能力增强。