高岭土微球内置固体晶种原位合成Y型沸石

采用常规法和高岭土微球内置晶种法制备了NaY/高岭土复合微球，利用XRD、低温N2吸附-脱附、SEM等方法对制备的复合微球进行表征，并对NaY/高岭土复合微球进一步改性制得的原位晶化催化剂进行评价。实验结果表明，内置晶种法所制备的NaY/高岭土复合微球的结晶度从18%增加到28%，介孔孔体积从0.14 cm3/g增加到0.31 cm3/g，常规法所制备NaY/高岭土复合微球Y型分子筛主要分布在微球外表面，而采用内置晶种法后，微球内部可观察到更多的Y型分子筛。与常规方法相比，内置晶种法所制备催化剂的重油产率从8.16%下降到4.79%，汽油产率和总液收率分别从51.31%,83.40%增加到54.92%和86.41%，生焦因子从1.62下降到1.21。     

有序介孔氧化铝的合成及其在抗重金属污染FCC催化剂制备中的应用

以异丙醇铝为铝源、P123为模板剂,采用溶剂蒸发诱导自组装方法制备了有序介孔氧化铝,并将其作为基质组分用于制备新型抗重金属污染FCC催化剂。表征结果表明,所制备有序介孔氧化铝具有高度有序的介孔孔道结构,比表面积和孔体积分别可达233m~2/g和0.55cm~3/g。作为基质材料,在改善催化剂基质孔结构的同时,显著提高了催化剂的比表面积和孔体积。反应性能评价结果表明,所制备有序介孔氧化铝明显改善了所制备催化剂的抗重金属污染性能,在相同重金属污染条件下,催化剂上干气、焦炭和重油产率分别下降了0.36,0.92,0.25百分点,而汽油、总液体收率和轻质油收率则分别增加了1.23,1.53,1.02百分点。     

富B酸复合材料的制备及其在重油FCC催化剂中的应用

以偏铝酸钠抽提高岭土产生的硅为硅源、偏铝酸钠为铝源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,利用模板组装原理在高岭土结构中原位构筑了有序介孔硅铝结构单元,制备了富B酸有序介孔硅铝/高岭土复合材料;采用XRD、N_2吸附-脱附和吡啶吸附红外光谱对所制备复合材料进行表征。结果表明,制备复合材料比表面积可达253m~2/g,孔体积可达0.43cm~3/g,具有丰富的表面B酸中心;作为基质材料,所制备复合材料不但显著提高了催化裂化催化剂的重油转化能力,并显著改善了裂化产品的选择性,可使转化率提高3.19百分点,同时使汽油和总液体收率分别提高2.95和2.47百分点,重油和焦炭收率分别下降2.12和0.41百分点。     

Y型分子筛/介孔氧化铝核壳结构复合物的制备及其在重油裂化中的应用

制备了核-壳结构Y型分子筛/介孔氧化铝复合物,所制备复合物具有Y型沸石分子筛核心和虫洞状介孔氧化铝壳层。以所制备复合物为活性组分的催化裂化催化剂具有大比表面、大孔体积以及良好的大分子酸性位可接近等物理结构特性,从而显示了优良的重油催化裂化性能。与以单纯Y型沸石为活性组分的催化剂相比,所制备催化剂重油转化率增加了2.73个百分点,重油产率和焦炭产率分别下降了2.23和1.28个百分点。     

介孔Y型分子筛的自组装合成及其重油催化裂化性能

以NaY型分子筛为原料,采用柠檬酸(CTA)处理及十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)自组装法合成出介孔NaY型分子筛,并制得模型催化剂,在中试提升管反应器上评价了催化剂的反应性能。结果表明:NaY型分子筛经CTA处理后,硅铝比(摩尔比)增大,表面产生了许多凹陷;且经CTAB自组装合成后,表面凹陷明显减少,并出现了大量的介孔;与NaY型分子筛相比,自组装合成的介孔NaY型分子筛其介孔比表面积和孔体积分别增加了185 m~2/g和0.12 cm~3/g。在等剂油比(质量比)和相近转化率2种条件下,与含有镧改性NaY型分子筛的对比催化剂相比,模型催化剂表现出更低的焦炭和干气选择性。     

抗铁污染催化裂化催化剂的制备及性能评价

采用原位构筑的方式,合成了拟薄水铝石改性高岭土复合材料,将其作为基质材料用于抗铁污染催化裂化（FCC）催化剂的制备,考察了所制备FCC催化剂的抗铁污染性能。表征结果表明,与常规高岭土相比,拟薄水铝石改性高岭土复合材料具有更高的比表面积、孔体积以及表面酸密度,分别可达112 m2/g、0.39 cm3/g和78.3 μmol/g。催化裂化性能评价结果表明,相同铁污染条件下,与常规FCC催化剂相比,使用以拟薄水铝石改性高岭土复合材料为基质的FCC催化剂时转化率提高了1.96百分点,油浆产率降低了1.22百分点,汽油收率和总液体收率分别提高了2.08百分点和2.23百分点,具有较好的抗铁污染性能。     

抗铁污染催化裂化催化剂

采用碱抽提方法对传统高岭土进行改性并将其作为基质材料制备了催化裂化催化剂。利用N2吸附-脱附、FTIR、元素分析等方法分析了高岭土改性前后的结构和性能;通过重油催化裂化反应考察了催化剂的抗铁污染性能。表征结果显示,相对传统高岭土,改性高岭土具有更大的比表面积和孔体积,分别可达158 m~2/g和0.40 cm~3/g,同时Al_2O_3含量增至65.23%(w),提高了催化剂表面酸性中心可接近性,进而显著改善了催化剂的抗铁污染性能。在相同铁污染条件下,与传统高岭土制备的催化剂相比,使用改性高岭土制备的催化剂的重油转化率、汽油收率、总液体收率和轻质油收率分别提高了1.94,2.01,2.09,1.24百分点,而干气、焦炭和重油产率则分别降低了0.17,0.73,1.17百分点。     

高岭土酸碱复合改性制备多孔材料及其应用

采用碱改性及碱改性后进一步酸改性的方式对高温焙烧高岭土进行改性，详细研究了改性方式对改性产物的孔结构及组成的影响。结果表明：随着碱浓度的提高，改性产物的比表面积及孔体积增大，硅铝比[n(SiO₂)/n(Al₂O₃)]略有减小；随着碱改性次数的增多，改性产物的孔体积出现减小的趋势，而硅铝比增大；碱改性时，高温焙烧高岭土中二氧化硅的溶解促进铝源的活化；对碱改性高温焙烧高岭土进一步作酸改性，可获得孔体积为0.81 cm³/g、比表面积为408 m²/g的多孔材料，以该材料作为催化裂化催化剂载体所制备的催化剂，可使油浆产率减小3.07百分点，汽油收率增大2.68百分点，总液体收率增大2.58百分点。     

模板剂和助剂对Pt/MOR催化剂临氢异构性能的影响

在分别以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、复合聚乙二醇20000(PEG20000)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成的梯级孔MOR分子筛上负载Pt制备了Pt/MOR催化剂,并用分步浸渍法在所得催化剂上分别引入第二金属组分Ni和Cr;采用XRD、N_2吸附-脱附、CO脉冲化学吸附、H_2-TPR、NH3-TPD和Py-IR等技术对所得样品进行了表征。结果表明:复合模板剂的添加有效地引入了介孔,所得MOR的介孔比表面积占总比表面积的比例从36.4%增加到54.2%介孔体积占总孔体积的比例从52.9%增加到76.5%,平均孔径从2.1nm增加到3.9nm;Ni或Cr的引入明显增加了催化剂的总酸量和L酸量,显著改善了金属Pt的分散度,且Cr的作用效果优于Ni。在引入1%Cr的Pt/MOR催化剂上,正辛烷临氢异构的转化率可达59.3%,其异构产物选择性可达94.9%。     

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。     

高岭土/尿素插层复合材料合成ZSM-5分子筛及表征

研究了直接插层法制备高岭土/尿素插层复合材料和以该材料采用原位技术合成含ZSM-5分子筛的催化复合材料。重点研究了插层率、脱嵌速率、插层复合材料加入量对合成分子筛复合材料的影响。采用粉末X射线衍射法（XRD）,红外光谱（FT-IR）,热重-差热（TG-DTA）,N2 静态吸附法和电子扫描电镜（SEM）对样品进行表征。结果表明,在合成体系中加入高岭土/尿素插层复合物合成出的ZSM-5分子筛物相单一。随着插层复合物的插层率增加,ZSM-5分子筛的结晶度先增加随后降低。当插层率为62%时,ZSM-5分子筛的结晶度较低。当22%插层率的插层复合物的加入量为3%时,ZSM-5分子筛的结晶度达到65%。与不添加插层复合物合成的产物相比,ZSM-5分子筛的结晶度提高了54.8%。合成的ZSM-5分子筛复合材料具有较好的热稳定性和多级孔道结构,其粒径约为2.5μm,BET比表面积为236m2/g,孔径为10.6nm。     

重金属与抑焦剂对焦化反应产物分布影响研究

通过分析焦化原料油的金属含量和焦化反应产物分布发现，随着减压渣油总金属含量的增大，焦炭收率、气体收率都表现出递增趋势。特别是（镍加+钒）含量增大，焦炭收率、气体收率、气体中氢气含量递增趋势更为明显，表明减压渣油中镍、钒对生焦率、气体收率有明显的促进作用。为了减少焦化反应产物中的焦炭和气体产率，增加液体油收率，根据生焦机理研究，以无灰非金属分散剂为主体，添加热裂解引发剂、抑制剂、抗焦剂、溶剂等多种组分复配成抑焦剂。实验室评价结果表明：，所制备的抑焦剂具有显著的抗垢减焦增液作用。在不同减压渣油中添加400μg/g的抑焦剂，可使焦化反应的生焦率降低0.80～1.10个百分点，气体收率降低0.55～0.81个百分点，液体油收率提高1.50～1.68个百分点。     

大孔氧化铝对催化裂化催化剂性能的影响

采用X射线衍射（XRD）仪、氮气吸附-脱附仪、傅里叶变换红外光谱仪等对3种大孔氧化铝（k 1,k 2,k 3）及分别采用3种大孔氧化铝所制备的催化裂化（FCC）催化剂（c 1,c 2,c 3）进行了分析表征,并在先进催化裂化装置（ACE）上对3种催化剂进行了反应性能评价。结果表明:3种大孔氧化铝组成无明显差异,主要由Al2O3组成,均具有多级孔道结构,且主要含L酸,不存在B酸,酸量高于拟薄水铝石;与常规FCC催化剂（c 0）相比,催化剂c 1,c 2,c 3具有更大的比表面积、孔体积,更高的酸量。ACE评价结果表明:与催化剂c 0相比,催化剂c 1,c 2,c 3的汽油收率依次增加了1.05,1.13,0.97个百分点,转化率依次增加了1.67,2.09,1.73个百分点,液体收率依次增加了1.31,1.41,1.04个百分点,表明加入大孔氧化铝后,可提高FCC反应性能及抗铁污染性能。     

Influence of synthesis parameters on the crystallinity and Si/Al ratio of NaY zeolite synthesized from kaolin

Well-crystallized high-silica NaY zeolites (Si/Al>2.5) were prepared from a reaction mixture consisting of metakaolin, sodium silicate solution and seed solution via optimization of the mixture composition and reaction conditions. The transformation from kaolin to high-silica NaY zeolite was confirmed by XRD, SEM and IR techniques. Subsequently, the influence of synthesis parameters, i.e. initial SiO₂/Al₂O₃, initial Na₂O/SiO₂, initial H₂O/SiO₂, aging time of the seed solution, crystallization temperature and crystallization time, on the NaY growth was investigated in terms of crystallinity and Si/Al ratio. The results showed that the effects of initial SiO₂/Al₂O₃, initial Na₂O/SiO₂ and initial H₂O/SiO₂ on the crystallinity and Si/Al ratio of NaY zeolite are similar to those observed in the conventional syntheses of NaY zeolites only using sodium silicate solution as silicon source. However, due to the use of metakaolin as the main silicon and aluminum sources in the present study, a long crystallization induction period of 20 h was achieved, which can be attributed to the dissolution of metakaolin. In addition, different from the conventional syntheses of zeolite NaY, pure NaY zeolites (i.e. without NaP zeolite impurity) were still obtained even at 120 °C because of the use of a large quantity of seed solution (23 wt%) in the reaction mixture. As the aging time of the seed solution increased from 3.5 h to 22 h, the relative crystallinity of the NaY zeolite first increased sharply and then reached a plateau, while the Si/Al ratio first increased rapidly up to a maximum value of 2.75 corresponding to an aging time of 6.5 h, and then decreased sharply with the aging time.     

硅溶胶基质助剂的制备及反应性能研究

以工业品硫酸铝溶液和水玻璃为原料,采用"一步酸化法"合成出硅溶胶,并以此硅溶胶为黏结剂,复配高岭土、ZSM-5分子筛等功能组分,制得硅基助剂。考察了制备条件对硅溶胶稳定性的影响,并利用小型提升管反应器,对硅基助剂的反应性能进行了评价。结果表明,制备硅溶胶的优选条件为:硫酸铝质量浓度(以Al2O3计)8～10 g/L,水玻璃质量浓度(以SiO2计)75～100 g/L,反应温度不高于20℃,胶体体系pH值2.5～3.0;通过向基础FCC催化剂中添加硅基助剂,可提高液化气收率,降低轻质油收率,总液收基本稳定,丙烯收率提高30%以上,丙烯选择性至少增加3个百分点,汽油辛烷值增加约1个单位。     

不同产地高岭土所制催化裂化催化剂的性能差异

对5种不同产地高岭土（美国高岭土、衡阳高岭土、漳州高岭土、贵州埃洛石以及合浦高岭土）进行理化性质分析,并考察以这5种高岭土为基质制备催化裂化（FCC）催化剂的性能差异。结果表明：5种高岭土的主要成分均是SiO₂和Al₂O₃;贵州埃洛石中Fe₂O₃和CaO的含量较高、比表面积最大、颗粒直径最大、所制备的FCC催化剂的磨损指数最高、催化裂化性能最差,提高铝溶胶加入量后可以降低所制备FCC催化剂的磨损指数;由漳州高岭土制备的催化剂上重油产率最低,为6.81%,液体收率最高,达到88.43%;由美国高岭土、衡阳高岭土和合浦高岭土制备的催化剂上液化气、汽油收率以及干气、焦炭产率基本相当。     

新型抗重金属多孔粘结材料在催化裂化反应中的应用

A novel porous binder was obtained from acid-treated kaolin. This new binder possessed abundant meso/macropores,good hydrothermal stability and heavy metal resistance. The prepared catalyst using new binder featured low attritionindex and large pore volume. The catalysts were contaminated with Ni, V, and tested in a fixed-fluidized bed reactor unit. Incomparison with the reference sample, the oil conversion achieved by the above-mentioned catalyst increased by 3.50 percentagepoints, and heavy oil yield decreased by 2.86 percentage points, while the total liquid yield and light oil yield increasedby 2.82 percentage points and 0.79 percentage points, respectively. The perfect pore structure, good hydrothermal stability andheavy metal resistant performance of new binder were the possible causes leading to its outstanding performance.     

高岭土/醋酸钠插层复合材料合成NaY分子筛及其对Cr3+离子的吸附性能

以直接插层法制备的高岭土/醋酸钠插层复合材料(KNM)为原料,采用原位晶化技术成功合成出NaY分子筛,研究了KNM的插层率及KNM添加量对NaY分子筛相对结晶度的影响及其在对重金属Cr³⁺离子吸附方面的应用。通过粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、N₂静态吸附法和电子扫描电镜(SEM)等手段对样品进行表征。结果表明：添加KNM能够合成出纯的NaY分子筛(N-NaY);当KNM添加质量分数低于10%时,与未添加KNM合成的NaY分子筛(R-NaY)相比,其相对结晶度均有所提高;随着KNM添加量的增加,N-NaY的相对结晶度先增加后降低;当加入质量分数1%的插层率90%的KNM时,N-NaY的相对结晶度达到最大值47%;相比于R-NaY,其具有较好的孔结构,孔体积为0.35 cm³/g, BET比表面积为486.86 m²/g;在最佳吸附温度20℃、吸附时间30 min、NaY分子筛用量1.0 g时,N-NaY对Cr³⁺离子的吸附率可以达到95%。     

硅源预处理对合成高硅NaY分子筛的影响

Y型分子筛是催化裂化催化剂的主要活性组分,提高Y型分子筛的硅铝比对于改善Y型分子筛的使用性能具有重要的作用。研究硅源预处理方法对合成NaY分子筛的影响,较常规方法合成的NaY分子筛比较,硅铝比提高0.4%,结晶度合格,单釜产率提高3%。对高硅NaY进行表征,产品具有纯的FAU沸石物相、晶粒度为2.28μm和BET比表面积达到688m2/g的小晶粒高硅NaY分子筛。     

毫米级Al2O3-ZSM-5小球载体的研制及负载Ga催化剂芳构化性能

针对现有工艺制备的分子筛小球强度低、磨损率高等缺点,研究了拟薄水铝石粉、ZSM-5分子筛与酸溶液胶溶制备溶胶,再经热油柱成型制备毫米级Al₂O₃-ZSM-5小球方案的可行性。通过优化原料、胶溶剂与胶凝剂之间的比例,溶胶液滴在热油柱中收缩为小球,成球后具有足够的强度,便于后续水洗、干燥和焙烧,所制备的Al₂O₃-ZSM-5小球的压碎强度高于39 N/粒,堆密度为0.59～0.70 g/cm³,磨损率低于2%,满足移动床工艺的要求。以所制Al₂O₃-ZSM-5小球为载体,负载活性组分Ga后制备催化剂,考察其对异丁烷芳构化反应的催化性能,相比于未负载Ga的催化剂,最佳Ga负载量催化剂作用下的干气产率降低2.48百分点、芳烃收率提高26.72百分点。