專利名稱：一種合成超細y型分子篩的方法
技術領域：
本發明涉及一種以FCC廢催化劑細粉制備超細Y型分子篩的方法，它屬于固體廢 棄物的處理及應用領域。該方法是以催化裂化廢催化劑細粉該細粉為原料，而該原料主要 來自于催化裂化三級、四級旋風分離器和煙道氣中，并將其加堿焙燒活化、外加硅源，再利 用結構導向水熱晶化技術合成制得。
背景技術：
催化裂化(FCC)是煉油工業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提升管底 部蒸汽線速過高，而導致催化劑磨損程度顯著增加，造成大量催化劑細粉的產生。細粉不僅 會增加催化劑單耗，而且成為大氣污染源。據統計，在流化床催化裂化過程中失活的催化 劑，大概1/3因顆粒太細小，隨尾氣排入大氣。1個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化和劣質化，輕質油品需求量的增 加，使催化裂化的生產規模日益擴大，相應催化劑細粉的量增加。目前對回收下來的這些催 化劑細粉除少量用于提取活性氧化鋁外，大多數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 速發展，人們節能減排意識的增強和環保法規的日益完善，FCC催化劑細粉的優化利用將勢 必受到研究人員的廣泛關注。研究發現，這部分催化劑細粉從物相構成上來看大約含有85%左右的氧化鋁和少 量分子篩。其主要化學組成是硅、鋁以及少量鎳、釩和鐵等重金屬。單獨的細粉從催化劑活 性上已不能滿足催化反應需求，但無論從物相構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，目前工業上對這些催化劑細粉的回收利用還未 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 值的物質，具有較大的發展空間和很強的研究價值。本發明是通過細粉的活化過程，使其中 的硅鋁物種轉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，利用原位晶化結構導向技術合成超細Y型分子篩。通過這一過程不僅利用了廢棄細粉 中的硅鋁資源，而且避免了催化劑細粉可能造成的環境污染。因此本發明無論從廢棄資源 的重復利用上，還是從環境保護上以及理論研究的角度都具有重要的意義。

發明內容
本發明的就在于避免上述現有技術的不足之處而提供了一種制備超細Y型分子 篩的方法本。該方法首先是將FCC廢催化劑細粉加堿焙燒活化，然后在外加硅源的條件下 利用結構導向水熱晶化技術合成超細Y型分子篩。具體的合成過程如下1.將FCC廢催化劑細粉與NaOH以質量比以1 1. 5的比例混合均勻后，在700 900°C下焙燒1 3小時；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，強力攪拌1小時， 靜置陳化12h后得到導向劑；3.將(1)中活化后的細粉、蒸餾水、氫氧化鈉、硅溶膠和(2)中得到的導向劑混合 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，反應結束后，抽濾 反應產物，洗滌至中性，干燥后即得Y型分子篩產品。采用本發明所述的方法，可以得到超細Y型分子篩。同時本發明易于操作，適合于 規模化生產。
具體實施例方式下面將結合具體實施例來敘述本發明的技術特點實施例1(1)將102克FCC廢催化劑細粉與120克NaOH混合均勻后，在900°C下焙燒3小 時；(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，強力攪拌1小時， 靜置陳化12小時后得到導向劑；(3)將⑴中活化后的細粉、蒸餾水、氫氧化鈉、硅溶膠和⑵中得到的導向劑混合 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，反應結束后抽濾、洗滌、干燥即得固體產品。經測試得知合成的產品為NaY分子篩，結晶度為56. 2%。比表面達到605. 3m2 -g"1, 總孔容為0. 339cm3 g—1。產品為片層結構且粒度集中在300nm左右。實施例2本實施例實驗過程同實施例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。經測試得知合成的產品為NaY分子篩，結晶度為58. 8%。比表面達到598. 2m2 -g"1, 總孔容為0. 293cm3 g—1。產品為片層結構且粒度集中在300 400nm。實施例3本實施例實驗過程同實施例1，只是晶化時間變為20h，其它各條件不變。經測試得知合成的產品為NaY分子篩，結晶度為51. 6%。比表面達到631. 3m2 -g"1, 總孔容為0. 325cm3 g—1。產品為片層結構且粒度集中在200nm。實施例4本實施例實驗過程同實施例1，只是晶化溫度變為95°C，其它各條件不變。經測試得知合成的產品為NaY分子篩，結晶度為59. 8%。比表面達到694. 9m2 -g"1, 總孔容為0. 318cm3 g—1。產品為片層結構且粒度集中在300nm左右。實施例5本實施例實驗過程同實施例1，只是細粉的焙燒溫度變為700°C，活化時間變為 2h，其它各條件不變。經測試得知合成的產品為NaY分子篩，結晶度為52. 7%。比表面達到646. 9m2 -g"1,總孔容為0. 340cm3 g—1。產品為片層結構且粒度集中在300 400nm。發明效果本發明所提出的以催化裂化廢棄催化劑細粉為原料合成超細Y型分子篩的方法， 所得分子篩的比表面可以達到650m2 左右，粒度集中在300nm，結晶度在55%以上。分 子篩合成工藝簡單，操作方便，易于工業化生產。
權利要求
一種合成超細Y型分子篩的方法，該方法是以FCC廢催化劑細粉為原料，通過加堿焙燒活化、外加硅源，再利用結構導向水熱晶化技術合成制得，其特征在于具體合成步驟如下①.將催化裂化廢催化劑細粉與堿按質量比為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；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，強力攪拌1小時，靜置陳化12小時后得到導向劑；③.將①中活化后的細粉再與蒸餾水、氫氧化鈉、硅溶膠和②中得到的導向劑混合均勻，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，反應結束后，抽濾反應產物，洗滌至中性，干燥后即得目的產品Y型分子篩產品。
2.根據權利要求1所述的一種合成超細Y型分子篩的方法，其特征在于原料為來自催 化裂化三級、四級旋風分離器和煙道氣中的催化劑細粉。
全文摘要
本發明是一種利用FCC廢催化劑細粉合成超細Y型分子篩的方法，屬于固體廢棄物的再利用領域。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構導向水熱合成技術制備超細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，產品的粒徑可以達到200nm左右。此外，所得產物的比表面較高、結構穩定，且具有片層結構。本發明不僅優化了FCC的綠色化生產工藝，而且實現了廢棄資源的高效回收利用，具有很好的工業化應用前景。
文檔編號C01B39/24GK101891221SQ201010236528
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月22日 優先權日2010年7月22日
發明者劉欣梅, 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(華東)