本發明涉及分子篩催化劑領域，具體為基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑。

背景技術：

1、隨著現代化石能源的消耗和全球對清潔能源需求的增加，石油裂化技術在煉油工業中占據著至關重要的位置。催化裂化技術作為石油精煉的核心技術之一，廣泛應用于將原油中的重質油轉化為輕質油、汽油、柴油等高附加值產品。隨著市場對輕質油和高附加值化學品的需求日益增長，催化裂化反應過程中的催化劑性能和穩定性成為制約該技術進一步發展的重要因素。

2、傳統催化裂化催化劑大多采用鋁硅酸鹽類分子篩，如zsm-5、y型分子篩等。這些催化劑雖然在一定程度上可以提供較好的催化性能，但其在催化反應中容易受到積碳的影響，導致催化劑活性降低、催化效率下降，從而縮短催化劑的使用壽命。為了克服這一問題，研究者們嘗試通過改性催化劑的酸性特性、結構穩定性以及抗積碳性能，提升催化劑的綜合性能。

3、近年來，稀土金屬的引入成為提高催化劑性能的重要手段。稀土金屬具有獨特的化學特性，能夠優化分子篩的酸性特征，改善催化劑的熱穩定性和抗積碳能力。然而，目前許多研究仍局限于通過傳統的改性方法對催化劑進行稀土金屬摻雜，未能充分發揮稀土金屬與分子篩材料之間的協同作用，且催化劑的孔道結構及比表面積常常未得到有效優化。

4、為解決這些問題，本發明提供了基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，解決了傳統催化裂化催化劑在高溫、高負荷下易積碳、失活以及輕質油轉化率低的問題。

2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，按重量百分比計，包括以下組分：zmq-1分子篩60-80％、稀土金屬5-15％、過渡金屬助催化劑5-10％、粘結劑5-10％。

3、優選的，所述稀土金屬選自釔、釹、鈰及其組合。

4、優選的，所述過渡金屬助催化劑為鉬酸銨、鎢酸鈉及其組合。

5、優選的，所述zmq-1分子篩的晶體結構為立方晶系，具有比表面積為300-600m2/g的孔道結構。

6、優選的，所述催化劑的制備工藝如下：

7、s1、提供硅源、鋁源、稀土金屬源和過渡金屬源，按上述重量百分比計比例混合形成反應溶液；

8、s2、在反應溶液中加入模板劑，調節ph值至10-12，并在高壓水熱條件下進行反應以得到zmq-1分子篩；

9、s3、向得到的zmq-1分子篩中加入稀土金屬源，并在60-80℃下反應，使稀土金屬均勻摻入分子篩骨架中；

10、s4、向反應液中加入過渡金屬源進行浸漬處理，將過渡金屬均勻分布在分子篩表面；

11、s5、對催化劑進行焙燒處理，并進行磷酸化處理。

12、優選的，所述s1步驟中硅源為四氯化硅，鋁源為鋁酸鹽，稀土金屬源為稀土氯化物，其具體為釔、釹或鈰的氯化物，過渡金屬源為鉬酸銨或鎢酸鈉。

13、優選的，所述s2步驟具體包括以下步驟：

14、s2.1、將硅源與鋁源加入去離子水中，調節溶液ph值至10-12，形成反應溶液；

15、s2.2、向溶液中添加模板劑，保持攪拌；

16、s2.3、將混合溶液轉移至高壓釜中，在180-200℃條件下進行水熱反應12-24h，得到初步的zmq-1分子篩晶體；

17、s2.4、反應完成后，通過過濾去除模板劑，洗滌得到zmq-1分子篩母體，進行干燥處理，得到初步的分子篩材料。

18、優選的，所述s2.2步驟中模板劑任選ctab或pei中的一種。

19、優選的，所述s5步驟具體步驟如下：

20、s5.1、焙燒溫度設置為550-600℃，焙燒時間為6-10h，焙燒過程需要在氮氣或空氣氣氛下進行；

21、s5.2、將焙燒后的催化劑浸泡在磷酸溶液中，進行磷酸化處理；

22、s5.3、將處理后的催化劑在110℃下干燥，得到最終的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑。

23、優選的，所述s5.2步驟中磷酸溶液的濃度為0.1-1.0mo?l/l。

24、本發明提供了基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑。具備以下有益效果：

25、1、本發明通過將稀土金屬引入zmq-1分子篩中，顯著優化了催化裂化反應的性能，特別是在提高轉化率和輕質油選擇性方面。稀土金屬能夠改善分子篩的酸性特征，促使更短鏈的烯烴和烴類化合物生成，從而增加輕質油的產率并降低重質油的生成。此技術能夠有效提升煉油過程中輕質油的利用率，符合現代煉油工業對高附加值產品的需求。

26、2、本發明通過將過渡金屬引入zmq-1分子篩的表面，優化了催化劑的積碳抗性，過渡金屬具有較強的電子結構與化學性質，可有效減少催化過程中積碳的生成，結合稀土金屬的作用，催化劑的抗積碳性能得到進一步提高，從而提高了催化劑的穩定性，通過采用特殊的合成工藝，本發明制備的催化劑在高溫、長期運行下保持了較低的積碳生成率，避免了催化劑失活的問題，確保了催化裂化過程中的長期反應穩定性和高效運行，減少了催化劑的更換頻率，提高了生產的經濟性和可持續性。

27、3、本發明通過精確控制反應溶液的ph值、模板劑的種類，以及水熱反應條件，zmq-1分子篩的孔道結構得到優化，促使催化劑獲得更大的比表面積，從而提供了更多的酸性位點用于催化反應，改善了催化劑的反應性和選擇性，使得反應物能夠更快速地進入催化劑的活性區域，并在其中發生裂化反應，產生更多的輕質油和烯烴類化合物，孔道結構的精確控制還提高了催化劑的耐久性，使得催化反應在長期運行過程中更加穩定和高效。

技術特征：

1.基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，按重量百分比計，包括以下組分：zmq-1分子篩60-80％、稀土金屬5-15％、過渡金屬助催化劑5-10％、粘結劑5-10％。

2.根據權利要求1所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述稀土金屬選自釔、釹、鈰及其組合。

3.根據權利要求1所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述過渡金屬助催化劑為鉬酸銨、鎢酸鈉及其組合。

4.根據權利要求1所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述zmq-1分子篩的晶體結構為立方晶系，具有比表面積為300-600m2/g的孔道結構。

5.根據權利要求1所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述催化劑的制備工藝如下：

6.根據權利要求5所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述s1步驟中硅源為四氯化硅，鋁源為鋁酸鹽，稀土金屬源為稀土氯化物，其具體為釔、釹或鈰的氯化物，過渡金屬源為鉬酸銨或鎢酸鈉。

7.根據權利要求5所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述s2步驟具體包括以下步驟：

8.根據權利要求7所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述s2.2步驟中模板劑任選ctab或pei中的一種。

9.根據權利要求5所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述s5步驟具體步驟如下：

10.根據權利要求9所述的基于zmq-1分子篩硅基稀土催化劑，其特征在于，所述s5.2步驟中磷酸溶液的濃度為0.1-1.0mol/l。

技術總結
本發明涉及分子篩催化劑領域，公開了基于ZMQ?1分子篩硅基稀土催化劑，按重量百分比計，包括以下組分：ZMQ?1分子篩60?80％、稀土金屬5?15％、過渡金屬助催化劑5?10％、粘結劑5?10％，所述稀土金屬選自釔、釹、鈰及其組合，所述過渡金屬助催化劑為鉬酸銨、鎢酸鈉及其組合，所述ZMQ?1分子篩的晶體結構為立方晶系，具有比表面積為300?600m2/g的孔道結構。通過引入稀土金屬和過渡金屬到ZMQ?1分子篩中，提高了催化劑的酸性特征和抗積碳性能，同時，精確控制反應溶液的pH值、模板劑和水熱反應條件，優化了ZMQ?1分子篩的孔道結構，增加了比表面積和酸性位點。

技術研發人員：盧鵬,瓦倫丁·瓦爾切夫
受保護的技術使用者：中國科學院青島生物能源與過程研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28