CN102627295A - 一种NaY分子筛微球的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种NaY分子筛微球的制备方法，以高岭土为原料制备合成NaY分子筛的胶体，经喷雾干燥得到平均粒度65-80微米的微球，先将所得微球经550-950℃焙烧，再将所得微球在80-100℃水热处理一定时间，得到NaY分子筛微球。

Description

一种NaY分子筛微球的制备方法
技术领域
本发明涉及一种NaY分子筛微球的制备方法，确切说，涉及一种将以高岭土为原料制备合成NaY分子筛的胶体，经雾干燥得到的微球在550-950℃活化，再经80-100℃水热处理一定时间，制备NaY分子筛微球的方法。属于无机化学合成技术领域。
背景技术
NaY分子筛是人工合成的八面沸石，具有FAU结构，因其优良的热稳定性和催化活性，不仅广泛应用于石油的流化催化裂化、加氢裂化和苯的烷基化等催化反应，而且在吸附剂等领域也得到了应用。由于NaY分子筛的硅铝比高于NaX分子筛，其生长活化能相对较高，故NaY分子筛的合成比NaX分子筛的合成困难。比如，在合成周期上，NaY分子筛比NaX分子筛长，在对原料活性要求方面，NaY分子筛要求也较高。因此，关于NaY分子筛的合成技术一直是研究的热点。
在合成工艺上，NaY分子筛一般分为“凝胶法”和“原位晶化法”。“凝胶法”通指将水、硅源、铝源、导向剂、碱等原料混合打浆成胶，水热晶化得到NaY分子筛粉。“原位晶化法”通指以高岭土为基本原料，经打浆和喷雾形成高岭土微球，再将高岭土微球进行高温焙烧，然后与其他原料混合，进行晶化得到NaY分子筛微球。后来高岭土基本原料又发展为偏高岭土、埃洛石、膨润土、凹凸棒土等粘土。如果将“凝胶法”合成的NaY分子筛粉成型，必须要加入粘结剂，再经过喷雾或者其它的成型加工方式。
USP3503900报道了以高岭土为原料同时制备活性组分NaY分子筛和基质的原位晶化技术。USP350694、USP3663165、USP3932268、USP3657154、USP4493902、EP3367886、CN1233862、CN1429882、CN101439296、CN101391780等专利都对以高岭土为主要原料的原位晶化技术在原料、合成条件等方面进行了研究，但讨论的都是先以高岭土等粘土成型，经高温焙烧，再加入水玻璃等原料进行水热晶化的过程。
无论“凝胶法”还是“原位晶化法”合成NaY分子筛，均存在晶化过程中液固比大，最后造成晶化母液多，处理困难，污染大；同时产率也低，生产成本高等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种优于现有NaY分子筛微球制备技术的方法，该法有以下优点：制备过程简单，晶化母液少。
现详述本发明的技术方案。一种NaY分子筛微球的制备方法，其特征在于，操作步骤：
第一步NaY分子筛胶体浆液的制备
按照常规NaY分子筛制备方法中所采用的方法制备导向剂(US3639099)，将水玻璃溶液、高碱偏铝酸钠溶液和化学水按(10-20)Na2O∶Al2O3∶(10-20)SiO2∶(250-400)H2O的摩尔比混合，搅拌均匀后，经室温至70℃陈化0.5～24h，即得导向剂。
在室温、搅拌条件下，依次将高岭土、导向剂、液碱和去离子水加到水玻璃溶液中，加完后继续强烈搅拌5-30min，得含有高岭土的NaY分子筛合成胶体浆液，其摩尔配比为(1.3-6.0)Na2O∶Al2O3∶(5.5-16)SiO2∶(100-260)H2O，导向剂占投料中铝源的1～10wt％)。
第二步喷雾成型、活化
将第一步所得合成NaY分子筛的胶体浆液经喷雾干燥成型，得到平均粒径65-80微米的微球，然后将微球在550-950℃活化30-150min。
第三步水热处理
在第二步所得的活化微球中加入化学水，固液质量比为1∶1～100，在80-100℃处理一定时间，过滤，水洗，得到NaY分子筛结晶微球。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明，但并不因此而限制本发明的内容。
在各实施例和对比例中，分子筛的结晶度根据RIPP 146-90标准方法测定(《石油化工分析方法(RIPP实验方法)》，杨翠定等编，科学出版社。
实施例1
(1)室温、搅拌条件下将356mL高碱偏铝酸钠溶液(Na2O含量278g/L，Al2O3含量40.3g/L，比重1.326，中石化催化剂长岭分公司产品)加入到500mL水玻璃(SiO2含量253.5g/L，模数3.25，比重1.256，中石化催化剂长岭分公司产品)中，混合均匀后，室温下陈化24h即得摩尔配比为16Na2O∶15SiO2∶Al2O3∶320H2O的导向剂。
在25℃、搅拌条件下，按照合成配比2.0Na2O∶6.0SiO2∶Al2O3∶100H2O(导向剂占投料中铝源的5％)，将制得的导向剂、高岭土、液碱和去离子水加到水玻璃溶液中，加完后继续强烈搅拌15min，得合成NaY分子筛的胶体浆液。
(2)将第一步所得合成NaY分子筛的胶体浆液经喷雾干燥成型，得到平均粒径70微米的微球，然后将微球在650℃活化60min。
(3)将(2)所得的活化微球中加入化学水，固液质量比为1∶10，在90℃处理28h，过滤，水洗，得到结晶度为55％的NaY分子筛结晶微球。
实施例2
(1)在室温和搅拌条件下，将250毫升的高碱偏铝酸钠溶液(Na2O的含量为278克/升，Al2O3的含量为40.3克/升，比重为1.326，由中石化催化剂长岭分公司生产)加到433毫升的水玻璃溶液(SiO2的含量为253.5克/升，模数为3.25，比重为1.256，由中石化催化剂长岭分公司生产)中，混合均匀后，在35℃陈化20小时，从而得到摩尔配比为17Na2O∶Al2O3∶18.5SiO2∶366H2O的导向剂。
在25℃、搅拌条件下，按照合成配比1.8Na2O∶Al2O3∶5.5SiO2∶200H2O(导向剂占投料中铝源的4％)，将制得的将制得的导向剂、高岭土、液碱和去离子水加到水玻璃溶液中，加完后继续强烈搅拌30min，得NaY分子筛合成胶体浆液。
(2)将第一步所得合成NaY分子筛的胶体浆液经喷雾干燥成型，得到平均粒径80微米的微球，然后将微球在800℃活化90min。
(3)将(2)所得的活化微球中加入化学水，固液质量比为1∶15，在95℃处理28h，过滤，水洗，得到结晶度为65％的NaY分子筛微球。

Claims (5)

1.一种NaY分子筛微球的制备方法，其特征为：以高岭土为原料制备合成NaY分子筛的胶体，经喷雾干燥得到平均粒度65-80微米的微球，先将所得微球经550-950℃活化，再将所得微球在80-100℃水热处理一定时间，得到NaY分子筛微球。
2.根据权利要求1所述的NaY分子筛微球的制备方法，其特征在于，操作步骤：以高岭土为原料制备合成NaY分子筛的胶体，经喷雾干燥所得微球在550-950℃活化，再将所得微球在80-100℃水热处理一定时间，固液质量比为1∶1～100，得到NaY分子筛微球。
3.根据权利要求1所述的以高岭土为原料制备合成NaY分子筛的胶体，其特征在于，所说的NaY分子筛胶体其摩尔配比为(1.3-6.0)Na2O∶Al2O3∶(5.5-16)SiO2∶(100-300)H2O，导向剂占投料中铝源的1～10wt％)；导向剂其摩尔组成为(10-20)Na2O∶Al2O3∶(10-20)SiO2∶(250-400)H2O。
4.根据权利要求1所述的高岭土，其特征在于包括高岭土、偏高岭土、埃洛石、等粘土。
5.根据权利要求1所述的水热处理条件包括：温度为80-100℃，时间为16-90小时。
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