CN112516984A - 一种利用煤矸石制备高活性石油催化裂化催化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属煤矸石制备催化剂技术领域，提供一种利用煤矸石制备高活性石油催化裂化催化剂的方法。煤矸石经磨矿、煅烧生成无定型态的偏高岭土粉体后，重新配成浆料，添加粘结剂，经喷雾干燥生成微球，即为高活性石油催化裂化催化剂。以煤矸石为原料生产用于催化裂化催化剂的高岭土微球。高岭土微球中的煅烧高岭土具有一定活性，可以合成分子筛，且微球具有一定的强度，满足后续晶化工艺要求。以煤矸石为原料，通过改进工艺，生产出高附加值的高活性催化裂化催化剂前驱体。一方面能够满足催化剂领域需求，同时也为我公司开辟了新的利润增长点，真正实现了变废为宝，节能降耗，使废弃煤矸石的高附加值综合利用上了一个新的台阶。

Description

一种利用煤矸石制备高活性石油催化裂化催化剂的方法
技术领域
本发明属于煤矸石制备催化剂技术领域，具体涉及一种利用煤矸石制备高活性石油催化裂化催化剂的方法。具体为以煤矸石为原料制备高活性石油催化裂化催化剂微球的技术，该微球经晶化、交换、焙烧等工艺处理后可用作石油催化裂化催化剂。
背景技术
高岭土是一种非金属矿物粉体材料，其性能独特，应用范围包括造纸、橡胶、塑料、电缆、化工、油漆涂料等领域，在现代高新技术产业发展和传统产业产品升级进步中起着重要作用。煤矸石是一种煤系高岭土，其特点是原矿本身呈黑褐色，经煅烧后白度较高，经过粉碎、煅烧等深加工后可以作为功能性材料应用到造纸、涂料、橡塑、电线电缆、以及耐火材料等领域。不同的加工工艺可以赋予产品不同的应用功能。
现有石油催化裂化催化剂生产工艺为：利用活性氧化铝、活性硅、烧碱和水玻璃等原料，合成NaY型分子筛，然后经晶化、交换、焙烧形成稀土分子筛，再跟精选的水洗高岭土等基质原料混合，经喷雾干燥生成一定粒径的微球，煅烧后成为催化裂化催化剂。
现有工艺需要使用活性氧化铝、活性硅、烧碱和水玻璃等原料来合成NaY型分子筛，然后经晶化、离子交换、焙烧形成稀土分子筛。再和水洗高岭土等基质原料混合，经喷雾干燥形成一定粒径的微球。再煅烧后成为催化裂化催化剂。这个工艺过程比较长，需要使用活性氧化铝、活性硅等原料，制造成本费用高。
发明内容
本发明提供了一种利用煤矸石制备高活性石油催化裂化催化剂的方法。
本发明由如下技术方案实现的，一种利用煤矸石制备石油催化裂化催化剂微球的方法，煤矸石经磨矿、煅烧生成无定型态的偏高岭土粉体后，重新配成浆料，添加水玻璃粘结剂，经喷雾干燥生成微球，即为高活性石油催化裂化催化剂。
具体步骤如下：
（1）煤矸石原矿破碎、粉碎：
煤矸石原矿粉碎成煤矸石生粉，一级破碎采用锤式破碎机，破碎到粒径≤30毫米；二级破碎采用飓风磨，粉碎到粒径≤45微米；
（2）制浆：粉碎好的煤矸石生粉在制浆池中加入水、六偏磷酸钠分散剂配浆，制成固含量为50%的浆料；所述水、煤矸石生粉、六偏磷酸钠分散剂的质量比例为：煤矸石生粉50%，水50%，外加煤矸石生粉质量0.3~2.0%的六偏磷酸钠分散剂；
（3）湿法超细磨矿：将浆料送入湿法磨矿设备，设备的研磨条件：控制浆料流量1吨/时，研磨后成为平均粒径为0.2μm的浆料，利用除铁设施除去机械铁杂质和矿物中的磁性物，利用除杂设备除去矿浆中有机和无机类大颗粒和杂质，得到500目筛余物含量小于0.010%的矿浆；
（4）干燥：浆料送入干燥塔进行脱水干燥，控制塔尾气温度为100-120℃，干燥成水份小于1%的粉料，通过打散机将干燥过程形成的聚结颗粒打碎，同时在打散过程中排出硬度较大、颗粒较粗的杂质，得到平均粒径为0.3微米的煅烧前物料；
（5）回转窑煅烧：煅烧前物料送入回转窑煅烧，控制煅烧温度为800-900℃，升温速率6-7度每分钟，煅烧时间1小时。在气流输送过程中用空气冷却，打散机将煅烧过程形成的聚结颗粒打碎，得到平均粒径0.6微米的煅烧高岭土粉体；
（6）制备微球：按照煅烧高岭土50%、水50%比例混合制成浆料，外加煅烧高岭土质量1%的水玻璃粘结剂，经喷雾干燥后制成粒径40~120微米的微球，并将小于40微米的过细颗粒除去，得到高活性催化裂化催化剂前驱体。
所制备的石油催化裂化催化剂微球为催化裂化催化剂的前驱体。以煤矸石为原料，生成的微球具有一定活性、强度和球度要求。
本发明以煤矸石为原料直接制备催化裂化催化剂前驱体，该前驱体经晶化、交换、焙烧后可生产催化裂化催化剂。该技术打破现有催化裂化催化剂的两步法工艺，即第一步先制作分子筛；第二步，分子筛与水洗高岭土或硅酸铝等基质原料混合喷雾干燥成球的常规生产工艺。利用煤矸石，直接代替了分子筛合成的氧化铝和氧化硅原料，以及催化裂化催化剂的水洗高岭土等基质原料。
本发明以煤矸石为原料生产用于催化裂化催化剂的高岭土微球。高岭土微球中的煅烧高岭土具有一定活性，可以合成分子筛，且微球具有一定的强度，满足后续晶化工艺要求。
以煤矸石为原料，通过改进工艺，生产出高附加值的高活性催化裂化催化剂前驱体。原料为煤炭伴生资源煤矸石，属于朔州产煤区资源综合利用的一个发展方向，产品具有较强的市场竞争力。一方面能够满足催化剂领域需求，同时也为我公司开辟了新的利润增长点，真正实现了变废为宝，节能降耗，使废弃煤矸石的高附加值综合利用上了一个新的台阶。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种利用煤矸石制备石油催化裂化催化剂微球的方法，煤矸石经磨矿、煅烧生成无定型态的偏高岭土粉体后，重新配成浆料，添加粘结剂，经喷雾干燥生成微球，即为高活性石油催化裂化催化剂；
流程为：煤矸石原矿→破碎→粉磨→制浆→湿法磨矿→喷雾干燥→微球→800-900℃煅烧,即为石油催化裂化催化剂微球。
具体步骤如下：
（1）煤矸石原矿破碎、粉碎：煤矸石原矿粉碎成煤矸石生粉，一级破碎采用锤式破碎机，破碎到粒径≤30毫米；二级破碎采用飓风磨，粉碎到粒径≤45微米；
（2）制浆：粉碎好的煤矸石生粉在制浆池中加入水、六偏磷酸钠分散剂配浆，制成固含量为50%的浆料；所述水、煤矸石生粉、六偏磷酸钠分散剂的质量比例为：煤矸石生粉50%，水50%，外加六偏磷酸钠分散剂为煤矸石生粉质量的0.3~2.0%；
（3）湿法超细磨矿：将浆料送入湿法磨矿设备，设备的研磨条件：控制流量1吨/时，研磨后平均粒径为0.2μm的浆料，利用除铁设施除去机械铁杂质和矿物中的磁性物，利用除杂设备除去矿浆中有机和无机类大颗粒和杂质，得到500目筛余物含量小于0.010%的矿浆；
（4）干燥：浆料送入干燥塔进行脱水干燥，控制塔尾气温度为100-120℃，干燥成水份小于1%的粉料，通过打散机将干燥过程形成的聚结颗粒打碎，同时在打散过程中排出硬度较大、颗粒较粗的杂质，得到平均粒径为0.3微米的煅烧前物料；
（5）回转窑煅烧：制备好的煅烧前物料送入回转窑煅烧，控制煅烧温度为800-900℃，升温速率6-7度每分钟，煅烧时间1小时。在气流输送过程中用空气冷却，打散机将煅烧过程形成的聚结颗粒打碎，得到平均粒径0.6微米的煅烧高岭土粉体；
（6）制备微球：按照煅烧高岭土与水1:1的质量比混合制成浆料，外加煅烧高岭土质量1%的水玻璃粘结剂，经喷雾干燥后制成粒径40~120微米的微球，并将小于40微米的过细颗粒除去，得到高活性催化裂化催化剂前驱体。
经检测，利用煤矸石制备石油催化裂化催化剂微球产品的性能如下：酸反应活性42.5，强度11，能够满足后续晶化工艺要求，且吨产品附加值增加2000元。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种利用煤矸石制备石油催化裂化催化剂微球的方法，其特征在于：煤矸石经磨矿、煅烧生成无定型态的偏高岭土粉体后，重新配成浆料，添加粘结剂，经喷雾干燥生成微球，即为高活性石油催化裂化催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备高活性石油催化裂化催化剂的方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）煤矸石原矿破碎、粉碎：煤矸石原矿粉碎成煤矸石生粉，一级粉碎采用锤式破碎机，破碎到粒径≤30毫米；二级粉碎采用飓风磨，粉碎到粒径≤45微米；
（2）制浆：粉碎好的煤矸石生粉在制浆池中加入水、六偏磷酸钠分散剂配浆，制成固含量50%的浆料；所述水、煤矸石生粉、六偏磷酸钠分散剂的质量比例为：煤矸石生粉50%，水50%，六偏磷酸钠分散剂用量为煤矸石生粉质量的0.3~2.0%；
（3）湿法超细磨矿：将浆料送入湿法磨矿设备，设备的研磨条件：控制流量1吨/时，研磨后平均粒径为0.2的浆料，利用除铁设施除去机械铁杂质和矿物中的磁性物，利用除杂设备除去矿浆中有机和无机类大颗粒和杂质，得到500目筛余物含量小于0.010%的矿浆；
（4）干燥：浆料送入干燥塔进行脱水干燥，控制塔尾气温度为100-120℃，干燥成水份小于1%的粉料，通过打散机将干燥过程形成的聚结颗粒打碎，同时在打散过程中排出硬度较大、颗粒较粗的杂质，得到平均粒度0.3微米煅烧前物料；
（5）回转窑煅烧：制备好的煅烧前物料送入回转窑煅烧，控制煅烧温度为800-900℃，升温速率6-7度每分钟，煅烧时间1小时;
煅烧后物料通风冷却，打散机将煅烧过程形成的聚结颗粒打碎，得到煅烧高岭土粉体；
（6）制备微球：按照煅烧高岭土50%、水50%比例混合制成浆料，加入煅烧高岭土质量1%的水玻璃粘结剂，经喷雾干燥后制成粒径40~120微米的微球，并将小于40微米的过细颗粒除去，得到高活性催化裂化催化剂前驱体。
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