CN115805046A - 一种气相超稳反应器、提高催化裂化催化剂硅铝比的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气相超稳反应器，该气相超稳反应器自上而下分为缓冲区和反应区，所述缓冲区的顶部设有催化剂入口，所述缓冲区的上部设有与所述催化剂入口连通的雾化器，所述反应区底部设有携四氯化硅的氮气入口，所述反应区上部设有出料口，所述缓冲区与所述反应区的内径比为1：1～4：1，所述缓冲区和所述反应区的高度分别独立地为0.2～1米，所述四氯化硅与所述催化剂在所述反应区内反应时的重量比为0.01～0.5:1。本发明还涉及一种提高催化裂化催化剂硅铝比的装置和方法。本发明提供的气相超稳反应器具有物料接触更充分，反应效率高的优势。
Description
技术领域
本发明属于催化裂化催化剂领域，尤其涉及一种气相超稳反应器、提高催化裂化催化剂硅铝比的装置和方法。
背景技术
在催化裂化催化剂中，分子筛即活性组分的稳定性对催化剂在催化裂化装置中性能的发挥至关重要。为了实现催化剂中分子筛的高硅铝比，提高催化剂稳定性，通常采用氟硅酸铵法抽铝补硅、水热法和气相化学法(也称作气相超稳方法)抽铝补硅。
氟硅酸铵法抽铝补硅(也称为化学法抽铝补硅)主要是用氟硅酸铵脱铝补硅，获得的分子筛的结晶度高，Si/Al比及热稳定性高，但脱铝过程中形成的难溶物AlF3和残留的氟硅酸盐影响水热稳定性，还会污染环境。
水热法仍是目前工业上普遍采用的方法，但是在水热过程中存在脱铝后补硅不及时，易造成晶格塌陷，且非骨架铝碎片堵塞孔道，这不仅影响了活性中心的可接近性，也影响其热稳定性的进一步提高。
而气相化学法抽铝补硅的方法是Beyer和Mankui在1980年首先报道的制备高硅沸石的另一种重要方法。气相化学法一般采用氮气保护下的SiCl4与无水NaY沸石在一定温度下进行反应。整个反应过程充分利用SiCl4提供的外来Si源，通过同晶取代一次完成脱铝和补硅反应。因此，可以有效地避免NaY沸石在水蒸气存在的条件下进行脱铝补硅反应时产生羟基空穴，发生晶格塌陷，破坏结构的缺陷，从而能制备出高结晶度保留率，高热及水热稳定性的硅铝比很高的高硅Y型沸石。具有脱铝均匀，补硅及时，产品结晶保留度高，热稳定性好，孔道畅通的特点，成为制备高硅铝比分子筛重要的制备方法。气相化学抽铝补硅良好效果实施的核心在于气固相反应装置的设计。
在气相超稳设备设计方面，CN101884897A、CN101081369A和CN1683245A公开了一种分子筛的气相抽铝补硅方法，该方法在一个反应设备中进行，该设备包括一个反应釜，一个进料口和一个出气口，在反应釜的内部包含搅拌器，出气口安装有气固分离器。该方法使四氯化硅气体与分子筛固体颗粒接触反应更加均匀，有效避免了分子筛固体颗粒之间的聚结成致密块状物的现象，在一定程度上降低了劳动强度和环境污染，降低了生成成本。
CN102452661A、CN102452660A、CN102452659A、CN102452658A、CN102452657A、CN102451736A、CN102451732A、CN102451730A、CN102451730A、CN102451658A、CN102451657A和CN102451655A分别针对分子筛的气相反应进行了设备的设计，该设备包括管状反应器、气固分离器和吸收塔，所述管状反应器包括加热器、第一进料口、出料口和管体。所述加热器能够对管体进行加热。此类发明的重点一是调变反应管长度，控制反应深度，二是反应管带有加热装备，可实现反应的有效加热。
CN206285918U、CN206285917U和CN206285916U分别公开了一种制备催化裂化催化剂的成套设备和方法。该设备包括型分子筛交换装置，双功能焙烧炉，气相超稳反应器，气固分离装置，成胶装置，干燥焙烧单元所述双功能焙烧炉包括炉体和设置在所述炉体内的筒体，所述筒体依次包括进料端、中间筒体和出料端，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体内用于对所述筒体内提供水蒸气的水蒸气分布器和用于对所述筒体内提供用于作为干燥焙烧介质的干气的干气分布器。上述发明的气相超稳反应装置为斜管式的反应器。
CN109092217A、CN109092217B分别公开了一种化工生产用气相超稳反应器，是针对发明201710359787.4的反应器一段、反应器二段和反应器三段中的密封性差，检修维护过程中需要重新定位，且检修维护的效率较低的问题增强了反应器的密封性能，降低了拆卸反应器后对反应器的影响，提高了拆装的质量。CN111017948A制备的高硅铝比Beta分子筛采用的是卧式反应器。
CN102049315A介绍了通过控制载气的流速和管式反应器的长度的方法控制分子筛与SiCl4接触的时间，从而能够使分子筛与SiCl4的接触反应在管式反应器内充分的进行。但是该申请中，采用气体携带分子筛粉末物料与SiCl4气体接触反应的方式进行气相超稳反应，载气与SiCl4重量比达10-250，造成SiCl4过量，不但加重了环境污染的危害更不利于尾气的有效吸收。CN201210418208.6CN201210417927.6、CN201210417732.1、CN201210418185.9分别介绍了连续化制备高硅分子筛的过程，包含分子筛交换装置、焙烧炉、气相超稳反应器和气固分离装置，其中气相超稳反应器是与水平有一定角度的倾斜式管式炉，分子筛缓缓流下去。CN201010515244.5、CN200910236629.5、CN200910236629.5、CN201010515420.5、CN201010515213.X中分子筛发生气相反应是管式反应器，四氯化硅气体与分子筛同向流动进行反应。CN201811279376.5、CN201821779273.0、CN201811279418.5分别公开了一种分子筛气相超稳改性的过程，其中反应器是水平式被分割成几个不同功能区域来完成反应的。
中国申请CN201621178825.3公开了一种制备催化裂化催化剂的设备该设备包括Na型分子筛交换装置、双功能焙烧炉、气相超稳反应器、气固分离装置、洗涤过滤单元、成胶装置；干燥焙烧单元用于将所述浆液进行干燥和焙烧；所述双功能焙烧炉包括炉体和设置在所述炉体内的筒体，所述筒体依次包括进料端、中间筒体和出料端，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体内用于对所述筒体内提供水蒸气的水蒸气分布器和用于对所述筒体内提供用于作为干燥焙烧介质的干气分布器。但是，该发明中气相超稳反应器为管式反应器或输送床反应器(移动床反应器)，物料四氯化硅可以和分子筛入口共用一个入口或是同向进入反应器反应，存在物料混合不均和反应效率较低的问题。
中国申请CN201611116722.9公开了一种制备低钠高硅铝比Y型分子筛的设备，所述设备包括反应器，开口位于反应器上部的第一入料通道和出料通道，开口位于反应器下部的第二入料通道，位于反应器内部下部的混料装置，位于反应器内部的反应组件，对反应器进行供热的加热装置，与出料通道一端相连的气固分离装置，均匀分布于反应器内的蓄热装置；所述反应器内包括至少一组在其中部均匀分布的反应组件，所述反应组件的顶部端与出料通道的另一端相连、底部端与混料装置的上部相连，所述混料装置的下部与所述第一入料通道相连、其中部与所述第二入料通道相连；所述反应组件包括至少一个流化床。该发明中气相超稳反应器虽采用流化床反应器，但分子筛原粉使用干燥载气输送入反应器下部，与卤素硅烷混合后进入反应器内的反应组件进行反应，最终从反应器上部出料，物料与卤素硅烷是同向进料，这也会带来物料混合不均匀、反应效率低的问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的主要目的在于提供一种气相超稳反应器，从而解决同晶取代反应中催化剂与四氯化硅接触不均匀、介孔不发达、反应效率较低的问题。
本发明的另一目的在于提供提高催化裂化催化剂硅铝比的装置和方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种气相超稳反应器，该气相超稳反应器自上而下分为缓冲区和反应区，所述缓冲区的顶部设有催化剂入口，所述缓冲区的上部设有与所述催化剂入口连通的雾化器，所述反应区底部设有携四氯化硅的氮气入口，所述反应区上部设有出料口，所述缓冲区与所述反应区的内径比为1：1～4：1，所述缓冲区和所述反应区的高度分别独立地为0.2～1米，所述四氯化硅与所述催化剂在所述反应区内反应时的重量比为0.01～0.5:1。
具体的，本发明在反应器设计上，通过分区变径反应、进料雾化器的设计，可改变催化剂的流速、提高与四氯化硅接触的效率，从而保证了物料与四氯化硅反应的均匀性，提高反应效率。同时，根据催化裂化催化剂微球颗粒的特性，采用下行床模式的气固相反应原理，设计出适合微球催化剂的同晶取代反应的装置。物料顺重力场下行，SiCl4在载气的作用下从下而上，与物料进行逆向接触。这种接触方式不但能够有效地克服上行提升管逆重力操作造成的催化剂反混以及催化剂颗粒沿径向分布不均等问题，由于气固两相流速的提高而可以实现物料和反应物的超短接触操作，且反应均匀，所以反应效果的优异性非常突出，非常适用于气、固相快速加工反应过程。通过上述设计所得到的原位晶化催化剂具有结晶度保留率高、活性高、氧化钠降低更为显著的特点。
本发明所述的气相超稳反应器，其中优选的是，所述缓冲区与所述反应区的内径比为1:1～3:1；进一步优选的，所述气相超稳反应器的外壁上设置有加热套或加热带；进一步优选的，所述缓冲区的腔体直径大小为0.05～0.5米，高度为0.2～1米。
本发明所述的气相超稳反应器，其中优选的是，所述雾化器为不锈钢材质，含若干个对称分布的气眼，所述气眼直径大小为80～200um，所述雾化器内部气体压力为0.1～6MPa。
为了实现上述目的，本发明还提供一种提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，包括：
预处理炉，用于催化剂的焙烧或水热处理得到预处理后的催化剂；
上述的气相超稳反应器，用于预处理后的催化剂进行同晶取代反应得到反应后的催化剂；
吸收塔，用于将反应后的催化剂由下料口吹扫进入吸收塔，然后发生尾气中和反应，得到催化剂中间体；
交换过滤机，用于催化剂中间体的交换和过滤；
闪蒸干燥设备，用于催化剂中间体的闪蒸和干燥。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其中优选的是，还包括回收系统，用于所述气相超稳反应器内携四氯化硅的氮气的回收。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其中优选的是，所述预处理炉包含进料段、焙烧段和出料段，所述预处理炉总长度为0.5～5米，内径0.01～1米，焙烧温度为100～1000℃。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其中优选的是，所述预处理炉包括加热系统和通气系统，所述加热系统以炉瓦夹套方式设置在所述预处理炉的外层，所述通气系统设置在所述预处理炉的内壁上，所述通气系统能够向所述预处理炉内部输入干气、氮气或者水蒸汽，可以实现常规焙烧与水汽焙烧的灵活切换。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其中优选的是，所述预处理炉进料段与所述预处理炉主体的夹角α大于10°小于90°，所述预处理炉主体与水平位置的夹角β大于10°小于90°。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其中优选的是，所述预处理炉的顶部设有轴转动装置控制所述预处理炉的炉体旋转，旋转频率为10～80Hz/min。
为了实现上述目的，本发明还提供一种提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，基于上述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，包括以下步骤：
S1、催化剂经预处理炉进行焙烧或水热处理后，得到预处理后的催化剂；
S2、预处理后的催化剂进入气相超稳反应器，与携四氯化硅的氮气接触发生同晶取代反应，所述四氯化硅与所述催化剂的重量比为0.01～0.5:1；通过这种同晶取代反应，催化剂可实现快速降低氧化钠含量、最大限度保留结晶度的目标。
S3、反应后的催化剂在吸收塔进行吹扫、收集、水洗，然后进行无铵交换、洗涤、干燥得到成品。
具体的，本发明的装置和方法首先采用原位晶化工艺，制备出分子筛含量在5～60wt％的催化剂，然后针对同晶取代催化剂孔结构不发达的缺陷，在同晶取代反应装置前增加了可用于常规焙烧或水汽焙烧的预处理炉，这种预处理炉处理方式可根据需要灵活调变催化剂孔结构，实现多种功能。
具体的，本发明的装置和方法，在反应器后端连接了吸收塔，吹扫吸附在催化剂表面过剩的四氯化硅和酸性气体，减少了过量四氯化硅对催化剂的影响，有力保证了同晶取代质量。通过上述设计所得到的原位晶化催化剂具有结晶度保留率高、活性高、氧化钠降低更为显著的特点。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，还包括以下步骤：S4、反应后的气体进入回收系统，所述回收系统内的碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，碱性溶液的浓度为1～20wt％。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述催化剂经过预处理炉后，得到的预处理后的催化剂灼减在3wt％以内、Y型分子筛含量为5～60wt％。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述气相超稳反应器内，温度为200～900℃，催化剂与四氯化硅气体接触的时间为0.1～60min，催化剂与四氯化硅气体的重量比为0.01～0.5:1，携四氯化硅的氮气中，四氯化硅与氮气的体积比例为0.1～100:1。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述吸收塔的内径1～50cm，通入气体对物料进行吹扫的时间为10～120min。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述催化剂采用原位晶化工艺制备；具体的，所述催化剂由以下方法制备：将高岭土、分散剂和/或补强剂、去离子水混合打浆得到浆液，浆液固含量为30～50wt％；将浆液喷雾干燥制备成粒径在20～110μm的喷雾微球，600～1000℃焙烧1～3h，得到焙烧微球；将焙烧微球、硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、去离子水混合，于85～95℃晶化16～36h，过滤除去母液，滤饼用去离子水洗至pH为10.5以下，干燥后得到催化剂，该催化剂包含5～60wt％NaY分子筛，分散剂和/或补强剂加入量为高岭土总质量的1～20wt％。由上述方法制备的该催化剂孔结构和抗磨性能良好。其中，分散剂、补强剂的加入顺序不做限定，可以同时加入，也可以分批加入。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述高岭土包括软质高岭土、硬质高岭土，所述高岭土中位径为1.5～3.0μm、晶体高岭石含量高于80wt％、氧化铁低于1.7wt％、氧化钠与氧化钾之和低于0.5wt％。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述分散剂包括硅酸钠、焦磷酸钠中的一种，所述分散剂的加入量为高岭土质量的1～20％，进一步优选1～15％；所述补强剂包括硅溶胶、铝溶胶中的一种，其加入量为高岭土质量的1～20％，进一步优选2～8％。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述焙烧的温度为600～850℃或860～1000℃。也就是说，微球焙烧温度在600～1000℃进行，可以在600～850℃下焙烧1～3h得到低温焙烧微球，也可以在860～1000℃焙烧1～3h得到高温焙烧微球，或者也可以是低温焙烧微球与高温焙烧微球的混合物。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法对导向剂组成并无特别限制，普通导向剂即可，例如按照CN1232862A实施例1中的导向剂组成配制，其中优选的是，所述导向剂的各组分及摩尔比为(14～16)SiO2:(0.7～1.3)Al2O3:(14～16)Na2O:(300～330)H2O。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，步骤S1中催化剂为未经改性的钠型中间产物或经过改性离子交换后的氢型产物。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述洗涤的步骤为：将催化剂加入到交换罐中，加入去离子水搅拌均匀后开始洗涤得到浆液；进一步优选的，所述洗涤的条件为：催化剂与H2O的质量之比1:1～25，浆液pH值2.5～8.5，洗涤温度为30～95℃，洗涤时间0.5～2h。
本发明所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其中优选的是，所述无铵交换为酸交换，进一步优选的，所述酸交换步骤为：将催化剂加入到交换罐中，加入酸溶液、去离子水搅拌均匀后得到浆液并进行交换；更进一步优选的，所述酸交换条件为：浆液pH值3～6，温度80～95℃，酸溶液的酸选自硫酸、草酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或几种，进一步优选盐酸和/或硝酸，交换时间20～60min。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的反应器，物料接触更充分，反应效率高：根据催化裂化催化剂微球颗粒的特性，采用下行床模式的气固相反应原理，物料顺重力场下行，SiCl4在载气的作用下从下而上，与物料进行逆向接触。这种接触方式不但能够有效地克服上行提升管逆重力操作造成的催化剂反混以及催化剂颗粒沿径向分布不均等问题，由于气固两相流速的提高而可以实现物料和反应物的超短接触操作，且反应均匀，所以反应效果的优异性非常突出，非常适用于气、固相快速加工反应过程。
(2)本发明提供的反应器提高了同晶取代反应效率：在反应器设计上，通过分区变径反应、进料雾化器的设计，可改变催化剂的流速、提高与四氯化硅接触的效率，从而保证了物料与四氯化硅反应的均匀性，提高反应效率。
(3)本发明提供的装置，能够弥补催化剂介孔体积不发达的缺陷：在同晶取代反应装置前增加了可用于常规焙烧或水汽焙烧的预处理炉，这种预处理炉处理方式可根据需要灵活调变催化剂孔结构，从而提高催化剂的介孔体积。
(4)本发明提供的装置，同晶取代反应质量高：在反应器后端连接了吸收塔，吹扫吸附在催化剂表面过剩的四氯化硅和酸性气体，减少了过量四氯化硅对催化剂的影响，有力保证了同晶取代质量。
附图说明
图1为气相超稳反应器的结构示意图。
图2为本发明的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置的结构示意图。
图3为预处理段与预处理炉的夹角。
图4为预处理炉的结构示意图。
图5为吸收塔的结构示意图。
其中：
1、预处理炉，2、气相超稳反应器，3、吸收塔，4、交换、滤机和闪蒸干燥装备；
11、进料段，12、焙烧段，13、出料段，14、轴转动装置，15、加热系统，16、通气系统，
21、缓冲区，22、反应区，23、催化剂入口，24、雾化器，25、携四氯化硅的氮气入口，26、出料口，27、加热套，
31、进气口，32、尾气出口，33、催化剂入口，34、风搅器。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
参见图1所示，本发明提供的气相超稳反应器2自上而下分为缓冲区21和反应区22，缓冲区21的顶部设有催化剂入口23，缓冲区21的上部设有与催化剂入口23连通的雾化器24，反应区22底部设有携四氯化硅的氮气入口25，反应区22上部设有出料口26，缓冲区21与反应区22的内径比为1：1～4：1，缓冲区21和反应区22的高度分别独立地为0.2～2米，四氯化硅与催化剂在反应区22内反应时的重量比为0.01～0.5:1。
并且，参见图1所示，气相超稳反应器2的外壁上设置有加热套27，当然在其他实施例中加热套27可以替换成其他加热结构，如加热带。
在一些实施例中，反应区22的腔体直径大小优选为0.05～0.5米，高度优选为0.2～1米。
在一些实施例中，缓冲区21与反应区22的内径比优选为1:1～3:1。
在一些实施例中，雾化器24为不锈钢材质，含若干个对称分布的气眼，气眼直径大小为80～200um，雾化器24内部气体压力为0.1～6MPa。
参见图2所示，本发明提供的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置包括：
预处理炉1，用于催化剂的焙烧或水热处理得到预处理后的催化剂；
上述的气相超稳反应器2，用于预处理后的催化剂进行同晶取代反应得到反应后的催化剂；
吸收塔3，用于将反应后的催化剂由下料口吹扫进入吸收塔，然后发生尾气中和反应，得到催化剂中间体；
交换、滤机和闪蒸干燥装备4，包括交换过滤机，用于催化剂中间体的交换和过滤；闪蒸干燥设备，用于催化剂中间体的闪蒸和干燥。
并且，参见图3所示，预处理炉1包含进料段11、焙烧段12和出料段13，预处理炉1总长度为0.5～5米，内径0.01～1米，焙烧温度为100～1000℃。
并且，参见图4所示，预处理炉1包括加热系统15和通气系统16，加热系统15以炉瓦夹套方式设置在预处理炉1的外层，通气系统16设置在预处理炉1的内壁上，通气系统16能够向预处理炉1内部输入干气、氮气或者水蒸汽。
并且，参见图3所示，预处理炉1的进料段11与预处理炉1主体的夹角α大于10°小于90°；参见图4所示，预处理炉1主体与水平位置的夹角β大于10°小于90°。预处理炉1的顶部设有轴转动装置14，炉体可旋转，通过旋转实现物料的翻转，旋转频率为10～80Hz/min。
并且，参见图5所示，吸收塔3包括进气口31、尾气出口32、催化剂入口33和风搅器34，尾气出口32距离反应器顶端2～10cm。反应后的催化剂由催化剂入口33进入吸收塔3，在风搅器34的作用下，与同时由进气口31进入的尾气发生中和反应得到催化剂中间体，反应结束后，催化剂中间体由吸收塔塔底的出料口(未图示)排出吸收塔3，反应后的尾气经泵抽后由尾气出口32排出吸收塔3进入回收系统。
在一些实施例中，本发明提供的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置还包括回收系统，用于气相超稳反应器2内携四氯化硅的氮气的回收。
结合图2所示，本发明提供的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，基于上述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，包括以下步骤：
S1、催化剂经预处理炉1进行焙烧或水热处理后，得到预处理后的催化剂；
S2、预处理后的催化剂经提升机输送至气相超稳反应器2的催化剂入口23并进入雾化器24，雾化后进入反应区22与携四氯化硅的氮气接触发生同晶取代反应，四氯化硅与催化剂的重量比为0.01～0.5:1；
S3、反应后的催化剂在吸收塔3进行吹扫、收集、水洗，然后进行无铵交换、洗涤、干燥得到成品。
在一些实施例中，本发明提供的方法还包括以下步骤：S4、反应后的气体进入回收系统，反应后的气体包含过量的四氯化硅、盐酸和反应后的氯化铝，回收系统内的碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，碱性溶液的浓度为1～20wt％。
在一些实施例中，催化剂经过预处理炉1后，得到的预处理后的催化剂灼减在3wt％以内、Y型分子筛含量为5～60wt％。
在一些实施例中，气相超稳反应器2内，温度为200～900℃，催化剂与四氯化硅气体接触的时间为0.1～60min，催化剂与四氯化硅气体的重量比为0.01～0.5:1，携四氯化硅的氮气中，四氯化硅与氮气的体积比例为0.1～100:1。
在一些实施例中，吸收塔3的内径1～50cm，通入气体对物料进行吹扫的时间为10～120min。
在一些实施例中，催化剂由以下方法制备：将高岭土、分散剂和/或补强剂、去离子水混合打浆得到浆液，浆液固含量为30～50wt％；将浆液喷雾干燥制备成粒径在20～110μm的喷雾微球，600～1000℃焙烧1～3h，得到焙烧微球。将焙烧微球、硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、去离子水混合，于85～95℃晶化16～36h，过滤除去母液，滤饼用去离子水洗至pH为10.5以下，干燥后得到一种孔结构和抗磨性能良好、包含5～60wt％NaY分子筛的催化剂，分散剂和/或补强剂加入量为高岭土总质量的1～20wt％。
在一些实施例中，所述高岭土包括软质高岭土、硬质高岭土，所述高岭土中位径为1.5～3.0μm、晶体高岭石含量高于80wt％、氧化铁低于1.7wt％、氧化钠与氧化钾之和低于0.5wt％。
在一些实施例中，所述分散剂包括硅酸钠、焦磷酸钠中的一种，所述分散剂的加入量为高岭土质量的1～20％，优选1～15％；所述补强剂包括硅溶胶、铝溶胶中的一种，其加入量为高岭土质量的1～20％，优选2～8％。
在一些实施例中，所述焙烧的温度为600～850℃或860～1000℃。
在一些实施例中，所述导向剂的各组分及摩尔比为(14～16)SiO2:(0.7～1.3)Al2O3:(14～16)Na2O:(300～330)H2O。
在一些实施例中，步骤S1中催化剂为未经改性的钠型中间产物或经过改性离子交换后的氢型产物。
在一些实施例中，所述洗涤的步骤为：将催化剂加入到交换罐中，加入去离子水搅拌均匀后开始洗涤得到浆液；优选的，所述洗涤的条件为：催化剂与H2O的质量之比1:1～25，浆液pH值2.5～8.5，洗涤温度为30～95℃，洗涤时间0.5～2h。
在一些实施例中，所述无铵交换为酸交换，优选的，所述酸交换步骤为：将催化剂加入到交换罐中，加入酸溶液、去离子水搅拌均匀后得到浆液并进行交换；更优选的，所述酸交换条件为：浆液pH值3～6，温度80～95℃，酸溶液的酸选自硫酸、草酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或几种，优选盐酸和/或硝酸，交换时间20～60min。
原料来源：
(1)高岭土：工业品，采自兰州石化公司催化剂厂，
(2)硅酸钠：工业品，采自兰州石化公司催化剂厂，
(3)高碱偏铝酸钠：工业品，采自兰州石化公司催化剂厂，
(4)NaOH溶液：工业品，采自兰州石化公司催化剂厂，
(5)盐酸：化学纯。
具体分析方法：
(1)NaY分子筛结晶度的测试在日本Rigaku公司制造的D/max-3C型X射线粉末衍射仪上，采用X射线衍射法测定试样的结晶度，方法标准为Q/SYLS 0596～2002。
(2)测试NaY分子筛硅铝比的测试采用X光粉末衍射法，方法标准为Q/SYLS 0573～2002。
(3)微反活性(MA)评价：采用ASTM-D3907方法，催化剂预先在800℃、100％水蒸汽条件下处理17h，以大港轻柴油作为反应原料油，反应温度460℃，进油时间70s，催化剂装量2.5～5g，反应后汽油的产率采用GC7890分析。
具体实施例：
实施例1
高岭土3000g(灼基)、硅酸钠5wt％(以高岭土为100％)、硅溶胶20wt％(以高岭土为100％)、化学水制备成固含量为46wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到2300g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷雾土球一部分在925℃下焙烧2.7h，另一部分在650℃下焙烧2.5h，然后将两种土球200g和300g混合后加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在95℃下水热晶化30h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中通入干气，600℃焙烧3h后将含60wt％Y型分子筛、灼减为1.2wt％的催化剂200克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为200μm、压力为6MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为：100：1，反应温度为：900℃，与气体接触时间为0.1min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.5:1。缓冲区与反应区的内径均为：0.05米，高度分别为：0.2和0.3米。反应后的物料进入吸收塔吹扫30min后，反应后的气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为10wt％的氢氧化钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:25，pH值为8.5，洗涤温度为30℃，洗涤时间0.5h。然后再采用硫酸进行交换，交换pH为3.2，温度80℃，交换1h。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-1。
实施例2
高岭土600g(灼基)、焦磷酸钠7wt％(以高岭土为100％)、铝溶胶1wt％(以高岭土为100％)、化学水制备成固含量为32wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到300g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷雾土球在990℃下焙烧1.5h，加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在85℃下水热晶化16h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中通入50wt％水蒸汽，500℃焙烧3h后将含5wt％Y型分子筛、灼减为2.2wt％的催化剂800克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为50μm、压力为0.1MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为0.1：1，气固相反应温度为200℃，与气体接触时间为3min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.01:1。缓冲区与反应区的内径分别为：0.5米和0.125米，高度均为1米。反应后的物料在吸收塔内吹扫15min。气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为20wt％的碳酸钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:20，pH值为6.5，洗涤温度为50℃，洗涤时间1h。然后再采用盐酸进行交换，交换pH为4.2，温度95℃，交换45min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-2。
实施例3
高岭土1300g(灼基)、硅酸钠15wt％(以高岭土为100％)、铝溶胶5wt％(以高岭土为100％)、化学水制备成固含量为40wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到600g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷雾土球在990℃下焙烧1.5h，加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在85℃下水热晶化16h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中经700℃焙烧2h后将含40wt％Y型分子筛、灼减为2.8wt％的催化剂600克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为80μm、压力为4MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为10：1，气固相反应温度为400℃，与气体接触时间为60min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.3:1。缓冲区与反应区的内径分别为：0.4米和0.2米，高度分别为0.5米和0.2米。反应后的物料经40min吹扫，气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为12wt％的氢氧化钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:1，pH值为2.5，洗涤温度为70℃，洗涤时间2.5h。然后再采用草酸进行交换，交换pH为5.1，温度80℃，交换30min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-3。
实施例4
高岭土1200g(灼基)、焦磷酸钠19wt％(以高岭土为100％)、硅溶胶16wt％、化学水制备成固含量为47wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到1100g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷土球一部分在1000℃下焙烧1.5h，另一部分在800℃下焙烧2h，然后将800g和200g上述土球加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在89℃下水热晶化30h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。产物用硝酸进行处理，硝酸/产物＝0.07，在pH＝3.0～4.5、93℃条件下交换1.5小时，过滤除去滤液，在预处理炉中滤饼经700℃焙烧2h后，将上述含30wt％Y型分子筛、灼减为1.8wt％的催化剂500克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为150μm、压力为3MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为0.5：1，气固相反应温度为500℃，与气体接触时间为30min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.22:1。缓冲区与反应区的内径分别为：0.3米和0.15米，高度分别为0.3米和0.7米。反应后的物料在吸收塔中吹扫60min，气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为15wt％的氢氧化钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:10，pH值为3.5，洗涤温度为80℃，洗涤时间1.5h。洗涤完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-4。
实施例5
高岭土1500g(灼基)、硅酸钠13wt％(以高岭土为100％)、硅溶胶13wt％(以高岭土为100％)、化学水制备成固含量为43wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到1400g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷雾土球一部分在970℃下焙烧2.3h，另一部分在850℃下焙烧1.9h，然后将上述焙烧土球各700g加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在87℃下水热晶化16h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中经800℃焙烧1h后将含40wt％Y型分子筛、灼减为0.8wt％的催化剂900克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为180μm、压力为5MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为30：1，气固相反应温度为600℃，与气体接触时间为50min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.45:1。缓冲区与反应区的内径分别为：0.45米和0.3米，高度分别为0.7米和0.5米。反应后的气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为10wt％的氢氧氢钠溶液，将反应后的物料在吸收塔内吹扫25min后，气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:15，pH值为4.8，洗涤温度为75℃，洗涤时间1h。然后再采用硝酸进行交换，交换pH为3，温度95℃，交换40min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-5。
实施例6
高岭土7100g(灼基)、焦磷酸钠9wt％(以高岭土为100％)、硅溶胶9wt％(以高岭土为100％)、化学水制备成固含量为38wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到3500g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷土球一部分在960℃下焙烧1.4h，另一部分在880℃下焙烧2h，然后将600g高土和400g偏土加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在92℃下水热晶化34h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中，水蒸汽量20％下经600℃焙烧3h后将含25wt％Y型分子筛、灼减为2wt％的催化剂900克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为130μm、压力为2.2MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为90：1，气固相反应温度为300℃，与气体接触时间为20min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.37:1。缓冲区与反应区的内径分别为：0.2米和0.1米，高度分别为0.4米和0.6米。反应后的物料在吸收塔中吹扫30min，气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为5wt％的碳酸钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:8，pH值为5.8，洗涤温度为85℃，洗涤时间0.5h。然后再采用硝酸进行交换，交换pH为4.0，温度95℃，交换60min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-6。
实施例7
高岭土6100g(灼基)、硅酸钠2wt％(以高岭土为100％)、铝溶胶3wt％、化学水制备成固含量为38wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到3500g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷土球一部分在850℃下焙烧1.4h，另一部分在680℃下焙烧2h，然后将700g高土和500g偏土加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在89℃下水热晶化32h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中经660℃焙烧3h后将含38wt％Y型分子筛、灼减为1.6wt％的催化剂700克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为70μm、压力为3.5MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为60：1，气固相反应温度为800℃，与气体接触时间为10min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.23:1。缓冲区与反应区的内径均为：0.25米，高度分别为0.6米和0.9米。反应后的物料经吸收塔吹扫20min后，气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为13wt％的氢氧化钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:23，pH值为6.8，洗涤温度为95℃，洗涤时间0.5h。然后再采用盐酸进行交换，交换pH为5.2，温度80℃，交换30min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-7。
实施例8
高岭土4200g(灼基)、硅酸钠8wt％(以高岭土为100％)、铝溶胶7wt％、化学水制备成固含量为42wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到750g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷土球在630℃下焙烧2.1h，然后加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在94℃下水热晶化36h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。产物用氯化稀土进行交换处理，氯化稀土/产物＝0.06，在pH＝3.0～4.5、93℃条件下交换1.5小时，过滤除去滤液，在预处理炉中滤饼经700℃焙烧2h后，将含18wt％Y型分子筛、灼减为1.6wt％的催化剂500克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为85μm、压力为4.7MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为50：1，气固相反应温度为700℃，与气体接触时间为2min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.14:1。缓冲区与反应区的内径分别为：0.3米和0.15米，高度分别为0.8米和1米。反应后的物料在吸收塔吹扫50min后气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为10wt％的碳酸钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:18，pH值为3.8，洗涤温度为65℃，洗涤时间2h。然后再采用硫酸进行交换，交换pH为4.7，温度95℃，交换30min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-8。
实施例9
高岭土2400g(灼基)、焦磷酸钠15wt％(以高岭土为100％)、硅溶胶18wt％(以高岭土为100％)、化学水制备成固含固含量为42wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到1550g粒径在20～110μm的喷雾土球。
将喷土球一部分在890℃下焙烧1.5h，另一部分在770℃下焙烧1.8h，然后将上述焙土球200g和400g加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在88℃下水热晶化28h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中，产物经550℃焙烧6h后将含13wt％Y型分子筛、灼减为2.5wt％的催化剂800克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，反应器顶端为气眼直径为160μm、压力为5.5MPa的雾化器，经雾化器的喷洒，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为40：1，气固相反应温度为450℃，与气体接触时间为1min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.08:1。缓冲区与反应区的内径均为：0.5米，高度分别为0.9米和0.4米。反应后的物料经吸收塔吹扫35min后，气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为8wt％的碳酸钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:12，pH值为7.8，洗涤温度为45℃，洗涤时间2h。然后再采用磷酸进行交换，交换pH为5.8，温度80℃，交换30min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-9。
对比例1
与实施例9进行对比，在预处理炉中的条件都一样，将含13wt％Y型分子筛、灼减为2.5wt％的催化剂800克通过加料器缓慢加入到倾斜式管式反应器顶端，通过重力作用缓缓下落，在反应器入口与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为40：1，气固相反应温度为450℃，与气体接触时间为1min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.08:1。反应区内径为：0.5米，高度为1.3米。反应后的物料经吸收塔吹扫35min后，气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为8wt％的碳酸钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。反应后的催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:12，pH值为7.8，洗涤温度为45℃，洗涤时间2h。然后再采用磷酸进行交换，交换pH为5.8，温度80℃，交换30min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-10。
对比例2
与实施例7进行对比，高岭土6100g(灼基)、硅酸钠2wt％(以高岭土为100％)、铝溶胶3wt％(以高岭土为100％)、化学水制备成固含量为38wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到3500g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷土球一部分在850℃下焙烧1.4h，另一部分在680℃下焙烧2h，然后将700g高土和500g偏土加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在89℃下水热晶化32h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中经660℃焙烧3h后将含38wt％Y型分子筛、灼减为1.6wt％的催化剂700克通过加料器缓慢加入到釜式固定床反应器内部，通过搅拌，将物料搅拌起来，通入四氯化硅气体，四氯化硅与氮气的比例为10：1，气固相反应温度为400℃，与气体接触时间为60min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.3:1。反应区内径为：0.25米，高度为1.5米。反应后的物料经吸收塔吸收后，气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为12wt％的氢氧化钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:1，pH值为2.5，洗涤温度为70℃，洗涤时间2.5h。然后再采用草酸进行交换，交换pH为5.1，温度80℃，交换30min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-11。
对比例3
与实施例3进行对比，高岭土1300g(灼基)、硅酸钠15wt％(以高岭土为100％)、铝溶胶5wt％、化学水制备成固含量为40wt％的混合浆液，喷雾干燥，得到600g粒径在20～110μm的喷雾土球。将喷雾土球在990℃下焙烧1.5h，加入硅酸钠、导向剂、氢氧化钠溶液、化学水，在85℃下水热晶化16h，过滤除去母液，水洗、干燥得到产物。在预处理炉中经700℃焙烧2h后将含40wt％Y型分子筛、灼减为2.8wt％的催化剂600克通过加料器缓慢加入到下行床式反应器顶端，催化剂颗粒在反应器中分散开来，下行运行，与四氯化硅气体相遇，四氯化硅与氮气的比例为60：1，气固相反应温度为800℃，与气体接触时间为10min，控制气体的流量，保证四氯化硅与原位晶化催化剂的比例为0.23:1。反应区内径为0.2米，高度为0.7米。反应后的气体通过气体出口管经泵抽排出，进入回收系统，回收系统为13wt％的氢氧化钠溶液，对反应后的气体进行酸碱中和和收集。反应后的催化剂经吸收塔底端收集器收集后，先进行水洗，水洗的催化剂：H2O＝1:23，pH值为6.8，洗涤温度为95℃，洗涤时间0.5h。然后再采用盐酸进行交换，交换pH为5.2，温度80℃，交换30min。交换完后的产物经洗涤、干燥，成为cat-12。
表1气固相反应实施效果
实施例与对比例的气固反应效果如表1所示，在相同的反应条件下，只是改变气固相反应的反应器形式和催化剂加料下行运行的方式，会灵敏的反映出催化剂的氧化钠含量的降低和17小时微反活性的变化。本发明的同晶取代工艺流程和设备具有更为优异的氧化钠降低效果和保证催化剂微反活性的优势，这都为该催化剂在装置上的长周期稳定运行奠定了基础。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种气相超稳反应器，其特征在于，该气相超稳反应器自上而下分为缓冲区和反应区，所述缓冲区的顶部设有催化剂入口，所述缓冲区的上部设有与所述催化剂入口连通的雾化器，所述反应区底部设有携四氯化硅的氮气入口，所述反应区上部设有出料口，所述缓冲区与所述反应区的内径比为1：1～4：1，所述缓冲区和所述反应区的高度分别为0.2～1米，所述四氯化硅与所述催化剂在所述反应区内反应时的重量比为0.01～0.5:1。
2.根据权利要求1所述的气相超稳反应器，其特征在于，所述缓冲区与所述反应区的内径比为1:1～3:1；优选的，所述气相超稳反应器的外壁上设置有加热套或加热带；优选的，所述缓冲区的腔体直径大小为0.05～0.5米，高度为0.2～1米。
3.根据权利要求1所述的气相超稳反应器，其特征在于，所述雾化器为不锈钢材质，含若干个对称分布的气眼，所述气眼直径大小为80～200um，所述雾化器内部气体压力为0.1～6MPa。
4.一种提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其特征在于，包括：
预处理炉，用于催化剂的焙烧或水热处理得到预处理后的催化剂；
权利要求1-3任一项所述的气相超稳反应器，用于预处理后的催化剂进行同晶取代反应得到反应后的催化剂；
吸收塔，用于将反应后的催化剂由下料口吹扫进入吸收塔，然后发生尾气中和反应，得到催化剂中间体；
交换过滤机，用于催化剂中间体的交换和过滤；
闪蒸干燥设备，用于催化剂中间体的闪蒸和干燥。
5.根据权利要求4所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其特征在于，还包括回收系统，用于所述气相超稳反应器内携四氯化硅的氮气的回收。
6.根据权利要求4所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其特征在于，所述预处理炉包含进料段、焙烧段和出料段，所述预处理炉总长度为0.5～5米，内径0.01～1米，焙烧温度为100～1000℃。
7.根据权利要求4所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其特征在于，所述预处理炉包括加热系统和通气系统，所述加热系统以炉瓦夹套方式设置在所述预处理炉的外层，所述通气系统设置在所述预处理炉的内壁上，所述通气系统能够向所述预处理炉内部输入干气、氮气或者水蒸汽。
8.根据权利要求4所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其特征在于，所述预处理炉进料段与所述预处理炉主体的夹角α大于10°小于90°，所述预处理炉主体与水平位置的夹角β大于10°小于90°。
9.根据权利要求4所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，其特征在于，所述预处理炉的顶部设有轴转动装置控制所述预处理炉的炉体旋转，旋转频率为10～80Hz/min。
10.一种提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其特征在于，基于权利要求4-9任一项所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的装置，包括以下步骤：
S1、催化剂经预处理炉进行焙烧或水热处理后，得到预处理后的催化剂；
S2、预处理后的催化剂进入气相超稳反应器，与携四氯化硅的氮气接触发生同晶取代反应，所述四氯化硅与所述催化剂的重量比为0.01～0.5:1；
S3、反应后的催化剂在吸收塔进行吹扫、收集、水洗，然后进行无铵交换、洗涤、干燥得到成品。
11.根据权利要求10所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其特征在于，还包括以下步骤：S4、反应后的气体进入回收系统，所述回收系统内的碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，碱性溶液的浓度为1～20wt％。
12.根据权利要求10所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其特征在于，所述催化剂经过预处理炉后，得到的预处理后的催化剂灼减在3wt％以内、Y型分子筛含量为5～60wt％。
13.根据权利要求10所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其特征在于，所述气相超稳反应器内，温度为200～900℃，催化剂与四氯化硅气体接触的时间为0.1～60min，催化剂与四氯化硅气体的重量比为0.01～0.5:1，携四氯化硅的氮气中，四氯化硅与氮气的体积比例为0.1～100:1。
14.根据权利要求10所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其特征在于，所述吸收塔的内径1～50cm，通入气体对物料进行吹扫的时间为10～120min。
15.根据权利要求10所述的提高催化裂化催化剂硅铝比的方法，其特征在于，所述催化剂采用原位晶化工艺制备。
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| CN202111083774.1A CN115805046A (zh) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 一种气相超稳反应器、提高催化裂化催化剂硅铝比的装置和方法 |
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- 2021-09-15 CN CN202111083774.1A patent/CN115805046A/zh active Pending
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