硅溶胶在催化裂化催化剂中的应用研究

摘要

粘结剂作为半合成催化裂化FCC催化剂必不可少的主要组分，既起着使催化剂其它组分粘结成型的作用，又为催化剂提供一些孔结构以及活性等，FCC催化剂机械强度和催化性能面的性能都有某种程度的影响。常见的粘结剂，铝溶胶、硅溶胶、硅铝溶胶等。从1960年开始，国外的科研学者们对硅溶胶的探索就开始了，而我国开始对硅溶胶进行研究较国外晚了10多年，以致到上世纪80年代才对其进行规模化生产。而今，为应对随着催化裂化原料重质化劣质化，国内FCC催化剂对重质油的裂化能力较强，使得轻质油的收率较高。然而，在选择性方面，焦炭和汽油均未达到理想效果，所以，改善FCC催化剂在选择性方面的能力就显得格外重要了。硅溶胶具有良好的粘结性，研发以硅溶胶为粘结剂制备的FCC催化剂对于增加其种类以及改善其裂化性能均有重要的现实意义。 本文以不同酸碱性质的硅、铝溶胶为原料，制备了硅溶胶、铝溶胶和硅铝溶胶为粘结剂的FCC催化剂，探究硅溶胶及 硅铝混合溶胶产生凝胶的原因，并测定所制备催化剂的磨损指数 ，选定适合的催化剂样本。通过吡啶吸附红外法、X射线衍射法（XRD）、X射线荧光光谱法（XRF）、低温氮吸附法、水滴法等手段对处理前后的催化剂样品进行表征分析。同时，对其微反活性、催化裂化小型反应装置（ACE）进行评价。研究结果表明，利用硅铝混合溶胶作为粘结剂的催化剂其比表面积、活性、转化率、汽油产率、总液收比纯铝溶胶作为粘结剂的催化剂更大一些，孔体积和B酸、L酸酸量更小一些，抗Ni、V污染能力更强一些。老化之前，硅铝混合溶胶催化剂与铝溶胶催化剂的晶胞常数基本相同，老化之后，晶胞常数不变，但催化剂中Al含量升高，Si含量下降，可能是因为老化过程中骨架硅遭到破坏。 通过分析不同粘结剂制备的FCC催化剂性能，本文为探究一种强度好、孔结构大、酸量多、活性高的FCC催化剂提供一定的理论依据及实验参考。

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