高硅铝比小晶粒NaY分子筛改性及反应性能评价

摘要

催化裂化是原油二次深加工的主要方法之一。由于近年来原油重质化和劣质化趋势的加剧，以常规Y分子筛为活性组分的FCC催化剂已不能满足重质油的裂化需求。具有高活性和稳定性的高硅铝比小晶粒Y分子筛(HSY)成为目前新型FCC催化剂开发的重点。本文对不同规模下合成的硅铝比为5.5～6.5，晶粒尺寸为200～400 nm的HSY样品进行了超稳化、镧改性、混合稀土改性和磷改性等后处理，对其改性条件的影响规律进行了深入研究，并分别采用轻油微反实验和三异丙苯裂解反应对其反应性能进行了评价。研究结果表明:
　　(1)采用“动态水热+干焙”的水热处理方式制备的HSY-USY样品具有最高的水热稳定性和适宜的硅铝比范围。水热超稳化最佳条件为:水蒸气量240 g/h，动态水热和干焙温度均为500℃。
　　(2)镧离子交换改性的最佳条件为:交换时间为1h，镧离子浓度为20％，焙烧温度为450℃;镧浸渍量为4wt％。经镧离子交换改性后，样品的弱酸强度略有增强而酸量变化不大，中强酸强度较弱且酸量很低。镧浸渍改性后样品的弱酸和中强酸强度减弱，酸量降低;但随浸渍量的增加，改性样品的弱酸和中强酸酸量提高，强度变化不大。
　　(3)少量铈的引入可以适当提高改性样品的水热稳定性;浸渍改性样品的弱酸和中强酸酸量较高，强度也较强。磷的引入可以进一步调变分予筛酸性分布，并在一定程度上提高改性样品的水热稳定性。
　　(4)稀土和磷改性后样品的催化活性均有提高，其中，混合稀土浸渍改性样品REUSY-I具有最高的轻油微反活性(85.2％)和三异丙苯裂化率(98.4％);磷的引入可以降低轻油微反中的焦炭产率。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 高硅铝比小晶粒NaY合成的研究进展

1．1．1 从大晶粒到小晶粒

1．1．2 从低硅铝比到高硅铝比

1．1．3 高硅铝比小晶粒Y分子筛的合成

1．2 NaY分子筛的改性

1．2．1 脱铝改性

1．2．2 稀土离子改性

1．2．3 磷改性

1．3 USY分子筛的改性研究

1．3．1 金属阳离子改性

1．3．2 酸处理

1．3．3 磷改性

1．4 FCC催化剂的制备及裂化性能评价

1．4．1 FCC催化剂基质

1．4．2 FCC催化剂助剂

1．4．3 FCC催化剂裂化性能评价

1．5 论文研究目的和内容

2 实验部分

2．1 实验仪器和试剂

2．2 NaY样品物性参数

2．3 改性样品的制备

2．3．1 USY改性样品的制备

2．3．2 稀土改性样品的制备

2．3．3 磷改性样品的制备

2．4 样品的表征

2．4．1 X射线衍射(XRD)

2．4．2 元素分析(XRF)

2．4．3 环境扫描电镜测试(SEM)

2．4．4 氨吸附-程序升温脱附(NH3-TPD)测定

2．5 样品的催化裂化性能评价

2．5．1 轻油微反活性评价

2．5．2 对大分子反应物的催化裂化性能评价

3 HSY水热处理规律的研究

3．1 水热处理方式和条件对HSY脱铝程度和结构稳定性的影响

3．1．1 水热处理方式的影响

3．1．2 水蒸气量的影响

3．1．3 水热处理温度对HSY-USY-1的影响

3．1．4 干焙温度对HSY-USY-2的影响

3．2 不同硅铝比HSY样品的水热处理

3．3 本章小结

4 稀土及磷改性HSY的研究

4．1 镧改性制备HSY-LaUSY

4．1．1 镧离子交换条件对HSY-LaUSY组成和结构的影响

4．1．2 镧浸渍量对HSY-LaUSY组成和结构的影响

4．2 混合稀土改性制备HSY-REUSY

4．2．1 铈离子浓度对HSY-REUSY样品组成和结构的影响

4．2．2 铈浸渍量对HSY-REUSY样品组成和结构的影响

4．3 磷改性制备P-REUSY

4．4 本章小结

5 HSY改性产物反应性能评价

5．1 轻油微反活性评价

5．1．1 水热超稳化样品的轻油微反活性评价

5．1．2 稀土改性对样品微反活性的影响

5．1．3 磷改性对轻油微反焦炭产率的影响

5．2 三异丙苯裂解反应活性评价

5．2．1 超稳化和镧改性样品催化三异丙苯裂解活性评价

5．2．2 混合稀土改性和磷改性样品催化三异丙苯裂解活性评价

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢