多级孔Y型分子筛的合成及催化应用研究

发布时间：2020-08-01 13:59

【摘要】：Y型分子筛在催化裂化中具有举足轻重的作用。然而,在重油催化裂化过程中,Y型分子筛较小的微孔孔径限制重油大分子的扩散,大分子难以进入孔道,孔道内部的活性中心不能够得到充分的利用,影响催化效率。而多级孔Y型分子筛可以有效缓解微孔分子筛的扩散限制。以TPHAC作为介孔模板剂,使用兰州石化研究中心提供的工业水玻璃、工业硫酸铝和高碱溶液合成多级孔Y型分子筛。TPHAC结构中的Si-(OCH3)3基团水解形成Si-OH与硅铝凝胶反应,可以使TPHAC锚定在分子筛晶内;同时,TPHAC中疏水的直链烷基能够自组装形成一定的形状,在分子筛晶化过程中引导介孔的形成。合成出的多级孔Y型分子筛总比表面积为689 m2·g 1 介孔比表面积为144 1m2 · g-1,总孔容为0.44cm3·g-1,介孔孔容为0.18cm3·g-1,晶内介孔孔径为3.9nm。并对合成工艺条件进行了优化,对得到的产品进行重油催化裂化评价。评价结果表明:使用多级孔分子筛,重油催化裂化转化率提升至81.45%,总液收提升至86.16%,焦炭降低至5.43%,重油收率降低至5.81%。表明多级孔分子筛缓解了微孔分子筛对重油大分子的扩散限制。使用双子型有机硅烷表面活性剂为模板剂合成多级孔分子筛。加入阴离子表面活性剂后,双子型有机硅烷与阴离子表面活性剂产生协同作用,形成胶束结构,合成出多级孔Y型分子筛。其介孔比表面为71 m2·g-1。使用多糖海藻酸钠为模板剂,利用其多羟基的结构特点,羟基可以与晶体表面的负电荷形成氢键,使糖类进入分子筛晶内,得到介孔结构。合成出的多级孔Y型分子筛总比表面积为733m2·g-1,介孔比表面积为126 m2·g-1。并进行1 L晶化釜的放大合成,得到的样品总比表面积为694 m2·g-1,介孔比表面为139m2·g-1。1L釜样品经过水热处理4h后,总比表面积为304m2·g-1,总比表面积保留度为44%;总孔容为0.19cm3.g-1,总孔容保留率为49%;微孔孔容为微孔孔容0.19 cm3·g-1,保留率为50%。证明海藻酸钠合成的样品具有高水热稳定性。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE624.9
【图文】：

机理,导向剂

对合成分子筛样品结构的影响。逡逑３．４．１加料顺序逡逑图３＿２是不同导向剂加入顺序下，得到多级孔Ｙ型分子筛样品的ＸＲＤ谱图。逡逑两个样品的衍射图谱都未出现杂峰，但先加导向剂的样品相对结晶度较低。原因逡逑是导向剂中含有Ｙ型分子筛微晶结构，在合成体系中起到晶种的作用，引导凝逡逑胶体系的晶核形成与生长。但是，导向剂的结构并不稳定，极易遭到破坏；而硫逡逑酸铝溶液发生水解，其具有弱酸性，当先将全部硫酸铝溶液加入后，凝胶体系显逡逑酸性，溶液中的Ｈ＋破坏导向剂的结构，造成结晶度的降低；强碱性的高碱溶液逡逑先于导向剂加入可使体系呈碱性，适合于导向剂诱导晶核的生成与生长；另一方逡逑面，实验过程中高碱溶液先于硫酸铝溶液加入，极易造成滴加过程中物料的板结逡逑成块

导向剂,加料顺序,模板剂,标样

（ａ）邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ＮａＹ，邋（ｂ）邋ＳＤＡ邋ａｄｄｅｄ邋ｌａｔｅｒ，邋ａｎｄ邋（ｃ）邋ＳＤＡ邋ａｄｄｅｄ邋ｆｉｒｓｔ逡逑３．４．２模板剂用量逡逑图３－３是不同模板剂用量下，得到样品的ＸＲＤ图谱。图谱显示，模板剂加逡逑入后，样品特征衍射峰峰高降低，原因是有机硅烷模板剂在一定程度上抑制分子逡逑筛的成核与生长，造成其结晶度的降低；另一方面是模板剂进入分子筛晶内，生逡逑成了无定型的介孔，影响了其结构规整性。逡逑图３－４是不同模板剂加入量下，得到样品的氮气吸脱附曲线图谱。在模板剂逡逑用量较小时，得到的样品依然具有较高的微孔氮气吸附量，证明样品中依然存在逡逑完善的微孔结构。模板剂加入过量时，微孔氮气吸附量急剧减小。当模板剂加入逡逑４．２邋ｇ时，Ｐ／Ｐｑ＜０．１范围内吸附量减小尤为明显，证明模板剂抑制分子筛微孔结构逡逑的生成。图谱显示所有样品均具有滞后环存在

谱图,使用量,样品,脱附

逦１０逡逑Ｒｅｌａｔｉｖｅ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋Ｐ／Ｐ0逡逑图３－４不同模板剂用量下得到样品的Ｎ２吸－脱附曲线逡逑（ａ）邋１．８邋ｇ，邋（ｂ）邋２．６邋ｇ，邋（ｃ）邋３．４邋ｇ，邋（ｄ）邋４．２邋ｇ逡逑Ｆｉｇ．邋３－４邋Ｎ２邋ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ－ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ邋ｏｆ邋ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ邋Ｙ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｅｍｐｌａｔｅ邋ｍｏｕｎｔｓ逡逑（ａ）邋１．８邋ｇ，邋（ｂ）邋２．６邋ｇ，邋（ｃ）邋３．４邋ｇ，邋ａｎｄ邋（ｄ）邋４．２邋ｇ逡逑２１逡逑

【参考文献】