高嶺土微球原位晶化L沸石的合成及改性.pdf

1、高嶺土微球上原位合成的沸石催化劑具有良好的活性、穩(wěn)定性、抗重金屬性、選擇性,抗磨性能,并且高嶺土價(jià)廉,粘結(jié)性好,在沸石的合成中得到了廣泛的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)室在高土和偏土的混合微球上原位合成出了L沸石。但產(chǎn)物呈細(xì)粉狀,強(qiáng)度和流動(dòng)性差,不利于在流化催化裂化中的應(yīng)用。
　　本文在前期實(shí)驗(yàn)室工作的基礎(chǔ)上,對(duì)合成時(shí)攪拌、陳化時(shí)間、晶化時(shí)間、導(dǎo)向劑用量對(duì)產(chǎn)物性質(zhì)的影響進(jìn)行了探討,優(yōu)化了合成條件,成功進(jìn)行了1L大釜放大,并對(duì)大釜產(chǎn)物進(jìn)行了改性,以降

2、低沸石中的氧化鉀含量,提高骨架硅鋁比,優(yōu)化沸石催化劑的性質(zhì)和功能。改性方法有離子交換,水蒸氣焙燒,氟硅酸鈉改性,自制凝膠改性,草酸修飾,酸處理(檸檬酸和鹽酸)與離子交換和水蒸氣焙燒相結(jié)合。
　　通過(guò)XRD、SEM、自然堆積密度測(cè)定、BET測(cè)定等表征手段系統(tǒng)研究了合成的產(chǎn)物和改性后沸石的物相結(jié)構(gòu)、晶型晶貌、堆積密度、比表面積等理化性質(zhì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),陳化時(shí)間和導(dǎo)向劑用量對(duì)合成產(chǎn)物的結(jié)晶度和形貌影響不大,晶化時(shí)是否攪拌影響很大,攪拌晶化的

3、產(chǎn)物外觀呈細(xì)粉狀,自然堆積密度為0.51g/cm3,結(jié)晶度57％,比表面積為205.8m2/g;而靜置合成的產(chǎn)物外觀保持高嶺土微球形態(tài),流動(dòng)性好,自然堆積密度為0.86 g/cm3,結(jié)晶度44％,比表面積為57.3m2/g,結(jié)晶度和比表面積小于攪拌合成的產(chǎn)物。晶化時(shí)間對(duì)產(chǎn)物結(jié)晶度的影響也比較明顯,在120℃靜置晶化反應(yīng)6h、10h、14h、18h、22h,得到的產(chǎn)物結(jié)晶度分別為20％、31％、37％、32％和27％,說(shuō)明隨晶化時(shí)間的延長(zhǎng)

4、,結(jié)晶度在靜置14h達(dá)到一定值后又會(huì)降低。確定離子交換時(shí)最適宜的反應(yīng)條件為:分子篩:水:硫酸銨用量為1g:10ml:1.0g,80℃水浴攪拌反應(yīng)2h。三次離子交換后樣品中氧化鉀含量可降至0.55 wt％,可以滿足石油催化過(guò)程對(duì)鉀含量的要求。
　　隨著焙燒次數(shù)的增多,沸石硅鋁比進(jìn)一步提高,結(jié)晶度逐漸降低。二交二焙樣品的硅鋁比達(dá)到了3.70,相對(duì)結(jié)晶度為75％。干焙燒對(duì)沸石晶形有很大的破壞,550℃干焙燒2h的樣品相對(duì)結(jié)晶度僅為52％

5、。氟硅酸鈉改性和焙燒能得到較高的硅鋁比,但高嶺土微球結(jié)構(gòu)破環(huán)嚴(yán)重。自制凝膠改性、草酸修飾、鹽酸脫鋁改性三種改性方法的脫鋁效果不明顯。離子交換、檸檬酸處理和焙燒相結(jié)合改性的產(chǎn)物微球結(jié)構(gòu)保持完好,在保持較高結(jié)晶度的前提下可以獲得理想的硅鋁比。檸檬酸濃度為0.10mol/L時(shí),三交三檸三焙樣品保持了73％的結(jié)晶度,硅鋁比提高到了14.22。在反應(yīng)物配比4.2K2O·Al2O3·15SiO2·210H2O,不陳化,導(dǎo)向劑用量為高土和偏土微球質(zhì)量