原位晶化合成nay%2f高岭土复合催化材料的研究及的应用

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1、兰州大学博士学位论文摘要流化催化剂裂化(FCC)一直是现代炼油工业的核心技术。FCC装置的目的就是使重油和渣油转化为轻质产品。随着炼油成本的提高和原油重质化，掺炼渣油已经成为一种趋势。因此，较高的活性、良好的选择性及优异的重油转化能力是对渣油FCC催化剂的基本要求，直接影响着炼厂效益。为此，催化剂的设计理念已发生了很大变化，主要包括两个方面：一是催化剂中的分子筛含量逐渐提高；一是更加注重基质与活件绢分的协同作用，以不断满足原料劣质化和效益最大化的要求。一般地，提高FCC催化剂中的Y分子筛含量将改善

2、催化剂的活性和选择性。但是，随着分子筛含量的提高，往往需要更多量的粘结剂以保证催化剂的强度，可是粘结剂用量的加大，将对催化剂的孔结构产生不利影响，为避免上述不利影响，一个有效的解决途径是采用原位晶化。其产品的主要特点是活性高、重油转化能力增强、催化剂寿命延长。因此，利用原位晶化工艺的优点，合成出分子筛含量大于40％的高分子筛含量的晶化产物，将进一步提升催化裂化催化剂的反应性能。本研究的主要内容之一就是充分利用原位晶化的反应特点，通过对晶化反应过程的深入研究，大幅度提高原位晶化合成分子筛的含量，开发

3、出性能优良的FCC催化剂。研究过程中，将喷雾干燥成型的高岭±分为两部分：在不同焙烧漏廖下分别制备成偏高岭土微球(偏土)和充分焙烧高岭土(高土)，将高土和偏土按照一定比例混合，在优化的水热晶化条件下合成出了NaY分子筛含量大于40％的晶化产物，晶化产物经离子改性和超稳化处理后，制备出新型原位晶化FCC催化剂。与对比剂相比，该催化剂具有活性高、比表面高、孔分布理想的特点。将僖化剂入工污染5000ppm的钒和3066p叫-的镍后，在中型提升管对催化剂的反应性能进行了评价。新开发的原位晶化催化剂表现出良好

4、的催化反应性能和优异的抗重金属污染能力。与对比剂相比，在相当的焦炭选择性下，原兰州大学博士学位论文位晶化催化剂具有重油转化能力强(低8．68％)、转化率高(高10．33％)、液收高f高7．6％)的特点。这种反应特点可归于催化剂具有良好的孔结构、理想的酸性分布以及基质弓分子筛良好的协同作用：另外，由于设计先进，所开发的传化剂在降低汽油烯烃、提高汽油辛烷值方面具有突出的优势，这与催化剂高分子筛含量密不可分。另外与具有国际先进水平的重油催化剂相比，我们自主研发的新型催化剂在焦炭、干气、重油、总液收等所有

5、关键指标的水平都不低于对比剂。总之，这种新型的高分子筛含量原位晶化催化剂非常适合于重油催化裂化反应过程。为扩大新开发并催化剂的应用范围，以本研究开发的新型原位晶化催化剂为主催化剂，以包含HZSM。5择型分子筛的催化剂为助催化剂，将主催化剂和助催化剂按一定比例混合，得到增产丙烯催化剂。与工业增产丙烯催化剂相比，新催化剂在总液收提高了O．965％的条件下，使焦炭产率降低了1．994％，同时丙烯收率和丙烯选择性分别提高了1．265％和2．93％。这种优异的反应性能和新开发的原位晶化催化剂具有良好的性能是

6、密不可分的。研究结果表明，原位晶化催化剂与含HZSM．5的催化剂有良好的配伍性能，是极有市场前景的一种新型增产丙烯催化荆。本研究的另外一项主要内容是以原位晶化工艺为基础，开辟出一条制备FCC催化剂的新工艺，架起传统原位晶化技术和半合成粘结剂技术带4各FCC催化剂之间的桥梁，为实现灵活催化技术提供了条件。试验过程中，以细粉高岭土为原料，在水热条件下合成出了结晶度大于60％、Si02止嗵03大于4，5、比表面大于800m2／g的晶化产物，将其经改性处理，制备出了Y／高岭土复合材料。测试结果表明，这种分

7、子筛具有晶粒小、稳定性高、酸分布合理、中大孔丰富的特点。以该改性复合材料作为主活性组分，采用半合成工艺，制备成了FCC催化剂。评价结果表明，在可比条件p，以原1互晶化分子筛为活性组分的催化剂在汽油产率上高于工业分子筛为活性组分的催化剂5．95个单位，表现出最大化增产汽油的特征，总液收和轻收均高于相应的II兰州大学博士学位论文对比催化剂，表现出了较强的重油裂化能力和较好的产品分布性能。该研究结果对催化剂制备工艺的发展意义重大。由于这种复合材料具有良好的裂化性能，同时与半合成法制各FCC催化剂的灵活性

8、相结合．可咀制各出不同需求的系列催化剂，大大提高了催化剂配方设计的灵活性，进而开辟出一条全新的FCC催化剂制备工艺。通过上述开创性的研究工作，开发出了制备系列化高性能FCC催化剂的技术平台，将为提高FCC催化剂的市场竞争力提供支持。关键词：催化裂化，FCC催化剂，高岭土，载体，原位晶化，沸石改性，重油转化III兰州大学博士学位论文AbstractItisknownthattheactivityandselectivityoft11eFCCcatalysttendtobeimprov