高岭土中杂质对原位晶化合成的影响

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1、高岭土是一种以高岭石或多水高岭石为主要成分，质地纯净的细粒粘土，系首先发现于我国景德镇的高岭村而得名。质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。高岭土经过原位晶化可合成FCC催化剂，该催化剂在不损失汽油辛烷值的前提下，催化裂化烯坯能力较强，并且有较高的水热活性和良好的抗重金属污染特性，因此,该催化剂在石油裂化中有广泛的应用。

2、而高岭土质量的优劣将直接影响FCC催化剂的质量水平，优质的高岭土原料开发已成为提高催化剂质量和降低催化剂成本的最有效途径。高岭土中的杂质主要有N/、K+（主要以钠、钾长石形式存在）、Fe实验部分2.1主要分析方法（1）化学元素分析「火焰光度法测定样品中的N^O和心0；分光光度法测定样品中的FepCh；磷釦比色法测定样品中的磷。（2）X射线衍射法测试：仪器采用日本Rigaku公司D/max-3CX射线衍射仪,测试样品的物相、莫来石、石英、高岭石、结晶度、硅铝比。测试条件：CuKa辐射，Ni滤波Fe3+（主要以赤铁矿、纤铁

3、矿、针铁矿形式存在和加工过程中引入的氧化铁）、Ti4+（主要以金红石、铁钛矿、锐钛矿形式存在）。上述金属离子除以金红石和锐钛矿形式存在的钛具有一定的抗饥性能外，其余都能中和分子筛的酸中心，是催化剂的毒物，以矿物形式存在于晶格中的这些金属，在催化剂制备中不易洗涤除去，对催化剂性能的影响不大，而以菲晶态形式存在的氧化物和氢氧化物，会在水汽作用下变成游离态的活性金属离子而进攻分子筛酸屮心，使催化剂部分失活。一般情况下，高岭土中金属元素的差别不大，对催化剂选择性影响难以明显显示出来，但当其达到一定量时，高岭土中金属元素将起到明显

4、作用。本实验针对杂质对高岭土原位晶化性能的影响进行了研究。片,管压35kv,管流15mA,担描速度0.2度/min。（3）比表面：采用热解吸色谱法测定固体催化剂的比表面。它是根据脱附峰的面积计算样品的吸附量，以BET公式及其理论假设为依据，计算固体比表面。（4）孔体积：采用四氯化碳吸附法测定。催化剂试样在一定的四氯化碳蒸汽压力下，其微孔吸附四氯化碳产生凝聚，并把微孔充满。由试样吸附四氯化碳的质量，可计算试样的孔体积。计算公式为：Vp二（mcci4・m空）/mDcci4，式中：Vp…试样孔体积（又称孔容），ml/g；mcc

5、i4…试样吸附四氯化碳质量，g;m空…空瓶吸附四氯化碳质量，g；m—试样质量，g；Dew吸附温度下四氯化碳的密度，g/mlo（5）孔性质测定：采用经典氮气吸附、脱附等温线。在美国Coulter公司生产的Omnisorp360型自动吸附仪上测试，测试条件：350°C/4h,133.3X10'3晶化体系中引入金属离子按照图1的工艺流程和晶化配比方案将水玻璃、碱液、导向剂和高岭土微球投入到晶化釜中，再分别引入不同含量的氢氧化钾、二氧化钛、焦磷酸钠、氢氧化铁，将晶化体系搅拌均匀，在一定的温度下恒温晶化一定吋间，晶化结束后，晶化体

6、系沉降分离,固体物料经水洗、过滤后干燥，即可得到结晶的固相晶化产物。pao2.2高岭土原位晶化的制备工艺（见图1）图1高岭土原位晶化的工艺流程2.4主要原材料（1）苏州高岭土、水玻璃、氢氧化钠、偏铝酸钠。（2）氢氧化钾、焦磷酸钠、氢氧化铁、二氧化钛均为分析纯，西安化学试剂厂牛产。3实验结果与讨论高岭土中金属杂质含量对高岭土型催化剂性能的影响首先表现在对高岭土原位晶化的彫响。3.1钾对原位晶化的影响在合成沸石分子筛的过程中，有些沸石具有亚稳态结构，在一定条件下可以转化为另一种沸石分子筛，这是由于沸石本身的性质、所处的体系组

7、成和晶化条件决定的。NaY型沸石可以转化为P型沸石，水热法合成的NaP型沸石组成为Na6A16Sii°O32（H2O）i2，晶胞常数为a=10.043A,b=10.043A,c=10.043A,a=90.00°,3=90.00°,y=90.00°,展于立方品系⑹。在NaY沸石分子筛体系中产生的杂品最常见的是P型沸石和钠菱沸石,它们具有较小的孔道，不能有效地参与坯类的催化裂化反应，因此是有害的，在制备中应加以避免。在以高岭土为原料原位晶化合成NaY沸石分子筛的过程中，高岭土的质量将直接决定原位晶化合成NaY沸石分子筛的性质

8、，从而影响高岭土型FCC催化剂的使用性能,而由于地质形成过程的不同，高岭土含有不同的杂质元素K、Na>Fe、Mg>Ca等，例如由酸性水蚀形成的沉积型高岭土含有大量的K+,而K"1的存在对于高岭土原位晶化过程屮P型沸石分子筛的形成有很大的影响。针对钾对高岭土微球原位晶化的影响进行了考察。3.1.1高岭土原位晶化中P型沸