[发明专利]一种合成Y型分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以催化裂化废催化剂为主要原料晶化制备Y型分子筛的方法，属于固体废弃物的处理及其应用领域。

背景技术

催化裂化(FCC)是炼油工业中催化剂用量最大的二次加工工艺在催化剂使用过程中，因重金属沉积，高温下大量雾化蒸气的存在以及原料喷嘴线速或预提升管底部蒸气线速过高，导致催化剂磨损程度显著增加，因而产生大量催化剂细粉。细粉不仅增加催化剂单耗，而且污染大气。据统计，一个300万吨的炼油厂，每年向周围大气中排放的裂化催化剂微粒近1000吨。随着原油的日益重质化、劣质化以及高质量轻质油品需求量的不断增加，催化剂细粉的量必将逐年增加。分析发现，这些催化剂细粉约含重量百分比为85％左右的Al₂O₃和少量分子筛，其化学组成主要是铝、硅以及少量镍、钒和铁等重金属。单独细粉的活性和粒度均不能满足流化催化裂化反应需要，但适宜用作合成高附加值硅铝材料的原料。遗憾的是，目前工业上对这些催化剂细粉基本上采用地下掩埋的方式废弃。

目前，对FCC废催化剂的研究较多，但是针对细粉的研究较少，CN 101891221公开了一种利用FCC废催化剂细粉合成超细Y型分子筛的方法。但所得NaY分子筛的结晶度不大于60％，比表面积不大于700m²/g，更重要的是在合成分子筛前并未对其进行磨细和脱重金属处理，可能造成产物的结晶度不高以及产物中重金属含量较高，从而影响其进一步工业应用。如果对FCC废催化剂细粉先进行磨细和脱重金属处理，然后在合成Y型分子筛，这样将大大提高了Y型分子筛产物的结晶度，并大幅度降低了其中的重金属含量，从而使其更具有工业应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用FCC废催化剂细粉合成Y型分子筛的制备方法。

本发明提供一种利用FCC废催化剂细粉合成催化裂化催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)根据催化裂化废催化剂细粉的平均粒径大小判断是否进行研磨处理。如果废催化剂的细粉平均粒径大于5μm，则须对其进行研磨，直到其平均粒径小于5μm。

(2)将磨细后废催化剂细粉先与pH值为0-5的无机酸溶液混合搅拌，并加热至60-150℃，然后再向混合体系中加入0.01-0.1mol/的有机酸溶液，保持温度60-150℃下反应2-10个小时，最终混合体系中无机酸溶液∶有机酸溶液∶细粉的重量比为(3-10)∶(2-7)∶1，然后将所得产物进行洗涤和过滤，并于80-400℃下干燥得酸洗后废催化剂细粉；

(3)将所得酸洗后废催化剂细粉与碱按一定质量比进行混合，并于600-1000℃焙烧0.5-24小时；

(4)将步骤3所得焙烧后催化剂细粉与水玻璃、氢氧化钠、水和导向剂混合搅拌，得到摩尔组成为Na₂O∶Al₂O₃∶SiO₂∶H₂O＝(3-10)∶1∶(5-20)∶(80-380)的混合浆液，然后将所得混合浆液在80-120℃晶化1-48小时，将晶化产物进行洗涤过滤得Y型分子筛产品。

本发明方法的主要特征在于对废催化剂细粉进行磨细和脱重金属处理，并以此为原料Y型分子筛。

本发明提供的方法步骤(1)中的催化裂化废催化剂细粉为来自催化裂化装置上三级、四级旋风分离器和烟道气中的催化剂细粉。研磨处理可以是湿磨和/或干磨处理。

本发明提供的方法步骤(2)中的无机酸溶液可以是盐酸、硝酸以及硫酸等中的一种或多种混合物，有机酸溶液可以是甲酸、酒石酸、柠檬酸以及草酸等中的一种或多种混合物；体系加热温度为60-150℃，优选80-120℃，过滤产物干燥温度为80-300℃，优选100-200℃。酸洗后废催化剂细粉中的重金属(包括Ni和V)重量百分比含量应低于6000ppm，如果不合格，则进行返洗以使酸洗后废催化剂细粉中的重金属(包括Ni和V)重量百分比含量低于6000ppm。

本发明提供的方法步骤(3)中的碱可以是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾以及碳酸氢钾等中的一种或两种以上的混合物。焙烧温度为600-1000℃，优选700-950℃；焙烧时间0.5-24小时，优选1-12小时。废催化剂细粉与碱的质量比为0.5-2.0，优选1-1.5。