[发明专利]一种NaY沸石及其制备方法

说明书

本发明提供一种NaY沸石及其制备方法。该NaY沸石制备方法包括：按照(4.6×10^‑7‑2.0×10^‑4)聚丙烯酰胺:(10‑30)Na₂O:Al₂O₃:(10‑30)SiO₂:(150‑450)H₂O的摩尔比，将硅源、铝源、聚丙烯酰胺和水混合，制备得到导向剂；按照(1‑4)Na₂O:Al₂O₃:(7‑10)SiO₂:(100‑300)H₂O的摩尔比，将导向剂、硅源、碱源、铝源和水混合，制备得到反应混合物凝胶，以反应混合物凝胶的总质量为100％计，导向剂的用量占5％‑15％；将制备得到的反应混合物凝胶进行晶化反应制备得到所述NaY沸石。该制备方法能够制备出高结晶度、片状、小晶粒的NaY沸石。

技术领域

本发明属于无机材料与催化剂领域，具体涉及一种NaY沸石及其制备方法。

背景技术

Y沸石，由于其发达的三维孔道、可调变酸性、良好的热稳定性及水热稳定性被广泛的应用于石油炼化行业。结晶度、硅铝比(SiO₂/Al₂O₃)及晶粒尺寸是Y型沸石性质与功能最主要的影响因素。在应用于催化裂化时，较高的结晶保留度意味着更多的活性中心，更高的催化性能；骨架硅铝比适当的提高，有利于酸性中心密度下降，酸强度得到了提高，能减少催化裂化中双分子氢转移反应，所以具有焦炭选择性好、辛烷值提高的优点，另外，具有更高的热稳定性及水热稳定性；较小的晶粒尺寸使得沸石暴露出更多的活性位点，更有利于重油大分子的转化，也更有利于产物分子的扩散，减少中间有用产物的二次裂解及焦炭产生。

NaY沸石是最大宗的分子筛催化材料，其作为生产超稳Y沸石(USY分子筛)的主要原料，它的性能直接影响着USY分子筛的性能，进而影响着催化剂的性能。NaY沸石性能的提高，不仅能够提高催化裂化催化剂活性组分USY分子筛生产过程中的稳定性，提高生产的操作灵活性，同时也将提高USY分子筛的结晶度，孔结构性能等，对提高催化剂的性能和扩大催化剂业务的竞争力具有重要意义。

目前工业上生产NaY分子筛的方法大多采用类似美国Grace公司在US3639099和US3671191中所提出的导向剂法，该方法在28小时内可以合成出结晶度在83％以上、硅铝在5.0左右的NaY分子筛产品，但其结晶度达到90％以上比较困难。另外，目前工艺制备得到的均是500nm以上的常规晶粒尺寸的Y型沸石。而随着油品重质化严重，大分子反应物向晶内扩散困难，进而难以接触到活性位点，从而常规晶粒尺寸的Y型沸石已不能满足重油高效转化要求，因此制备小晶粒Y型沸石成为人们关注的热点。

小晶粒Y型沸石具有较高的比表面积，较短的扩散路径，较多易接触的活性位点等优势，受到研究者的青睐，其作用与介孔Y型沸石相当。CN105314651A公开了一种小晶粒Y型沸石的合成方法，该方法采用六亚甲基四胺作为添加剂，分段晶化得到了晶粒尺寸为400-600nm的小晶粒Y型沸石，但结晶度较低。CN1113814C采用有机分散剂丙三醇、乙二醇或异丙醇制备了晶粒尺寸300-600nm的小晶粒Y型沸石。也有采用无机添加剂(拟薄水铝石、α-三水铝石和β-三水铝石)制备300nm以下的小晶粒Y型沸石(CN101007639B)，但结晶度和比表面积均较低。虽然CN104843738A，CN106698460A和CN106672996A成功制备了纳米Y型沸石，但是使用了价格较为昂贵的有机添加剂或含氟的化合物，而且用量较高，不利于工业应用及环保。就目前研究结果来看，还没有形成一种成熟的适应工业生产的小晶粒(100-300nm)Y型沸石的合成方法。此外，在ZSM-5沸石的合成过程中，人们提供了一种单一小分子有机模板剂(3,5-二甲基-N-丁基碘化吡啶)抑制ZSM-5分子筛B轴的生长，从而制备了片状ZSM-5沸石的方法(CN106587100B)，大大提升了产物分子在B轴方向的扩散能力。