[其他]镁碱沸石的制备方法及其作为脱蜡催化剂(载体)的应用

说明书

本发明涉及制备镁碱沸石（Ferrierite）的工艺和烃油催化脱蜡的工艺（催化脱蜡所用的催化剂其母体就是按照本发明制备的镁碱沸石），本发明特别涉及用一种快速有效方法制备钠型镁碱沸石的方法，因此在经过较短时间的晶化作用以后可以由钠型镁碱沸石得到活性极高的氢型镁碱沸石。合成氢型镁碱沸石催化剂（载体）最好用于由含蜡较高的原油得到的高粘度指数油品的脱蜡，特别是用于降低粘度在80-150赛氏通用秒之间的润滑油的倾点。

众所周知，一些较轻的润滑油（如高粘度指数100或150）催化脱蜡时，如果是用镁碱沸石基催化剂脱蜡，油的高粘度指数可保持不变。石油原料（如馏分油和残渣油）的催化加氢脱蜡工艺是在合成镁碱沸石载有至少一种6b、7b和8b族金属的催化剂存在下进行的。关于元素周期表中的族在参考文献“化学和物理手册”[第55版，美国俄亥俄州CRC出版社（1975）]中有说明。在1982年公布的美国专利4，343，692中，Winquist对这种工艺能保持粘度指数不变的优点并未认识到。本发明特别涉及制备镁碱沸石催化剂母体的快速有效方法，而这种镁碱沸石催化剂母体的脱蜡能力（在变为氢型以后）是由Winquist在美国专利4，343，692中巧妙地透露出来的。

在上述专利中，用于制备催化剂的一种方法是Nanne等人在美国专利4，251，499中介绍的制备镁碱沸石的工艺。Nanne等人所用原料的摩尔组成用13个不同的例子作了说明，其中9个用于制备较纯的镁碱沸石。氧化铝和氧化钠/氧化硅的各原始组份都或大或小地与本发明很窄的范围有所不同。如果不考虑Nanne等人提出的摩尔比，制备用于含蜡润滑油通过催化脱蜡生产高粘度指数润滑油、并具有足够活性的催化剂，其反应时间至少需要113小时。本发明改进了Nanne等人提出的制备镁碱沸石催化剂的方法，并且使催化剂制备技术向前迈进了一步。在Cormier等人申请的美国专利4，017，590中，所介绍合成镁碱沸石的制备方法是在230-310℃反应2-96小时，不使用氮模板母体（nitrogen    template    precursor）。铝和总碱的摩尔比比本发明在晶化过程中加碳酸盐-碳酸氢盐缓冲剂所用的要大得多，本发明的碱金属型镁碱沸石催化剂母体在制备时，即在晶化过程中没有二氧化碳存在。另外，在Cormier等人提出的方法中，采用大量铝将产生碱金属型镁碱沸石晶化不完全的后果。

本发明的目的之一是提供一种用最短的晶化时间制备镁碱沸石催化剂母体的方法，由其得到的氢型镁碱沸石具有最高的催化活性。为了能使碱金属型镁碱沸石的晶化时间大大缩短，某些组分的特定摩尔比非常重要。另外，所说的镁碱沸石催化剂母体可以接着变为合成氢型镁碱沸石，这种氢型镁碱沸石可以用作催化脱蜡和其它烃转化工艺（如裂化、异构化、脱羟基和加氢裂化）的催化剂（载体）。

因此，本发明涉及制备镁碱沸石的工艺，按照这样工艺使含有至少一种硅化合物，至少一种铝化合物、至少一种碱金属（M）化合物，和至少一种有机氮化合物（RN，选自哌啶、吡啶、烯丙基取代的哌啶和烯丙基的吡啶、哌嗪、4-甲基吡啶和4-甲基吡啶-N-氧化物）的含水混合物保持在较高温度下，直至形成晶体镁碱沸石，在此过程下各组分的原始混合物的摩尔比如下（铝化合物、硅化合物和碱金属化合物按氧化物基准计算）：

SiO₂：M₂O＝7.3-15.6

SiO₂：Al₂O₃＝15.6-35.7

H₂O：SiO₂＝5-500，以及

RN：SiO₂＝0.05-10

在原始含水混合物中最好是采用钠化合物作为碱金属化合物。钠化合物和铝化合物对硅化合物的摩尔比（按所说钠化合物、铝化合物和硅化合物的氧化物计算）相当于有1.60-3.40摩尔氧化钠/25摩尔所说氧化硅，0.7-1.60摩尔所说氧化铝/25摩尔所说氧化硅;存在的水按摩尔比是5-500摩尔水/摩尔所说氧化硅，存在的氮化合物按摩尔比是0.05-1.0摩尔氮化合物/摩尔所说氧化硅，氧化钠/氧化铝的摩尔比＞1。

本发明的关键是，为了通过作用很快生成镁碱沸石，添加到原始混合物中的一种或几种铝化合物（按氧化物计算），其特定摩尔比是0.70-1.67摩尔一种或几种铝化合物/25摩尔一种或几种硅化合物（以氧化硅表示）。