高硅鋁比小晶粒NaY分子篩/高嶺土復(fù)合物的合成及其催化裂化性能

王文凱，譚 涓，王詩涵，邱 鑫

(大連理工大學(xué)化工學(xué)院，大連 116024)

0 引 言

流化催化裂化(fluid catalytic cracking, FCC)技術(shù)作為重油輕質(zhì)化的核心工藝，也是石油煉制過程中的重要環(huán)節(jié)之一。全世界汽油產(chǎn)量的35%來自FCC工藝，我國FCC汽油的比例更高，約占汽油總產(chǎn)量的80%[1]。目前，全球原油資源日益趨于重質(zhì)化、劣質(zhì)化和高硫化，預(yù)計2030年重油產(chǎn)量將達(dá)到1 680萬桶/d。FCC過程中重質(zhì)原料油和渣油的比例逐年提高，制備性能更好的新型FCC催化劑是提高重油和渣油轉(zhuǎn)化率的有效方法之一[2-3]。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球FCC催化劑市場需求量約90萬t，預(yù)計到2022年將以每年3.3%的速度增長，至2025年全球催化裂化催化劑市場規(guī)模將超過19億美元[3-4]。

Y分子篩是FCC催化劑的關(guān)鍵活性組分，目前其合成工藝主要有兩種。相較于采用傳統(tǒng)化工原料以凝膠工藝合成的產(chǎn)品，以高嶺土為原料合成的Y分子篩擁有更多優(yōu)勢[5-6]，如生產(chǎn)成本低、催化活性高和穩(wěn)定性好等。這是由于：以高嶺土為原料合成的Y分子篩的比表面積更大，表面暴露的活性中心更多；高嶺土中經(jīng)焙燒生成的尖晶石相可以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、水熱穩(wěn)定性和抗金屬污染能力，使催化劑可適應(yīng)重油催化裂化的苛刻反應(yīng)環(huán)境[5,7]；高嶺土基質(zhì)良好的孔道結(jié)構(gòu)更有利于對重油進(jìn)行預(yù)裂化，進(jìn)而提高晶內(nèi)擴(kuò)散速率，減少積碳生成[6,8]。

一般而言，以高嶺土為原料合成的Y分子篩的晶粒尺寸在500 nm左右，骨架硅鋁比在3.5～5.5(摩爾比，下同)[9-10]。若能進(jìn)一步減小高嶺土合成Y分子篩的晶粒尺寸，增加其外表面活性中心的比例，則有利于重質(zhì)原料油中大分子反應(yīng)物的催化裂解[11]。……