本发明专利技术公开了一种制备低钠高硅铝比Y型分子筛的设备及制备方法，所述设备包括反应器（1），第一入料通道（2），出料通道（4），第二入料通道（3），混料装置（8），反应组件（7），加热装置（9），气固分离装置（5），蓄热装置（10）；所述反应器（1）内包括至少一组在其中部均匀分布的反应组件（7），所述反应组件（7）包括至少一个流化床。使用该设备制备分子筛时，操作流程短，无氨氮污染，污水量少，生产成本低，反应控制性好，反应程度高，产品钠含量低、硅铝比高，硅铝比可调控，产品性质均一，可进行大规模连续化自动操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分子筛改性的
，特别涉及低钠高硅铝比Y型分子筛的
技术介绍
众所周知，降低Y型分子筛钠含量和铝酸中心密度、提高硅铝比，有利于提高分子筛的化学稳定性和水热稳定性，有利于提高以分子筛为活性组分的催化剂的寿命、降低氢转移活性、降低焦炭生成。因此，如何短流程、低排放获得低钠高硅铝比Y型分子筛，对提高分子筛稳定性和催化剂性能、减少环境污染、降低制造成本至关重要。由于NaY型分子筛不显酸性，为产生固体酸性，必须将多价阳离子或氢质子引入晶格中，现有技术中，对分子筛进行降钠主要是采用离子交换，是指用NH4+、RE3+、Mg2+等金属离子取代分子筛中的Na+。为了提高钠交换度，大多采用离子交换-焙烧-离子交换-焙烧的“二交二焙”工艺，这期间会产生大量的含重金属和氨氮的废水、废气。而获得高硅铝比Y型分子筛的方法有两种：直接合成法和后改性法。其中直接合成是在碱性体系中，制得的NaY分子筛硅铝比很难超过6且氧化钠含量高；若采用模板剂法可直接合成硅铝比6-20的NaY分子筛，但是模板剂价格昂贵，生产成本高。因此人们大量使用后改性法，即将碱性体系下合成的NaY分子筛原粉进行离子交换、脱铝、脱铝补硅的方法来获得低钠高硅铝比Y型分子筛。采用脱铝、脱铝补硅的方法来以提高分子筛的硅铝比的方法大致有水热脱铝法、化学脱铝法和气相脱铝补硅法。其中，水热脱铝方法是以高温水蒸汽对分子筛进行处理，水蒸汽进入分子筛孔道后与其骨架铝反应生成Al(OH)x使铝原子迁离骨架，从而达到完成分子筛脱铝的目的。化学脱铝法是指用无机酸或有机酸、金属离子络合剂、氟硅酸盐等与分子筛接触，将分子筛骨架上的铝通过溶解、络合、液相同晶取代的方式抽提下来。但是上述处理方法中，氟硅酸盐液相同晶取代法会产生难以分离的有害氟盐杂晶(NH4)3AlF6、Na3AlF6，从而影响分子筛催化性能，还产生大量含氟废水，对环境污染严重；其他处理方法会导致分子筛骨架的崩塌，结晶度大幅降低，抽提产生的非骨架铝还会堵塞分子筛孔道、对催化性能和水热稳定性有不利影响。气相脱铝补硅法属气相同晶取代，其化学反应机理为：M1/n[AlO2•(SiO2)x]+SiCl4→1/nMCln+AlCl3+[(SiO2)x+1]，其中M为金属离子(Beyer,Belenykaja.StudiesinSurfaceScienceandCatalysis，1980,5:203-210）。即将卤素硅烷气体(如一氯化硅、二氯化硅、三氯化硅、四氯化硅)与Y型分子筛在高温下接触，脱出铝的同时，硅填充到铝空位上，脱下的铝以氯化铝气体的形式逸出，同时氯化铝还与分子筛中的钠作用生成NaAlCl4复盐，再通过水洗或酸抽提的方式，可得到结晶保留度高、孔道畅通、硅铝比高达550的Y型分子筛。CN1382525A公开了一种稀土高硅Y型沸石的制备方法，包括将含水量低于10wt%的NaY分子筛按照四氯化硅:NaY=0.1~0.9:1的重量比接触，四氯化硅用干燥空气携带通入反应器中，于150-600℃反应10min-6h。反应后，用干燥空气吹扫5min~2h，反应产物用用去阳离子水洗涤除去分子筛中残存的Na+,C1-,Al3+等可溶性副产物。如该专利及CN102320621A所述，现有技术中，气相脱铝补硅大多在固定床反应器中进行，分子筛颗粒固定在反应器的中间段，卤素硅烷气体平稳流过分子筛床层。此法导致分子筛床层传质传热效果差，加之反应是放热反应，容易产生局部过热，导致反应不均匀、得到产品的性质不一；并且反应生成的NaAlCl4会将分子筛粘结成块，造成填装不便，不利于连续化生产。为解决分子筛在反应器中易粘结成块的问题，CN1057977C公开了一种含富硅超稳Y沸石的催化剂组合物的制备方法，它包括将NaY沸石和耐热无机氧化物的干燥成型物按四氯化硅:成型物=0.1-0.8:1的重量比接触，四氯化硅气体由含水量小于900ppm干操空气携带通入固定床反应器中，于150~550℃反应10min-5h。所述成型物中粒径35~125微米的颗粒占总颗粒数的80%以上，NaY和耐热无机氧化物的重量比为1:0.2~1，NaY沸石的硅铝比为3~6。该方法所用成型物流动性好，避免了聚结成块和堵塞的现象，但是分子筛颗粒仍然是固定在管式反应器中的，依然存在传质传热效果差、产品的性质不均一的缺点。专利CN101850239A中把分子筛制造成分子筛纸，再将分子筛纸热压成瓦楞形状后与分子筛纸交替叠放或者卷搭建成蜂窝体，置于密闭的容器内，与氮气和四氯化硅气体的混合气体反应，反应结束后将分子筛蜂窝体反复清洗，然后用酸洗。经本方法制得的产品性质均匀、避免了分子筛粘结成块的问题，但要制造分子筛纸和蜂窝体、若要得到粉体产品还需敲碎此蜂窝体，增加了制造成本和劳动强度。专利CN1286721C公开了一种分子筛的气相抽铝补硅方法，气相脱铝补硅反应在一个带搅拌的反应釜中进行。该方法使四氯化硅气体与分子筛固体颗粒接触反应更加均匀，避免了分子筛固体颗粒之间的聚结成致密块状物的现象，可以降低劳动强度，能减少环境污染，显著降低生产成本。但是搅拌也会带来分子筛随气流扬起而带走的不良效果，还存在生产周期长、搅拌釜式反应器不能无限放大、难以大规模连续化生产等不足。专利CN102049315A、CN102049316A、CN102050459A、CN102050460A、CN102451655A、CN102451656A、CN102451657A、CN102451658A、CN102451729A、CN102451730A中，气相脱铝补硅反应是在一根长50~95m、直径0.1~1.4m的平推流式带加热水平管状反应器中进行的，此外还包括气体混合器、原料混合单元、气固分离器、吸收塔、打浆机。分子筛和气相四氯化硅在管状反应器中随惰性载气流动并接触反应，接触时间为10s-100min，气相脱铝补硅后的分子筛与粘结剂、粘土和水混合打浆并造粒，得到催化裂化催化剂。此法避免了分子筛颗粒的粘黏，能够实现分子筛与四氯化硅的接触反应连续进行。另外通过控制不同的反应温度，从而控制不同反应条件及反应程度，进而得到不同脱铝深度的分子筛产品；通过控制载气的流速和管状反应器的长度，能够控制分子筛与四氯化硅接触的时间。然而该方法为了达到气体携带分子筛颗粒流动、避免分子筛颗粒堵塞管路的的目的，势必要增大载气流速，从而造成反应深度难以提高、产品硅铝比低等不足；另外为了反应深度，需增大四氯化硅的通入量，必然增大尾气处理系统的负荷；而通过控制管状反应器的长度来控制接触时间，增加了装置占地面积，在实际生产中存在诸多不便。专利CN103769193A、CN103785436A、CN103785437A、CN103785438A、CN103787352A、CN103787352A、CN104549445A中，对上述气相脱铝补硅反应器进行了优化，接触反应在一根倾斜的管状反应器中进行，所述管状反应器可围绕管体轴线转动且带有堰板和抄板，分子筛和气相四氯化硅在不用载气输送的情况下在斜管中依靠机械输送装置或重力移动。此法可以用于连续化制备高硅分子筛，简化工艺流程，无需使用流化分子筛的载气，并能够大大降低四氯化硅的消耗，能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备低钠高硅铝比Y型分子筛的设备，其特征在于：所述设备包括反应器（1），开口位于反应器（1）上部的第一入料通道（2）和出料通道（4），开口位于反应器（1）下部的第二入料通道（3），位于反应器（1）内部下部的混料装置（8），位于反应器（1）内部的反应组件（7），对反应器（1）进行供热的加热装置（9），与出料通道（4）一端相连的气固分离装置（5），均匀分布于反应器（1）内的蓄热装置（10）；所述反应器（1）内包括至少一组在其中部均匀分布的反应组件（7），所述反应组件（7）的顶部端与出料通道（4）的另一端相连、底部端与混料装置（8）的上部相连，所述混料装置（8）的下部与所述第一入料通道（2）相连、其中部与所述第二入料通道（3）相连；所述反应组件（7）包括至少一个流化床。
【技术特征摘要】
1.一种制备低钠高硅铝比Y型分子筛的设备，其特征在于：所述设备包括反应器（1），开口位于反应器（1）上部的第一入料通道（2）和出料通道（4），开口位于反应器（1）下部的第二入料通道（3），位于反应器（1）内部下部的混料装置（8），位于反应器（1）内部的反应组件（7），对反应器（1）进行供热的加热装置（9），与出料通道（4）一端相连的气固分离装置（5），均匀分布于反应器（1）内的蓄热装置（10）；所述反应器（1）内包括至少一组在其中部均匀分布的反应组件（7），所述反应组件（7）的顶部端与出料通道（4）的另一端相连、底部端与混料装置（8）的上部相连，所述混料装置（8）的下部与所述第一入料通道（2）相连、其中部与所述第二入料通道（3）相连；所述反应组件（7）包括至少一个流化床。2.根据权利要求1所述的制备低钠高硅铝比Y型分子筛的设备，其特征在于：所述反应器（1）的形体为选自圆柱体、圆锥体、长方体、正方体、球体、三棱柱、四棱柱中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的制备低钠高硅铝比Y型分子筛的设备，其特征在于：所述反应组件（7）的流化床的形体为选自椎体、圆柱体、球体中的一种或多种的组合。4.根据权利要求1所述的制备低钠高硅铝比Y型分子筛的设备，其特征在于：所述气固分离装置（5）为耐高温布袋除尘器。5.根据权利要求1所述的制备低钠高硅铝比Y型分子筛的设备，其特征在于：所述反应器（1）内包括由上至下均匀分布的3~5组反应组件（7），每组反应组件（7）含有1~3个串联的流化床，最上部的反应组件（7）中位于串联始端的流化床与所述出料通道（4）相连，最下部的反应组件（7）中位于串联末端的流化床与所述混...
【专利技术属性】
技术研发人员：王洪飞，卓润生，王韵金，张平，
申请(专利权)人：四川润和催化新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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