本发明专利技术涉及一种具有改进八面沸石结构的Y型沸石,其晶内结构包括至少一种微孔网络、至少一种平均直径为2至5nm的小中孔网络和至少一种平均直径为10至50nm的大中孔网络。本发明专利技术还涉及含有这种沸石的颗粒及其在处理原油的方法中,特别是作为加氢裂化催化剂的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有三态晶内结构的改性Y型沸石,其制备方法和用途本专利技术涉及催化剂领域,特别是八面沸石结构的沸石Y。各种沸石通过不同的结构和性质来区分。下面说明催化领域中常用的几种结构。沸石Y(FAU)为大孔三维沸石,其结构具有通过由12元环(环中存在12个阳离子 (Si4+和Al3+)和12个阴离子02_)形成的通道所互连的大空腔(cavity)。β沸石(ΒΕΑ)是大孔三维沸石,该沸石包含在各个方向上由12元环所形成的孔。沸石ZMS-5 (MFI)为中孔近乎三维沸石,其包含在一个方向上由10元环所形成的孔,这些孔通过由10元环形成的“之”字形通道互连(为此,该结构被认为基本上是三维的)。丝光沸石(MOR)是由12元环形成的大孔沸石,其通道仅在一个方向上延伸并且在这些通道之间具有由8元环形成的袋孔。镁碱沸石(FER)是包含由10元环所形成的主通道的中孔维度的沸石,这些主通道经由8元环所形成的侧通道互连。沸石是重要的催化材料,广泛用于酸性催化反应如裂化,特别是氢化裂化、流体催化裂化(FCC)和烯烃裂化,异构化反应,特别是链烷烃和烯烃的异构化反应,以及甲醇转化技术,例如MTO、MTP禾口 MTG中。在这些反应中,沸石,特别是它们的微孔结构常常是获得良好的催化活性、良好的稳定性和/或良好的选择性的决定性因素。然而,微孔结构也可能存在缺点,例如在催化过程中沸石晶体中的分子的可达性差、反应物和/或产物被不希望地吸附。这些空间局限降低了反应过程中沸石的微孔空间的可达性,这在某些情况下可导致使用效率有限或无效。因而,为改善催化剂的功效,重要的因素之一是获得对反应物和/或产物提供充分可达性的沸石。在预想的解决方案之中,可提及的是减小沸石晶体的尺寸。然而,这种解决方案并非总是工业上可适用的。另一策略在于,在沸石的微孔晶体中形成由中孔(mesOpOre,2-50nm)构成的二级孔体系。传统上,通过脱铝向沸石或准沸石晶体中引入中孔,例如使用热液处理、酸性浸渍技术或基于EDTA或(NH4)2SiF6的化学处理。近年来,已提出各种替代技术-使中孔沸石材料的壁重结晶,-在中视(mesoscopic)尺度上制备阳离子型聚合物基体,-通过有机硅型沸石前体构造中孔材料,和-使用用于形成中孔的基体直接组装沸石种晶。这些方法中的某些已得到改性的催化剂。然而,这些技术非常复杂并涉及使用非常昂贵的有机基体。因而,这些材料的工业使用仍然非常有限,特别是因为它们非常高的价格。而且,某些现有技术可能要求非常特定的条件和/或使用危险和/或污染性反应物、昂贵的反应物,和/或可能不允许大规模生产。最后,某些技术不能良好控制催化剂的特性,例如“随机的”或未优化的中孔率,或者一部分中孔为空腔,即它们从外部不可达或不易达到。而且,最近用于形成晶内中孔的替代技术包括在碱性介质中的脱硅处理。例如,出版物 J. C. Groen 等人,Microporous Mesoporous Mater. 114(2008)93 描述了 β沸石的碱处理,该碱处理在所制得的沸石上进行,而没有预先进行脱铝处理。在室温下,基本没有观察到形成中孔。仅在约318Κ的较高温度下,才可以观察到中孔形成。其它出版物涉及沸石ZMS-5(J. C. Groen 等人,JACS 127(2005) 10792)或MFI、BEA、 FER 禾口 MOR(J. C. Groen 等人,Microporous Mesoporous Mater. 69 (2004) 29)的喊处理。因而,本专利技术涉及解决全部或一部分上述问题。根据第一方面,本专利技术的主题是一种具有改性八面沸石结构的沸石Y,其晶内结构具有至少一种微孔网络、至少一种平均直径为2至5nm的小的中孔网络和至少一种平均直径为10至50nm的大的中孔网络,这些不同网络互连。本专利技术的改性沸石Y因而具有三态(trimodal)晶内孔隙度,即在每个晶体内具有不同平均直径的三种孔网络。在此提醒,沸石Y通常具有平均直径介于0.7和1.4nm之间的微孔。特别地,本专利技术的改性沸石Y的小中孔体积(Vs)与大中孔体积(Vl)之比Vs/Vl 有利地大于或等于1,尤其是大于或等于1. 20,或者甚至大于或等于1. 60,最特别地大于或等于1. 80,或者甚至更特别地大于或等于2。本专利技术的沸石的钠(Na)含量可以小于或等于lOOppm,尤其是小于或等于50ppm。所述沸石的Si/Al原子比可以小于或等于25,尤其是小于或等于24,或者甚至小于或等于23,最特别地小于或等于22,甚至更特别地小于或等于21,以及任选地小于或等于 20. 5。Si/Al比也可以小于或等于40,尤其是小于或等于35,或者甚至小于或等于30,最特别地小于或等于观,并且甚至更特别地小于或等于25。Si/Al原子比可以大于或等于6,尤其是大于或等于8,或者甚至大于或等于10,更特别地大于或等于11,并且甚至更特别地大于或等于12。Si/Al比也可以大于或等于15,尤其是大于或等于17,或者甚至大于或等于18,最特别地大于或等于19,并且甚至更特别地大于或等于20。改性沸石Y的中孔体积可以大于或等于0. 20ml/g,尤其是大于或等于0. 25ml/g, 特别是大于或等于0. 35ml/g,或者甚至大于或等于0. 40ml/g。术语“中孔体积”是指平均直径为2至50nm的中孔的体积,在本文表示小中孔和大中孔的体积之和。特别地,本专利技术沸石的小中孔体积(Vs)可以大于或等于0. 10ml/g,尤其是大于或等于0. 15ml/g,特别是大于或等于0. 20ml/g,或者甚至大于或等于0. 25ml/g。改性沸石Y的微孔体积也可以小于或等于0. 20ml/g,尤其是小于或等于0. 18ml/ g,特别是小于或等于0. 16ml/g,或者甚至小于或等于0. 125ml/g,以及最特别地小于或等于 0. 10ml/go中孔体积/微孔体积之比可以大于或等于1,尤其是大于或等于1.5,特别是大于或等于3,或者甚至大于或等于3. 5,更特别地大于或等于4,甚至更特别地大于或等于4. 5, 或者甚至大于或等于5。改性沸石Y的外表面积S乡卜可以大于或等于200m2/g,尤其是大于或等于250m2/ g,特别是大于或等于300m2/g,或者甚至大于或等于350m2/g,以及最特别地大于或等于 400m2/g。通过TPD NH3测量的酸性位点的密度可以小于或等于0. 25mmol/g,尤其是小于或等于0. 23mmol/g,特别是小于或等于0. 22mmol/g,或者甚至小于或等于0. 21mmol/g。改性沸石Y在X射线衍射图谱上具有沸石Y的特征峰。这些峰对应于下面的晶面间距:d = 13. 965,8. 552,7. 293,5. 549,4. 655,4. 276,3. 824,3. 689,3. 232,2. 851,2. 793 和 2.578 A (参照 Collection of simulated XRD powder patterns for zeolites,第五次修订版,Μ. Μ. J Treacy 禾口 J. B. Higgins, Elsevier editor)。本专利技术的改性沸石Y,或含有本专利技术改性沸石Y的复合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有改性八面沸石结构的沸石Y,其晶内结构具有至少一种微孔网络、至少一种平均直径为2至5nm的小的中孔网络和至少一种平均直径为10至50nm的大的中孔网络,这些不同网络是互连的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员:桑德·万东克,
申请(专利权)人:道达尔炼油与销售部,
类型:发明
国别省市:FR
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