[发明专利]一种降低分子筛生产过程中铵氮用量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低分子筛生产过程中铵氮用量的方法。

背景技术

催化裂化催化剂生产过程中，普遍使用铵盐对催化剂及其活性组元沸石分子筛中的Na⁺进行离子交换以改善其催化裂化性能，例如CN1210034A、CN1065844A、US 4,357,265以及US 3,455,842均披露了用铵盐交换分子筛中氧化钠的方法。由于分子筛中的氧化钠交换比较困难，为了提高Na⁺的交换效率，交换过程中往往使用过量的铵盐，用新鲜溶液多次交换，例如用铵离子对NaY分子筛交换，一次交换可使NaY分子筛中Na₂O含量降到5.0重量％左右，采用多次交换和中间焙烧的方法，可使分子筛中的Na₂O含量降至1％以下。然而，铵盐的大量使用，会造成催化剂生产污水中的铵氮含量超标，不能直接排放，需要花费巨额资金建设污水脱氨装置并投入高额的维护运行费用。

CN100404432C公开了一种降低沸石改性过程中铵氮污染的方法，是在沸石改性过程中，以钾化合物交换沸石中的钠，再用铵盐进行进一步的沸石交换改性处理的方法，钾化合物加入比例为钾化合物/分子筛的重量比为0.01～0.5，反应温度5～100℃，接触时间0.1～6小时。但是该方法需要以钾化合物交换沸石中的钠，然后，再用铵盐进行进一步交换，如该专利所述，沸石是含水多孔硅铝酸盐，其结构主要由硅氧四面体组成，其中部分Si⁴⁺被Al³⁺取代，导致负电荷过剩，因此结构中有碱金属或碱土金属等平衡离子，同时，沸石构架中有一定的空腔和孔道，决定其具有离子交换作用，其离子交换顺序为：

Cs⁺＞Rb⁺＞K⁺＞NH₄⁺＞Ba²⁺＞Sr³⁺＞Na⁺＞Ca²⁺＞Fe³⁺＞Al³⁺＞Mg²⁺＞Li⁺

可见，K⁺的交换能力强，可以比较容易交换出沸石中的Na⁺，但是由于K⁺的交换能力要强于NH₄⁺，用铵盐再进一步去交换已经交换到沸石上去的K⁺显然是比较困难的，而交换上去的K⁺需要被后续的铵盐进一步交换掉，沸石才可以用于催化裂化。此方法难以在工业上实施，而且需要用铵盐进行交换，仍存在铵氮污染的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低分子筛生产过程中铵氮用量的分子筛交换方法。

本发明提供一种分子筛交换方法，包括使分子筛与含有无机酸和有机酸的水溶液于0-5℃下接触0.5-3小时，然后分离的步骤；其中分子筛∶H₂O的重量比＝1∶8-20；以所含的H⁺计，有机酸浓度不大于0.9mol/L，无机酸的浓度不大于0.1mol/L。

本发明提供的方法，在低温、低H⁺浓度条件下用复合酸溶液与分子筛进行交换，可以显著降低FCC催化剂生产过程中铵氮用量，从源头上解决FCC催化剂生产过程中的铵氮污染问题，降低铵氮处理费用，并且能够保证交换效果，不破坏分子筛的结构；意外的是可以显著降低催化剂生产的水耗，提高分子筛的结晶度。

具体实施方式

本发明提供的分子筛交换方法，将分子筛与酸溶液接触进行离子交换反应，使分子筛中的氧化钠含量降低。其中，所述的酸溶液包括无机酸和有机酸，所述的无机酸选自盐酸、硫酸、硝酸和磷酸的一种或几种，优选盐酸、硫酸或者硝酸。所述的有机酸选自醋酸、草酸、柠檬酸和甲酸的一种或几种，优选草酸、柠檬酸或甲酸。以所含有的H⁺的浓度计，有机酸浓度(以有机酸所含的H⁺计)为0.009～0.9mol/L，优选0.05～0.6mol/L；无机酸的浓度(以无机酸所含的H⁺计)为0.001～0.1mol/L，优选0.01～0.08mol/L；酸溶液中无机酸和有机酸的总摩尔浓度优选为0.01-1.0mol/L。