[发明专利]用FCC废催化剂合成含NaY沸石多孔微球材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成含NaY沸石多孔微球材料的方法，尤其涉及一种用FCC废催化剂合成含NaY沸石多孔微球材料的方法。

背景技术

流化催化裂化(FCC)过程是炼油厂最重要的二次加工过程，催化裂化过程(FCC)的催化剂是炼油工艺中用量最大的一种催化剂，目前我国每年用量在130～150kt。在催化裂化过程中，由于结焦及重金属中毒等原因使得FCC催化剂的比表面和孔体积随着时间的延长明显减小，骨架结构遭到严重破坏，其活性和选择性显著下降。为了维持系统的催化活性，要定期定量的补充新鲜催化剂，同时卸出已经失活的催化剂，称FCC废催化剂，是目前炼油厂的主要固体废弃物之一，并且FCC废催化剂的数量随着原料油的重质化和劣质化以及加工量的增加而显著加大。目前FCC废催化剂除少量用于土壤改良或做水泥和陶瓷生产的原料外，大多数采用填埋的方法进行处理。这种填埋方法不仅造成有效资源的流失和浪费，而且还对环境造成严重危害，国外炼油企业已经被明令禁止催化剂填埋，国内催化剂出口均被要求催化剂出口商必须回收FCC废催化剂。随着国家对环保要求的日益严格，如何合理处置FCC废催化剂对炼油企业和催化剂厂家均是严峻的考验。

FCC废催化剂含有一定量的沸石(主要为NaY沸石)，它分散在硅铝酸载体上，主要成分有SiO₂、Al₂O₃、RE₂O₃、Na₂O、Fe₂O₃等，并具有一定的比表面积和孔体积，外观为微球状，其中SiO₂、Al₂O₃、RE₂O₃等有效组分可以满足原位合成NaY沸石的条件，同时这既实现FCC平衡催化剂的资源化利用，又保护环境。在环境治理方面很有实际意义。

NaY沸石主要作为FCC催化剂的活性组分，是用量最大的沸石之一。目前工业上制备NaY沸石主要采用两种工艺，即凝胶法合成和高岭土原位晶化法合成，相比而言，原位晶化工艺合成的NaY沸石能够提供更快的孔内扩散和高的活性位利用率。具有更好的稳定性、更高的强度、更强的裂化活性表面、更理想的孔径分布等性能。

FCC废催化剂经过简单的处理后，直接作为原位晶化工艺合成含NaY沸石的多孔微球材料的主要原料尚未见报道。有关FCC废催化剂的应用，主要集中在从FCC废催化剂中回收金属、FCC废催化剂复活和再生、FCC废催化剂制备吸附剂等方面，如CN 101219396A提出使FCC废催化剂复活的方法，通过无机酸和有机酸的协同作用，使催化剂骨架结构发生重构，使复活后催化剂的比表面显著增加，重金属脱除率达到了30％，微反活性可提高10个点以上，并显示了较高的液化气和汽油选择性和较低的焦炭收率。于淑秋在CN 1035104C中提到利用硫酸铵与废催化剂混合焙烧，使重金属污染物镍及其他金属形成可溶性物质，然后经水浸、过滤、干燥直接制得再生催化剂，处理的催化剂活性和选择性大大提高，可返回裂化过程中循环使用。

本发明以FCC废催化剂为原料，采用原位晶化工艺合成含NaY沸石的多孔微球材料，该方法可以消除掉FCC废催化剂，减少环境污染，并大幅度节省原材料，降低生产成本，且可得到性能优良的催化复合材料，特别是具有理想的孔径分布。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用FCC废催化剂合成含NaY沸石多孔微球材料的方法，以消除炼油厂废弃物，减少对环境的污染并变废为宝，同时具有操作简单、成本低廉的特点。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种用FCC废催化剂合成含NaY沸石多孔微球材料的方法，其特征在于以下步骤：

A、将FCC废催化剂加水和盐酸，进行调浆酸化处理，使浆液终点PH值为2.5---4.5，在温度80-100℃下反应1-10小时，过滤，得到的滤饼，用水洗得到催化剂微球；

B、将步骤A得到的催化剂微球与天然高岭土，焙烧高岭土中的一种或两种混合加水制成固含量30-50％的浆液，在该浆液中加入功能剂，喷雾干燥成干燥微球，微球在700-1100℃下焙烧0.5-10小时，得到焙烧微球；

C、将步骤A得到的催化剂微球和/或步骤B得到的焙烧微球加硅酸钠、沸石导向剂、碱液后投入晶化反应釜中，在85-120℃下水热晶化10-30小时，过滤除去母液后，滤饼用去离子水洗，干燥后制得NaY沸石的多孔微球材料。