[发明专利]多级孔Y型分子筛及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种多级孔Y型分子筛的制备方法，包括：(1)将甲醇转化制烯烃(MTP)废催化剂进行焙烧处理；(2)将步骤(1)得到的产物与碱性溶液进行混合，并在密闭容器中微波加热处理，得到混合液I；(3)将所述混合液I与硅源、Y型分子筛晶种混合，陈化，得到初始晶化凝胶；(4)将所述初始晶化凝胶，进行水热晶化处理，再经分离、洗涤、干燥得到所述多级孔Y型分子筛。该方法以MTP废催化剂为原料，制得具有多级孔结构且介孔结构含量显著增大的Y型分子筛，同时解决MTP废催化剂大量排放的问题。

技术领域

本发明涉及分子筛合成领域，具体涉及一种多级孔Y型分子筛及其制备方法与应用。

背景技术

沸石分子筛是石油和化工领域中重要的催化剂活性组分或催化剂载体。美国Mobil石油公司于1972年在US3702886A中公布发明了ZSM-5沸石分子筛后，由于其具有较高的硅铝比，独特的三维交叉孔道结构和优异的水热稳定性，ZSM-5分子筛被广泛用于石脑油裂解、异构化、芳构化和甲醇转化制烃类等反应中。

甲醇转化制丙烯(MTP)工艺是由德国鲁奇公司开发的以ZSM-5分子筛作为催化剂生产目标产物丙烯的新工艺。自从世界上首套MTP工艺装置在神华宁夏煤业集团开车成功后，MTP工艺引起了学术界和工业界的广泛关注。

随着化学工业的快速发展，每年都会使用大量分子筛催化剂，同时也会产出大量的废旧分子筛催化剂。目前，这些废旧分子筛催化剂大多被当成固体垃圾处理，另有一部分用于建筑材料添加剂使用。这些废弃分子筛催化剂会引起严重的环境污染和材料浪费。考虑到分子筛本身的化学元素组成，废旧分子筛催化剂或许能够成为合成硅铝酸盐产品(主要是分子筛)的原料。这样，合成分子筛的原料成本将大大降低，由此引发的环境问题也将得到有效缓解。同时，也可以赋予基于分子筛催化的反应过程环境友好的潜力。

NaY型分子筛是一类具有八面沸石结构的人工合成分子筛，孔道直径0.74nm，以其高温稳定性和良好的催化活性，在催化裂化及加氢裂化等领域有着广泛的应用。

随着原油重质化，大分子反应物在Y型分子筛微孔孔道中存在显著的扩散限制，越来越多的研究已经证实微孔分子筛中引入介孔，确实可以改善反应分子及产物分子的扩散限制，从而提高催化反应效率。

目前Y型分子筛引入介孔的方式包括合成法和后改性法。后改性法主要包含水热处理、酸碱处理等；而合成法包含软模板剂和硬模板剂法。很显然以上方法，或者增加了制备流程，或者增加的制备成本。

近来，采用炼废催化剂合成分子筛已经成为炼油废催化剂综合利用的主要研究方向之一。

CN108421556A公开了一种由FCC废催化剂为硅铝源制备Al-SBA-15分子筛的方法，其主要步骤如下：(1)FCC废催化剂的预处理：先将其进行碱熔融活化处理，再进行强酸预水解，得到硅铝酸盐的混合溶液；(2)将所得浊液缓慢滴加到P123的稀盐酸溶解液中，继续水解，然后经水热、过滤、洗涤、干燥和焙烧制得有序介孔Al-SBA-15分子筛；(3)按理论负载量0.3％Pd负载上述样品制备催化剂0.3％Pd/Al-SBA-15。本发明操作简便，合成的Al-SBA-15分子筛的比表面积为696-831m²/g，孔容为0.77-1.21cm³/g，平均孔径为5.6-7.7nm，孔径集中分布在8.7-9.0nm。并应用于蒽醌加氢反应，减少了废物的排放，综合利用了废物中的各元素，降低了原料成本。

CN108190910A公开了一种微波加热从FCC废催化剂制备Y型分子筛的方法。该方法首先将FCC废催化剂用化学法在50～120℃的条件下浸出10～60min脱除钒、镍、铁中毒金属，同时必须保留分子筛骨架结构。将脱金属复活后的FCC废催化剂作为铝源，在外加硅源、钠源、水和导向剂的情况下，在80～140℃、微波功率为400～1600W进行晶种生长10～60min后，降温到60～120℃在微波功率为400～1600W晶化0.5～3小时，干燥得到Y型分子筛。