[发明专利]一种NaY分子筛及其合成方法

说明书

本发明公开一种NaY分子筛及其合成方法。所述NaY分子筛具有纳米片形貌；所述NaY分子筛的比表面积为700~850 m²/g；外比表面积为140~250 m²/g；介孔孔容为0.15~0.45 cm³/g。所述方法无需采用模板剂，制备出的NaY分子筛具有丰富的介孔结构并且外比表面积高。

技术领域

本发明属于材料化学、催化化学与化学工程技术领域，涉及一种NaY分子筛及其合成方法，具体地说涉及一种富含介孔的高比表面积NaY分子筛及其合成方法。

背景技术

随着常规石油资源不断枯竭，大分子重油、渣油的深加工越来越受到广泛重视，但传统以Y分子筛为酸性组元的催化裂化、加氢裂解催化剂，在处理这种分子量大、结构复杂的重质油时，受分子筛微孔尺寸约束，物料在分子筛孔道中的扩散受到严重约束，往往导致催化剂活性降低、深度裂解增加、选择性变差、积碳加剧、寿命缩短，严重制约了其在重质油加工中的广泛应用。因此，突破Y分子筛对大分子重质油扩散限制，提升其处理大分子劣质油能力，已成为催化裂解和加氢裂解技术变革的关键环节，也是当今分子筛合成领域的重要研究热点。

目前，有两种重要技术手段可以改善Y分子筛对大分子的扩散限制：一是在Y分子筛晶体中引入多级孔，形成大-介-微孔孔径梯度分布的多级结构，保证重油分子在催化剂中逐级裂化；另一种是减小Y分子筛晶粒尺寸，以缩短物料和产物分子在分子筛孔道的扩散路径。相比与前者，后者技术更成熟，很多文献和专利已公开了小晶粒和纳米NaY分子筛的合成方法，而且这些合成均无需任何有机模板剂参与，其合成成本更低、能耗更低、污染更少，在工业应用上更具吸引力。

虽然纳米NaY分子筛能有效改善物料扩散，但因粒子太小，在分子筛制备和后续脱铝过程中，分离变得尤为困难，需要一些特殊设备、或高压、或延长分离时间等，且产品损耗较大；而且纳米分子筛表面能高，骨架结构极不稳定，在后续脱铝形成超稳USY分子筛过程中很容易崩塌，需要辅以一些特殊的脱铝技术或过程，这将导致脱铝过程变复杂，技术参数控制变困难，而限制其广泛应用。

若能合成出纳米片形貌的NaY分子筛，以上问题就能得到较好解决。一方面这种材料具有纳米特性，能有效解决物料的扩散问题；另一方面，其又具备大粒子容易分离、稳定性好的特点。

Inayat A等已用3-十六烷基-3-二乙胺基-丙基三甲氧基硅烷溴化铵 (TPHAC) 两亲有机硅烷为模板剂成功合成出“房砖形”纳米薄层堆积形貌X分子筛（Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51(8): 1962-1965）； Khaleel M (Angew. Chem. Int. Ed.,2014，53(36)：9456-9461)、Jin (Ind. Eng. Chem. Res., 2014, 53(8): 3406-3411) 、Thittaya Y. (J Clean Prod., 2017, 142 : 1244-1251) 和Liu B. (RSC Adv., 2013, 3: 15075–15084)等分别用N，N-二甲基-N-[3-(三甲氧硅)丙基]氯化十八烷基铵(TPOAC)合成出树叶状纳米薄层结构的 FAU分子筛。但这些合成均需要昂贵的双亲有机硅烷为模板剂，既增加了合成成本，又因模板剂脱除时释放大量废气而污染了环境。而且这些所得产品是Si/Al比较低的NaY分子筛，甚至是X型分子筛，这无疑会增加后续脱铝形成高Si/Al比超稳Y分子筛的难度和产品损耗。这些因素极大限制了其在实际工业中的广泛应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种NaY分子筛及其合成方法。所述方法无需采用模板剂，制备出的NaY分子筛具有丰富的介孔结构并且外比表面积高。