NaY沸石的脱硅处理及其对进一步脱铝过程中结构缺陷诱导下二次孔形成的影响研究

由NaY沸石出发制备的超稳Y （USY）是世界上用量最大的流化催化裂化（FCC）催化剂的主活性组分，其孔结构等性质决定着催化剂的性能。现有的水热处理改性技术面临着产品介孔不够丰富且连通性差、结晶度低等系列难题。解决问题的关键在于改变这种传统的介孔引入模式、研究揭示介孔形成的机理及调控规律。本研究旨在发展高硅铝比NaY沸石碱处理脱硅改性新技术，研究选择性脱硅过程中结构缺陷的形成规律，获得具有结构缺陷的NaY在进一步的水热处理脱铝过程中诱导二次孔起源、发育机理的数据。目标是掌握介孔和酸性调控的科学规律，促进催化剂制备技术由"技艺"向"科学"的发展，形成一套NaY沸石改性制备高性能USY活性组分的新技术，为打造高效能FCC催化剂活性组分平台技术奠定科学基础。另外本项目在NaY改性方面获得的基础研究成果，还将为相关研究领域（如加氢裂化催化剂）的发展提供基础科学数据。

在NaY沸石中引入介孔的传统方法是水热脱铝法，该方法虽然技术成熟但还面临着一些如产品介孔不够丰富、连通性差、结晶度低等一些难题。本项目在传统方法的基础上，发展了一种高硅铝比NaY沸石先经碱处理脱硅、再水热处理脱铝的改性新技术。通过对碱处理条件如碱浓度、处理温度、处理时间、碱源种类以及母液等因素的考察，确定了NaY碱处理改性的优化工艺条件。利用OH-IR和1H-NMR等手段对碱处理、水热处理过程中Y分子筛的结构变化进行了表征研究，揭示了NaY选择性脱硅过程中结构缺陷（特别是独特的含铝羟基窝）的形成机制，并在此基础上获得了具有结构缺陷的NaY在进一步的水热处理脱铝过程中诱导二次孔形成的数据，掌握了介孔和酸性调控的科学规律，形成了一套由NaY沸石改性制备高介孔含量、且连通性好的USY活性组分的新技术，和传统“两交两焙”法相比介孔体积相对提高66.7％。通过固定床微反和ACE评价发现，以新改性技术制备的USY作为催化剂活性组分，对大分子的裂化具有良好的催化裂化活性，针对大庆VGO的裂化可以大幅度提高汽油产品的收率、降低焦炭产率。此外对NaY的新改性技术成功进行了中试放大试验，迈出了NaY分子筛碱处理改性技术从实验室阶段迈向工业生产的重要一环。