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Beta沸石的合成方法

發布時間:2019-10-25     瀏覽次數:34

由于多級孔沸石具有潛在與實際的應用價值,因此對其研究引起了人們的廣泛關注。其中具有三維十二元孔道結構的大孔高硅沸石,被人們命名為Beta沸石,具有特殊的孔道結構,并且具有強大的酸催化特性及結構選擇性,在加氫裂化、異構化、烷基化、脫蠟等石油煉制和石油化工過程中有著廣泛應用。實際應用過程中,在FCC(fluidcatalyticcracking,催化裂化)催化劑中加入少量Beta沸石或改性Beta沸石,就可以顯著提高裂化催化劑的水熱穩定性、抗積炭及耐磨等特性,可以說近幾年來,Beta沸石已迅速發展成為一種十分重要的新型催化材料。

 

一般來說,合成Beta沸石的主要原料包括有鋁源、硅源和模板劑等。在有的制備工藝中,會加入一定量的晶種或者晶化促進劑來促進Beta沸石進行改性與結晶,或者改變與調整其理化性能。其具體合成工藝包括:

第一,水熱成膠晶化法合成Beta沸石。這種方法是分子篩合成領域內最為常見的方法,其主要是將合成Beta沸石所需要用到的鋁源、硅源和模板劑等材料在合成工藝開展前按照一定條件與順序進行混合攪拌,然后使得混合的材料形成漿液,接著在一定溫度、壓力下晶化成為分子篩。這種方法具有合成均勻,產品穩定等優點,但是通常模板劑用量較大,因此提高了制備成本,而這也決定了Beta沸石原料成本較高。

第二,導向劑法合成Beta沸石。這種方法一般分成兩個步驟,首先是對導向劑的合成:將鋁酸鈉、四乙基氫氧化銨、白炭黑等原料混合均勻后在一定溫度下陳化即得導向劑;然
后將合成Beta沸石的各原料按照一定的比例混合均勻,加入1%~5%的導向劑,在一定溫度下晶化即得到Beta沸石。這種技術能夠降低了模板劑的使用量,也能夠快速提高Beta的結晶速率,但是也有著明顯的缺點:這種技術中制備出來的Beta沸石硅鋁含量較低,其數值在5-50之間,并且會增加了一定的合成成本,且工藝相對復雜。

第三,表面潤濕晶化法合成Beta沸石。這種方法是在水熱成膠晶化法的基礎上繼續降低體系中模板劑的用量以降低成本發展出來的,其能夠有效降低沸石合成成本,縮短整個晶化時間。

 

不同方法制備的Beta沸石其反應性能相對有所偏差,其數據表如下所示。區別在于晶化過程中,晶粒尺寸的大小及活性程度。一般來說,Beta沸石較小的晶粒尺寸有利于反應物及產物的擴散,提高了催化劑的活性,這一點需要在實際應用中注意。

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