高嶺土是多種含水硅鋁酸鹽礦物的總稱,資源分布廣泛,因產地不同而物理化學性能差異顯著。催化裂化(FCC)催化劑按組成可分為載體和活性組分。高嶺土因具有良好的可塑性、優異的黏結性、優良的穩定性等特點,是目前使用最為廣泛的載體材料之一。在制備FCC催化劑時,選擇性能優異的高嶺土載體,不僅可以改善催化劑的磨損強度,抵御高溫水熱對活性組分的破環,還可改善催化劑的反應選擇性。
任世宏等以蘇州、廣西和美國佐治亞州3個產地的高嶺土為原料制備了模型催化裂化(FCC)催化劑,在ACE評價裝置上對比了模型催化劑的反應性能。
1、高嶺土特性
物相組成:蘇州高嶺土和廣西高嶺土的主要成分為高嶺石,并含有少量α石英;佐治亞高嶺土的主要成分為地開石和珍珠陶土,而高嶺石含量較低。地開石、珍珠陶土、埃洛石、高嶺石等都是高嶺土礦物的主要成分,高嶺土產地不同,其組成也有較大差異。
化學組成:見下表。
孔結構:蘇州、廣西、佐治亞高嶺土的比表面積依次為22,27,26m2/g,孔體積依次為0.15,0.17,0.12cm3/g。由
粒度分布:佐治亞高嶺土D10,D50分別為0.174,0.379μm,明顯低于蘇州及廣西高嶺土的,但佐治亞高嶺土D90和平均粒徑均較大,這可能是由于其顆粒間較強的團聚作用所致。
微觀形貌:蘇州高嶺土中既含有片狀顆粒,又含有少量棒狀顆粒;廣西高嶺土晶粒粒徑較大,其顆粒內部呈多層片狀;佐治亞高嶺土顆粒形貌呈薄片狀。3種高嶺土中,佐治亞高嶺土的晶粒最小,廣西高嶺土的晶粒最大,蘇州高嶺土的晶粒居中。
2、催化劑制備
在帶有攪拌功能的反應釜中依次加入適量去離子水、高嶺土以及擬薄水鋁石進行充分混合,待分散均勻后,向體系中滴加質量分數為0.10%的硝酸溶液,攪拌狀態下升溫至45℃并保持1h;然后,依次向體系中加入適量的鋁溶膠黏結劑和REUSY分子篩漿液,并充分混合1h;最后,將漿料噴霧成型制成半成品催化劑,再經焙燒、洗滌制得模型催化劑。
3、結果討論
3種高嶺土制備的模型催化劑反應活性、Na2O及RE2O3質量分數相近;廣西高嶺土制備的模型催化劑具有最大的孔體積和磨損指數,但比表面積最小,具有較強的重油轉化能力,其目標產物(液化氣+汽油)和副產物(干氣+焦炭)收率都高于蘇州、佐治亞高嶺土制備的催化劑的。
資料來源:《任世宏,付滿平,謝鑫,等.高嶺土性質對催化裂化催化劑性能的影響[J].石化技術與應用,2021,39(04):247-250》,由【粉體技術網】編輯整理,轉載請注明出處!
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