本发明涉及一种制备超活性高岭土的方法,尤其涉及一种用于石油裂解催化剂的超活性高岭土制备方法。
背景技术:
随着炼油工业向深度加工方向的发展,以掺炼沸点大于500℃的重质馏份的重油催化裂化已成为提高经济效益的重要途径,而研制开发重油裂解能力强的催化剂是其中关键的一环。作为烃类分子裂化活性中心的分子筛其孔道直径只有0.6-0.8nm,而渣油大分子的直径一般大于1.0nm,因此必须先将渣油大分子先裂化成较小分子后才能进入分子筛孔道继续转化为有用的产品。虽然分子筛的外表面可以作为一部分渣油大分子裂化的活性中心,但是分子筛的外表面毕竟所占比例很小,而且难以提高,如何提高石油裂解催化剂裂解能力就是一个重点。
质纯、高活性的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能;具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质应用于石油、化工工业作为高效能吸附剂,代替人工合成化工用分子筛,用作石油裂解催化剂。高岭土是半合成催化裂化(FCC)催化剂中最常用的填充组份,它除了作为催化剂的基质起作用以外,还可以为一部分大分子的裂化提供活性中心和反应场所,但是高岭土原土由于其表面积和孔体积很小,活性中心数目很少,裂解大分子的能力实际上极为有限,因此通过改性提高高岭土表面积和孔体积来提高催化剂裂解能力就是未来的一个趋势。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种用于石油裂解催化剂的超活性高岭土制备方法,该用于石油裂解催化剂的超活性高岭土制备方法制得的超活性高岭土小于400nm的粒度>90 % ,平均粒径600nm;酸洗活化高岭土,使高岭土比表面积增大,高岭土表面活性点数量增多,得到的活性高岭土比表面积>200m2/g,孔体积大于0.25ml/g。作为载体制成的石油裂解催化剂,其裂解能力提高30%以上,汽油产率提高20%以上。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于石油裂解催化剂的超活性高岭土制备方法,包括以下步骤:
A、取2000g煤矿的高岭土岩矿经颚式破碎机粉碎至20mm左右的碎石矿,然后经过磁选设备剔除氧化铁、氧化镁等矿物,得到200目左右的高岭土原料;
B、取200g己二醇溶于去离子水500ml的烧杯中,电动搅拌1h形成己二醇溶液。
C、取200目高岭土粉末500g加入己二醇溶液中,添加80g三聚磷酸钠后在 80 ℃ 搅拌反应2.5h ,转速500r/min,分散均匀得到混合液;
D、将装有混合液的烧杯放入超声化学反应器中20KHz进行超声0.5h,超声后进行过滤,加入500ml水、80g浓硝酸,在90 ℃下电动搅拌5h,转速1000r/min;
E、搅拌结束后用压滤机水洗高岭上浆液,过滤抽滤得到高岭上泥饼,干燥后经粉粹机粉粹成粉状,得到活性高岭土粉末;
F、取干燥后得到的高岭土粉末200g放入烧杯中,加入200g硝酸铵搅拌均匀,取50g混合物放入陶瓷坩埚中,在700℃下于马弗炉中焙烧3h,冷却后取出产物,用压滤机于70℃下水洗该产物0.5h,过滤后于100℃干燥2h得到用于石油裂解催化的活性高岭土。
进一步的,所述步骤A中:制备己二醇溶液时搅拌时间1~2h,将高岭上粉末加入己二醇溶液混合添加分散剂可为水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、CMC、木质素磺酸钠、腐植酸钠中的一种或几种联合使用,质量为高岭土的10%-20%,搅拌均匀后在温度为 60 ℃ 一 90 ℃ 的条件下反应 1h 一3h ,转速400~900r/min。
进一步的,所述步骤B中:用超声反应器超声频率范围为15~30KHz,超声时间0.5~2h,加入浓硝酸的量为高岭土质量的5%~30%,搅拌温度和时间分别为80~100℃和3~5h,转速500~2000r/min。
进一步的,所述步骤D中:在80~120℃温度下干燥滤饼1~3h得到高岭土粉末,高温炉中升温速率3~5℃/min,保温时间0.5~2h。
进一步的,所述步骤F中:于活性高岭土一起加入的铵盐为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种,质量为高岭土的0.2~1.5倍,马弗炉中焙烧温度和时间各为700~750℃和2-3h,压滤机水洗时间0.5-1.5h。
综上所述,本发明的一种用于石油裂解催化剂的超活性高岭土制备方法具有如下优点:
制得的超活性高岭土小于400nm的粒度>90 % ,平均粒径600nm;酸洗活化高岭土,使高岭土比表面积增大,高岭土表面活性点数量增多,得到的活性高岭土比表面积>200m2/g,孔体积大于0.25ml/g。作为载体制成的石油裂解催化剂,其裂解能力提高30%以上,汽油产率提高20%以上。
具体实施方式
通过下面给出的具体实施例,可以进一步清楚了解本发明。
实施例1
本实施例1描述的一种用于石油裂解催化剂的超活性高岭土制备方法,包括以下步骤:
A、取2000g煤矿的高岭土岩矿经颚式破碎机粉碎至20mm左右的碎石矿,然后经过磁选设备剔除氧化铁、氧化镁等矿物,得到200目左右的高岭土原料;
B、取200g己二醇溶于去离子水500ml的烧杯中,电动搅拌1h形成己二醇溶液。
C、取200目高岭土粉末500g加入己二醇溶液中,添加80g三聚磷酸钠后在 80 ℃ 搅拌反应2.5h ,转速500r/min,分散均匀得到混合液;
D、将装有混合液的烧杯放入超声化学反应器中20KHz进行超声0.5h,超声后进行过滤,加入500ml水、80g浓硝酸,在90 ℃下电动搅拌5h,转速1000r/min;
E、搅拌结束后用压滤机水洗高岭上浆液,过滤抽滤得到高岭上泥饼,干燥后经粉粹机粉粹成粉状,得到活性高岭土粉末;
F、取干燥后得到的高岭土粉末200g放入烧杯中,加入200g硝酸铵搅拌均匀,取50g混合物放入陶瓷坩埚中,在700℃下于马弗炉中焙烧3h,冷却后取出产物,用压滤机于70℃下水洗该产物0.5h,过滤后于100℃干燥2h得到用于石油裂解催化的活性高岭土。
该步骤A中:制备己二醇溶液时搅拌时间1~2h,将高岭上粉末加入己二醇溶液混合添加分散剂可为水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、CMC、木质素磺酸钠、腐植酸钠中的一种或几种联合使用,质量为高岭土的10%-20%,搅拌均匀后在温度为 60 ℃ 一 90 ℃ 的条件下反应 1h 一3h ,转速400~900r/min。
该步骤B中:用超声反应器超声频率范围为15~30KHz,超声时间0.5~2h,加入浓硝酸的量为高岭土质量的5%~30%,搅拌温度和时间分别为80~100℃和3~5h,转速500~2000r/min。
该步骤D中:在80~120℃温度下干燥滤饼1~3h得到高岭土粉末,高温炉中升温速率3~5℃/min,保温时间0.5~2h。
该步骤F中:于活性高岭土一起加入的铵盐为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种,质量为高岭土的0.2~1.5倍,马弗炉中焙烧温度和时间各为700~750℃和2-3h,压滤机水洗时间0.5-1.5h。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案的范围内。