高嶺土原位晶化法是以高嶺土為原料

原位晶化法：高嶺土原位晶化法是以高嶺土為原料，通過高嶺土加工技術先將其製成高嶺土微球，將微球焙燒，再使其在堿性體係下進行原位晶化，高嶺土加工後晶化產物再經離子交換和水熱焙燒，可製備成高嶺土型FCC催化劑。高嶺土原位晶化法的特殊製備工藝使高嶺土型催化劑具有如下特點：微球高溫焙燒後提高了基質活性和捕集重金屬的能力;高溫焙燒微球水熱晶化在微球表麵形成豐富的大孔，Y型分子篩生長在微球表麵，增加了催化劑對重質油大分子的可接近性和裂化活性;晶化產物在後處理時引入抗釩組分，可有效地保護分子篩免受重金屬釩的破壞。因此，這類催化劑的活性、活性穩定性、抗重金屬性、渣油裂化性能和汽油選擇性能等均良好，加之其催化劑生產成本低廉，因而成為裂化催化劑方麵一支強勁的競爭力量。故原位晶化Y型沸石的研究較多，而且已應用於工業流化催化裂化(FCC)(鄭淑琴等，2003;王有和，2009)。

中國石油蘭州石化公司石油化工研究院於20世紀80年代針對國內原油組分中重金屬鎳和釩含量高等現狀，先後研製出多種類型的高嶺土型係列催化劑，如REY型、REHY型和REUSY型高嶺土催化劑及高嶺土型抗釩助劑，其中REY(牌號LB-1)型和REHY(牌號LB-2)型高嶺土催化劑實現工業化生產，受到石油煉製廠家的廣泛關注。鄭淑琴等采用“高嶺土原料-噴霧成型-焙燒-晶化-後處理-成品”的工藝製備了高嶺土型催化劑。研究了以高嶺土原位晶化的特殊工藝所製備的高嶺土型FCC催化劑的特性。結果表明，高嶺土型催化劑具有酸強度、酸類型和孔分布合理的特點，其結構穩定，具有優異的抗重金屬性能。

劉欣梅等以煤係高嶺土為原料，經堿熔活化、補矽，在優化的合成條件下，可以原位水熱合成NaY分子篩。詳細考察了晶化溫度、晶化時間、加水量、老化時間和合成體係中矽鋁比等反應因子對合成產物的結構和熱穩定性的影響。結果表明，理想反應條件是：合成體係中矽鋁比為2，晶化溫度為370℃，晶化時間為10h，老化時間為12h，加水量為40〜60mL(每克試樣中的加水量)。在此條件下以高嶺土為原料可以原位合成出結晶度較高、無雜晶的NaY分子篩。所得分子篩比表麵積較高(420m2/g)，孔徑分布集中(集中在0.6nm)，熱穩定性好。並認為采用堿熔活化的目的是活化高嶺土中的矽鋁物種，使其生成可溶性的矽鋁酸鹽，其中的Al3+由原來的六配位變成四配位;還可對其中的惰性相如石英等進行消熔，以消除它們對合成分子篩結構的影響以及在晶化過程中的副作用。

在上述條件中，晶化溫度和加水量是影響結晶產物物理結構性能的主要因素。在分子篩晶化過程中，溫度是主要的動力學控製因素。晶化溫度的變化能改變各個麵族生長的活化能，同時，因晶體生長包括界麵反應和擴散反應，在不同的溫度下這兩種反應速率是不同的。當溫度較低時，結晶過程主要是界麵反應。當溫度升高後，擴散就成為主導作用，所以在不同溫度下，晶體各個麵族的生長速率比例也發生相應的變化，主要表現在晶體不同的結晶形態上。因此，選擇合適的晶化溫度及其控製適宜的溫差對快速生長成目的結晶產物具有重要意義。結果發現，當晶化溫度低於360℃時，結晶產物中僅有少量4A分子篩的晶相，隨晶化溫度的升高，開始有NaY分子篩晶相生成。當晶化溫度達到370℃時，得到晶型完美的NaY分子篩.但是，隨著晶化溫度的進一步升高，又開始出現轉晶現象，NaY分子篩向P型分子篩轉變，並且伴隨著晶型的轉化，NaY分子篩的結晶度顯著減校當晶化溫度達到一定時，結晶產物大多數是P型分子篩，而NaY分子篩含量很少，這是由於升高溫度可以促使凝膠中的固相溶解，液相濃度增加，從而加速晶核的生長，進而快速生成分子篩晶體。同時，晶化溫度提高後，也促使晶化體係向熱力學性質更穩定的體係轉變。因此，提高晶化溫度，不僅縮短了誘導期，而且提高了晶fe速率。但是，溫度過高，可能引發轉晶現象，導致Y型分子篩結晶度降低。可以看出，晶化溫度是一個非常重要的控製因素。晶化溫度的影響主要取決於各類分子篩在晶化體係中的熱力學穩定性。晶化溫度越高，越有利於更穩定晶相的分子篩形成。因此，在合成熱力學穩定性處於亞穩態的各類實用分子篩時，應嚴格控製晶化溫度，以確保合成質量。

實驗發現，加水量的多少主要表現在影響膠粒的濃度、遷移速率等方麵。加水量過多或過少，均不利於特定分子篩的高效合成，因此，須對其進行有效控製。

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