基于催化裂化催化劑黏結(jié)劑的研究進(jìn)展
發(fā)布時間:2021-04-15 11:18
闡述了催化裂化(FCC)催化劑中常用黏結(jié)劑的發(fā)展現(xiàn)狀,重點介紹了鋁溶膠、膠溶擬薄水鋁石、硅溶膠、硅鋁溶膠和磷鋁溶膠的組成、制備方法及膠溶機理,并對FCC催化劑黏結(jié)劑的發(fā)展前景進(jìn)行了展望,指出未來復(fù)合黏結(jié)劑的運用將會越來越廣泛。復(fù)合黏結(jié)劑屬于亞穩(wěn)體系,對于它的穩(wěn)定性、聚合度、膠溶機理等有待進(jìn)一步研究。
【文章來源】:石油化工. 2020,49(07)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
Al13聚合體的結(jié)構(gòu)示意圖[12]
八水二羥基鋁鹽的結(jié)構(gòu)如圖2所示。八水二羥基二聚鋁鹽可以絡(luò)合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),但對于成環(huán)機制至今尚沒有明確的定論。目前,主要有兩種不同的觀點:1)六元環(huán)連續(xù)模式,即核心連接,是以多核絡(luò)合物的核連絡(luò)合機理為理論依據(jù)建立起來的[27]。這種模式認(rèn)為聚鋁離子是以二聚鋁鹽的聚合方式通過脫質(zhì)子脫水絡(luò)合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),六個八面體鋁離子通過—Al—OH—Al—相互連接形成八面體六元環(huán)結(jié)構(gòu),然后通過進(jìn)一步的脫質(zhì)子脫水形成更大的聚合體,鋁的聚集形態(tài)由單體到聚合體呈現(xiàn)連續(xù)變化分布,水溶形態(tài)可達(dá)到Al54(OH)8+144。2)聚十三鋁聚集模式,該模式認(rèn)為鋁溶液中僅存在單體鋁、二聚鋁、A113和更高聚合鋁形態(tài),且各形態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化,其中,Al13結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是由于27Al NMR和小角X射線衍射法的鑒定和推斷結(jié)果。Johansson等[28]對堿式硫酸鋁結(jié)晶體結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)了聚十三鋁,70年代后期,Akitt等[29]用27Al NMR鑒定出水解鋁溶液中具有八面體單體鋁、二聚體鋁和Kiggen分子結(jié)構(gòu)的A113聚體。Allouche等[30]通過27Al NMR發(fā)現(xiàn)了Al30,化學(xué)方程式為[Al30O8(OH)24]18+。
擬薄水鋁石又稱假一水軟鋁石或假勃姆石,化學(xué)式為Al OOH·n H2O(0<n<1)。擬薄水鋁石的零點電荷和界面吉布斯自由能高,粒徑范圍10~100nm,比表面積250~450 m2/g,比表面積和孔體積大,熱處理可產(chǎn)生具有豐富孔結(jié)構(gòu)的γ-Al2O3。因此膠溶擬薄水鋁石是FCC催化劑最常用的黏結(jié)劑之一,它可以提供部分中孔結(jié)構(gòu)。經(jīng)XRD證明,膠溶擬薄水鋁石的微觀結(jié)構(gòu)與擬薄水鋁石相同,微觀結(jié)構(gòu)如圖3所示[31]。多個—OH—Al—O—鏈狀結(jié)構(gòu)(圖3a)平行排列形成層狀結(jié)構(gòu)(圖3c),相鄰兩個鏈彼此逆向平行,第二個鏈的氧原子與第一個鏈的鋁原子在同一水平上,鋁均為六配位結(jié)構(gòu),多鏈層狀結(jié)構(gòu)之間存在層間水,層間水以氫鍵結(jié)合在鋁氧八面體中的羥基上,形成擬薄水鋁石微晶(圖3d)。3.2 膠溶擬薄水鋁石的制備及其膠溶機理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]擬薄水鋁石膠溶過程研究[J]. 張欣,陳建章,唐安山,謝文. 人工晶體學(xué)報. 2018(11)
[2]酸性硅溶膠的制備及穩(wěn)定性影響因素研究[J]. 徐佳偉,梅光軍,于明明,程潛. 廣州化工. 2018(11)
[3]硅鋁溶膠混合黏結(jié)劑的穩(wěn)定性及其催化性能的研究[J]. 張濤,丁偉,許鵬,鄭云鋒,左少卿,高雄厚. 石化技術(shù)與應(yīng)用. 2017(01)
[4]高純硅溶膠制備及在加氫精制催化劑中的應(yīng)用[J]. 周靖輝,胡毅,于海斌,孫彥民,劉峰,季超. 無機鹽工業(yè). 2016(12)
[5]催化劑級硅溶膠的制備工藝研究[J]. 鄭典模,溫愛鵬,陳創(chuàng),蘭倩倩,許婷. 硅酸鹽通報. 2016(02)
[6]單分散大粒徑硅溶膠的制備[J]. 周波,張春芳,白云翔,顧瑾,孫余憑. 硅酸鹽通報. 2015(04)
[7]支撐未來煉油工業(yè)發(fā)展的若干關(guān)鍵技術(shù)(英文)[J]. 李大東. 催化學(xué)報. 2013(01)
[8]黏結(jié)劑對FCC催化劑孔結(jié)構(gòu)的影響[J]. 嚴(yán)加松,龍軍,蘇毅,田輝平. 工業(yè)催化. 2012(09)
[9]低溫固化磷酸鋁基體的制備及過早硬化研究[J]. 唐紅艷,王繼輝,高國強,馬吉周. 固體火箭技術(shù). 2007(05)
[10]硅溶膠的性質(zhì)、制法及應(yīng)用[J]. 殷馨,戴媛靜. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2005(06)
碩士論文
[1]硅溶膠在催化裂化催化劑中的應(yīng)用研究[D]. 李陽.大連理工大學(xué) 2019
本文編號:3139233
【文章來源】:石油化工. 2020,49(07)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
Al13聚合體的結(jié)構(gòu)示意圖[12]
八水二羥基鋁鹽的結(jié)構(gòu)如圖2所示。八水二羥基二聚鋁鹽可以絡(luò)合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),但對于成環(huán)機制至今尚沒有明確的定論。目前,主要有兩種不同的觀點:1)六元環(huán)連續(xù)模式,即核心連接,是以多核絡(luò)合物的核連絡(luò)合機理為理論依據(jù)建立起來的[27]。這種模式認(rèn)為聚鋁離子是以二聚鋁鹽的聚合方式通過脫質(zhì)子脫水絡(luò)合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),六個八面體鋁離子通過—Al—OH—Al—相互連接形成八面體六元環(huán)結(jié)構(gòu),然后通過進(jìn)一步的脫質(zhì)子脫水形成更大的聚合體,鋁的聚集形態(tài)由單體到聚合體呈現(xiàn)連續(xù)變化分布,水溶形態(tài)可達(dá)到Al54(OH)8+144。2)聚十三鋁聚集模式,該模式認(rèn)為鋁溶液中僅存在單體鋁、二聚鋁、A113和更高聚合鋁形態(tài),且各形態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化,其中,Al13結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是由于27Al NMR和小角X射線衍射法的鑒定和推斷結(jié)果。Johansson等[28]對堿式硫酸鋁結(jié)晶體結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)了聚十三鋁,70年代后期,Akitt等[29]用27Al NMR鑒定出水解鋁溶液中具有八面體單體鋁、二聚體鋁和Kiggen分子結(jié)構(gòu)的A113聚體。Allouche等[30]通過27Al NMR發(fā)現(xiàn)了Al30,化學(xué)方程式為[Al30O8(OH)24]18+。
擬薄水鋁石又稱假一水軟鋁石或假勃姆石,化學(xué)式為Al OOH·n H2O(0<n<1)。擬薄水鋁石的零點電荷和界面吉布斯自由能高,粒徑范圍10~100nm,比表面積250~450 m2/g,比表面積和孔體積大,熱處理可產(chǎn)生具有豐富孔結(jié)構(gòu)的γ-Al2O3。因此膠溶擬薄水鋁石是FCC催化劑最常用的黏結(jié)劑之一,它可以提供部分中孔結(jié)構(gòu)。經(jīng)XRD證明,膠溶擬薄水鋁石的微觀結(jié)構(gòu)與擬薄水鋁石相同,微觀結(jié)構(gòu)如圖3所示[31]。多個—OH—Al—O—鏈狀結(jié)構(gòu)(圖3a)平行排列形成層狀結(jié)構(gòu)(圖3c),相鄰兩個鏈彼此逆向平行,第二個鏈的氧原子與第一個鏈的鋁原子在同一水平上,鋁均為六配位結(jié)構(gòu),多鏈層狀結(jié)構(gòu)之間存在層間水,層間水以氫鍵結(jié)合在鋁氧八面體中的羥基上,形成擬薄水鋁石微晶(圖3d)。3.2 膠溶擬薄水鋁石的制備及其膠溶機理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]擬薄水鋁石膠溶過程研究[J]. 張欣,陳建章,唐安山,謝文. 人工晶體學(xué)報. 2018(11)
[2]酸性硅溶膠的制備及穩(wěn)定性影響因素研究[J]. 徐佳偉,梅光軍,于明明,程潛. 廣州化工. 2018(11)
[3]硅鋁溶膠混合黏結(jié)劑的穩(wěn)定性及其催化性能的研究[J]. 張濤,丁偉,許鵬,鄭云鋒,左少卿,高雄厚. 石化技術(shù)與應(yīng)用. 2017(01)
[4]高純硅溶膠制備及在加氫精制催化劑中的應(yīng)用[J]. 周靖輝,胡毅,于海斌,孫彥民,劉峰,季超. 無機鹽工業(yè). 2016(12)
[5]催化劑級硅溶膠的制備工藝研究[J]. 鄭典模,溫愛鵬,陳創(chuàng),蘭倩倩,許婷. 硅酸鹽通報. 2016(02)
[6]單分散大粒徑硅溶膠的制備[J]. 周波,張春芳,白云翔,顧瑾,孫余憑. 硅酸鹽通報. 2015(04)
[7]支撐未來煉油工業(yè)發(fā)展的若干關(guān)鍵技術(shù)(英文)[J]. 李大東. 催化學(xué)報. 2013(01)
[8]黏結(jié)劑對FCC催化劑孔結(jié)構(gòu)的影響[J]. 嚴(yán)加松,龍軍,蘇毅,田輝平. 工業(yè)催化. 2012(09)
[9]低溫固化磷酸鋁基體的制備及過早硬化研究[J]. 唐紅艷,王繼輝,高國強,馬吉周. 固體火箭技術(shù). 2007(05)
[10]硅溶膠的性質(zhì)、制法及應(yīng)用[J]. 殷馨,戴媛靜. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2005(06)
碩士論文
[1]硅溶膠在催化裂化催化劑中的應(yīng)用研究[D]. 李陽.大連理工大學(xué) 2019
本文編號:3139233
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