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β沸石是具有独特三维十二元孔道结构、在工业上具有重要用途的沸石催化材料,近年来应用范围和用量不断扩大,因此β沸石制备技术上的进步具有重要的意义。
本论文使用粉状高岭土作为唯一的铝源,成功探索了利用硅溶胶和粗孔硅胶作为硅源的两条合成路线。研究了利用四乙基氢氧化铵模板剂/晶种法制备高结晶度β沸石的方法,考察了合成体系钠硅比、晶化时间、高岭土焙烧温度、硅源的种类、模板剂和晶种用量对β沸石晶化生长的影响规律。两种硅源都能成功合成出β沸石,使用粗孔硅胶为硅源有利于降低体系模板剂用量,且收率较高,因此成本更低。在此基础上探索了高岭土合成β沸石的铵离子交换和脱胺方法。论文工作对以高岭土为铝源合成β沸石产品的性质进行了表征和分析,并与一般方法制备的β沸石进行了对比研究。发现该方法制备的β沸石具有结晶度高、热稳定性高、颗粒度小、比表面积大的特点。
将合成的β沸石引入到含有USY主活性组元的催化裂化催化剂中,以大庆蜡油和正十二烷为原料,分别用固定流化床和固定床微反装置考察了对催化剂性能的影响。发现β沸石的引入能显著提高FCC催化剂的裂化活性、汽油收率明显提高,但对增产低碳烯烃不利;以正十二烷模型化合物为原料的裂化液体产品的组成看,引入不同硅铝比的β沸石对催化剂的影响不同,低硅铝比的β沸石的异构化性能不如高硅铝比的β沸石,和含ZSM-5分子筛的催化剂相比,具有相近硅铝比的β沸石催化剂异构化活性要好;具有不同硅铝比的β沸石催化剂相比,随着硅铝比的提高,液体产品中异构烷烃含量上升,烯烃含量下降;引入β沸石后和单纯USY为活性组分的催化剂比,其丙烯、丁烯产率都有所增加,且高硅铝比的β沸石增产低碳烯烃效果更明显;随着β沸石硅铝比的提高,催化剂的氢转移指数下降。