分子筛催化剂成型条件对其抗压强度的影响_张晓琳._分子筛催化剂成型
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精细石油化工进展 38 ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS 第13卷第7期
分子筛催化剂成型条件对其抗压强度的影响 张晓琳，王俊艳，曹志涛
（中国石油辽阳石化分公司，辽阳111003）［摘要］介绍了Y分子筛成型步骤，考察了Y分子筛与拟薄水铝石质量比、胶溶剂品种及
Y分子筛与拟薄水铝石质含量、升温速度、水粉比等对催化剂成型后抗压强度的影响。结果表明，量比3∶1，硝酸为胶溶剂，其含量5%，缓慢升温，升温速度100℃/h，水粉比0．85，干燥温度110℃，焙烧温度550℃，在此条件下，成型分子筛抗压强度最好。［关键词］催化剂 抗压强度 成型条件
随着生产和科学技术的发展，成型工艺已渗 化学工业的发展很大程度上透到许多重要行业，依赖于催化剂的开发，催化剂的活性、选择性、稳
定性、强度等性能都与催化剂成型方法有不同程度的关系，催化剂的成型方法和工艺不同使催化 ［1］
对成型过程剂具有不同的使用效果。近年来，中加入添加剂的性质、成型条件的变化与催化剂
机械强度、孔结构之间的关系日益受到重视。为此，笔者以Y分子筛为原料，考察了拟薄水铝石用量、胶溶剂品种及含量、升温速度及水粉比等成并对用于柴油型条件对分子筛抗压强度的影响，脱硫剂的改性Y分子筛进行成型试验，成型后对其进行抗压强度分析。11．1 实验部分 试剂与设备
Y型分子筛，拟薄水铝石，田菁粉均为分析 型 ［2］。
（4）将挤条成型的分子筛干燥，缓慢升温到
110℃，恒温2h。（5）焙烧干燥后的分子筛，升温速度为100℃/h，升温到550℃后恒温2h。22．1 结果与讨论
拟薄水铝石用量及硝酸含量对分子筛抗压 强度的影响
Y分子筛与拟薄水铝石质量比分别为20∶1，5∶1和3∶1，采用硝酸作胶溶剂，其含量分别为4%，4．5%，5%，6%，7%，8%和10%，依据1．2分子筛成型步骤成型，考察拟薄水铝石用量及硝酸含量对成型分子筛抗压强度的影响，结果见图1。
纯，天津市光复精细化工研究所生产；硝酸（含量
65%～68%），沈阳市经济技术开发区试剂厂生产；柠檬酸，甲酸和草酸均为分析纯，天津市光复精细化工研究所生产。
SX2－4－10箱式电阻炉，沈阳市工业电炉厂生产；XCB－150干燥箱，承德市金建检测仪器有限公司生产；DLⅡ型智能颗粒强度测定仪，大连化工研究设计院生产；TBL－Ⅱ型催化剂成型挤条装置，天津大学北洋化工试验设备公司生产。1．2分子筛成型步骤
（1）分别称取一定量的固体粉末Y分子筛、拟薄水铝石及田菁粉，将这3种固体充分混合均匀。（2）将配制好的胶溶剂溶液滴加到固体混合物中，边滴加边搅拌，捏合成可塑形态。
（3）用挤条机将可塑形态的分子筛挤条成 图1拟薄水铝石用量及硝酸 含量对抗压强度的影响
由图1可以看到，分子筛抗压强度随着拟薄
水铝石用量的增加而增强；随着硝酸含量的增加
收稿日期：2012－05－14。作者简介：张晓琳，助理工程师，从事炼油化工相关工作。
2012年7月张晓琳等．分子筛催化剂成型条件对其抗压强度的影响
大体呈增强趋势，但达到某一最高值后会下降。该最高值因拟薄水铝石用量不同而不同。其原因稀硝酸是一种化学黏合剂，它在氧化铝成型时是，起胶溶作用，从而增强氧化铝粒子的黏合强度，在一定含量范围内可调节成型产品的强度，但是硝酸含量过大时会对成型产品内部结构造成破坏，导致抗压强度下降。
2．2胶溶剂品种及含量对分子筛抗压强度的影响2．2．1 胶溶剂品种对分子筛抗压强度的影响Y分子筛与拟薄水铝石质量比为3∶1，分别
强度的影响，结果见图3。
4种酸含量在5%以下时，由图3可见，随着分子筛抗压强度也增强，而硝酸的酸含量的增加，胶溶性比甲酸，柠檬酸和草酸都好，因此，选择硝其含量选择5%较合适。酸作胶溶剂，2．3 升温速率对分子筛抗压强度的影响硝酸含量分别为2．5%和3．5%，保持Y分子筛与拟薄水铝石质量比为20∶1不变，对分子筛进将分子筛分为行1．2所述（1）～（3）步骤成型后，一组分子筛在干燥和焙烧时，缓慢升温，控两组，制升温速率，均采用100℃/h；另一组分子筛对升温速率不进行控制，直接设定到终点温度进行加两热。考察升温速率对分子筛抗压强度的影响，组分子筛抗压强度测试结果见表1。表1 升温速率对分子筛抗压强度的影响 分子筛抗压强度/N·cm－1 硝酸含量2．5%硝酸含量3．5% 13．0414．40 12．00 13．23 采用硝酸、柠檬酸、草酸、甲酸做胶溶剂，各种胶溶
剂含量均为4%，按1．2成型步骤使分子筛成型，考察胶溶剂品种对分子筛抗压强度的影响，结果见图2。
升温速率缓慢升温不控制升温速率
由表1可见，焙烧时缓慢升温，控制升温速率的分子筛抗压强度高于不控制升温速率的分子筛抗压强度。由此可见，升温速率对分子筛成型后升温速率过快时，孔分布的抗压强度有一定影响，不均匀，焙烧时间长，会导致分子筛小孔烧解，汇聚成大孔，孔径变大，从而抗压强度下降2．4水粉比对分子筛抗压强度的影响
［3，4］
图2胶溶剂品种对分子筛抗压强度的影响
由图2可见，硝酸作胶溶剂，分子筛抗压强度
达70N/cm最高值，因此，选择硝酸作胶溶剂最合适。2．2．2
胶溶剂含量对分子筛抗压强度的影响。
Y分子筛与拟薄试验采用的硝酸含量5%，水铝石质量比3∶1，将分子筛分为两组，成型时分别采用0．85和0．90的水粉比，在挤条过程中及干燥后观察两组不同水粉比成型物外观及测试分子筛焙烧后的抗压强度，考察水粉比对分子筛成型及分子筛抗压强度的影响，结果分别见图
4、图5和表2。表2 水粉比对分子筛抗压强度的影响 水粉比
0．8569．12 0．9063．97 图3胶溶剂品种及含量对
项目
分子筛抗压强度的影响
保持Y分子筛与拟薄水铝石质量比3∶1不变，分别用硝酸、柠檬酸、草酸、甲酸作胶溶剂，并改变胶溶剂含量，考察胶溶剂含量对分子筛抗压 抗压强度/N·cm－1 由表2可见，当水粉比较大时，成型后的分子 筛抗压强度有所下降。
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7，10d后的改的分子筛，及分别在柴油中浸渍3，性Y分子筛抗压强度测试结果见图6。
从图6可以看到，改性分子筛①，②和③在柴油中浸渍7d时，与没有在柴油中浸渍的分子筛抗压强度相比较，抗压强度下降不明显，浸渍10d 图4 水粉比0．90的分子筛成型情况
由图4可见，当水粉比较大达0．90时，挤条
过程中严重抱杆，成型物易变形，粘连，在干燥后易出现断裂现象。
后有所下降，但仍能达到100N/cm以上，能满足
工业应用脱硫剂的抗压强度要求（＞80N/cm）。对该改性Y分子筛进行比表面积及扫描电镜分
结果表明，成型后的改性Y分子筛内部结构析，变化不大，分子筛晶体颗粒基本上保持了原有的大小和分布。3 结论
（1）Y分子筛成型的最佳操作条件是：分子
硝酸含量5%，水筛与拟薄水铝石质量比为3∶1，图5水粉比0．85的分子筛成型情况
粉比0．85，干燥温度110℃，焙烧温度550℃，缓 达到温度时恒温2h。慢升温，（2）采用上述成型条件对改性Y分子筛进行
成型试验，改性后的Y分子筛抗压强度达到工业要求，并且内部结构变化不大。（3）硝酸的胶溶性比甲酸、草酸和柠檬酸好，并且在一定范围内，随着硝酸含量的增加，分子筛成型后抗压强度增强。（4）当水粉比较大时，成型后的分子筛抗压
而且在挤条过程中严重抱杆，成型物易变强度低，形，粘连，在干燥后易断裂，应采用适当的水粉比，原料的质量和种类不同，水粉比也不同。（5）在干燥和焙烧过程中，升温速度过快会导致成型后的催化剂抗压强度下降，应采用程序升温，控制升温速度。参考文献
［1］赵云鹏，邓启刚．5A分子筛催化剂成型的研究［J］．齐齐哈 2004，40（4）：7－9．尔大学学报，［2］李大东．控制氧化铝孔径的途径［J］．石油化工，1989，18（4）：488－494．
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J］．稀土，2010，31（6）：78－80．度影响的研究［ 由图5可见，当水粉比为0．85适宜值时，分
子筛在挤条过程中不易粘连，并且干燥后没有出现断裂现象。
2．5成型条件对改性Y分子筛抗压强度的影响用Y分子筛原粉摸索出最佳成型条件：分子筛与拟薄水铝石质量比3∶1，硝酸含量5%，水粉比0．85，干燥温度110℃，焙烧温度550℃，缓慢 达到设定温度时恒温2h
。升温，图6成型条件对改性分子筛抗压强度的影响
将该条件应用于改性Y分子筛的成型过程，成型后的改性分子筛①，②和③3种分子筛均用作柴油脱硫催化剂。成型后没有在柴油中浸渍过
TheEffectsofFormingConditionsforZeolite onItsCompreiveStrength ZhangXiaolin WangJunyan CaoZhitao（LiaoyangPetrochemicalCompanyofPetroChina，Liaoyang111003）2012年7月张晓琳等．分子筛催化剂成型条件对其抗压强度的影响41［Abstract］Theformingstepsforzeolitewereintroduced．TheeffectsofconditionuchasmaratioofYzeolitetopseudobochmite，kindsandcontentofpeptizator，maratioofwatertopowderonthecompreivestrengthaftercatalystformingwereexamined．TheresultshowedthattheformedYzeolitehadthebestcom-nitricacidpreivestrengthundertheconditionsasfollows：maratioofYzeolitetopseudobochmitewas3：1，wasusedaspeptizatorwiththecontentof5%，thetemperaturerisedsteadilywiththespeedof100℃perhour，maratioofwatertopowderwas0．85，dryingtemperaturewas110℃，calcinationtemperaturewas550℃．
［Keywords］catalyst；compreivestrength；formingconditions 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
高成本和替代产品仍难阻止全球PP需求继续增长
IHS化学的数据显示，2011年全球PP产量为51．418Mt/a，需求为50．705Mt/a。2011年全球PP PP是一种低成本的替代产品，产业面临价格波动。相对于其他聚合物，但是目前PP的成本已经大幅增
PP正变得日益昂贵，加，尤其是北美地区。尽管如此，受新兴经济体需求强劲增长的刺激，未来几年全球PP需求仍将以年均约5%的速度增长，不过成熟经济体的增速较慢，甚至出现下降。
PP工业面临的一个主要问题是丙烯原料的缺乏，这已经引起业界对长期供应的担忧。来自于炼油厂以及专门生产丙烯的生产设施，如丙烷脱氢装置、烯烃歧化装置以及甲醇制烯烃装置的丙烯供应将日益增加。
与此同时，中东正在成为全球主要的PP出口地区。2015年前中东和新加坡将新增2．30Mt/a的PP产能，当前中东和新加坡已经拥有9．0Mt/a的PP产能。2009—2010年，中东地区新增约3．70Mt/a IbnZahr石化公司500kt/aPP装置和Al的PP产能。2009年，沙特卡扬石化公司350kt/aPP装置、Waha公司450kt/aPP装置建成投产，这3套装置均位于沙特朱拜尔。Yansab位于沙特延布的一套400kt/aPP装置也于2009年投产。同年，沙特拉比格炼化公司位于沙特拉比格的两套PP装置投产，每套设计产能为350kt/a。位于伊朗Arak的一套200kt/aPP装置也于2009年建成。博禄公司位于阿布扎比鲁韦斯的两套PP装置于2010年投产，每套装置的设计产能为400kt/a。伊朗Jam石化公司位于伊朗阿萨鲁耶的一套300kt/aPP装置也于2010年建成投产。
2011年公司的PP销售量出现下降，利安德巴赛尔公司表示，其中在美洲的销售量同比下降4%至
24．71亿磅（约1．12Mt），在全球其他地区的销售量同比下降6%至66．24亿磅。当前公司在美洲的PP 2011年第4季度公产能为44亿磅/a，在全球其他地区的产能为124亿磅/a。受赢利能力下降的影响，司在美洲的PP利润大约下降1000万美元，在全球其他地区的利润下降约6000万美元。
利安德巴赛尔公司已经宣布计划将在2012年中期前关闭位于德国韦塞林的两套小型PP装置，合计产能为90kt/a。公司计划扩大美洲的丙烯产能，当前公司在美洲拥有15亿磅/a的丙烯产能，其中10亿磅/a来自于歧化装置，另外5亿磅/a来自于炼油厂。公司计划2014年前新增约5亿磅/a的丙烯歧化产能，需要投资约1．25亿美元。
中国将继续成为全球聚烯烃增长的引擎，但是中国PP供求缺口正日益减小，因为该国正在加快PP产能建设，以实现自给。到2015年中国国内PP市场仍将面临短缺，将继续从邻国和中东地区进口PP。不过随着新建流化催化裂化装置（FCC）、烯烃装置和煤基甲醇制丙烯装置的陆续建成，中国PP市场供求缺口将日益缩小。2015年前中国PP产能将增加约70%至21．60Mt/a，而需求将增加至19．00Mt/a，比2011年增加32%。中国PP进口量将从2011年时的约5Mt下降至2015年的3Mt以下。
2012－03－19荆门石化信通中心庞晓华摘译自ChemicalWeek，
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