沸石作為一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的催化劑在煉油與石化生產(chǎn)過程中得到很好的應(yīng)用。同時(shí)沸石在催化裂化、加氫裂化與加氫精制、異構(gòu)化、烷基化加工過程以及乙苯、異丙苯、直鏈烷基苯、己內(nèi)酰胺等石化產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用取得新的進(jìn)展。此后沸石催化劑無毒無害的特性及其相關(guān)綠色工藝適應(yīng)環(huán)保發(fā)展被得到越來越廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。

1960年WeisePB提出沸石分子篩規(guī)整結(jié)構(gòu)的“擇形催化”概念之后,1962年首次將X沸石分子篩用于催化裂化過程,從而使催化裂化工藝發(fā)生質(zhì)的飛躍,成為催化劑發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。20世紀(jì)70年代,美孚公司開發(fā)的ZSM25沸石分子篩催化劑又成功應(yīng)用于多種煉油和石化工藝,使沸石催化劑又進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。

隨著燃料油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高,以及針對石化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝不斷提出的環(huán)保要求,促使人們致力于改進(jìn)煉油與石化生產(chǎn)工藝,并積極開發(fā)新型環(huán)境友好的催化劑。沸石由于對人體無害、使用后不會造成新的環(huán)境污染,且具有活性高、選擇性好和容易再生等特點(diǎn),在各種烴類轉(zhuǎn)化中顯示出明顯的優(yōu)勢。

新開發(fā)的SAPO(結(jié)構(gòu)類似于菱沸石的結(jié)晶磷硅鋁酸鹽)、β沸石和MCM222等沸石催化劑及相應(yīng)工藝,降低了汽油、柴油等車用燃料燃燒后尾氣對環(huán)境的污染,減少了石化生產(chǎn)過程中有毒、有害副產(chǎn)物和廢棄物的排放和處理量,為石化工業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保目標(biāo)提供了可靠的技術(shù)支持。

  • 沸石已經(jīng)用于煉油與石化生產(chǎn)過程的沸石催化劑及其工藝;
  • 60年代初分子篩裂化催化劑的發(fā)明,引發(fā)了煉油工業(yè)的一場技術(shù)革命;
  • 70年代發(fā)現(xiàn)ZSM-5分子篩的擇形性,使得重要的石油煉制和石油化工新工業(yè)過程(乙苯生產(chǎn)、甲苯歧化、重油脫蠟等)開發(fā)成功;
  • 80年代TS-1變價(jià)元素雜原子分子篩的出現(xiàn)使分子篩“氧化催化”的領(lǐng)域異?;钴S;
  • 近年來分子篩在“環(huán)保催化”中應(yīng)用亦發(fā)展很快。

分子篩在工業(yè)催化過程的成功應(yīng)用激勵了分子篩合成、改性、表征、應(yīng)用研究的廣泛開展。分子篩改性最基本的辦法是通過二次合成、雜原子同晶取代等途徑,改變其骨架組成。AEM對檢測納米級范圍的元素及其組成變化十分有利。

70年代煉油工業(yè)面臨渣油加工和高辛烷值汽油生產(chǎn)的問題。FCC催化劑必須具有高的水熱穩(wěn)定性、抗重金屬污染、減少積炭生成、抑制氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)等特點(diǎn)。

人們發(fā)現(xiàn)Y分子篩經(jīng)脫鋁,提高其骨架Si/Al比會帶來一系列結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的變化,包括晶胞收縮、表面酸中心濃度降低、酸中心強(qiáng)度增加、酸中心分布分散、同時(shí)產(chǎn)生二次中孔。這些正適應(yīng)煉油催化劑性能新的要求。脫鋁Y分子篩已被廣泛用作FCC催化劑活性組份。

實(shí)際上因晶化時(shí)間較長,工業(yè)規(guī)模直接合成具有Si/Al比大于5的Y沸石是十分困難的。所以合成后脫鋁或用模板劑是僅有可能制備高Si超穩(wěn)YZeolite的方法。

脫鋁Y分子篩最先由Grace公司的Mcdanniel和Maher于1968年提出的,在有水蒸汽存在條件下,NH4Y分子篩經(jīng)高溫焙燒制得,稱超穩(wěn)Y分子篩(USY)。

目前,制備脫鋁Y分子篩的方法主要有:水熱深床處理(工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)采用此種方法);化學(xué)法(液相或氣相)脫鋁;水熱-化學(xué)法等。