1 实验十 沸石催化剂的制备与脱硫工艺的考查 沸石也称分子筛,是结晶型的硅铝酸盐,具有均一的孔隙结构,其化学组成可表示为: OmHSiOAlOMeyxnx222 其中Me为金属阳离子,n为金属阳离子价数,x为铝原子数,y为硅原子数,m为结晶水的分子数。 分子筛的基本结构单位是硅氧和铝氧四面体,四面体通过氧桥相互连接可形成环,环上的四面体再通过氧桥相互连接,可构成三维骨架的孔穴(或称笼),在分子筛的晶体结构中,含有许多形状整齐的多面体笼,不同结构的笼再通过氧桥相互联结形成各种不同结构的分子筛。沸石分子筛用途很多,在工业上常将它作为吸附剂和催化剂,特别是用于炼油和石油化工中的干燥、吸附及催化裂化、异构化、烷基化等很多反应。它还能与某些贵金属组分结合组成多功能催化剂。 沸石催化剂属于固体酸催化剂,它的酸性来源于交换态铵离子的分解、氢离子交换或者是所包含的多价阳离子在脱水时的水解。由于合成分子筛的基本型是Na型分子筛,它不显酸性,为产生固体酸性,必须将多价阳离子或氢质子引入晶格中,所以制备沸石催化剂往往要进行离子交换。同时,通过这种交换,可以改进分子筛的催化性能,并获得更好的吸附性能。 本实验通过离子交换法制备HY型沸石,并改变工艺条件确定 HY型沸石最佳的吸附脱硫工艺。 A 实验目的 (1) 掌握离子交换法制备Y型沸石催化剂的原理及方法。 (2) 掌握确定最佳吸附脱硫工艺的方法。 B 实验原理 2 Y型沸石是目前广泛应用的沸石类型,其结构类似于金刚石的密堆立方晶系结构。若以 笼这种结构单元取代金刚石的碳原子结点,且用六方柱笼将相邻的两个 笼联结,就形成了八面沸石型的晶体结构(图2–14),用这种结构继续连接下去,就得到Y型分子筛结构。其主要通道孔径约8-9A0 ,AiSi比 1.5~3.0。在八面沸石型分子筛晶胞结构中,阳离子的分布有三种优先占住的位置,即位于六方柱笼中心的SⅠ,位于 笼的六圆环中心的SⅡ,和位于八面沸石笼中靠近 笼的四元环上的SⅢ。 Y型沸石催化剂的制备过程主要由以下几步组成: (1) 离子交换 分子筛的离子交换反应一般在水溶液中进行,常用的是酸交换或铵交换,酸交换通常可用无机酸342HNOSOHHCl,,,或有机酸(醋酸、酒石酸等)。下式表示以HCl进行交换的反应式: HClNaY NaClHY 酸交换时,沸石晶格上的铝也能被 H+取代成为脱铝沸石,其催化性能会发生变化。 铵交换就是用铵盐溶液对 NaY 进...