一种基于NaY分子筛母液资源化产物的多形态成型方法及其所得成型体的应用与流程

本发明涉及工业固体废物资源化与化工材料成型，具体涉及一种利用nay分子筛合成母液制备多种形态硅铝材料成型体的方法，以及所得成型体在吸附与催化领域的应用。

背景技术：

1、nay分子筛是石油化工领域重要的催化材料，在其合成过程中会产生大量富含硅、铝的碱性母液。直接排放这些母液会造成资源浪费和环境污染。因此，对母液进行资源化利用已成为行业共识。

2、目前，已有技术关注于将母液转化为具有吸附或催化潜力的硅铝材料。例如，本申请人的在先研究中，开发了一种绿色的资源化方法，其核心在于全程不使用氨水或任何含铵盐，通过分步ph调控与改性，从源头上避免了氨氮废水的产生，得到具有高反应活性的硅铝凝胶中间体。

3、然而，上述方法得到的中间产物通常为浆料或滤饼，其物理形态无法直接满足大多数工业反应装置（如固定床、移动床、流化床）对催化剂或吸附剂载体的要求。工业应用要求载体具备规整的形态（如微球、条状、球体）、适宜的粒度分布、足够的机械强度（低磨耗、高抗压碎强度）和优化的传质性能。不同的反应器型式对载体形态有不同要求：流化床需要粒径均一的微球，固定床则需要大粒径、高强度的条状或球状载体以降低压降。

4、现有技术中，缺乏一种能够与前述绿色资源化工艺无缝衔接，并能根据最终应用需求灵活、高效地制备多种高性能成型体的系统性方法。将无定形硅铝材料成型时，往往面临强度低、孔结构易破坏、成型路径单一等问题。因此，开发一种多形态、可定制的成型方法，是实现母液资源化产物高值化利用的“最后一公里”，具有重要的工程和商业价值。

技术实现思路

1、一、发明目的

2、本发明要解决的技术问题在于，克服现有技术的不足，提供一种与无氨氮母液资源化工艺相衔接的、可灵活选择成型路径以制备多种形态高性能硅铝成型体的方法，并提供所得成型体及其应用。

3、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供一种基于nay分子筛母液资源化产物的多形态成型方法。该方法以前述无氨氮工艺处理nay母液所得的中间产物为原料。所述“无氨氮工艺”是指，在处理过程中不使用任何含铵根离子（nh4⁺）的试剂（如氨水、碳酸铵、硫酸铵等）进行沉淀、ph调节或改性。该中间产物为固液分离前的均匀浆料，或经分离洗涤后的滤饼。

5、所述方法包括以下步骤：

6、s1. 提供一无氨氮中间产物，无水化学表达式以氧化物重量百分数表示为：na2o为0～3.0wt%、sio2为60～90wt%、al2o3为10～40wt%；

7、s2. 根据所述中间产物的状态（浆料或滤饼），选择对应的成型工艺路径对其进行成型处理，得到湿态或半干态成型体；

8、s3. 对所述成型体进行干燥和焙烧，得到硅铝材料成型体。

9、其中，成型工艺路径的选择依据为：

10、当中间产物为浆料时，选择基于浆料的干燥成型，如喷雾干燥或冷冻成型，直接获得微球。

11、当中间产物为滤饼时，可选择基于塑性物料的挤出成型（如挤条、挤环）或基于粉体的聚集成型（如滚球、压片），获得条状、环状、球状或颗粒状产品。

12、优选地，在成型过程中，还可引入孔结构导向剂、强度增强剂等功能性添加剂，以进一步优化产品性能。此外，成型过程产生的细粉可进行回收再利用。

13、第二方面，本发明提供一种由第一方面所述方法制得的硅铝材料成型体。

14、该成型体形态规整，具有高机械强度（侧压破碎强度≥15 n/颗或n/cm，磨耗率≤1.0 wt%/h）、适宜的比表面积（200-450 m²/g）和孔容（0.4-0.8 cm³/g）。其具体形态包括但不限于微球（d50: 20-300 μm）、条状体（径向尺寸: 1.0-5.0 mm）、球体（粒径: 0.3-8.0mm）等。

15、第三方面，本发明提供上述硅铝材料成型体在反应器中的应用。

16、所述成型体可直接装填于固定床、移动床或流化床反应器中，用作吸附剂脱除油品中的碱性氮化物、重金属、有机酸等杂质，或作为催化剂载体负载活性金属组分，用于加氢、裂化、异构化、烷基化等催化反应。

17、本发明的有益效果在于：

18、(1) 实现了从废液到高端工业成型材料的直接转化，打通了绿色资源化技术的产业化出口。

19、(2) 提供了高度柔性化的生产解决方案：一套核心原料，三种成型路径，可生产多种形态产品，快速响应不同下游应用（如炼化、环保、化工）的定制化需求，市场适应性强。

20、(3) 产品综合性能优异：所得成型体不仅继承了原料的优良本征性能，更通过适配的成型工艺获得了高机械强度、规整形貌和良好传质特性，完全满足工业装置长周期运行要求。

1.一种基于nay分子筛母液资源化产物的多形态成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于浆料的干燥成型为喷雾干燥成型或冷冻成型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述喷雾干燥成型的条件为：进口温度250-400℃，出口温度100-200℃；所述冷冻成型为将浆料滴入液氮或冷阱中快速冷冻，再经冷冻干燥除去溶剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于塑性物料的挤出成型为挤条成型、挤环成型或蜂窝陶瓷挤出成型；在进行挤出成型前，还包括对所述滤饼进行塑性处理的步骤：将所述滤饼与成型助剂和/或液体介质混合、练泥，形成具有可塑性的胚料；所述成型助剂选自田菁粉、甲基纤维素、柠檬酸、硝酸、乳酸、淀粉中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于粉体的聚集成型为滚球造粒成型或压缩造粒成型；在进行聚集成型前，还包括对所述滤饼进行预处理和/或混合的步骤：将所述滤饼干燥、粉碎得到粉末，或直接与粘结剂混合；所述粘结剂选自铝溶胶、硅溶胶、拟薄水铝石、凹凸棒土、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或多种。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤s2的成型处理过程中或步骤s3之前，还包括引入功能性添加剂的步骤，所述功能性添加剂选自孔结构导向剂、强度增强剂、造孔剂或活性金属前驱体中的一种或多种。

7.一种由权利要求1-6中任一项所述方法制得的硅铝材料成型体，其特征在于，所述成型体具有选自微球、条状、环状、球体或颗粒体中的至少一种形态；所述成型体的侧压破碎强度不低于15 n/颗或15 n/cm，磨耗率不高于1.0 wt%/h；

8.根据权利要求7所述的硅铝材料成型体，其特征在于，当所述成型体为通过基于浆料的干燥成型制得的微球时，其粒径d50为20-300 μm；当所述成型体为通过基于塑性物料的挤出成型制得的条状体或环状体时，其径向尺寸为1.0-5.0 mm；当所述成型体为通过基于粉体的聚集成型制得的球体或颗粒体时，其粒径为0.3-8.0 mm。

9.一种权利要求7或8所述的硅铝材料成型体在反应器中的应用，其特征在于，所述应用包括：将所述成型体装填于固定床、移动床或流化床反应器中，用作吸附剂以脱除流体中的碱性氮化物、重金属、有机酸或多环芳烃，或用作催化剂载体以负载活性组分用于加氢、裂化、异构化或烷基化反应。