[發明專利]SAPO-5和SAPO-34共生分子篩的合成方法

無效

• 申請號: 201010261911.1
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN102372290A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 趙昱;劉紅星;方敬東;王偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C01B39/54
• 分類號: C01B39/54;C01B37/08
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明涉及一種SAPO-5和SAPO-34共生分子篩的合成方法。

背景技術

1984年，Lok等人首先將Si引入AlPO₄系列分子篩中，合成出一類新的磷酸硅鋁(SAPO-n)分子篩，這類分子篩包括13種由四面體構成的三維微孔骨架結構，其中有些屬于新型結構，有些則與常規沸石相似，具有從六元環至十二元環的孔道結構，孔徑在0.3～0.8nm間，因此能適應不同尺寸分子吸附和擴散的要求。磷酸硅鋁分子篩(SAPO-n)是由SiO₂、AlO₂^-和PO₂⁺三種四面體單元構成的微孔型晶體，其中n代表不同的晶體結構。SAPO系列的結構種類很多，根據孔徑大小可以劃分為大孔徑結構(如SAPO-5)、中等孔徑結構(如SAPO-11)、小孔徑結構(如SAPO-34)和極小孔徑結構(如SAPO-20)等。適宜的孔結構的SAPO具有優異的擇形選擇性。SAPO-n作為催化劑可用于許多的烴類轉化反應中，如裂解、氫化裂解、芳香族化合物的烷基化和異構化、支鏈烷烴的烷基化和異構化、聚合、重整、加氫、烷基轉移反應、脫烷基反應、水合作用等；作為吸附劑，SAPO-n可根據分子的大小和極性的不同來分離混合物。

SAPO-5分子篩屬于AFI型分子篩，其骨架是由兩個四元環和六元環交替組成的十二元環的一維線性且不互相交叉孔道系統，屬于大孔徑分子篩，而SAPO-34的晶體結構類似于菱沸石型(CHA)，其基本結構單元為雙六元環，這些雙六元環通過部分四元環相連，形成了具有最大為八元環的三維孔道結構，屬于小孔徑分子篩。

甲醇既是重要的化工原料，又是潛在的車用燃料和燃料電池的原料，因此甲醇合成催化機理的研究和新催化劑及新催化過程的探索在國際上一直受到重視。其中，甲醇轉化制輕烯烴過程具有極重要意義，因為乙烯、丙烯是合成洗滌劑、塑料、纖維和各類化工材料的關鍵中間物，今天的有機化學品90％以上可以追溯到是以“三烯”“三苯”為上游原料的產品，而其中以乙烯為上游原料的約占40％。小孔徑結構的SAPO-34分子篩擇形選擇性很高，同時具有杰出的熱穩定性和濕熱穩定性，使得它的應用前景很廣泛，在甲醇轉化制化制低碳烯烴過程(MTO)中，由于它的孔徑大小約為0.43nm，僅對C₁～C₄的烴類具有擇形選擇性，使用它作為催化劑可使得甲醇轉化的絕大部分產物是低碳烯烴，無芳香族化合物和支鏈異構物生成，提高了MTO過程的轉化率和產率。而大孔徑的SAPO-5分子篩在擇形催化、吸附分離、光化學轉化領域、非線性光學材料制備、碳納米管制備、空氣污染。治理和催化劑載體等領域具有很大的應用潛力。

美國專利4440871公開了多種磷酸硅鋁分子篩的制備方法。采用硅源、磷源、鋁源和有機模板劑生產SAPO-34分子篩的制備方法，這種方法的晶化時間長，達到150小時甚至320小時以上。

中國專利CN1088483公開了一種或多種廉價有機模板劑合成SAPO-34分子篩的方法，該方法用來合成大晶粒的SAPO-34分子篩。

中國專利CN101293660公開了一種加料順序合成SAPO-34分子篩的合成方法，但是加料順序操作過于復雜。

中國專利101302015A公開了一種以二乙胺為模板劑合成SAPO-5分子篩的方法，這種方法成本較低。

中國專利10144350公開了一種以二乙胺為模板劑合成SAPO-11和SAPO-34的方法，此種方法特點是可以控制模板劑的量來分別合成SAPO-11和SAPO-34分子篩

SAPO分子篩作為活性組分，在催化劑的整個合成過程中起著非常重要的作用，而SAPO-5和SAPO-34分子篩的應用十分廣泛，在此基礎上，合成它們的共生分子篩以期得到更好的應用以及更好的發展空間。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中合成的多孔材料孔徑單一、活性不高的問題。提供一種共生分子篩SAPO-5和SAPO-34的制備方法，該分子篩具有多級孔道結構，活性較高的特點。