[發(fā)明專利]一種Y型分子篩的合成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210089040.9
• 申請(qǐng)日: 2012-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102616807A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉麗;宋家慶;徐向宇;姚小強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B39/24
• 分類號(hào): C01B39/24
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種Y型分子篩的合成方法。

背景技術(shù)

Y型分子篩作為催化劑或催化劑載體，廣泛應(yīng)用于石油化工特別是催化裂化領(lǐng)域。隨著催化裂化原料的重質(zhì)化、劣質(zhì)化，對(duì)催化劑的要求越來(lái)越嚴(yán)格。常規(guī)Y型分子篩孔徑較小，重油大分子難于進(jìn)入孔道，同時(shí)也限制了分子的快速擴(kuò)散，對(duì)減少二次裂化和降低結(jié)焦率不利。納米Y型分子篩表面原子比例大，催化活性中心數(shù)目多，晶內(nèi)擴(kuò)散速率高，在轉(zhuǎn)化大分子，減少產(chǎn)物的二次裂化及降低催化劑結(jié)焦等方面，表現(xiàn)出比常規(guī)Y型分子篩更為優(yōu)越的性能。但是，隨著分子篩粒徑的減小，其熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性變差。而Y型分子篩的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性與骨架硅鋁比有關(guān)，骨架硅鋁比越高，其熱穩(wěn)定和水熱穩(wěn)定性越高。因此，如何在控制晶粒尺寸的基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品的骨架硅鋁比成為許多研究者的研究目標(biāo)。

目前，合成高硅鋁比NaY分子篩的方法有：(1)“二次合成”法，即先合成普通的NaY分子篩，然后經(jīng)各種化學(xué)或物理方法脫鋁或脫鋁補(bǔ)硅等后處理方法制得，其中包括：高溫水熱法[USP?3449370]、高溫氣相反應(yīng)法[USP?4701313][USP?4297335][USP?4438178]、氟硅酸銨液相反應(yīng)法[催化學(xué)報(bào)，1993，14(4)：300-306]和有機(jī)絡(luò)合劑法[USP?4093560]等。但這些方法制備步驟繁瑣，且對(duì)分子篩的結(jié)晶度影響較大。(2)直接合成法，如：USP?5549881，USP?5116590，USP?4965059介紹了一種八面沸石分子篩的合成方法，該方法以季胺堿為有機(jī)模板劑合成硅鋁比大于6.0的八面沸石。該方法的優(yōu)點(diǎn)是制備的Y型分子篩的硅鋁比較高。但是，該方法中所使用的季胺堿是商購(gòu)的化學(xué)藥品，因此，該方法制備分子篩的成本較高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

目前，已報(bào)道了許多小晶粒NaY分子篩的合成方法，歸納起來(lái)主要有：USP?3755538介紹的方法是向?qū)騽┲屑尤隑，V，P，Mo，Ge等金屬元素，合成NaY分子篩的晶粒大小為200-600nm，但是該方法合成產(chǎn)品的骨架硅鋁比較低；EP?0435625A2中采用提高體系堿度的方法合成了小于100nm的Y型分子篩，但是該方法合成的分子篩的硅鋁比也比較低；CN?10033593C介紹的方法是將硅酸鈉溶液加入到透光率＜30％的常規(guī)導(dǎo)向劑中，制得了一種透光率＞75％的改進(jìn)導(dǎo)向劑溶液，合成NaY分子篩的晶粒大小為100-300nm，但是該方法易造成管路堵塞；USP?3516786中采用加入分散介質(zhì)，如甲醇、乙醇、丙酮、二甲砜、N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃等，合成出的分子篩晶粒尺寸為10-100nm，但是該方法生產(chǎn)成本高，且對(duì)環(huán)境造成了污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)目前NaY分子篩合成方法的不足，提供一種成本低、工藝簡(jiǎn)單、可直接合成高硅鋁比的納米NaY分子篩的合成方法。

本發(fā)明提供的Y型分子篩的合成方法包括：

1)制備摩爾組成為(8-40)Na₂O∶Al₂O₃∶(8-40)SiO₂∶(50-400)H₂O的晶化導(dǎo)向劑，先向硅源中加入高堿度偏鋁酸鈉溶液，攪拌均勻后于室溫下攪拌老化10-30h，再向其中加入低堿度偏鋁酸鈉溶液和H₂O，攪拌均勻后，將混合物加入內(nèi)襯聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中以10-50r/min旋轉(zhuǎn)老化24-48h得到晶化導(dǎo)向劑；

2)制備摩爾組成為(2-9)Na₂O∶Al₂O₃∶(5-20)SiO₂∶(50-400)H₂O的硅鋁凝膠，其中，導(dǎo)向劑中Al₂O₃的摩爾量占整個(gè)硅鋁凝膠中Al₂O₃摩爾量的2-50％，優(yōu)選2-10％：在攪拌的條件下，將硅源預(yù)熱至40-80℃，然后向其中依次加入低堿度偏鋁酸鈉溶液及步驟1)制得的晶化導(dǎo)向劑，攪拌0.5-5h，然后加入酸性鋁鹽溶液及H₂O，繼續(xù)攪拌1-5h得到硅鋁凝膠；

3)硅鋁凝膠分兩步晶化，第一步于10-80℃晶化6-30h，優(yōu)選80℃；第二步于90-120℃晶化4-60h，經(jīng)離心洗滌至濾液pH值小于9，然后干燥得NaY分子篩。