[發明專利]循環氣相法制備沸石分子篩催化劑的方法

有效

• 申請號: 201210185778.5
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102674388A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李英霞;王煊;陳標華
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04;B01J29/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及循環氣相法制備沸石分子篩催化劑的方法，即在不斷循環的蒸汽中制備沸石分子篩催化劑的方法。具體指在不斷循環的水蒸氣或者有機模板劑與水混合蒸汽中原位制備如Beta、MCM-22等沸石分子篩催化劑。

背景技術

沸石分子篩具有獨特的規整晶體結構，微孔分子篩具有較強的酸中心和規整的孔道結構，這些特性使它成為性能優異的催化劑，目前廣泛應用于石油煉制、石油化學、精細化工及專用化學品的合成等領域。

工業沸石分子篩的合成方法主要方法是水熱法，水熱法是目前合成沸石分子篩最為成熟的方法，該方法一般采用動態水熱合成釜，以有機胺為模板劑，整個過程均在水介質中進行。水熱法能夠有效提高沸石分子篩成核速度和晶化速度，是合成沸石分子篩最好的途徑之一，但是水熱法中有機模板劑消耗量大，單釜產率低，后處理過程中有效組分隨母液排放而損失，而且母液排放污染環境等。

專利CN1051334A公開了一種在蒸汽環境中合成沸石分子篩的方法，即氣相法。該方法采用氣相合成釜，與傳統的水熱法相比，有機模板劑的用量降低，后處理過程簡單，同時減少了其中含胺有機物的排放，減少了生產過程中的環境污染；但是該方法硅鋁干膠與模板劑或水蒸汽傳質效果較差，并且操作為間歇式操作，不利于工業化。

Naik等人采用了一種新型氣相反應釜合成出沸石分子篩（The?Journal?of?Physical?Chemistry?B.2003，107,29：7006-7014.），該反應釜能夠控制氣相法合成沸石分子篩中水蒸氣的相對濕度，克服了傳統氣相合成釜難以調控水蒸氣相對濕度的缺點，探索出一種在特定的水蒸氣相對濕度下合成沸石分子篩的新路線。

發明內容

本發明提出了一種采用循環氣相法制備分子篩催化劑的方法，即在不斷循環的水蒸氣或有機模板劑與水混合蒸汽中制備沸石分子篩催化劑的方法。

循環氣相法制備沸石分子篩催化劑的方法，其特征在于應用如下裝置：

該裝置包括以下幾部分：高壓反應釜主體，高壓反應釜外加熱設備，用于放置硅鋁干膠的高壓反應釜內的1-200層隔板，每層隔板是開有均勻孔的篩板，或者是篩網；還包括壓力調節閥，泵，儲液罐，預熱器，冷卻器以及壓力傳感器和溫度傳感器；

所述的壓力調節閥位于高壓反應釜主體的頂部，一端與高壓反應釜主體連接，另一端與冷卻器的一端連接；冷卻器的另一端與儲液罐的一端連接，儲液罐的另一端連接泵泵的進口，泵的出口相連接連接預熱器的一端，預熱器的另一端連接高壓反應釜主體的底部；

壓力傳感器安裝在高壓反應釜主體的頂部、底部或者釜內或者都安裝，溫度傳感器安裝在高壓反應釜外加熱設備上或者高壓反應釜內的隔板中或者都安裝；

步驟如下：

a)將合成沸石分子篩所需的硅源、鋁源、堿源以及有機模板劑與去離子水混合形成硅鋁溶液，干燥得到硅鋁干膠；

b)將硅鋁干膠放入高壓反應釜中，在有機模板劑或者水與有機模板劑者兩者同時存在的條件下采用循環氣相法對硅鋁干膠進行晶化，晶化結束后產物經后處理得到工業沸石分子篩催化劑；

所述的晶化溫度在90-300℃，晶化壓力為0.1-5.0Mpa；晶化時間為1-10天；

所述的有機模板劑或者水的循環的質量空速為0.01-20h^-1；

且水或有機模板劑與水的循環路徑如下：儲液罐中的水或有機模板劑與水溶液進入泵，然后進入預熱器，經過預熱的水或有機模板劑與水溶液進入高壓反應釜主體中，此時水或有機模板劑與水從液相變為氣相，并依次通過隔板，然后流經壓力調節閥進入到冷卻器中，此時水或有機模板劑與水又從氣相變為液相，最后進入到儲液罐中，完成了水或有機模板劑與水的循環。

本發明中水蒸氣或有機模板劑與水混合蒸汽處于不斷的循環狀態，可以使硅鋁干膠與水蒸氣或有機模板劑與水混合蒸汽充分接觸，增加硅鋁干膠與水蒸氣或有機模板劑與水混合蒸汽之間的傳質效果，提高傳質速率，縮短合成時間；高壓反應釜采用多層結構，大大提高單釜產率；高壓反應釜的壓力可以根據反應條件進行調控，可以使水蒸氣或有機模板劑與水混合蒸汽處于飽和、過冷或者過熱狀態；最為重要的是還能夠使有機模板劑重復多次利用，減少了含胺有機物的排放，進一步降低原料尤其是有機模板劑的消耗，降低了生產過程中的環境污染和生產成本，而且生產過程更加連續化，有利于工業化生產。