[發明專利]無有機胺體系下高效制備小晶粒ZSM-5分子篩的方法

在審

• 申請號: 201711494447.9
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN108033463A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 洪魯偉;劉冠鋒;于海斌;臧甲忠;王銀斌;郭春壘;孫振海;汪洋;宋萬倉;王凌濤;王海強
• 申請（專利權）人: 中海油天津化工研究設計院有限公司;中國海洋石油集團有限公司;中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: C01B39/38
• 分類號: C01B39/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種無有機胺體系下高效合成小晶粒ZSM?5分子篩的方法，該方法采用硅源、鋁源、堿源、長鏈表面活性劑為原料，配制無有機胺的分子篩凝膠，采用程度升溫晶化生長，獲取團聚形式小晶粒ZSM?5分子篩，其粒徑小于傳統無模板劑法合成的ZSM?5分子篩。本發明方法通過添加長鏈表面活性劑替代有機胺類模板劑的使用，同時減少水用量，投料水硅比小于15，結合了固相和液相晶化的合成優勢，分子篩產率高，廢水少，生產成本低，有效克服傳統合成方法大量使用有機胺類模板劑帶來的高成本和環境污染等一系列難題。

技術領域：

本發明屬于分子篩制備領域，具體涉及一種無有機胺體系下高效制備小晶粒ZSM-5分子篩的方法。

背景技術：

ZSM-5分子篩以其獨特的三維孔道結構和酸強度分布決定了其水熱穩定性和良好的擇形性，尤其在烴類的芳構化、異構化、烷基化和芳烴歧化等反應中表現出卓越的性能，將其用作催化裂化反應可以達到提高汽油辛烷值、降低汽油烯烴含量、多產丙烯等目的。同時ZSM-5分子篩也被廣泛用于吸附分離、離子交換及環境保護等各個領域。

1972年美孚公司(R.J.Argauer,G.R.Landolt.US3702886,1972)首次報道采用有機模板劑成功合成ZSM-5沸石。后續很多學者也都報道了有機模板劑法合成ZSM-5沸石分子篩。有機模板劑的使用會帶來很多問題，比如提高合成成本，模板劑去除不完全會堵塞孔道，從而影響催化劑的活性。模板劑的分解會給大氣和水帶來污染等環境問題。

Huang等人采用高溫成核低溫晶化的兩步法在無模板劑的添加下以硅溶膠為硅源合成了較大晶體粒徑的ZSM-5分子篩團簇體[HuangXL,etal.,Chin.J.Catal.,2011,11:1702-1710]，該方法存在水硅比較大，合成分子篩粒徑較大的缺點；

專利CN101643219A和CN201610256314.7在合成過程中均需要引入利用有機胺合成的MFI晶種，在合成過程中無法避免有機胺的使用，且合成的分子篩存在形貌不均勻，晶粒尺寸較大和分布較寬，結晶度不太高等缺點。

專利CN101643219A、CN102642847B和CN201610256314.7在合成過程液體水使用量較大，造成合成過程中的固液比較低，分子篩的收率低，從一定程度上提高了合成的成本。

總之，上述方法以及其它相關類似方法可以有效地減少有機銨的使用，但是仍然不可避免的使用有機胺類模板劑，同時合成得到的ZSM-5分子篩存在粒徑較大，形貌不均勻，同時分子篩的產率較低等問題，這就在很大程度上限制了此類合成方法的工業化應用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種無有機胺體系下高效制備ZSM-5分子篩的方法，該方法通過長鏈表面活性劑替代有機胺的使用，同時減小水硅比，結合了固相和液相晶化的合成優勢，分子篩產率高，廢水少，生產成本低，有效克服傳統合成方法大量使用有機胺類模板劑帶來的高成本和環境污染等一系列難題。

本發明的技術解決方案是，提供了一種無有機胺體系下高效合成小晶粒ZSM-5分子篩的方法，通過添加長鏈表面活性劑替代有機胺，減少水用量，投料水硅比小于15，結合了固相晶化和液相晶化的合成優勢，反應時間短，分子篩產物收率高。具體如下：

一種無有機胺體系下高效合成小晶粒ZSM-5分子篩的方法，其具體制備步驟如下：

(1)將鋁源、堿源、表面活性劑分別溶于去離子水中，室溫下攪拌均勻。