[發明專利]一種絲光沸石分子篩、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201810638021.4
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN110615444B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 李凌云;田鵬;王全義;劉中民
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C01B39/26
• 分類號: C01B39/26;B01J29/18;C07C67/00;C07C69/14
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 王惠

本申請公開了一種絲光沸石分子篩，其特征在于，所述絲光沸石分子篩為毫米級球形分子篩；所述絲光沸石分子篩由微米級的片狀絲光沸石晶體組裝得到；所述絲光沸石分子篩的比表面積為200～500m²·g^?1，孔體積為0.1～0.3cm³·g^?1。該分子篩為適用于固定床和移動床反應器的無粘結劑球形絲光沸石，其大小在一定范圍內可調，宏觀上具有毫米級球形結構，具有較高的機械強度。本申請還公開了其制備方法及在酸催化反應、含氧化合物轉化制羰基化合物反應中的應用，該方法原料轉化效率高，處理過程簡單、高效，采用該方法制備得到的絲光沸石分子篩用作催化劑時表現出良好的催化性能。

技術領域

本申請涉及一種絲光沸石分子篩、其制備方法及應用，屬于化學化工、催化劑制備領域。

背景技術

分子篩在催化過程中的作用尤為重要，已應用在催化裂化、芳烴異構化、甲醇制烯烴等反應過程中，產生巨大的經濟效益。通過傳統方法得到的分子篩呈粉末狀，無法直接應用到工業反應器中。一般需要進行成型過程，以得到顆粒狀催化劑。由于分子篩本身屬于瘠性材料，必須加入粘結劑來增加機械強度。無機粘結劑會留存在催化劑中，造成催化劑中分子篩含量的下降，催化劑活性也隨之降低。粘結劑還會影響反應物的擴散，導致積炭失活，影響催化劑壽命。雖然有機粘結劑可以在焙燒時除去，但同時也增加了催化劑的生產成本，經濟性不高，有機物的焙燒對環境也存在一定污染，不符合當今節能環保的主題。

為了克服現有分子篩在成型過程中帶來的問題，人們開始研究無粘結劑合成分子篩催化劑的方法，可將其分成兩大類，一類是直接合成沸石塊，另一類是將粘結劑轉化成分子篩。通常是將粘結劑與分子篩混合成型，在水熱條件下晶化得到無粘結劑分子篩催化劑。由于不含有粘結劑，催化劑中活性組分含量提高，相應的反應活性也得到提高。分子篩孔道通暢，不存在粘結劑堵塞孔道影響擴散的問題。但前者的生產效率較低，無法大規模應用，后者一般利用擠條成型得到條形分子篩，在擠條過程中為了防止擠壓帶來的空隙率減小的問題，要加入造孔劑。

絲光沸石具有12元環和8元環孔道結構，在芳烴異構化，二甲醚羰基化等固定床反應中具有優異的催化反應性能，因此被應用于石油煉制和石油化工過程。因為球形催化劑便于工業裝置的催化劑裝填，并且可以減小溝流現象，是較為理想的固定床催化劑形狀。美國專利USP 4935217報道了微米級的火山玻璃在堿性溶液中晶化得到MOR沸石顆粒，晶化溫度在200℃左右。但存在顆粒太小，無法控制顆粒的形狀，晶化溫度太高等問題。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種絲光沸石分子篩，該分子篩為適用于固定床和移動床反應器的無粘結劑球形絲光沸石分子篩，其大小在一定范圍內可調，宏觀上具有毫米級球形結構，具有較高的機械強度和較高的熱穩定性、水熱穩定性。

所述絲光沸石分子篩為毫米級球形分子篩；

所述絲光沸石分子篩由微米級的片狀絲光沸石晶體組裝得到；

所述絲光沸石分子篩的比表面積為200～500m²·g^-1，孔體積為0.1～0.33-1cm·g。

可選地，所述絲光沸石分子篩的尺寸為2～3mm。

可選地，所述絲光沸石分子篩晶體的尺寸為2～5μm。

可選地，所述絲光沸石分子篩的硅鋁比(Si/Al)在10～12之間。

根據本申請的另一個方面，提供了上述絲光沸石分子篩的制備方法，該方法中，分子篩無需成型過程，原料轉化效率高，與傳統水熱合成相比，產品在制備全過程都以顆粒形式存在，在生產過程中能夠避免粉末的出現，因此省去離心、成型等過程，處理過程簡單、高效。

所述絲光沸石分子篩的制備方法，其特征在于，包括：以球形二氧化硅為前驅體，在含有含氮化合物和水的蒸汽氣氛中加熱晶化，得到所述絲光沸石分子篩。