[發(fā)明專利]用種晶劑合成沸石晶體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880018808.9
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN110418768B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S.尼古拉斯;C.盧茲;Y.勒孔特
• 申請（專利權(quán)）人: 阿科瑪法國公司
• 主分類號: C01B39/22
• 分類號: C01B39/22;C01B39/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 詹承斌

本發(fā)明涉及合成沸石X晶體的方法，其包括至少一個將種晶劑添加到合成凝膠中的步驟和至少一個在嚴(yán)格大于120℃、優(yōu)選等于或大于130℃的溫度下形成沸石X晶體的步驟。

本發(fā)明涉及沸石領(lǐng)域，更精確地為沸石晶體的工業(yè)合成領(lǐng)域，并且更特別地涉及FAU?X型沸石晶體的合成領(lǐng)域。

FAU?X型沸石(或更簡單地，在本文件的其余部分中為沸石X)的合成通常在工業(yè)中在攪拌的分批式(間歇式)反應(yīng)器中進(jìn)行，其中通過注射蒸汽和/或通過加熱夾套來加熱反應(yīng)中間物。

能夠形成沸石晶體的合成凝膠的制備通常包括將鋁酸鈉溶液與硅酸鈉溶液混合，該混合可在結(jié)晶反應(yīng)器的上游的設(shè)備中或直接在結(jié)晶反應(yīng)器中進(jìn)行。

在沸石X(其為亞穩(wěn)結(jié)晶相)的情況下，已知必須進(jìn)行低溫熟化階段，通常低于40℃，以形成晶種，所述晶種在較高溫度下進(jìn)行的結(jié)晶階段之后，會通過其生長產(chǎn)生沸石X晶體。

另一方面，在較高溫度下制備沸石X可導(dǎo)致形成其他結(jié)晶形式，例如沸石P和沸石A，如例如在D.W.Breck的書籍“Zeolite?Molecular?Sieves”,(1974),第273頁(由JohnWileySons,New?York出版)中所教導(dǎo)的。

然而，文獻(xiàn)EP0149929公開了通過將硅酸鈉水溶液和鋁酸鈉水溶液連續(xù)進(jìn)料到未攪拌的管式反應(yīng)器中來獲得沸石，特別是沸石A的方法，使得混合時間小于凝膠時間。

專利BE869156描述了一種連續(xù)生產(chǎn)沸石A的工業(yè)方法，其首先包括用渦輪混合器且連續(xù)地由硅酸鈉溶液和鋁酸鈉溶液在40℃至90℃的溫度下瞬時地制備凝膠。然后將如此制備的凝膠轉(zhuǎn)移到結(jié)晶罐中加熱至70℃至100℃，以便以分批模式進(jìn)行結(jié)晶。

為了顯著減少合成時間，可特別有益的是在比常規(guī)用于合成沸石X晶體的常規(guī)溫度更高的溫度下進(jìn)行，因此能夠設(shè)想沸石X晶體的甚至更有利的工業(yè)合成，并且非常特別是連續(xù)工業(yè)合成。

然而，如在出版物“Zeolite?Molecular?Sieves”(出處同上)中所教導(dǎo)的，沸石X在25℃至120℃下結(jié)晶，具有可變的結(jié)晶時間，結(jié)晶溫度越高，該結(jié)晶時間越短；參見，例如D.W.Breck的書籍“Zeolite?Molecular?Sieves”,(1974),第333-334頁(由John?WileySons,New?York出版)。

因此，本發(fā)明的第一個目的在于提出沸石X晶體的合成，并且更特別為沸石X晶體的連續(xù)合成。另一個目的在于提出具有高純度晶體的形成的沸石X晶體的合成，通常是連續(xù)合成，例如結(jié)晶度等于或大于98％并且純度等于或大于98％。又一個目的在于提出具有高純度晶體的形成的沸石X晶體的合成，通常是連續(xù)合成，其具有減少的合成持續(xù)時間，特別是與現(xiàn)有技術(shù)中已知的相比減少的。

申請人現(xiàn)在已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，通過將種晶劑(接種劑，seeding?agent)添加到合成凝膠中進(jìn)行種晶(接種，seeding)，可在大于120℃的溫度下形成沸石X晶體，同時大大減少沸石X晶體的合成時間。另外，在這些條件下獲得的沸石X晶體具有完全令人滿意的結(jié)晶程度，通常大于98％，更精確地為98％至100％。

不希望受理論束縛，已經(jīng)觀察到將種晶劑添加到合成凝膠中使得可省去通常在低溫下進(jìn)行的熟化階段。因此，在這些條件下，可設(shè)想向合成反應(yīng)器中引入溫度被帶到大于熟化階段通常所需的溫度(其通常為至多40℃)的試劑。通常在大于40℃的溫度下引入熱試劑使得可進(jìn)一步減少總合成時間。

因此，本發(fā)明的第一個主題是合成沸石X晶體的方法，所述方法包括至少一個將種晶劑添加到合成凝膠中的步驟和至少一個在嚴(yán)格大于120℃、優(yōu)選等于或大于130℃的溫度(結(jié)晶溫度)下形成沸石X晶體的步驟。

更精確地，本發(fā)明的合成沸石X晶體的方法包括至少以下步驟：

a)通過混合至少一種二氧化硅源、至少一種氧化鋁源和任選但優(yōu)選地至少一種堿或堿土金屬氫氧化物水溶液來制備合成凝膠，