[發(fā)明專利]一種低成本合成多級孔NaY分子篩的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911030840.1
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN112723373B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜艷澤;方向晨;牛國興;柳偉;黃曜;秦波;趙東元;高杭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: C01B39/24
• 分類號: C01B39/24;B01J29/08;B01J35/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種低成本合成多級孔NaY分子篩的方法，所述多級孔NaY分子篩在合成過程中采用了含有雙親有機(jī)硅烷和陽離子表面活性劑的混合模板劑，所述混合模板劑中雙親有機(jī)硅烷和陽離子表面活性劑的摩爾比為1：(0.1~5)，優(yōu)選1：(2~3)。所述方法可在極少量模板劑參與下，高效發(fā)揮模板劑作用、低成本合成介孔特性豐富的多級孔NaY分子篩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料化學(xué)、催化化學(xué)與化學(xué)工程的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低成本合成多級孔NaY分子篩的方法，尤其是涉及一種低成本合成具有規(guī)整、通暢介孔的多級孔NaY分子篩的方法。

背景技術(shù)

Y分子篩一直以來是催化裂化、加氫裂化催化劑的重要活性組元，但隨著原油重質(zhì)化加劇，原料中多環(huán)化合物和大分子含量顯著增加，這些大分子在孔徑僅為0.74nm微孔Y分子篩孔道中的擴(kuò)散受到嚴(yán)重限制，從而導(dǎo)致催化劑活性下降、積碳加劇、壽命縮短，并增加二次裂解反應(yīng)幾率，影響選擇性，嚴(yán)重制約了其在工業(yè)催化上的高效應(yīng)用。

Y分子篩晶體中引入多級孔可有效改善大分子物料的擴(kuò)散。與傳統(tǒng)微孔Y分子篩相比，其具有獨(dú)特催化活性，且液收增加，失活減緩 (Perez-Ramirez J, et a1. ChemicalSociety Reviews 2008, 37: 2530-42)。因此，如何制備出有利于物質(zhì)傳輸?shù)摹⒕哂卸嗉壙椎赖腘aY分子篩已成為當(dāng)今分子篩材料合成和催化裂化、加氫裂化催化劑制備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

制備多級孔Y分子篩的方法有很多，主要包括后處理法和軟、硬模板法。后處理法主要是通過酸或水熱處理脫除骨架鋁(CN105712375A，CN103936024A，CN104096586A，CN104229823A等)或用堿刻蝕分子篩骨架硅(CN106629766A，CN104843736A，CN107777697A，CN107973312A，CN106669774A，CN101722022，CN105712370A等)來引入介孔孔道，這些方法不僅步驟多、產(chǎn)率低，而且會破壞分子篩的晶體結(jié)構(gòu)，削弱其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而影響催化性能和壽命。尤其是，破壞分子篩骨架而產(chǎn)生的多級孔，通常是“墨水瓶”結(jié)構(gòu)的類型，彼此連通性差，大分子擴(kuò)散依然會受制于“瓶口”尺寸的約束，所以這種方法對提升催化劑性能的能力很有限。模板法是通過引入各種介孔模板劑，包括活性碳材料等硬模板(CN106809857A，CN1749161A，CN10308638A等)或表面活性劑等軟模板(CN107140656A，CN106608638A，CN102774854A，CN102689910A，CN107555446A，CN104760973A等)來構(gòu)建多級孔道的一種方法。但這種方法也存在諸多問題，包括硬模板法的產(chǎn)率很低、無工業(yè)生產(chǎn)價值；以及軟模板法需要消耗大量表面活性劑，增加成本，且模板劑脫除時會釋放大量廢水、廢氣，嚴(yán)重污染環(huán)境。更主要是，針對多級孔Y分子篩合成，目前尚沒有理想的、具有工業(yè)應(yīng)用價值的軟模板法合成方法。

雖然，Inayat A等已用3-十六烷基-3-二乙胺基-丙基三甲氧基硅烷溴化銨(TPHAC) 雙親有機(jī)硅烷為模板劑成功合成出多級孔X型分子篩（Angew. Chem. Int. Ed.,2012, 51(8): 1962-1965），但我們發(fā)現(xiàn)這種方法應(yīng)用于Y分子篩合成時，效果并不理想，分子篩介孔表面積和體積的提升幅度很有限，即使增大模板劑用量，也無法得到具有豐富介孔因素的Y分子篩，甚至?xí)柚筃aY分子篩有效晶化。中國專利CN102259889A和CN103214003A分別公開了用N,N-二乙胺基-N-十六烷基-N-(3-甲氧基丙烷)碘化銨和N，N-二甲基-N-[3-(三甲氧硅)丙基]氯化十八烷基銨(TPOAC)雙親有機(jī)硅烷為模板劑合成介孔Y型分子篩的方法，但這兩種發(fā)明方法使用的模板劑量均較大（Template/SiO₂ 3 mol%），對于昂貴的雙親有機(jī)硅烷而言，這無疑會大幅度增加多級孔Y分子篩的合成成本，不利于其工業(yè)應(yīng)用推廣。