[發明專利]鎂堿沸石及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010432358.7
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN113697825B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 徐亞榮;龔濤;陳藍天;樊金龍;許磊;魏書梅;賀春梅;聶宏元
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C01B39/40
• 分類號: C01B39/40;C01B39/02;B01J29/65;C07C5/27;C07C11/09
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 李小波;黃健

本發明涉及一種鎂堿沸石及其制備方法和應用，所述鎂堿沸石的制備方法包括如下步驟：1)將硅源、堿源和水進行混合，經加熱攪拌、過濾、干燥，得到含硅前驅體；2)將所述含硅前驅體、鋁源、有機模板劑和水通過加熱攪拌混合，得到膠體；3)將所述膠體進行晶化處理，經過濾、干燥，得到鎂堿沸石。本發明提供的鎂堿沸石的制備方法，無需加入晶種，即可制備得到小晶粒的鎂堿沸石；而且制備方法簡單，易操作，有利于鎂堿沸石的工業化生產。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，尤其涉及一種鎂堿沸石及其制備方法和應用。

背景技術

分子篩由于具有離子交換性能、均勻的分子級孔道、優異的催化活性以及良好的熱穩定性、水熱穩定性和化學穩定性等性能，而被廣泛應用于石油化工、輕工、建材和環保等領域中。

鎂堿沸石(例如ZSM-35)作為分子篩中的突出代表，在石油化工領域中，常用于有機物化合物的異構化、烷基化和歧化等化學反應中，尤其在直鏈烯烴異構成異烯烴的反應中，作為催化劑的鎂堿沸石，對異烯烴具有很好的選擇性。但在催化反應的過程中，由于鎂堿沸石的孔道中容易吸附烴類化合物，且部分烴類化合物會被碳化而使副產物逐漸積累在孔道中，從而影響其催化活性。

針對鎂堿沸石在上述催化反應中積碳而影響其催化活性的問題，一般通過降低鎂堿沸石的晶粒粒徑使鎂堿沸石具有短而規則的孔道，進而提高反應物和產物的擴散速率，減少副產物的積累，使其保持較好的催化活性。

目前，關于小晶粒鎂堿沸石的制備工藝已有報道。申請號為CN201410784583.1、發明名稱為《小晶粒ZSM-35分子篩的合成方法》公開了一種鎂堿沸石的制備方法，其具體包括如下步驟：將鋁源和堿源在水中完全溶解，得到溶液A；將硅源與模板劑乙二胺混合均勻，得到溶液B；然后邊攪拌邊將溶液B滴加到溶液A中，滴加完畢后繼續攪拌0.5-2h，得到膠體溶液，該膠體溶液中各組分的摩爾比為：SiO₂/Al₂O₃＝18.5-28.6、模版劑乙二胺/SiO₂＝0.81-1.25、OH^－/SiO₂＝0.03-0.18、H₂O/SiO₂＝10-26；向膠體溶液中加入粒徑為0.5-1μm的ZSM-35分子篩晶種；使加入晶種的膠體溶液在不同溫度下分兩段進行動態晶化，攪拌轉速為20-300r/m，先由室溫按1-5℃/min的速率升至15-80℃下晶化5-30小時，再以2-10℃/min的速率升溫到150-200℃繼續晶化10-30小時；晶化結束后，經過濾、洗滌、干燥后，制備得到小晶粒ZSM-35分子篩。該方法雖然可以得到小晶粒的ZSM-35分子篩，加入的晶種不易獲取，從而不利于鎂堿沸石的工業化生產。

發明內容

針對上述現有技術中的技術問題，本發明提供了一種鎂堿沸石的制備方法，在制備過程中，無需加入晶種，即可制備得到小晶粒的鎂堿沸石；而且制備過程簡單，易操作，有利于鎂堿沸石的工業化生產。

本發明還提供了一種催化劑的制備方法，采用上述鎂堿沸石作為原料，經過焙燒、離子交換等工序，使制備得到的催化劑具有較好的催化活性和異構化選擇性。

本發明還提供了一種催化劑，通過上述催化劑的制備方法制得，該催化劑具有較好的催化活性和異構化選擇性。

本發明還提供了一種異丁烯的制備方法，該方法中采用了上述催化劑，由于該催化劑具有較好的催化活性及對異丁烯具有較好的選擇性，從而提高了異丁烯的收率。

本發明首先提供了一種鎂堿沸石的制備方法，包括如下步驟：

1)將硅源、堿源和水進行混合，經加熱攪拌、過濾、干燥，得到含硅前驅體；

2)將上述含硅前驅體、鋁源、有機模板劑和水通過加熱攪拌混合，得到膠體；

3)將上述膠體進行晶化處理，經過濾、干燥，得到鎂堿沸石。