[發明專利]廉價介孔ZSM-5分子篩的改性方法

在審

• 申請號: 202310071453.2
• 申請日: 2023-01-16
• 公開（公告）號: CN116395711A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 周泳冰;陳文勇;郭淄龍;苗植平;馮春曉;呂云龍;周亞楠
• 申請（專利權）人: 山東齊魯華信高科有限公司
• 主分類號: C01B39/38
• 分類號: C01B39/38
• 代理公司: 淄博川誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37275
• 代理人: 高鵬飛

本發明涉及一種廉價介孔ZSM?5分子篩的改性方法。本發明廉價介孔ZSM?5分子篩的改性方法，步驟如下：(1)將ZSM?5分子篩加入到堿性溶液中，攪拌一段時間后，pH值調整至9～14，進行過濾并進行一次水洗；(2)將過濾后的產物使用40℃～80℃的水進行二次水洗；(3)二次水洗后的產物加入40℃～80℃的酸性溶液中進行酸洗，pH值調整至1～5，然后過濾；(4)將過濾后的產物烘干得到介孔ZSM?5分子篩；其中，將步驟(3)中的酸性濾液重復回用到步驟(2)的水洗過程中。本發明實現水資源以及熱量合理的重復利用，提高效率，降低成本。該合成工藝更加簡單，綠色環保，節約了成本和能耗。

技術領域

本發明涉及一種廉價介孔ZSM-5分子篩的改性方法。

背景技術

ZSM-5分子篩因其規整的微孔結構，適宜的酸性，良好的熱穩定性和水熱穩定性在石油工業得以廣泛使用。

CN108584981A利用一種小分子模板TPAOH制備具有介孔的ZSM-5分子篩分子篩，但該合成方法需要使用較為昂貴的模板劑，且晶化周期相對較長，不適用于低能耗、高效量產化以及環境友好的目標。

CN113896207A以脫硅液作為主要的硅源和鈉源，其晶化過程中需要使用模板劑，這在造成環境壓力的同時提高了整個流程的經濟成本。

CN114471675A公開了一種臨氫降凝的改性ZSM-5分子篩及其制備方法和應用，其在ZSM-5分子篩的合成過程中使用有機胺模板劑(TPA₂O)，后處理過程中的脫硅脫鋁母液都沒有相應的回收處理工藝，因此分子篩合成改性的成本高，污染高。

上述各項專利使用不同的方法制備出了介孔ZSM-5分子篩，但在合成過程中均使用了有機模板劑，且在制備介孔前需要焙燒脫除有機模板劑，這不僅會污染空氣而且會降低生產效率，導致工藝成本升高。對于水與熱量的處理，專利中未結合改性工藝一起處理，這不僅浪費了部分可利用的水資源，還散失掉可回收的熱能。

在改性ZSM-5分子篩的制備中，使用堿制造介孔時，會用水沖洗孔道中殘留的硅、鋁、鈉元素，此過程使用大量的水不但提高了工藝成本、降低效率，而且清洗不徹底會造成硅、鋁、鈉元素殘留阻塞孔道影響產品性能。本方案技術手段中利用加熱的酸性溶液對介孔孔道進行清洗，不僅清洗更徹底，而且清洗后的產品在性能上得到提升；同時將過濾后的酸性水溶液循環利用至水洗過程，不但可以更快速的達到工藝要求，還可以利用水中的H⁺對樣品骨架外的陽離子進行交換，而酸性熱水繼續回用到清洗孔道過程中。此方法實現水資源以及熱量合理的重復利用，提高了效率降低了成本，且該工藝簡單，有利于工業化生產。

發明內容

為了達到上述目的，本發明提供一種廉價介孔ZSM-5分子篩的改性方法，實現水資源以及熱量合理的重復利用，提高效率，降低成本。該合成工藝更加簡單，綠色環保，節約了成本和能耗，還具有良好的重復性、可操作性等特點，具有更好的實用性，工業應用價值大。該方法能夠降低ZSM-5介孔分子篩的制造成本，通過環境友好型方式得到介孔分子篩。

本發明提供了一種廉價介孔ZSM-5分子篩的改性方法，通過下述步驟實現：

(1)將ZSM-5分子篩加入到堿性溶液中，攪拌一段時間后，pH值調整至9～14，進行過濾并進行一次水洗；

(2)將過濾后的產物使用40℃～80℃的水進行二次水洗；

(3)二次水洗后的產物加入40℃～80℃的酸性溶液中進行酸洗，pH值調整至1～5，然后過濾；

(4)將過濾后的產物烘干得到介孔ZSM-5分子篩；

其中，將步驟(3)中的酸性濾液重復回用到步驟(2)的水洗過程中，循環5～20次后，調節pH值至3.2～5.0使水中的鋁元素聚合并過濾，排出過濾后的廢液。