[发明专利]一种SAPO-34分子筛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SAPO-34分子筛的制备方法，属于催化剂制备领域。

背景技术

低碳烯烃(这里指的是乙烯、丙烯、丁烯和它们制备的混合物)作为合成洗涤剂、塑 料、纤维和各类化工材料的原材料，在现代石油化工工业中起着举足轻重的作用。传统的 轻烯烃是通过石油裂解生产的，也就是说我们现在大部分的化学工业原料与燃料都依赖于 石油。石油资源在中国非常贫乏，我国石化行业受国际石油价格变化因素影响较大。

从我国的能源结构出发，由天然气和煤等非常规石油资源将C1原料(甲醇、氯甲烷等) 转变为轻烯烃的过程是基础化学品从依赖于石油的状态下摆脱出来的突破口。在该过程 中，SAPO-34分子筛占有一个举足轻重的地位。由于SAPO-34是八元环结构，孔径约为0.43 nm，这就限制了C₁转化的气态产物只有C₁、C₂、C₃烃类。虽然在SAPO-34晶体内存在支链 的C₄和C₅饱和烃类，如异丁烷和异戊烷，但它们的体积太大以致于不能离开晶体，它们的 存在对长直链烃的扩散又形成额外的空间位阻。所以唯有C₂和C₃烃类可以很容易地扩散出 晶体外，这便使得SAPO-34对C₁转化制轻烯烃具有优良的选择性。

美国专利US4440871公开了多种磷酸硅铝分子筛的制备方法。采用硅源、磷源、铝源 和有机模板剂生产SAPO-34分子筛的制备方法，这种方法的晶化时间长，达到150hr甚至330 hr以上。

中国专利CN1088483公开了一种或多种廉价有机模板剂合成SAPO-34分子筛的方法， 该方法用来合成大晶粒(＞10μm)的SAPO-34分子筛。

中国专利CN101293660公开了一种控制加料顺序合成SAPO分子筛的方法，但是加料顺 序操作过于复杂。

上述专利文献对SAPO-34分子筛的合成进行了报道，但这些专利在合成出高结晶度， 粒径均一，小晶粒的SAPO-34分子筛方面还存在较多的缺陷，迫待改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种SAPO-34分子筛的制备方法，其特点 是晶化前对晶化液进行低温陈化或超声波预处理，然后再晶化煅烧，制备出SAPO-34分子 筛。制备的SAPO-34分子筛具有粒径均匀，晶粒小，结晶度高的特点。

超声波技术作为一种物理工具和手段作用于液体中介质时能引起一种异常重要的效 应——空化作用。空化是指存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动、生 长和崩溃的动力学过程，当空化泡崩溃时，局部可产生5000K以上的高温和500atm以上的 高压，温度变化率高达10⁹K·s^-1，并伴以强烈的冲击波及时速高达400km的射流，这样的条 件可为一些化学反应开启新的通道。经过超声处理后的晶化液，由于超声产生的局部高温 和高压促进了铝源和硅源的溶解，有利于成核的硅铝酸根离子的出现与增加，晶核数量增 多，提高了结晶度，易于形成粒度小而均匀的分子筛晶体。

分子筛形成包括晶核的形成和晶核的成长两个阶段。其中低温是有利于晶核的形成 的，高温有利于晶核的成长。采用先在较低温度下陈化的方法增加了晶核的形成动力，待 晶核数量增多以后再于较高温度下促进晶核的生长，也利于提高分子筛的结晶度，形成粒 度小而均匀的分子筛晶体。

本发明的目的由以下技术措施实现：

SAPO-34分子筛的制备方法的起始原料由以下组分组成，按摩尔比计为：

Al₂O₃∶P₂O₅∶SiO₂∶R∶H₂O＝1∶0.5～1.02∶0.1～0.8∶0.32～3∶50～200，其中R为有机模板剂，并按 下述工艺步骤及工艺参数制备：

(1)、晶化液的预处理