[发明专利]一种分子筛晶化浆料的分离过滤方法

说明书

技术领域

本发明提供一种分子筛晶化浆料、尤其SAPO分子筛晶化浆料的分离过滤方法。

背景技术

甲醇制取低碳烯烃技术(MTO，Methanol to Olefin)的成功开发，为烯烃生产寻找了一条新的原料路线。不用石油而以甲醇为原料生产烯烃，不仅可以使烯烃价格摆脱石油产品的影响，减少人类对石油资源的过度依赖，而且对推动贫油地区的工业发展及均衡合理利用矿石能源具有十分重要的战略意义。

MTO技术的成功开发过程中的一个关键点就是性能优良的磷酸硅铝分子筛催化剂的研究开发，主要是SAPO-34分子筛催化剂的开发。其活性组分是SAPO-34分子筛。SAPO-34分子筛晶粒粒度及分布对其催化性能有显著影响。研究表明，SAPO-34分子筛的粒度越小，MTO反应中低碳烯烃选择性越高，活性稳定性越好。

但是，分子筛越细，其分离难度越大，特别是纳米级的分子筛在液体中呈悬浮态，依靠重力根本无法沉降分层；而以滤布为过滤介质的各种传统过滤技术，其分离效率低，滤液质量也难以保证；采用超速离心机，对固含量较低的浆液分离效率极低。因此，小晶粒分子筛的液固分离往往已成为影响分子筛产品收率、成本、质量的主要因素。

SAPO-34分子筛合成方法已经实现工业化的只有水热合成法。水热合成晶化结束后形成的晶化料浆由SAPO-34分子筛晶体和晶化母液组成。液固体积比在3∶1，母液的主要成份为残余硅溶胶和三乙胺，其过滤性能较差，适合使用板框过滤。但板框过滤人工操作频繁，而三乙胺对环境和人体有着强烈的腐蚀作用，如何集中回收母液是一个亟待解决的问题。

目前以TEAOH或TEA为模板剂合成出的SAPO-34分子筛粒径范围集中在1～5μm。而滤布过滤一般可截留5μm以上的固体颗粒。SAPO-34分子筛晶化料浆的分离已成为工业化进程中的一个难题。

为了解决小晶粒分子筛的分离问题，一般采用两种方式：一种方式是采用更细密孔径的过滤介质，中国专利CN1116099C公开了一种采用膜分离器粒径为0.2μm的钛硅分子筛的分离方法，但该方法对于高粘度的分子筛浆液则在过滤过程中会造成滤孔堵塞，难以直接进行固液分离。

中国专利CN101596384公开了一种采用复合滤布过滤的方法。所述复合滤布包括基础滤布和其上的复合膜两部分。其中基础滤布是这种复合滤布物理性质的实现保障。复合薄膜是一层光滑平整的多孔薄膜，这种薄膜复合在滤布表面，能将滤布粗糙的表面覆盖，从而减小固体颗粒进入滤布内部的几率，并提高过滤滤布的卸饼率。但复合滤布所覆加上的多孔膜，仅有0.2μm厚，耐磨性很差，用于板框过滤的使用寿命很短，一般用于过滤分离气固混合悬浮物，而不用来做板框滤布分离固液料浆。

另一种方式是使用传统滤布，但采用新型的过滤方式或对料浆进行一定处理后来达到小晶粒分子筛的分离效果。中国专利CN1261215C公开了一种纳米分子筛的过滤方法，该方法在纳米分子筛过滤之前加入碱性物质，使得溶液PH≥12，以次来防止未晶化的SiO₂凝聚；CN1195678C公开了一种Y型分子筛水浆液的过滤方法，过滤时在浆液中加入了碱或碱和盐的混合物，该方法能显著加快一交一焙Y型分子筛水浆液的过滤速度，但以上两种方法额外增加了生产成本，而且加入新的物种势必会引起分子筛物化和催化性能的变化。

中国专利CN1191125C公开了一种酮氨肟化反应体系中分子筛催化剂的分离方法，该方法采用重力沉降方法对钛硅分子筛进行分离，但该方法只用于由低碳醇、氨水、环己酮和双氧水组成的酮氨肟化反应体系。

中国专利CN101053712公开了一种新型过滤方式，实现了超细分子筛的过滤分离。该方法采用错流式薄层滤饼过滤：超细分子筛浆液在设有滤布的流道内做快速湍流运动，并在滤布上形成一层薄滤饼，超细分子浆液中液体垂直穿过薄滤饼和滤布渗透而出，形成超细分子筛浆液流动方向与滤液流动方向垂直交错的形式，这样能进行超细分子筛的液固分离。但这种过滤方式在处理SAPO系列分子筛晶化料浆时，会遇到以下问题：料浆的PH过高，会加重对板框滤布和设备的腐蚀；母液中的三乙胺浓度太高，对操作人员的健康损害很大；母液中的硅溶胶会夹杂到晶体颗粒中间，造成晶粒的污染；母液的集中回收不方便；而且这种过滤方式过于复杂，处理量不大，不适合工业化生产。

可以看出，上述分离技术均提出了分离过滤小晶粒分子筛晶化料浆的方法，但都存在着不同的缺陷，针对SAPO系列分子筛工业化生产中晶化料浆的分离方法还没有形成成熟的工艺技术。

发明内容

本发明一方面涉及一种分子筛晶化浆料的分离过滤方法，包括以下步骤：