[发明专利]SAPO-34分子筛及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，具体而言，涉及一种SAPO-34分子筛及其制备方法。 

背景技术

甲醇制烯烃(MTO)是指利用通常由天然气或煤生产的甲醇，在催化剂作用下生成聚合级乙烯、丙烯等低碳烯烃的工艺技术。由于目前世界上98％以上的乙烯来自于蒸汽裂解技术，丙烯生产主要以蒸汽裂解生产乙烯的联产品和炼油厂催化裂化的副产品两种形式获得，所以MTO技术开拓了从非常规石油资源出发制取化工产品的一条新工艺路线，已成为新能源资源技术研究开发热点之一。采用甲醇为原料来替代石油生产烯烃，不仅可使烯烃价格摆脱石油产品的影响，减少我国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我国相对富足的煤炭资源具有十分重要的战略意义。 

甲醇制烯烃过程需要在分子筛的择形催化的作用下进行，分子筛是一类天然的或人工合成的沸石型结晶硅铝酸盐。分子筛具有多孔的骨架结构，在结构中有许多孔径均匀的通道和排列整齐、内表面相当大的空穴。这些晶体只能允许直径比空穴孔径小的分子进入空穴，从而可使大小不同的分子分开，起到筛选分子的作用，故而得名。 

通过各国科学家的共同努力，人们发现具有类似菱沸石结构的磷酸硅铝(SAPO)系列分子筛在MTO过程中具有较高的活性和选择性，是甲醇脱水制乙烯的适宜催化剂。SAPO-34型号的分子筛由于具有适宜的质子酸性和孔道结构、较大的比表面积、较好的吸附性能和水热稳定性等，在作为甲醇制烯烃反应催化剂中呈现出较好的催化活性和选择性，是MTO反应的首选催化剂。 

SAPO-34分子筛的基本合成过程为：将硅源、铝源、磷源、模板剂与水按一定的比例计量，在搅拌的同时将计量原料按一定顺序混合，充分搅拌成凝胶，在一定的温度、压力下晶化一定时间，待晶化完全后将固体产物经过滤、洗涤、干燥后即得SAPO-34分子筛原粉。SAPO-34分子筛作为MTO反应催化剂的活性组分，在整个催化剂组合物中起到非常重要的作用，所以人们对SAPO-34分子筛进行了深入的研究，希望能够找到较好地制备SAPO-34分子筛的方法。 

尽管目前对SAPO-34分子筛进行了广泛的研究，但SAPO-34分子筛在相对结晶度、合成效率和经济性等方面有待进一步提高。 

发明内容

本发明旨在提供一种SAPO-34分子筛及其制备方法，该制备方法具有合成效率高以及得 到的产品选择性好、寿命长的优点。 

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种SAPO-34分子筛的制备方法，包括以下步骤：S1，将铝源、磷源、硅源、模板剂和水混合，搅拌，水热晶化，得到晶化液；将晶化液进行离心分离和过滤，得到SAPO-34分子筛前驱体；S2，将SAPO-34分子筛前驱体与铝源、磷源、硅源、模板剂及水混合，搅拌，得到混合液；以及S3，将混合液水热晶化，洗涤，干燥，焙烧，得到SAPO-34分子筛。 

进一步地，按氧化物的摩尔配比计，步骤S1和S2步骤中的模板剂、硅源、铝源、磷源和水的比例为模板剂：SiO₂∶Al₂O₃∶P₂O₅∶H₂O＝(0.5～10)∶(0.05～10)∶(0.2～3)∶(0.2～3)∶(20～200)。 

进一步地，加入的SAPO-34分子筛前驱体占混合液的质量百分比为0.1％～20％。 

进一步地，在步骤S1和步骤S2中混合的温度为30℃～80℃，搅拌的时间为1～10小时；在步骤S1和步骤S3中水热晶化的温度为150℃～250℃，时间为10～120小时。 

进一步地，在步骤S1和步骤S3中的水热晶化步骤之前还包括老化的步骤，老化的时间为1～24小时。 

进一步地，模板剂为四乙基氢氧化铵、三乙胺、二乙胺和吗啉中的一种或几种混合。 

进一步地，硅源为硅酸、二氧化硅、白炭黑、水玻璃、正硅酸乙酯和质量浓度为40％的硅溶胶中的一种或几种混合。 

进一步地，磷源为磷酸盐、亚磷酸和质量浓度为85％的磷酸中的一种或几种混合；铝源为氧化铝、拟薄水铝石、异丙醇铝、氢氧化铝中的一种或几种混合。 

根据本发明的另一方面，提供了一种SAPO-34分子筛，该SAPO-34分子筛采用上述任一种方法制备而成。