[发明专利]一种用高岭土动态合成Y型分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子筛合成的方法，特别涉及一种用高岭土动态合成Y型分子筛的方法。

背景技术

Y型分子筛是催化剂中重要的活性组分，因其具有孔径分布均匀、催化活性高、稳定性好等优点，在石油催化裂化、加氢裂化以及异构化等过程中广泛应用。但是，目前工业生产NaY型分子筛一般使用高纯的化学试剂为原料，采用碱性硅铝凝胶水热合成法制备，整个过程成本较高，一定程度上限制了Y型分子筛的应用。采用廉价的高岭土矿物和工业水玻璃为原料，能够大幅度降低工业生产成本，充分有效的利用国家资源，具有较大的使用价值。

高岭土在我国分布广泛，云南省景洪市勐龙矿区的高岭土原矿总储量达300余万吨，其中优质高岭土有效开采量可达200余万吨。此矿区具有国内少见的优质高岭土，其高岭石含量高，自然白度高且铁钛杂质含量少；目前，大部分的云南高岭土还未被开发利用。

中国专利CN102757065A公开了一种合成Y分子筛与高岭土复合杂化材料的方法，根据高岭土的高温焙烧特性与低温焙烧特性，采用两种不同温度焙烧的高岭土（高温焙烧土和偏高岭土）来混合制备分子筛；将高温焙烧土与偏高岭土按一定比例混合后放入晶化反应釜中，水热晶化反应过程通过液相传质，高温焙烧土中的SiO₂向低温焙烧的高岭土中迁移，同时偏高岭土中的Al₂O₃向高温焙烧的高岭土中迁移，从而达到生成Y型分子筛所需要的硅铝比；这种方法采用二步焙烧，混料工艺复杂。中国专利CN102019197A公开了一种含小晶粒NaY分子筛的高岭土微球原位晶化物的合成方法，以高岭土为原料喷雾造粒，在初始凝胶中加入1~10%的有机溶剂（如聚乙烯醇），起到润湿固液反应界面，分散导向剂的作用，使晶化反应过程中固液充分接触，提高结晶度； 中国专利CN101857242A公开了一种由高岭土制备Y型分子筛的方法，在高岭土的预处理过程中添加插层试剂（尿素等），得到高岭土插层复合物后再将其焙烧制备偏高岭土做原料，插层试剂的添加能够提高分子筛结晶度和减小晶粒大小；这两种方法在必须的原料之外添加了高纯的化学试剂，增大生产成本。

发明内容

针对现有的用高岭土制备分子筛技术中存在的上述问题，本发明提供一种用高岭土动态合成Y型分子筛的方法，以廉价高岭土做原料，直接进行热活化预处理得到偏高岭土，外加工业水玻璃、水以及高温陈化的导向剂，采用动态晶化的水热合成法，在提高Y型分子筛结晶度的同时，简化工序降低成本。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、将高岭土水洗后破碎并研磨，筛选出粒度在300~500目的部分，在600~900℃焙烧2~4h，制成偏高岭土；

2、将偏铝酸钠、氢氧化钠、水玻璃和水搅拌混合均匀，再于50~70℃陈化20~80min，然后水冷至常温，制成导向剂；导向剂中各成分按摩尔比为Na₂O:Al₂O₃:SiO₂:H₂O= （16~17）:1:（15~17）:（320~330）；

3、将偏高岭土、氢氧化钠、水玻璃和水搅拌混合均匀，获得混合溶液，混合溶液中各成分按摩尔比Na₂O:Al₂O₃:SiO₂:H₂O=（3~5）:1:（5~12）:（100~300）；

4、向混合溶液中加入导向剂，导向剂的加入量按导向剂中的Al₂O₃占混合溶液中的Al₂O₃的总摩尔数的3~15%，然后将全部物料置于内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，再将反应釜置于均相反应器中，在90~100℃条件下动态旋转晶化20~50h，获得晶化产物；

5、将晶化产物过滤，获得的固相水洗至滤液pH值为7~8，然后在60~100℃干燥1~10h，最后在400~600℃焙烧2~5h，获得Y型分子筛与偏高岭土的复合体，该复合体中Y型分子筛的产率为30~80%，Y型分子筛中的SiO₂/Al₂O₃的分子比为2~5。

上述的高岭土含SiO₂ 40~50wt%，Al₂O₃ 30~38wt%，形貌为片状和棒状混杂，其中棒状部分直径0.1~03um，长径比（5~8）:1，片状部分粒径0.8~1.5um。