[发明专利]一种ZSM-5/ZSM-48共晶分子筛及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种ZSM‑5/ZSM‑48共晶分子筛及其制备方法与应用。该方法包括以下步骤：将无机碱、去离子水、铝源、双头季铵盐模板剂和ZSM‑48分子筛晶种加入到反应容器中，混合均匀；向所述反应容器中加入硅源，得到初始硅铝凝胶；对所述初始硅铝凝胶进行水热晶化，得到ZSM‑5/ZSM‑48共晶分子筛。本发明提供的ZSM‑5/ZSM‑48共晶分子筛能够在催化裂化制备低碳烯烃中应用。本发明提供的技术方案，简单、方便、易于操作，只需一步合成即可得到纳米薄层状ZSM‑5晶体与纤维状ZSM‑48晶体相互穿插和交错生长的共晶分子筛，在石脑油催化裂解制低碳烯烃反应中能够体现出高的裂解反应活性和丙烯选择性。

技术领域

本发明涉及一种ZSM-5/ZSM-48共晶分子筛及其制备方法与应用，属于分子筛制备技术领域。

背景技术

低碳烯烃(主要是乙烯、丙烯)是重要的基础有机化工原料，随着全球经济的迅速发展，乙烯和丙烯等轻烃仍供不应求。目前低碳烯烃的生产还主要依赖于石脑油蒸汽裂解反应，其生产工艺的核心仍在于高效裂解催化剂的开发和利用。

沸石分子筛通常具有均匀的孔道结构、良好的热稳定性和水热稳定性、可调变的酸性以及较高的低碳烯烃选择性而成为目前催化剂研究的焦点。但是，不同拓扑结构的分子筛具有不同的反应特性和产物选择性，同时也具有各自的优势和不足，如何更好地发挥不同拓扑结构沸石分子筛各自的优势，弥补其不足是目前研究的一大热点。

ZSM-5是1972年由美国Mobil石油公司首次开发合成的一种硅铝酸盐沸石分子筛，该分子筛具有独特的三维交叉孔道结构，并且具有热稳定性、水热稳定性、催化活性和产物择形性较好的一系列优点，在石油化工、煤化工和吸附分离等领域广泛使用。研究表明单独使用ZSM-5沸石分子筛进行催化裂化，双烯(乙烯和丙烯)的收率并不高，基本在45-50wt％之间，其中丙烯/乙烯比接近于1甚至低于1。因此进一步提高反应过程中双烯收率和丙烯/乙烯比是目前ZSM-5分子筛面临的巨大挑战。

目前复合分子筛已成为本领域研究的热点，复合分子筛可以将两种或多种分子筛的特点有效地结合在一起，不仅具有单一分子筛的特性，也往往体现出自身独特的孔道性质和酸性质，在催化反应过程中表现出不同于单一分子筛的独特的协同效应和反应性能，目前主要的复合分子筛包括ZSM-5/ZSM-11共晶分子筛、MCM-49/ZSM-5共生分子筛等。其中，共晶分子筛是由成分单元的层错排列而形成的具有新的晶体结构的复合分子筛晶体，因此，其具有更加明显的两相协同效应，但是共晶分子筛晶体结构更为复杂，对两种晶相的选择更为苛刻，合成过程更为艰难。

因此，提供一种简单方便，易于合成的新型共晶分子筛成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种ZSM-5/ZSM-48共晶分子筛及其制备方法与应用。本发明提供的技术方案，简单、方便、易于操作，只需一步合成即可得到纳米薄层状ZSM-5晶体与纤维状ZSM-48晶体相互穿插和交错生长的共晶分子筛。

为达到上述目的，本发明提供了一种ZSM-5/ZSM-48共晶分子筛的制备方法，该方法包括以下步骤：

将无机碱、去离子水、铝源、双头季铵盐模板剂和ZSN-48分子筛晶种加入到反应容器中，混合均匀；

向所述反应容器中加入硅源，得到初始硅铝凝胶；

对所述初始硅铝凝胶进行水热晶化，得到ZSM-5/ZSM-48共晶分子筛。

本发明提供的ZSM-5/ZSM-48共晶分子筛采用一种双头季铵盐为模板剂进行一步法水热合成，合成过程简单、方便、容易控制。