[发明专利]用种晶剂合成沸石晶体的方法

说明书

本发明涉及合成沸石X晶体的方法，其包括至少一个将种晶剂添加到合成凝胶中的步骤和至少一个在严格大于120℃、优选等于或大于130℃的温度下形成沸石X晶体的步骤。

本发明涉及沸石领域，更精确地为沸石晶体的工业合成领域，并且更特别地涉及FAU X型沸石晶体的合成领域。

FAU X型沸石(或更简单地，在本文件的其余部分中为沸石X)的合成通常在工业中在搅拌的分批式(间歇式)反应器中进行，其中通过注射蒸汽和/或通过加热夹套来加热反应中间物。

能够形成沸石晶体的合成凝胶的制备通常包括将铝酸钠溶液与硅酸钠溶液混合，该混合可在结晶反应器的上游的设备中或直接在结晶反应器中进行。

在沸石X(其为亚稳结晶相)的情况下，已知必须进行低温熟化阶段，通常低于40℃，以形成晶种，所述晶种在较高温度下进行的结晶阶段之后，会通过其生长产生沸石X晶体。

另一方面，在较高温度下制备沸石X可导致形成其他结晶形式，例如沸石P和沸石A，如例如在D.W.Breck的书籍“Zeolite Molecular Sieves”,(1974),第273页(由JohnWileySons,New York出版)中所教导的。

然而，文献EP0149929公开了通过将硅酸钠水溶液和铝酸钠水溶液连续进料到未搅拌的管式反应器中来获得沸石，特别是沸石A的方法，使得混合时间小于凝胶时间。

专利BE869156描述了一种连续生产沸石A的工业方法，其首先包括用涡轮混合器且连续地由硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在40℃至90℃的温度下瞬时地制备凝胶。然后将如此制备的凝胶转移到结晶罐中加热至70℃至100℃，以便以分批模式进行结晶。

为了显著减少合成时间，可特别有益的是在比常规用于合成沸石X晶体的常规温度更高的温度下进行，因此能够设想沸石X晶体的甚至更有利的工业合成，并且非常特别是连续工业合成。

然而，如在出版物“Zeolite Molecular Sieves”(出处同上)中所教导的，沸石X在25℃至120℃下结晶，具有可变的结晶时间，结晶温度越高，该结晶时间越短；参见，例如D.W.Breck的书籍“Zeolite Molecular Sieves”,(1974),第333-334页(由John WileySons,New York出版)。

因此，本发明的第一个目的在于提出沸石X晶体的合成，并且更特别为沸石X晶体的连续合成。另一个目的在于提出具有高纯度晶体的形成的沸石X晶体的合成，通常是连续合成，例如结晶度等于或大于98％并且纯度等于或大于98％。又一个目的在于提出具有高纯度晶体的形成的沸石X晶体的合成，通常是连续合成，其具有减少的合成持续时间，特别是与现有技术中已知的相比减少的。

申请人现在已经意外地发现，通过将种晶剂(接种剂，seeding agent)添加到合成凝胶中进行种晶(接种，seeding)，可在大于120℃的温度下形成沸石X晶体，同时大大减少沸石X晶体的合成时间。另外，在这些条件下获得的沸石X晶体具有完全令人满意的结晶程度，通常大于98％，更精确地为98％至100％。

不希望受理论束缚，已经观察到将种晶剂添加到合成凝胶中使得可省去通常在低温下进行的熟化阶段。因此，在这些条件下，可设想向合成反应器中引入温度被带到大于熟化阶段通常所需的温度(其通常为至多40℃)的试剂。通常在大于40℃的温度下引入热试剂使得可进一步减少总合成时间。

因此，本发明的第一个主题是合成沸石X晶体的方法，所述方法包括至少一个将种晶剂添加到合成凝胶中的步骤和至少一个在严格大于120℃、优选等于或大于130℃的温度(结晶温度)下形成沸石X晶体的步骤。

更精确地，本发明的合成沸石X晶体的方法包括至少以下步骤：

a)通过混合至少一种二氧化硅源、至少一种氧化铝源和任选但优选地至少一种碱或碱土金属氢氧化物水溶液来制备合成凝胶，