[发明专利]一种干胶快速晶化制备沸石分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种干胶快速晶化制备沸石分子筛的方法，涉及分子筛固相合成领域；具体包括步骤：在硅铝型分子筛母液中，加入铝源、氟化物晶化得到该硅铝型分子筛导向剂；在此硅铝型分子筛导向剂中加入碱源、硅源、模板剂R和去离子水，混合均匀后干燥成干胶粉末；所述干胶粉末在连续晶化釜内蒸汽气氛下晶化，晶化时间为2~10h，得到沸石分子筛；本发明的导向剂是二次晶化所得，活性高、导向作用强、可以缩减模板剂用量，提高结晶度，避免固相合成的杂晶相产生，缩短晶化周期；连续晶化釜，无需降温泄压，可连续化生产，所需的晶化时间短，效率产量高，制得的沸石分子筛稳定性好、结晶度高、硅铝比高。

技术领域

本发明涉及沸石分子筛固相合成技术领域，具体为一种干胶快速晶化制备沸石分子筛的方法。

背景技术

目前，固相法合成分子筛大部分技术还处于实验室研发阶段，固相法工业化生产的主要技术难题有工业反应釜的设计、结晶度低、晶相不纯等。

专利US3492090在凝胶中加入自制的硅铝溶胶，经过陈化等一系列工艺，可大大缩短晶化时间，这种方法统称为溶胶导向剂法，但工业实践证明，溶胶导向剂的制备对温度要求比较苛刻，高温季节容易失活，所以工业生产波动性较大。

目前，不少同行对分子筛的晶化母液进行多次循环利用，一定程度上弥补了常规水热合成中硅源的损失，但也不能做到无限次循环。CN107662927公开了一种将分子筛母液浓缩后制成再次晶化的导向剂，陈化后加入凝胶中可制得NaY分子筛，虽然一定程度上解决了部分母液的重复利用，但还是不能从根本上解决母液的产生。

窦涛等通过固相转化法制备各类分子筛，可实现无污染、零排放的合成过程。NaY分子筛的固相合成首先制备导向剂溶液，再将其加入凝胶中，制成固体状态的反应混合物后装入特定的蒸压釜内晶化可得到产率高，硅铝利用率高，结晶度高的NaY分子筛；利用SAPO-34分子筛的晶化母液可在固相转化下得到薄片层状SAPO-34分子筛；将β分子筛晶化前躯体凝胶分布于固相蒸压釜各层板上蒸汽晶化24~60h可得到β沸石。以上技术都是实验室小试成果，对于其工业放大需要解决放大过程中晶相不纯、结晶度低、以及蒸压釜的设计等问题。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提供了一种干胶快速晶化制备沸石分子筛的方法。制备的沸石分子筛稳定性好、结晶度高、硅铝比高。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种干胶快速晶化制备沸石分子筛的方法，包括以下步骤：

a）导向剂制备：在硅铝型分子筛母液中，按摩尔比Al₂O₃：SiO₂：F^- 为1:5-8:0.01-0.1，加入铝源、氟化物在90℃~140℃下水热晶化2~10h得到该硅铝型分子筛导向剂。

b）干胶粉末制备：在所述硅铝型分子筛导向剂中加入碱源、硅源、模板剂R和去离子水，最终摩尔配比为Na₂O：Al₂O₃：SiO₂：R：H₂O为0.1-10 : 1 : 5-300 : 0-10 : 2-200；混合均匀后干燥成干胶粉末。

c）蒸压釜内晶化：所述干胶粉末在连续晶化釜内蒸汽气氛下晶化，晶化时间为2~10h。

优选的，所述硅铝型分子筛母液为Y型、β型、ZSM-5型硅铝分子筛中的任意一种。

优选的，所述的步骤b中干燥温度为90-110℃。

优选的，所述步骤c中连续晶化釜釜底添加水或水和有机胺混合物质量为200~1000kg，水胺质量比为1:0.1-1，釜内温度100~200℃。

优选的，所述铝源为偏铝酸钠、异丙醇铝、拟薄水铝石、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝的一种或任意组合。