[发明专利]一种SAPO-34分子筛及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种SAPO‑34分子筛，其强酸酸量和弱酸酸量的比为(0.7～1.0)：1。本发明还公开了一种SAPO‑34分子筛的合成方法，包括：将硅源、铝源、磷源、模板剂、水均匀混合形成凝胶，将凝胶进行老化，其中，凝胶的固含量为20～45wt％，老化后的凝胶粘度为50～500mPa·S，然后将老化后的凝胶进行晶化，得到SAPO‑34分子筛。该分子筛作为催化剂的活性组分特别适用于在甲醇制烯烃反应中，可以提高低碳烯烃的收率，且催化剂具有较好的稳定性。

技术领域

本发明涉及分子筛的制备方法，具体为一种SAPO-34分子筛及其合成方法，以及其在甲醇制低碳烯烃中的应用。

背景技术

1984年，美国联合碳化物公司(UCC)发明了孔径在0.4nm左右的磷酸硅铝分子筛(简称SAPO分子筛)。SAPO分子筛是由AlO₄、SiO₄和PO₄四面体构成的晶体网络结构，晶体内的孔道因Si⁴⁺取代P⁵⁺或Al³⁺产生的酸性或者用金属取代而产生酸性。在SAPO系列分子筛中，SAPO-34分子筛因其具有良好的热稳定性及水热稳定性、适中的酸性、较高的比表面积以及高度有序的微孔孔道，而广泛应用于现代石油加工工业中。最引人瞩目的是该分子筛应用于甲醇制烯烃(MTO)反应中，可以使甲醇的转化率达到100％，乙烯和丙烯的选择性可超过80％，C₅⁺组分的含量较少，且几乎没有芳烃生成。

目前而言，SAPO-34分子筛的制备大部分是在水热条件下合成，虽然众多研究者发展了各种新的制备方法，但由于新的制备方法的复杂性以及需要特殊的设备，限制了其工业应用，因此，目前工业生产过程中，SAPO-34分子筛的合成均是在水热条件下制备。水热合成前需要将铝源、磷源、硅源以及模板剂等混合制成反应物凝胶，随后在反应釜中进行水热晶化。但如何改善常规水热法制备SAPO-34分子筛的性能，以进一步提高其在甲醇制烯烃反应中的活性和稳定性，这是本领域中一直以来研究的重要课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种SAPO-34分子筛及其合成方法。该SAPO-34分子筛作为催化剂的活性组分特别适用于在甲醇制烯烃反应中，可以提高低碳烯烃的收率，且催化剂具有较好的稳定性。

本发明第一方面提供了一种SAPO-34分子筛，所述SAPO-34分子筛中，强酸酸量和弱酸酸量的比为(0.7～1.0)：1。

所述的SAPO-34分子筛的晶粒粒度集中分布在1.0～5.0微米，其中晶粒粒度集中分布度≥85％以上，优选晶粒粒度集中分布在粒度差在3微米以内的范围内，如集中分布在1～2微米或1～3微米或3～5微米等。其中，晶粒粒度集中分布度是按统计的晶粒个数计算的。

所述的SAPO-34分子筛为立方体晶貌。

所述的SAPO-34分子筛的相对结晶度在90％以上。

本发明第二方面提供了一种SAPO-34分子筛的合成方法，包括：将硅源、铝源、磷源、模板剂、水均匀混合形成凝胶，将凝胶进行老化，其中，凝胶的固含量为20～45wt％，老化后的凝胶粘度为50～500mPa·S(优选为50～400mPa·S)，然后将老化后的凝胶进行晶化，得到SAPO-34分子筛。

所述的老化条件为：老化温度为20～60℃，老化时间为2～24h。

所述的老化是指将凝胶置于老化装置中，老化时凝胶的状态可以是静止也可以是搅拌的状态。