[发明专利]小粒径SAPO-34分子筛以及制备方法与应用

说明书

本发明涉及催化剂制备领域，公开了一种小粒径SAPO‑34分子筛以及制备方法与应用。所述方法包括以下步骤：(1)将SAPO‑34分子筛与第一磷源的水溶液混合，得到混合液a；(2)将所述混合液a与铝源、硅源、第二磷源、模板剂和水进行混料，得到混合液b，所述混合液b经搅拌、陈化后进行水热晶化；(3)将步骤(2)所得产物经过固液分离、再经洗涤、干燥、焙烧后得到小粒径SAPO‑34分子筛。该方法能够制备具有小粒径的SAPO‑34分子筛，与此同时，可以实现对杂晶SAPO‑5的回收再利用，提高产品的产率，降低分子筛平均粒径，进而改善了分子筛的催化性能。

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种小粒径SAPO-34分子筛以及制备方法与应用。

背景技术

随着我国以煤为原料经甲醇制烯烃技术(MTO)的发展，MTO催化剂也逐渐发展起来。由于SAPO-34分子筛具有较适宜的孔道和酸性强度，在MTO催化过程中展现出了非常优异的催化性能，被用于当前工业MTO催化剂的活性组分。

SAPO-34分子筛的粒径对于使用寿命以及催化性能有较大的影响，小粒径SAPO-34分子筛在MTO反应中可以有效降低传质阻力，提高反应物和产物的扩散，从而有利于满足实际应用中对催化活性以及使用寿命的需求。

与此同时，SAPO-34型分子筛在合成过程中，当模板剂不足、条件控制不当、物料混合不均匀或反应开车初期系统不稳定等情况下，容易产生SAPO-5杂晶。由于SAPO-5分子筛呈现AFI拓扑结构，孔径比SAPO-34分子筛大，其在MTO催化过程中的选择性与SAPO-34分子筛相比差别较大，乙烯选择性较低，而C4、C5等高碳产物选择性较高，严重影响产品的质量，增大了分离难度。

工业合成用于MTO反应的SAPO-34分子筛时，一旦有SAPO-5杂晶生成，则该批次分子筛产品为不合格产品，多数被废弃，造成了严重的经济损失和浪费，同时废弃的不合格品也会占用场地，带来环境负担。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的SAPO-34分子筛的粒径较大，且制备过程中产生的杂晶SAPO-5的回收利用效率低的问题，提供一种小粒径SAPO-34分子筛以及制备方法与应用。该方法能够制备具有小粒径的SAPO-34分子筛，与此同时，可以实现对杂晶SAPO-5的回收再利用，提高产品的产率，降低分子筛平均粒径，进而改善了分子筛的催化性能。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种小粒径SAPO-34分子筛的制备方法，其中，包括以下步骤：

(1)将SAPO-34分子筛与第一磷源的水溶液混合，得到混合液a；

(2)将所述混合液a与铝源、硅源、第二磷源、模板剂和水进行混料，得到混合液b，所述混合液b经搅拌、陈化后进行水热晶化；

(3)将步骤(2)所得产物经过固液分离、再经洗涤、干燥、焙烧后得到小粒径SAPO-34分子筛。

优选地，所述SAPO-34分子筛中含有0-70wt％的SAPO-5分子筛。

更优选地，所述SAPO-34分子筛中含有10-50wt％的SAPO-5分子筛。

优选地，所述步骤(1)中，混合温度为20-90℃，混合时间至少为1h；更优选地，混合温度为20-50℃，混合时间至少为20h。

优选地，所述第一磷源和第二磷源各自独立地选自磷酸、磷酸盐、亚磷酸和亚磷酸盐中的一种或几种。

优选地，所述第一磷源和第二磷源为磷酸。

更优选地，所述磷源为质量分数为35wt％以上的磷酸，优选为85wt％以上的磷酸。

优选地，以P₂O₅计，所述第一磷源与第二磷源的用量比为(0.02-1):(0-1)。