[发明专利]SAPO-34分子筛及其制备方法以及甲醇制烯烃的方法

说明书

本发明涉及甲醇制烯烃催化剂领域，公开了SAPO‑34分子筛及其制备方法以及甲醇制烯烃的方法。SAPO‑34分子筛的制备方法包括：(1)将铝源、磷源、硅源、有机模板剂R和水按照满足Al₂O₃：P₂O₅：SiO₂：R：H₂O的摩尔比＝1：(0.6‑1.4)：(0.05‑0.5)：(2‑3.5)：(20‑80)进行混合为晶化凝胶；(2)将所述晶化凝胶与晶体生长抑制剂混合并在室温下进行动态陈化2‑24h；(3)将步骤(2)得到的产物进行分段晶化。得到的SAPO‑34分子筛具有介孔结构的三角锥体形貌，改善内扩散限制，用于甲醇制烯烃反应能够具有优异的催化性能。

技术领域

本发明涉及甲醇制烯烃催化剂领域，具体涉及SAPO-34分子筛制备方法，该方法制得的SAPO-34分子筛，以及以该SAPO-34分子筛进行甲醇制烯烃的方法。

背景技术

SAPO-34分子筛是美国联碳化学公司于1984年开发的一种磷硅铝分子筛，属于八元环菱沸石CHA结构，立方晶系，八元环孔径为0.43nm，与乙烯和丙烯的分子动力学直径相近。SAPO-34分子筛具有适宜的酸性质和孔道结构，在甲醇制低碳烯烃(MTO)中表现出优异的催化性能。

SAPO-34分子筛的合成有很多种方法，比如水热合成法、微波合成法、液相合成法和气相转移合成法等，最常用是水热合成方法。

CN101121529A和CN101633508A都公开了采用水热合成方法，合成步骤大致如下(1)制备晶化凝胶：按照一定的物料配比关系计算原料的加入量，按照一定的加料顺序将铝源、磷源和硅源混合，最后加入有机模板剂，快速搅拌均匀，得到晶化凝胶；(2)陈化：把晶化凝胶转移到晶化釜中，室温下动态陈化一定时间；(3)晶化：将晶化釜程序升温至180-250℃，在自生压力下恒温一定时间。最后将样品过滤或离心分离得到SAPO-34分子筛原粉。

此外，衡量MTO催化剂性能的两个最重要的指标是催化寿命和目标产物选择性(一般为乙烯和丙烯选择性)，影响以上两个指标的因素有很多。

CN108217686A公开了通过控制合成条件得到具有表面缺陷的SAPO-34，以此缓解MTO反应中的扩散问题。

CN105883850A公开了一种空壳型SAPO-34分子筛的制备方法，通过添加辅助模板剂和多段晶化，得到一种中空分子筛，相比实心晶粒分子筛，具有更高的比表面积和孔容。

CN103641131A公开一种薄片状纳米SAPO-34分子筛的合成方法，得到的纳米SAPO-34分子筛的平均晶体粒度尺寸为50-250nm，厚度为50-100nm。该发明方法简单，高效溶剂消耗小，同时所合成纳米SAPO-34分子筛具有产率高(85％-90％)和硅含量低的特点，在甲醇制烯烃(MTO)反应中具有较高的低碳烯烃选择性。

但是现有技术获得的SAPO分子筛存在内扩散限制问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术获得的SAPO分子筛存在内扩散限制问题，提供了SAPO-34分子筛及其制备方法以及甲醇制烯烃的方法。该SAPO-34分子筛具有蜂窝介孔结构的三角锥体形貌，可以解决SAPO分子筛存在内扩散限制问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种SAPO-34分子筛的制备方法，包括：

(1)将铝源、磷源、硅源、有机模板剂R和水按照满足Al₂O₃：P₂O₅：SiO₂：R：H₂O的摩尔比＝1：(0.6-1.4)：(0.05-0.5)：(2-3.5)：(20-80)进行混合为晶化凝胶；

(2)将所述晶化凝胶与晶体生长抑制剂混合，并在室温下进行动态陈化2-24h；