[发明专利]一种以晶种为结构导向剂动态合成的KL分子筛及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以晶种为结构导向剂动态合成的KL分子筛及其制备方法，其将氢氧化钾、铝源、硅源和水按(1～3.5)：1：(5～9)：(150～300)的摩尔比混合，然后滴加KL分子筛晶种溶液，搅拌陈化后进行动态水热晶化，分离、洗涤、干燥后得到KL分子筛。与KL分子筛其他晶种导向方法相比，本发明提供的方法具有以下优点：1、可以在动态条件下合成，易于进行工业放大；2、合成产率高，达80％以上，具有显著的成本优势。

技术领域

本发明涉及分子筛技术领域，具体地，是一种以晶种为结构导向剂动态合成的KL分子筛及其制备方法。

背景技术

20世纪70年代末，Bernard研究发现KL分子筛载Pt催化剂对C6～C10正构烷烃表现出非常高的芳构化催化活性以及选择性。由此，在轻石脑油芳构化领域，以Pt/KL催化剂为代表的非酸性载体负载的单功能贵金属催化体系日益引起人们的广泛关注。

常作为碱性载体的KL分子筛属于六方晶系(P6/mmm,)，其晶体由六方柱笼(D6R)与钙霞石笼(CAN笼)在C轴方向上交替堆积而成，具有波浪形轮廓的一维十二元环孔道结构，孔道直径

KL分子筛的合成通常采用水热合成法，但其合成区域较窄，在碱性体系中通过改变投料硅铝比以及体系碱度直接水热合成容易导致杂晶出现。因此近些年来，很多合成方法如晶种法、结构导向剂法等也常被用于合成KL分子筛。

公开号为CN107473238A的中国专利申请公开了一种以HY分子筛为晶种静态合成KL分子筛的方法，该方法合成的KL分子筛呈圆柱状，晶粒较大，易于分离。但采用静态合成方法在立升甚至立方级的工业放大条件下由于传热问题受限，不利于KL分子筛的大规模批量生产。

发明内容

本发明的目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种以晶种为结构导向剂动态合成的KL分子筛及其制备方法，以克服静态合成方法不易工业放大的缺点。通过该方法制备得到的KL分子筛，相对结晶度较高，且分子筛收率能达到80％以上。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种以晶种为结构导向剂的KL分子筛动态合成方法，包括以下步骤：

(1)将氢氧化钾、铝源和水充分混合，加热得到澄清溶液，然后缓慢加入硅源，搅拌得到合成溶胶，其中所述氢氧化钾、铝源、硅源、水的投料摩尔比为(1～3.5)：1：(5～9)：(150～300)；

(2)向合成溶胶中加入KL分子筛晶种溶液，搅拌陈化形成KL分子筛合成液；

(3)将上述合成液进行水热晶化，然后将晶化产物依次分离、洗涤、干燥，得到KL分子筛。

上述制备方法中，所述铝源为氢氧化铝、拟薄水铝石、硝酸铝、硫酸铝、异丙醇铝或铝酸钾，优选氢氧化铝；所述硅源为硅溶胶、正硅酸乙酯或水玻璃，优选硅溶胶。

上述制备方法中，步骤(1)中所述加热温度可为70～150℃，时间可为0.5～24h。

上述制备方法中，步骤(2)中所述KL分子筛晶种溶液制备方法包括的步骤如下：将钡盐、氢氧化钾、铝源、硅源、水按摩尔比(0.005～0.1)：(1～5)：1：(5～15)：(150～350)充分混合，搅拌陈化一定时间形成溶胶，将所得溶胶在160～180℃静态水热晶化12～48h，得到KL分子筛晶种溶液。

上述制备方法中，步骤(2)中所述KL分子筛晶种溶液与合成溶胶中SiO₂的质量比为1％～10％；所述搅拌陈化温度为10～80℃，时间为8～24h。

上述制备方法中，步骤(3)中所述水热晶化为动态水热晶化，温度为160～180℃，时间为12～48h；所述分离为抽滤或离心分离；所述洗涤为洗涤至洗涤液pH值为7～9；所述干燥温度为100～200℃，时间为12～24h。优选的，所述晶化温度为175℃，时间为24h。