[发明专利]一种连续合成ZSM-5分子筛的方法

说明书

本发明公开了连续合成ZSM‑5分子筛的方法，属于分子筛合成技术领域，包括以下步骤：将凝胶保护剂加入到ZSM‑5分子筛母液中，调至pH为6~7，得到溶胶液，制备ZSM‑5分子筛晶种液，将铝源分散到溶胶液中，加入氢氧化钠，搅拌至铝源完全溶解，在搅拌下依次加入硅源和ZSM‑5分子筛晶种液，搅拌混合均匀，得到混合浆液，经过预晶化、晶化、后处理得到ZSM‑5分子筛；本发明的连续合成ZSM‑5分子筛的方法，通过凝胶保护剂对ZSM‑5分子筛母液中的硅源和铝源进行沉淀，将母液中剩余的ZSM‑5微晶种进行保藏和保护，将其用于下一批分子筛合成中；避免了模板剂的使用，缩短了晶化诱导期，大幅度降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及分子筛合成技术领域，具体说是一种连续合成ZSM-5分子筛的方法。

背景技术

ZSM-5分子筛合成中一般要加入模板剂，模板剂能在硅酸盐或硅铝酸根的缩聚反应中起到桥联的作用，导向分子筛晶格骨架的生长，但是工业生产中合适的模板剂不易得到，价格昂贵并且使用后回收困难，增加企业的生产成本，因此，现有ZSM-5分子筛生产一般通过加入分子筛晶种减少甚至避免模板剂的使用，降低生产成本。另一方面，生产过程中的母液中含有大量的未反应的硅源、铝源和小颗粒的分子筛晶核，如直接排放不仅会导致原料的浪费，而且不能直接排放，否则会导致水域的化学耗氧量COD和生物耗氧量BOD超标，影响生态环境，因此需要经过处理才能排放，这样也会无形之中增加企业的生产成本。

为了充分利用ZSM-5分子筛母液，生产企业在进行不断的探索改进，但是在实际工业化操作中，ZSM-5分子筛母液无法直接使用，因为ZSM-5分子筛母液的碱性强，分子筛晶核长时间在母液中会由介稳态向稳定态转变，导致分子筛晶核变质，影响分子筛的结晶度和比表面积，影响ZSM-5分子筛的使用性能。

发明内容

为解决ZSM-5分子筛生产中ZSM-5分子筛母液无法回收利用的问题，本发明的目的是提供一种连续合成ZSM-5分子筛的方法，将生产中产生的ZSM-5分子筛母液经过处理后进入下一批ZSM-5分子筛中。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种连续合成ZSM-5分子筛的方法，包括以下步骤：

①将凝胶保护剂加入到温度60~70℃的ZSM-5分子筛母液中，向其中加入无机酸溶液调节pH为6~7，然后在60~70℃下老化1~2小时，得到溶胶液，备用；

所述凝胶保护剂为聚丙烯酰胺；

其中凝胶保护剂和ZSM-5分子筛母液的质量比为0.1~0.5：100；

②将ZSM-5分子筛加入到去离子水中，用胶体磨研磨至平均粒度为2~5μm，得到ZSM-5分子筛晶种液，其中ZSM-5分子筛和去离子水的质量比为1：5~8；

③将铝源分散到步骤①所得溶胶液中，向其中加入氢氧化钠，搅拌至铝源完全溶解，在搅拌下依次加入硅源和步骤②所得ZSM-5分子筛晶种液，搅拌混合均匀，得到混合浆液；

所述铝源为硫酸铝或氢氧化铝；所述硅源为硅溶胶或白炭黑；

其中铝源、步骤①所得溶胶液、氢氧化钠、硅源和步骤②所得ZSM-5分子筛晶种液的质量比为5~15：120~150：5~10：60：10~15；

④将步骤③所得混合浆液在100~110℃下转速10~15转/分下搅拌2~3小时进行预晶化处理，然后在170~190℃下转速为5~10转/分下搅拌40~50小时进行晶化，得到晶化后混合液；

⑤将步骤④所得晶化后混合液经过过滤、洗涤，得到滤饼和ZSM-5分子筛滤液；其中ZSM-5分子筛滤液进入下一批ZSM-5分子筛生产中作为ZSM-5分子筛母液循环使用；滤饼先在80~90℃下干燥1~2小时，然后升温400~550℃下焙烧1~3小时，得到ZSM-5分子筛。