[发明专利]导向剂法快速合成ZSM－5分子筛的方法

说明书

本发明涉及一种利用导向剂法快速合成ZSM-5分子筛的方法。

沸石催化是当今沸石科学技术研究领域的主流，而ZSM-5系列研究是最广泛的一类催化剂，它大量用于石油化工领域与精细化工行业。具《电子显微镜学报》1998年17(1)P64-67报道，经过大量研究表明在同类反应中采用的沸石催化剂往往随着沸石晶粒度的减小而催化反应活性增加。这是因为沸石的晶粒平均直径减小，会缩短生成物在孔道中的停留时间，降低二次反应的发生率，减少内扩散对生成物的影响，延缓此种沸石的活性衰减速率，提高目的产物收率。《石油化工》1983年12(12)：P744报道了水热法合成ZSM-5沸石，晶化过程一般要求低温，加盐和在搅拌转速在400-500转/分的条件下，并且要求晶化周期在100℃时长达300小时以上才能完成，虽然随着合成温度增加为130℃合成时间可减至50小时，但分子筛的晶粒平均直径却由0.1μm而增加至0.7μm。

本发明的目的是提供一种利用导向剂法快速合成ZSM-5分子筛的方法，该方法合成时间短，且不需加盐，合成分子筛的结晶度高(98％以上)。

本发明的导向剂法快速合成ZSM-5分子筛步骤如下：

a.导向剂的制备方法：

(1)将硅源与总用水量的一半配制成A溶液；

(2)将铝源与总用水量的另一半配成溶液，用无机酸或无机碱调节至溶液中所含Na⁺摩尔浓度为0.027-2.223M，则为B溶液；

(3)将A溶液装入合成釜中，搅拌均匀；

(4)滴加有机胺于釜中，继续搅拌10-30分钟，使溶液完全均匀；

(5)最后将B溶液完全滴入，再搅拌20-30分钟可开始升温；

(6)首先以小于20℃/小时的速率由室温升至115-125℃，保持恒温15-20小时；

(7)再继续以小于15℃/小时的速率由115-125℃升至150-155℃恒温1-2小时；

(8)冷却、降温，将釜中液体移出；

(9)采用离心沉降法或离心分离法将溶液分离，得到的上层透明的液体部分即为导向剂；

上述的原料组成摩尔比为：

Al₂O₃     SiO₂       Na₂O      有机胺           水

  1          20-100        3-10         25-40        2500-5000

所述的硅源为：模数2.8-3.2的水玻璃、硅溶胶、白碳黑(SiO₂＞99wt％)；

所述的铝源为：硫酸铝、硝酸铝；

所述的有机胺为：正丁胺、乙二胺、乙胺、1.6己二胺；

所述的无机酸为：硫酸、硝酸、磷酸；

所述的无机碱为：氢氧  化钠、碳酸钠；

所述的水全部采用无离子水；

b.分子筛的合成：

(1)将硅源与总用水量的一半配制成C溶液；

(2)将铝源与总用水量的另一半配成溶液，用无机酸或无机碱调节至溶液中的Na⁺摩尔浓度为0.045-3.335M，则为D溶液；

(3)将C溶液装入合成釜中，搅拌均匀；

(4)滴加导向剂于釜中，继续搅拌10-30分钟，使溶液完全均匀

(5)最后将D溶液完全滴入，再搅拌20-30分钟可开始升温；

(6)首先以小于20℃/小时的速率由室温升至120-125℃，保持恒温35-40小时；

(7)再继续以小于15℃/小时的速率由120-125℃升至155-160℃恒温20-25小时；

(8)冷却、降温，将釜中液体移出；

将上述液体进行固液分离后即可进行洗涤，洗至PH值约为8左右后置于烘箱中于100-120℃烘干6-10小时，得到ZSM-5分子筛原粉；

所述的原料组成摩尔比为：

Al₂O₃     SiO₂       Na₂O         水

  1          20-100        5-15        2500-5000

导向剂与Al₂O₃、SiO₂、Na₂O和水各组成之和的体积比为：