[发明专利]SAPO-5和SAPO-34共生分子筛的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SAPO-5和SAPO-34共生分子筛的合成方法。

背景技术

1984年，Lok等人首先将Si引入AlPO₄系列分子筛中，合成出一类新的磷酸硅铝(SAPO-n)分子筛，这类分子筛包括13种由四面体构成的三维微孔骨架结构，其中有些属于新型结构，有些则与常规沸石相似，具有从六元环至十二元环的孔道结构，孔径在0.3～0.8nm间，因此能适应不同尺寸分子吸附和扩散的要求。磷酸硅铝分子筛(SAPO-n)是由SiO₂、AlO₂^-和PO₂⁺三种四面体单元构成的微孔型晶体，其中n代表不同的晶体结构。SAPO系列的结构种类很多，根据孔径大小可以划分为大孔径结构(如SAPO-5)、中等孔径结构(如SAPO-11)、小孔径结构(如SAPO-34)和极小孔径结构(如SAPO-20)等。适宜的孔结构的SAPO具有优异的择形选择性。SAPO-n作为催化剂可用于许多的烃类转化反应中，如裂解、氢化裂解、芳香族化合物的烷基化和异构化、支链烷烃的烷基化和异构化、聚合、重整、加氢、烷基转移反应、脱烷基反应、水合作用等；作为吸附剂，SAPO-n可根据分子的大小和极性的不同来分离混合物。

SAPO-5分子筛属于AFI型分子筛，其骨架是由两个四元环和六元环交替组成的十二元环的一维线性且不互相交叉孔道系统，属于大孔径分子筛，而SAPO-34的晶体结构类似于菱沸石型(CHA)，其基本结构单元为双六元环，这些双六元环通过部分四元环相连，形成了具有最大为八元环的三维孔道结构，属于小孔径分子筛。

甲醇既是重要的化工原料，又是潜在的车用燃料和燃料电池的原料，因此甲醇合成催化机理的研究和新催化剂及新催化过程的探索在国际上一直受到重视。其中，甲醇转化制轻烯烃过程具有极重要意义，因为乙烯、丙烯是合成洗涤剂、塑料、纤维和各类化工材料的关键中间物，今天的有机化学品90％以上可以追溯到是以“三烯”“三苯”为上游原料的产品，而其中以乙烯为上游原料的约占40％。小孔径结构的SAPO-34分子筛择形选择性很高，同时具有杰出的热稳定性和湿热稳定性，使得它的应用前景很广泛，在甲醇转化制化制低碳烯烃过程(MTO)中，由于它的孔径大小约为0.43nm，仅对C₁～C₄的烃类具有择形选择性，使用它作为催化剂可使得甲醇转化的绝大部分产物是低碳烯烃，无芳香族化合物和支链异构物生成，提高了MTO过程的转化率和产率。而大孔径的SAPO-5分子筛在择形催化、吸附分离、光化学转化领域、非线性光学材料制备、碳纳米管制备、空气污染。治理和催化剂载体等领域具有很大的应用潜力。

美国专利4440871公开了多种磷酸硅铝分子筛的制备方法。采用硅源、磷源、铝源和有机模板剂生产SAPO-34分子筛的制备方法，这种方法的晶化时间长，达到150小时甚至320小时以上。

中国专利CN1088483公开了一种或多种廉价有机模板剂合成SAPO-34分子筛的方法，该方法用来合成大晶粒的SAPO-34分子筛。

中国专利CN101293660公开了一种加料顺序合成SAPO-34分子筛的合成方法，但是加料顺序操作过于复杂。

中国专利101302015A公开了一种以二乙胺为模板剂合成SAPO-5分子筛的方法，这种方法成本较低。

中国专利10144350公开了一种以二乙胺为模板剂合成SAPO-11和SAPO-34的方法，此种方法特点是可以控制模板剂的量来分别合成SAPO-11和SAPO-34分子筛

SAPO分子筛作为活性组分，在催化剂的整个合成过程中起着非常重要的作用，而SAPO-5和SAPO-34分子筛的应用十分广泛，在此基础上，合成它们的共生分子筛以期得到更好的应用以及更好的发展空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中合成的多孔材料孔径单一、活性不高的问题。提供一种共生分子筛SAPO-5和SAPO-34的制备方法，该分子筛具有多级孔道结构，活性较高的特点。