[发明专利]一种复合模板剂合成IM-5分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子筛的合成方法，更具体地说，是一种合成IM-5分子筛的方法。

背景技术

分子筛在石油化学工业中起着越来越重要的作用。随着石油化工以及精细化工产业的发展，生产过程中环保要求日趋严格，对新催化材料需求也不断增加。其中十元环分子筛由于其特有的孔径大小及孔道结构，使其在择形催化领域有着广泛的应用。只有大小和形状与分子筛孔道相匹配的分子才能进入分子筛孔道，利用分子筛的孔径大小和孔道结构上的差别，在一定程度上可以实现“分子筛分”，使其具有择形催化的能力。IM-5分子筛是一种，该分子筛具有二维十元环孔道体系，在第三维上有有限的短孔道，其孔道体系与ZSM-5分子筛十分相似，在芳烃歧化、异构化、烷基化等反应中具有良好的择形性。WO98/17581A1首次公开了IM-5分子筛及其合成方法，其合成方法为按照一定配比，将水加入到含有硅源、模板剂的混合固体样品中，搅拌至获得一种均匀的混合物，然后将铝酸钠和烧碱溶解成的混合液加入其中，保持搅拌，维持15分钟，然后转移至一个装配有聚四氟乙烯内衬的高压釜中，在一定条件下晶化，经过滤、洗涤、烘干得到IM-5分子筛的合成粗品。

IM-5分子筛具有良好的热稳定性及水热稳定性，催化性能优良，在催化反应中有着广泛的应用，例如US5989410公开的一种催化剂，是将加氢/脱氢金属元素负载在IM-5分子筛上，该催化剂能有效改善石蜡倾点。US6007698公开的催化裂化催化剂所包含的分子筛包括IM-5分子筛和 USY分子筛，该催化剂用于重油原料催化裂化过程中，能有效提高反应物料转化率，同时高产丙烯、丁烯。

关于IM-5分子筛的合成报道较少，WO98/17581A1公开了IM-5的几种合成方法，包括采用1，5-双(N-甲基吡咯烷)戊烷溴盐或1，6-双(N-甲基吡咯烷)己烷溴盐作为模板剂，在160～170℃条件下晶化8～13天合成出了纯相IM-5分子筛。IM-5和NU-88分子筛的合成、表征和催化特性(Synthesis，characterization，and catalytic properties of zeolites IM-5 and NU-88.Journal of Catalysis 2003：215151～170)和IM-5：一种高热稳定性和水热稳定性的择形裂化分子筛(IM-5：A Highly Thermal and Hydrothermal Shape-Selective Cracking Zeolite.Journal of Catalysis 2002：206，125～133)中也分别报道了IM-5分子筛的合成方法并较为详尽地阐述了其合成规律：在已报道的合成方法中，只有采用白炭黑(Aerosil 130/200)作为硅源能够成功合成出纯相的IM-5分子筛，而且合成周期较长，大多需要10到14天。IM-5分子筛合成时原料的配比范围很窄，特别是钠硅比仅在0.73附近能合成出纯IM-5分子筛，稍微变化就会生成MOR、ZSM-12和ANA等杂晶相，合成范围很窄，不利于工业放大。IM-5分子筛合成的体系水含量太高，水硅比不低于40，导致单釜收率低，并且仅在小反应釜(50ml左右)中能够合成，放大困难。

由于对IM-5分子筛的合成研究较少，至今没有相关报道解决上述问题的方法。因此探索有效的合成手段，拓宽原料配比范围，缩短合成时间，提高单釜收率，寻找合适的放大方法具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有技术的基础上，提供一种原料配比较宽、晶化时间短、单釜收率高、易于放大生产的IM-5分子筛合成方法。

本发明提供的一种复合模板剂合成IM-5分子筛的方法，包括以下步骤：

(1)将无机碱、铝源、两种模板剂溶于去离子水中，混合均匀制得混合溶液；

(2)向步骤(1)的混合溶液中加入硅源，加入或不加入添加剂，混合均匀，制成胶体或固液混合物；

(3)将步骤(2)所得胶体或固液混合物移至晶化釜中，在120～200℃下水热晶化1～10天，晶化结束后，冷却降温，所得混合液经洗涤、过滤、烘干即得到IM-5分子筛原粉；

所述反应物的摩尔组成为SiO₂∶Al₂O₃∶M₂O∶R1∶R2∶H₂O＝60∶(0.4～6)∶(6～21)∶(0.6～18)∶(0.6～12)∶(300～1800)，其中，M₂O为碱金属氧化物，R1为第一种模板剂，R2为第二种模板剂。