[发明专利]从高岭土直接合成低硅铝分子筛LSX的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从高岭土直接合成低硅铝分子筛LSX的制备方法。

背景技术

低硅铝X型分子筛(LSX)，它具有较大的孔径通道，较高的空隙率，适用于较大分子的分离和反应过程。作为离子交换剂，在相同条件下LSX对水合半径较大的镁离子的交换速率比4A沸石大4.5倍，因对洗涤用水的软化作用更强而有望成为4A沸石的替代品。在变压吸附法空分制氧技术中，关键是采用氧氮分离系数高的吸附剂。目前理想的吸附剂是高度交换的Li-LSX或者以LSX为基础的其他双金属离子交换的M⁺(M⁺⁺)-LSX，它们的氧氮分离系数为传统5A和13X的2～3倍，因此引起了广泛的关注。另外，随着人们对环境保护意识的增强，世界各国相继制定了车用燃料的含硫标准以控制含硫有害物的排放。传统的深度加氢脱硫技术、选择性加氢脱硫技术以及深度加氢/辛烷值恢复组合等技术使汽油中硫含量的降低是以汽油的收率低和汽油的辛烷值损失大为代价的，再加上技术复杂、成本高，使加氢脱硫和非加氢脱硫技术(如吸附)相结合以达到较优的脱硫效果成为可能。而以铜、铁、锌等对X型分子筛进行改性的吸附脱硫的研究已经取得比较好的结果，相信随着研究的深入，X型分子筛尤其是低硅铝比X型分子筛在汽油深度脱硫中必有广泛的应用。

高岭土的基本成分是高岭石，产地不同组成成份稍有差异。其理想的化学组成为Al₄[(OH)₈Si₄O₁₀]，可简单的表示为Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O。高岭土又称水合硅铝酸瓷土，是一种重要的非金属矿产资源，在我国该资源储量相对较为丰富，分布广泛，主要分布在广东、福建、江西、湖南和江苏等地。由于高岭土价格低廉，性能优越，在合成4A沸石、Y沸石、ZSM-5分子筛、MCM-41介孔分子筛中都已经有广泛的应用，但在合成X分子筛尤其是低硅铝比X分子筛方面的报道相对较少。

中国专利CN101704533A公开了以内蒙古煤系高岭土为原料，在水热条件下直接合成了高吸水率的低硅铝比的X分子筛LSX，高岭土、水、氢氧化钠、氢氧化钾和晶种按摩尔比(1.07～2.86)K₂O∶7.15(Na₂O+K₂O)∶Al₂O₃∶2.2SiO₂∶(120～180)H₂O∶0.01晶种配置合成液，其存在的问题是需要另外加入适量的晶种才能得到教纯净的低硅铝比的X型分子筛。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术方案中采用高岭土为原料直接合成低硅铝比X分子筛的时候必需添加晶种才能获得比较纯净的低硅铝比X型分子筛的问题，提供了一种新的从高岭土直接合成低硅铝分子筛LSX的制备方法。该方法具有无需添加分子筛晶种即可获得较为纯净的低硅铝比X型分子筛的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种从高岭土直接合成低硅铝分子筛LSX的制备方法，包括以下步骤：

A)将高岭土在温度为500℃～1100℃内进行预处理1～8h，得到高岭土I；

B)将高岭土I与碱金属的氢氧化物和碱金属的碳酸盐与水混合配成摩尔比为(1.7～4.0)Na₂O·(0.7～1.1)K₂O·1Al₂O₃·(1.9～2.2)SiO₂·(45～75)H₂O的混合液I；

C)将混合液I转移至晶化釜中，在30℃～80℃的条件下老化5～18h，得到混合液II；

D)将得到的混合液II在90℃～120℃的条件下晶化1～6h，经过滤、洗涤、干燥，得到低硅铝比的X型分子筛，其硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃为1.9～2.2∶1。