[发明专利]一种高强度分子筛及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度分子筛及其制备方法，属于石油化工技术领域。

背景技术

分子筛是一类用途非常广泛的吸附剂和催化剂，在化工生产过程中经常用于气体分离、脱水、脱硫以及酸催化反应过程。由于分子筛在使用过程中经常需要再生处理，例如，变压吸附过程用的分子筛需要交替进行压力升降；工艺气体脱水用的分子筛吸附饱和以后需要定期脱水再生；反应过程中用的分子筛催化剂需要定期烧炭再生等。所有这些过程对分子筛的结构都或多或少的造成损害，开发高强度的分子筛有利于延长分子筛吸附剂/催化剂的使用寿命，具有重要的实际意义。

专利CN1044980C公开了一种制备高强度分子筛的方法，其制造方法是将分子筛或分子筛催化剂浸渍在含有硅化合物、铝化合物、锆化合物等的有机溶液中浸泡一段时间，然后回收有机溶剂，所得到的分子筛经过干燥、焙烧得到成品，其机械强度得到较大提高。其缺点是制备工艺复杂，成本较高并且带有一定的危险性；专利US3354096采用磷酸盐水溶液处理分子筛，成品分子筛的机械强度得到一定提高。专利JP03295802则在分子筛中加入粘土类粘合剂，据称也可以适当提高成品分子筛的机械强度。采用后两种方法制备的分子筛虽然其机械强度得到一定的提高，但分子筛的磨耗率较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产工艺简单，成本低廉，机械强度好且磨耗率低的高强度分子筛及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高强度分子筛的制备方法，包括以下步骤：将分子筛原料与粘结剂混合均匀，得到分子筛A品；在所述分子筛A品中加入结构增强剂，得到分子筛B品，然后将分子筛B品依次通过成型、干燥、焙烧，即得所述高强度分子筛；

其中，所述结构增强剂的重量为分子筛原料重量的5～20％，所述粘结剂重量为分子筛原料重量的5～30％。

本发明的有益效果是：所制备的分子筛不但机械强度好而且磨耗率低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在加入所述结构增强剂时还加入水溶性有机粘合剂；

其中，所述水溶性有机粘合剂的的重量为分子筛原料重量的0.05～5％。

采用上述进一步方案的有益效果是，加入水溶性有机粘合剂，使所制备的分子筛具有较好的湿强度。

进一步，所述水溶性有机粘合剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、甘油、水溶性变性纤维素、水溶性变性淀粉、聚丙烯酰胺等各种水溶性有机粘合剂中的一种或两种及其以上的混合物。

进一步，所述结构增强剂是硅氧化合物、铝氧化合物、钛氧化物、钙化合物、氟化物等，或者是其混合物。其中，硅氧化合物包括烷氧基硅、硅酸钠、硅溶胶等；铝氧化合物包括烷氧基铝、偏铝酸钠、铝溶胶等；钛氧化物包括钛溶胶、钛酸酯等；钙化合物包括氢氧化钙、硫酸钙等；氟化物包括氟化钠、氟化钾、氟化铵等。

采用上述进一步方案的有益效果是，使用如上的结构增强剂，可增强分子筛成品的机械强度，降低磨耗率。

进一步，所述粘结剂为硅铝酸盐、氧化硅、氧化铝等。其中，硅铝酸盐包括各种粘土，例如蒙脱土、膨润土、活性白土、硅藻土、铝土矿等；氧化硅包括氢氧化硅、固体硅胶等；氧化铝包括氢氧化铝、活性氧化铝等。

进一步，所述分子筛原料通过滚球机、挤条机、喷雾干燥等设备成型，其形状包括球形、条状、柱状、微球状等各种形状；所述分子筛原料包括A型分子筛(3A、4A、5A)、X型分子筛(13X等)、Y型分子筛、ZSM系列分子筛(例如ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22等)等所有硅铝酸盐类分子筛。

进一步，所述干燥的工艺条件为：将所述分子筛B品在80～200℃的温度下，干燥5～40小时。

进一步，所述焙烧的工艺条件为：将所述分子筛B品在500～650℃的温度下，焙烧1～10小时。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种根据上述制备方法制得的高强度分子筛。

采用上述进一步方案的有益效果是：用本发明方法制备的分子筛比用常规方法制备的分子筛具有更高的机械强度和低的磨耗率。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

条状高强度4A分子筛(Ф3×10mm)