[发明专利]一种利用晶化母液合成纯相SAPO-41分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明属于硅磷酸铝分子筛合成技术领域，具体涉及一种微波辅助的利用晶化母液合成SAPO-41分子筛的方法。

背景技术

中孔SAPO-41分子筛是具有AFO结构的硅磷酸铝中孔分子筛，由十元环组成的一维椭圆型孔道尺寸为0.43mm×0.70mm。SAPO-41分子筛骨架由Si、P、Al和O元素构成，属于正交晶系，晶胞尺寸为a=0.97nm，b=2.55nm，c=0.84nm。其典型结构参数为：孔径0.60nm，孔容0.22mL·g^-1。由于合适的孔道结构和中等强度的酸性，使其在异构脱蜡等正构烷烃异构化反应中表现出较高的活性和异构选择性。

美国专利US4859312报道了Pt或Pd负载的SAPO-11和SAPO-41催化剂可以使重油同时进行加氢裂化和异构化反应，从而降低油品的粘度和倾点，得到具有较好流动性的油品。美国US5135638报道了将SAPO-11、SAPO-31和SAPO-41与加氢活性组分Pt或Pd结合，可以将含蜡组分异构化成低倾点和高粘度指数的润滑油组分。

美国专利US4310440公开了硅磷酸铝分子筛的合成方法，首先将合成原料配制成晶化液，通过水热合成法成功合成出一个全新的分子筛家族—硅磷酸铝分子筛AlPO₄。美国专利US4440871开始使用四丁基氢氧化胺作为模板剂，并将Si引入到AlPO₄-41中合成出SAPO-41分子筛。中国专利CN1448336和CN1923688公开了一种SAPO-41分子筛的合成方法，其特点是合成过程中需要用高剂量的模板剂。

这些合成SAPO-41分子筛的方法需要用价格昂贵的季胺盐作为模板剂，或者采用常规高模板剂量的方法合成SAPO-41，合成成本昂贵，产物易出现杂晶。

一般来说，水热法合成分子筛收率一般在50%—80%，所以分子筛合成后的晶化母液中会含有未反应原料组分。这些组分均溶解在分子筛分离后的母液中，合成分子筛后，母液往往被直接倒掉，而对于工业生产来讲，母液的排放一方面造成原料浪费；另一方面会对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中SAPO-41分子筛合成成本高、产物中有杂晶、废液直接排放造成原料浪费及环境污染的问题，提供一种微波辅助的利用晶化母液合成SAPO-41分子筛的方法。

本发明为一种利用晶化母液合成SAPO-41分子筛的方法，其特征在于，回收含有SAPO-41分子筛微晶晶种及未反应组分的晶化母液，再将所述晶化母液补充新原料，对凝胶混合物进行微波辅助陈化处理，合成SAPO-41分子筛；具体步骤包括：

1）将第一次合成的SAPO-41分子筛固体产物用膜孔径为0.1μm的滤膜进行真空抽滤分离，回收滤液得到含有微晶晶种的晶化母液；

2）分析晶化母液组分含量，补加铝源、硅源、磷源、模板剂和水，配制成合成分子筛的溶胶混合物，其中所述溶胶混合物中各物料的摩尔比为aR：Al₂O₃：bP₂O₅：cSiO₂：dH₂O，其中R为模板剂，a的值为0.5~2，b的值为0.1~3，c的值为0.1~2，d的值为20~80；

3）将步骤2）中的所述溶胶混合物在15～65℃下经微波加热陈化 2～10h得到初始凝胶混合物；

4）将步骤3）中所述初始凝胶混合物置于晶化釜中，在150℃~200℃下水热晶化10~40h，将水热晶化后的产物随炉冷却后过滤得到滤饼和滤液；

5）将步骤4）中所述滤饼用去离子水洗涤后置于烘箱中在100℃~120℃下烘干；将烘干后的滤饼置于马弗炉中焙烧5~20h，冷却后得到SAPO-41分子筛原粉；

6）将步骤4）中所述滤液回收，作为晶化母液循环利用。

在上述技术方案中，步骤2）所述分子筛晶化母液中的模板剂摩尔量与分子筛晶化液中的模板剂总摩尔量比为0.1～0.9。

步骤2）中所述铝源为氧化铝、硫酸铝、异丙醇铝和拟薄水铝石中的一种或几种；硅源选自硅溶胶、固体氧化硅、正硅酸乙酯和硅胶中的一种或几种；磷源为磷酸或亚磷酸；模板剂为二正丙胺、二异丙胺和二乙胺中的一种或几种。