[发明专利]一种SAPO‑18分子筛及其合成方法和一种甲醇制烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SAPO-18分子筛及其合成方法，本发明还涉及一种甲醇制烯烃的方法。

背景技术

低碳烯烃(C₂-C₄烯烃)，特别是乙烯和丙烯是重要的基础有机化工原料。随着化学工业的发展，对低碳烯烃的需求日渐攀升。目前，低碳烯烃的主要生产途径仍然是通过将来自石油的石脑油或轻柴油进行催化裂化/裂解反应而制备。但是，随着全球石油资源短缺局面日趋严重，寻求通过非石油资源来制取低碳烯烃的技术越来越引起研究人员的关注，甲醇制烯烃技术应运而生。

甲醇制烯烃技术是以煤或天然气为原料制取合成气，由合成气制甲醇，再将甲醇催化转化成为低碳烯烃。甲醇制烯烃反应中常用的催化剂为改性ZSM-5分子筛和SAPO-34分子筛。其中，ZSM-5分子筛具有中、大孔结构，将其用作甲醇转化反应的催化剂时，主要得到芳烃和正构烷烃，对低碳烯烃的选择性不高。与ZSM-5分子筛相比，SAPO-34分子筛的孔径小，孔道密度高，并且水热稳定性好，在用作甲醇转化反应的催化剂时，能有效抑制芳烃的生成，对低碳烯烃的选择性能够达到90％以上。但是，SAPO-34分子筛在用于甲醇制低碳烯烃反应时，催化剂单程使用寿命并不理想，再生周期短，一方面降低了生产效率，另一方面提高了生产成本。因此，对于甲醇制烯烃技术而言，开发既具有较高的低碳烯烃选择性，又具有较高的催化剂使用寿命的催化剂仍然是研究的重点之一。

另外，可用作制低碳烯烃催化剂的分子筛还有SAPO-18分子筛。一般而言，如Jiesheng Chen et al,Catalysis Letters,28(1994):241-248所述，SAPO-18分子筛通常通过使用单模板剂例如N,N-二异丙基胺，将铝源、磷源和硅源的混合物水热晶化7天，再进行干燥、焙烧后得到。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SAPO-18分子筛，该分子筛在用于甲醇制烯烃反应时，不仅具有较高的低碳烯烃选择性，而且显示出更高的单程使用寿命。

本发明的发明人经长期研究和探索过程发现：如果将N,N-二异丙基胺和选自三乙胺、二乙胺和异丙胺的至少一种模板剂组合使用，一方面即使缩短水热晶化时间，也能以更高的收率合成具有更高结晶度的SAPO-18分子筛，另一方面合成的SAPO-18分子筛在用作甲醇制烯烃反应的催化剂时，不仅显示出提高的低碳烯烃选择性，而且单程使用寿命明显延长。

因而，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种SAPO-18分子筛的合成方法，该方法包括以下步骤：

(1)提供一种混合液，所述混合液含有铝源、磷源、硅源、模板剂和水，所述铝源以Al₂O₃计，所述磷源以P₂O₅计，所述硅源以SiO₂计，模板剂、硅源、铝源、磷源和水的摩尔比为1-3：0.1-2：1：0.2-3：10-200；

(2)将所述混合液进行陈化；

(3)将经陈化的混合液进行水热晶化；

(4)将水热晶化得到的混合物进行固液分离，将得到的固相进行干燥以及可选的焙烧；

其中，所述模板剂包含第一模板剂和第二模板剂，所述第一模板剂为N,N-二异丙基胺，所述第二模板剂为三乙胺、二乙胺和异丙胺中的至少一种，且所述第一模板剂与所述第二模板剂的摩尔比为1以上。

根据本发明第二个方面，本发明提供了一种由本发明的方法制备的SAPO-18分子筛。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种甲醇制烯烃的方法，该方法包括在甲醇制烯烃反应条件下，将甲醇与本发明提供的SAPO-18分子筛接触。

根据本发明的合成方法，缩短了其水热晶化时间，提高了SAPO-18分子筛的收率。同时，制备的SAPO-18分子筛具有规则形貌，具有较高的结晶度。

更重要的是，采用本发明的合成方法合成的SAPO-18分子筛在用作甲醇制烯烃反应的催化剂时，不仅具有更高的低碳烯烃选择性，而且显示出明显延长的单程使用寿命，能有效地延长催化剂的再生周期，提高生产效率，降低生产成本。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1是实施例1-6和对比例1-5制备的分子筛的X-射线衍射谱图。

图2是实施例1制备的分子筛的扫描电镜图。

图3是实施例3制备的分子筛的扫描电镜图。