[发明专利]高硅铝比Beta分子筛的直接合成方法

说明书

本发明涉及一种高硅铝比Beta分子筛的直接合成方法，属于结晶硅铝酸盐分子筛合成领域，包括以下步骤：a)将水、铝源、碱源、模板剂和矿化剂混合均匀形成均相凝胶，然后加入分散剂和有机硅源，充分搅拌均匀后转移至晶化釜中晶化；b)将步骤a)中制得产物进行晶化，晶化完全后产物迅速冷却，经过抽滤分离、洗涤、交换、烘干、焙烧后，即可获得Beta分子筛。本发明通过使用矿化剂和分散剂来控制有机硅源水解速率，实现一步法合成高硅铝比Beta分子筛，具有产品收率高、工艺简单、成本低的特点。

技术领域

本发明涉及一种高硅铝比Beta分子筛的直接合成方法，属于结晶硅铝酸盐分子筛合成领域。

背景技术

Beta分子筛具有十二元环三维孔道结构的分子筛。由于其具有较高的水热稳定性，良好的择型性和酸性，使得Beta分子筛在加氢异构化、加氢裂化、苯与丙烯制异丙苯、芳烃烷基化、甲苯歧化等反应中表现出了优异的催化性能(CN 106430230A)。

高硅Beta分子筛具有更明显的疏水性，在催化中水热稳定性表现更加优良，因而催化寿命相对常规Beta分子筛来说更长。为了得到高硅Beta分子筛，人们往往采取酸洗脱铝和水蒸气处理的方法来提高分子筛硅铝比。

该技术路线不仅牺牲的Beta分子筛的晶体规整度，而且增加了生产工序，降低了分子筛收率，增加了生产成本(US5310534)。专利(US 5554356；US 20100254894A1；CN200810246983.1)等公开了全硅Beta分子筛的合成方法，但均有对环境有害的氟离子或者使用特殊难得的模板剂的限制问题。其他公开专利也是具有一些不适合的工业生产的问题。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种高硅铝比Beta分子筛的直接合成方法，通过使用矿化剂和分散剂来控制有机硅源水解速率，实现一步法合成高硅铝比Beta分子筛，具有产品收率高、工艺简单、成本低的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高硅铝比Beta分子筛的直接合成方法，包括以下步骤：

a)将水、铝源、碱源、模板剂和矿化剂混合均匀形成均相凝胶，然后加入分散剂和有机硅源，充分搅拌均匀后转移至晶化釜中晶化；

b)将步骤a)中制得产物进行晶化，晶化完全后产物迅速冷却，经过抽滤分离、洗涤、交换、烘干、焙烧后，即可获得Beta分子筛。

步骤a)中各物料的摩尔比为SiO₂：Al₂O₃：Na₂O：模板剂：矿化剂：分散剂：H₂O＝1:0.001～0.01：0.1～0.5：0.1～0.3：0.001～0.1：0.001～0.1：1～30。

步骤b)中晶化分两个温度段进行晶化：先在70～140℃下晶化12～72小时，然后在140～180℃下晶化24～96小时。

步骤a)中所述的铝源为拟薄水铝石、氢氧化铝、氧化铝、偏铝酸钠、异丙醇铝或硫酸铝；优选拟薄水铝石或氢氧化铝；

步骤a)中所述的碱源为氢氧化钠。

步骤a)中所述的模板剂为四乙基氢氧化铵和四乙基溴化铵的一种或二者；

步骤a)中所述的矿化剂为磷酸的钠盐和铵盐的一种或混合使用，使用效果无差异。

步骤a)中所述的分散剂为丙酮、乙醇或丁醇，优选乙醇和丁醇。

步骤a)中所述的有机硅源为水解后不产生分散剂的有机硅，包括硅烷偶联剂和低聚硅油。

步骤b)一段晶化条件为：80～140℃，晶化12～48小时；二段晶化条件为：140～180℃，晶化24～72小时。