[发明专利]一种制备硅铝分子筛的超重力方法

说明书

一种制备硅铝分子筛的超重力方法，属于催化剂制备领域。具体是采用内循环超重力反应器作为反应装置，硅源和铝源通过液体进口管同时泵入超重力反应器，两股原料预混过后得到初始凝胶，使得反应体系借助超重力的快速混合的特性，在微观条件下使得原料配比得到精确调控，使结晶过程在微观均匀的环境中进行，从而使成核，生长过程均匀可控，晶粒均匀生长粒度分布窄化。通过改变工艺条件对合成硅铝分子筛的影响，进而得到适宜的制备硅铝分子筛的工艺条件。

技术领域

本发明涉及一种硅铝分子筛的制备方法，属于催化剂制备领域。

背景技术

硅铝分子筛是一种具有均匀的孔道的硅铝酸盐，此类分子筛具有三维直通道的孔道，具有典型的MFI结构，由于其具有独特的孔道结构，晶体结构稳定，所以利用其高的离子交换、强酸性、良好的热稳定性以及良好的择形催化性能，广泛应用于催化裂化、润滑油馏分脱蜡、甲醇转化为汽油、乙烯苯烃化、二甲苯异构化等石油化工行业，烷基化等以及精细化工，医学方面等。在工业应用中很有前景。

硅铝分子筛的合成方法有水热法、微波法、非水体系合成法：水热法以水作为溶液体系，在一定温度和一定压力下，进行的化合反应。这种方法是合成分子筛的最常用的方法，优点在于合成的产品纯度高，分散性好，粒度容易控制，合成步骤简单成熟，便于工业化。但是，采用这种方法合成产品对设备的耐腐蚀性要求高。微波法，指在高频率的电磁波的条件下，分子由原来无序状态变为有序状态，从而使体系的溶液体系得到分子级别的均匀搅拌。微波法合成硅铝分子筛可以加快晶化速率，节省晶化时间，对比常规合成硅铝分子筛，可以减少一半晶化时间，合成产物纯度高。但是对反应釜的要求苛刻，难于工业放大。非水体系合成法，有机物或者无机盐如Na₂CO₃·10H₂O取代水作为晶化介质，合成的方法和水热法类似。这种方法合成硅铝分子筛的优点是合成过程中可以减少模板剂的用量，减少污染，但是，合成产品的颗粒形貌差，分布不均。

就以上几种合成方法中，都各有优缺点，通过不同的合成方法对合成硅铝分子筛改进，研究预混对合成硅铝分子筛晶貌的影响比较少，其实预混对硅铝分子筛的粒径和粒径分布影响很大，而分子筛的晶貌在反应中很大程度上影响催化效果。采用超重力反应器合成硅铝分子筛，借助超重力反应器的快速微观预混的特点，使得硅和铝均匀分布，在微观条件下，反应物配比得到精确调控，使成核过程在微观均匀的环境中进行，从而使成核，生长过程可控，晶粒均匀生长粒度分布窄化。

中国专利专利号CN104355318B公开了一种采用共沉淀法合成纳米ZSM-5分子筛，先通过研磨混合设备制备晶种混合液，然后将制备好的晶种与原料混合液(原料混合液与晶种混合液配比相同)经过研磨混合设备混合，沉淀结束后，进行水热反应。该方法操作过程复杂。中国专利专利号106564908A公开了一种撞击流旋转床强化微波合成ZSM-5分子筛的方法，其采用撞击流旋转床作为制备晶种液，微波加热3小时后，然后将其先后与硅源、铝源后，同时送入撞击流-旋转填料床预混，预混后采用微波加热晶化，制备出粗产品。该方法合成路线复杂，合成的产品平均粒径较大。中国专利专利号107128947A公开了一种中微双孔ZSM-5沸石分子筛的制备方法，该方法也采用常规搅拌釜作为预混装置，预混时间7小时，然后采用水热法制备ZSM-5分子筛。但该方法制备的产品形貌不均匀。本发明与上述发明区别在于，本发明的预混合水热反应过程均在内循环超重力反应器内进行，工艺流程得到极大简化，所制备的产品粒径小，粒径分布窄。

发明内容

本发明的目的是提供一种超重力方法制备硅铝分子筛，使得粒径可控，结构可控。