[发明专利]一种阶段变温法合成SAPO-18分子筛的制备方法

说明书

本发明公开了一种阶段变温法合成SAPO‑18分子筛的制备方法，首先将铝源加入到去离子水中，充分搅拌至均匀，将磷酸加入后充分混合均匀，之后逐次加入模板剂、硅源到上述溶液中，在室温下充分搅拌得到均匀混合物。将得到的均匀混合物转移到高压反应釜中，在不同的阶段设置不同的晶化温度。晶化反应完成后，将固相产物通过去离子水洗涤、过滤、干燥，然后在马弗炉中550℃焙烧，即得到SAPO‑18分子筛。本发明通过在不同晶化阶段设置不同的温度合成了SAPO‑18分子筛，制备的分子筛具结晶度高，MTO催化性能好，耐磨损，提高了分子筛的烯烃选择性，提高了其反应速率，为SAPO‑18分子筛进一步制备研究和工业应用奠定了基础。

技术领域

本发明属于SAPO-18分子筛及MTO领域，涉及一种阶段变温法合成SAPO-18分子筛的制备方法。

背景技术

低碳烯烃在现代化工生产中具有重要的作用，是基本的化工生产原料。现代工业的蓬勃发展也伴随着对低碳烯烃需求量的与日俱增。传统的低碳烯烃制取工艺是采用石油裂解的方式，但随着世界石油资源的日益紧张，低碳烯烃的产量也受到了制约。于是人们提出以甲醇为原料制取低碳烯烃的工艺手段，甲醇制烯烃(MTO)的关键在于催化剂的选择。目前可用于甲醇制烯烃的催化剂有菱沸石、毛沸石等，但是由于分子筛孔结构的限制，很容易在分子筛笼的内部形成积碳导致催化剂失活。

目前广泛应用于MTO工艺的催化剂是SAPO-34分子筛，该类分子筛属于磷铝分子筛的一种，结构类似于菱沸石，属于三方晶系，孔口直径为0.42～0.5nm。该分子筛具有高选择性，高水热稳定性，适宜的酸性等特性。但是它存在寿命短、易积碳等问题，因此需要研究选择性好、寿命长及成本较低的催化剂。一般可以通过减少晶粒尺寸或者改变晶体形貌来减少失活及提高反应速率。

SAPO-18分子筛是一种具有小孔结构的磷酸硅铝分子筛，孔径大小与SAPO-34分子筛相近，因此在MTO反应中具有较好的应用前景。目前对于SAPO-18分子筛的研究正处于实验室阶段，尚未大范围应用于MTO工业生产。基于此，本发明通过采用阶段变温的方法改变晶化条件，合成了具有高结晶度的SAPO-18分子筛，并且应用于MTO催化工艺，低碳烯烃选择性较高，为其进一步研究和工业应用奠定了基础。

发明内容

目前MTO催化工艺的主要催化剂为SAPO-34分子筛，SAPO-18分子筛研究应用较少。本发明提出了一种阶段变温法合成SAPO-18分子筛的制备方法，制备得出的分子筛具有结晶度高，低碳烯烃选择性好，耐磨损，提高了其反应速率，为SAPO-18分子筛进一步制备研究和工业应用奠定了基础。

本发明为了解决上述技术问题，采用的技术方案为:一种阶段变温法合成SAPO-18分子筛的制备方法，具体步骤如下：

步骤1)将铝源加入到去离子水中，充分搅拌至均匀，将磷酸加入后充分混合均匀，室温下搅拌均匀得到混合溶液A，其中，磷酸与去离子水摩尔比为0.025～0.040；

步骤2)在混合溶液A中加入模板剂搅拌均匀，加入硅源后充分搅拌1h得到均匀混合物；

步骤3)将步骤2)得到的均匀混合物高压反应釜中，在不同的阶段设置不同的晶化温度；完成后冷却至室温，用去离子水洗涤、干燥，然后在空气气氛下煅烧，即得到SAPO-18分子筛。

优选的，所述步骤3)中晶化的优选条件为:晶化温度条件为165℃温度下晶化6h，140℃晶化6h，165℃晶化132h。

优选的，所述铝源优选为铝酸钠(Al₂O₃含量为50％)、氧化铝(Al₂O₃含量为99％)或拟薄水铝石(Al₂O₃含量为75％)。

优选的，所述硅源优选为硅溶胶，SiO₂含量为40％。