[发明专利]开放式大孔Beta分子筛的制备方法

说明书

本发明涉及一种开放式大孔Beta分子筛的制备方法，属于分子筛催化剂制备领域；包括以下步骤：a)将去离子水、铝源、碱源、模板剂、填充剂、硅源和晶种混合均匀后转移至晶化釜中晶化；b)晶化条件为：在140～180℃下晶化6～72小时；升温速率不低于2℃/min，不高于10℃/min；c)釜内压力升至0.2～0.4MPa时，开始泄压回收胺及水蒸气；晶化过程中保持釜内压力维持0.2～0.4MPa；d)晶化结束后，产物浆液迅速冷却；将晶化产物分离、洗涤、干燥、焙烧后即得开放式大孔Beta分子筛。该分子筛具有优异的水热稳定性，较高的结晶度。相比于后处理法制备的大孔或多级孔Beta分子筛，该方法具有工艺简单、原料利用率高、产品收率高的特点。

技术领域

本发明涉及一种开放式大孔Beta分子筛的制备方法，属于分子筛催化剂制备领域。

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)。在分子筛催化过程中，除了酸性因素外，扩散限制是导致分子筛催化剂失活的主要原因。为了解决扩散问题，研究者试着将分子筛微米化、纳米化，尽可能降低分子筛的粒径大小。但是，纳米或亚微米级别的分子筛的固液分离是比较困难的。同时，将分子筛晶粒做小又导致其水热稳定性下降，严重影响分子筛的使用寿命。另一方面，研究者开始着手制备多级孔分子筛。在分子筛晶粒的表面和内部增加介孔和大孔，这样既可以保证扩散性能，又能保证水热稳定性。

专利(CN 110078089A)公开一种多级孔Beta分子筛的制备方法，该方法主要是将Beta分子筛进行碱处理，然后在脱硅溶液中补加铝源和模板剂晶化得到多级孔Beta分子筛。专利(CN 109534358A)公开一种中空多级孔Beta分子筛及其制备方法，该方法通过加入双头季铵盐表面活性剂N 2-p-N 2以及乙醇来实现中空多级孔Beta分子筛的制备。专利(CN108455629A)公开一步导向合成多级孔Beta分子筛的方法，专利利用三条支链结构带有刚性苯环的季铵盐作为模板剂，以正硅酸乙酯作为硅源一步导向合成多级孔Beta分子筛。专利多以后处理或特殊模板剂辅助制备多级孔Beta分子筛，但未见开放式大孔Beta分子筛的制备方法。

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：提供一种开放式大孔Beta分子筛的制备方法，通过使用填充剂来实现晶粒表面和内部扩孔，实现一步法合成开放式大孔Beta分子筛。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种开放式大孔Beta分子筛的制备方法，包括以下步骤：

a)将去离子水、铝源、碱源、模板剂、填充剂、硅源和晶种混合均匀后转移至晶化釜中晶化；晶化釜具有压力可调的背压阀，具备直通冷却水功能。

b)晶化条件为：在140～180℃下晶化6～72小时；升温速率不低于2℃/min，不高于10℃/min；

优选方案中晶化条件为：在150～170℃下晶化12～48小时。升温速率不低于2℃/min，不高于10℃/min。

c)釜内压力升至0.2～0.4MPa时，开始泄压回收胺及水蒸气；晶化过程中保持釜内压力维持0.2～0.4MPa；超压时采用泄压回收胺及水蒸气方式维持压力；优选方案中釜内压力维持在0.25～0.35Mpa；

d)晶化结束后，产物浆液迅速冷却；将晶化产物分离、洗涤、干燥、焙烧后即得开放式大孔Beta分子筛。

步骤a)中所述的去离子水、铝源、碱源、模板剂、填充剂、硅源和晶种各组分物质的量比为：SiO₂:Al₂O₃:Na₂O:R:X:H₂O＝1:0.01～0.1:0.05～0.3:0.1～0.3:0.001～0.1:1～30。