[发明专利]一种快速合成介孔SAPO-11分子筛的方法

说明书

本发明属于催化剂活性组分制备技术领域，具体涉及一种快速合成介孔SAPO‑11分子筛的方法，在密封压力容器内混合水、模板剂、表面活性剂及助剂，然后补加至高温的磷、铝、硅均相凝胶中。高温下加入模板剂混合液，能够避开系统粘稠状态，避免形成凝胶块，有利于发挥模板剂和表面活性剂的作用。而高温磷、铝、硅均相凝胶遇到低温模板剂混合液，有利于形成介孔结构。本发明得到的SAPO‑11分子筛具有介孔结构，产品还具有结晶度高、比表面积高的特点。同时，该技术方案还具备原材料利用率高，合成速度快的特点。本发明制备得到的介孔SAPO‑11分子筛产品可以用作加氢异构化催化剂的活性组分，还可以作为甲醇制烯烃催化剂的活性组分。

技术领域

本发明属于催化剂活性组分制备技术领域，具体涉及一种快速合成介孔SAPO-11分子筛的方法。

背景技术

SAPO-11分子筛具有独特的一维十元环直孔孔道(0.39nm×0.63nm)，具备MEL拓扑结构。由于具备适宜的孔道结构及酸性，SAPO-11分子筛在加氢异构化催化反应中表显出优异的催化性能，同时在甲醇制烯烃反应中表显出多产异丁烯的特点(具体参考CN108014846B)。

SAPO-11分子筛的传统制备方法主要以专利USP4440871、USP4701485等所述方法为主。以拟薄水铝石为铝源，磷酸为磷源，酸性硅溶胶为硅源，二正丙胺和二异丙胺为模板剂。该类传统技术方案重复性差，耗时长。并且在结构上容易形成“硅岛”区域，在形貌上容易形成团聚体或形成较大粒径晶体，制约了SAPO-11分子筛的应用以及工业化生产。

按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义，多孔材料可以按它们的孔直径分为以下三类：孔径小于2nm的材料为微孔材料(micropore materials)；孔径在2至50nm之间的材料为介孔材料(mesopore materials)；孔径大于50nm的材料为大孔材料(macroporematerials)。SAPO-11分子筛孔道直径在2nm以下，因此被归类为微孔材料。由于SAPO-11分子筛属于微孔分子筛，并且在合成过程中容易形成大晶粒或者团聚体。严重限制了反应物和产物的扩散，导致副产物和积碳的增加，阻碍了反应活性的提升。为了解决扩散限制，介孔被引入至微孔分子筛晶体。具有介孔结构的微孔分子筛能有利于反应物和产物的扩散，即使是团聚体或大晶体颗粒，扩散性能依然优异。扩散性能的提升，也极大的提升了反应性能，减少了副反应的发生，提高了催化剂活性。在合成周期上，缩短晶化时间就是提高单位周期内产量，节约能耗，有助于大幅度降低制造成本，提高产能。

因此，开发一种快速合成介孔SAPO-11分子筛的技术方案具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速合成介孔SAPO-11分子筛的方法，具有原材料利用率高，合成速度快的特点。

本发明所述的一种快速合成介孔SAPO-11分子筛的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)将铝源、磷源、硅源依次分散在去离子水中并搅拌均匀，配制成均相凝胶，均相凝胶中各组分的摩尔比为H₂O:Al₂O₃:P₂O₅:SiO₂＝20～100:1:0.5～2:0.1～1；

b)将均相凝胶装入反应釜中，进行初步晶化；

c)将模板剂、表面活性剂、助剂在水中配制成混合液，保存于密封压力容器内，恒温20～100℃，混合液中各组分的摩尔比为H₂O:R:C:S＝1～10:1:0.01～1:0～1，其中，R为模板剂，C为表面活性剂，S为助剂；