[发明专利]一种动态合成GaKL分子筛的方法及应用

说明书

一种动态合成GaKL分子筛的方法及应用，涉及沸石制备技术领域。该方法将镓源、碱源、铝源、硅源和水按摩尔比混合制得溶胶，于一定条件下动态晶化，得到高结晶度的GaKL分子筛。本发明可在低硅铝比投料、不加模板剂和结构导向剂的条件下，合成出具有高结晶度和多级孔结构的GaKL分子筛。将本发明所提供的GaKL分子筛用于低碳烷烃芳构化反应中，可以明显提高芳烃收率特别是C8芳烃收率。与传统方法相比，该方法制备工艺简单，原料利用率高，成本低，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及分子筛技术领域，具体地涉及一种动态合成GaKL分子筛的方法及应用。

背景技术

LTL分子筛属于六方晶系，骨架由钙霞石笼(CAN笼)和六方柱笼(D6R)组成，CAN笼和D6R笼围绕着C轴的六重轴方向交替连接，再按六重轴旋转产生十二元环的一维十二元环圆形孔道结构，具有良好的水热稳定性。主孔道孔径最宽处约13 Å，最窄处约为7.1 Å，属于大孔沸石(Monatshefte für Chemie/Chemical Monthly, 2005, 136(1): 77-89)。LTL沸石具有独特的吸附性能和催化性能，还具有良好的热稳定性，是一种热稳定性能优良的催化材料，可用于制备裂化、异构化、芳构化、烷基化、润滑油加氢裂化等碳氢化合物转化过程用催化剂。研究LTL分子筛的合成及合成方法已经是众多学者关注的热点，到目前为止，合成LTL分子筛所利用的方法主要为水热合成法，且主要是静态条件下合成，这样的方法无法应用于工业上的大规模生产。在工业生产中，由于传质传热的需要，分子筛的生产通常采用动态晶化方式，因此需要对动态晶化条件下LTL分子筛合成进行研究。通常动态水热晶化方式和静态水热晶化方式相比，具有晶化时间短，稳定性高、重复性好等优点，动态水热合成方式己被广泛应用于分子筛的合成。动态合成ZSM-22分子筛及Nu-10分子筛可以有效避免MFI杂晶生成（湖南师范大学自然科学学报，2012,6:62-66）。并且在合成Nu-10分子筛时，采用动态水热合成方式可使反应物混合均匀，减少晶化时间（US:4900528、US:4818509）。

Pt/LTL催化剂是一种芳构化性能十分优异的碱催化芳构化催化剂，与酸催化芳构化相比，其具有高液收、高芳收的优势。但催化剂芳烃选择性和单程寿命较低是其最主要的缺点，限制了其工业化应用。为了提高催化剂稳定性，人们对LTL沸石进行了一系列改性。

例如专利US5773381通过在LTL沸石合成过程中添加Cs离子，制备出含Cs的L沸石，该沸石可用于芳烃异构化或芳构化反应。但上述方法依然存在着积碳等情况，对芳构化产生不利的影响。

向分子筛中掺入Ge、Ga、B、Fe和Ti等元素同晶取代分子筛骨架上四配位的Al或Si原子，是一种分子筛改性的有效手段。通过杂原子分子筛的合成，不仅可以系统地调节分子筛的物化性质以便提高用于特定反应时的催化性能，还可以制备新型的类分子筛材料。