[发明专利]一种高强度分子筛及其制备方法

说明书

本发明提供一种高强度分子筛及其制备方法，制备方法包括将成型分子筛放入缓慢流动的玻璃纤维水溶液中，利用液体的循环流动性带动分子筛悬浮并转动，使得微米级的玻璃纤维均匀包裹在成型分子筛表面，经洗涤、烘干、焙烧得到玻璃纤维包裹的成型分子筛；将玻璃纤维包裹的成型分子筛进行二次晶化，固体产物经洗涤、干燥、焙烧得到高强度分子筛。本发明提供的高强度分子筛不仅比用常规方法制备的成型分子筛具有更高的机械强度和低的磨耗率，而且孔道更畅通，不会出现由于成型而导致分子筛的活性下降等问题。

技术领域

本发明属于油化工技术领域，具体涉及一种高强度分子筛及其制备方法，应用于气/液体吸附分离等方面。

背景技术

分子筛由于其特殊的孔道结构和化学性质，作为催化剂和吸附剂被广泛的应用于酸催化反应和气/液体的分离、脱水、脱硫等石油化工过程。在工业应用过程中，分子筛需要经常再生处理，例如：分子筛的强酸性，在催化各种烷烃反应时，特别容易结焦、生碳，使催化剂失活，这就需要催化剂定期烧炭再生。变压吸附是利用不同气体在吸附剂上吸附特性的差别，以及吸附容量随着压力变化而变化的特性，通过压力变化实现气体的分离或提纯，因此作为吸附剂的分子筛需要面临压力的交替升降。此外，气体脱水或脱硫的分子筛，在吸附饱和后也需要定期脱水或脱硫再生。所有这些再生或变压的过程都会对分子筛的结构造成损害，导致分子筛粉化流失，而催化或吸附性能也随着再生次数的增加而下降。因此开发高强度的分子筛有利于延长分子筛吸附剂/催化剂的使用寿命，具有重要的现实意义。

为了提高分子筛的机械强度，通常在分子筛成型过程中需要向分子筛中加入粘结剂、结构增强剂或者有机溶剂等来提高成型分子筛的强度。现在已经有较多的文献报道了制备高强度分子筛的方法，比如专利CN2011103715680中介绍了向分子筛中加入结构增强剂和粘结剂，所得分子筛比普通分子筛侧压强度显著增高，同时磨耗率明显降低。专利CN2006800294206报道了提高甲醇制烯烃催化剂耐磨性的制备方法，该方法是向SAPO分子筛中加入含硅酸钠和酸性明矾的粘合剂增加强度。专利CN1044980C是将分子筛或分子筛催化剂浸渍在含有硅化合物、铝化合物、锆化合物等的有机溶液中浸泡一段时间，然后回收有机溶剂，所得到的分子筛经过干燥、焙烧得到成品，其机械强度得到较大提高。专利US3354096采用磷酸盐水溶液处理分子筛，成品分子筛的机械强度得到一定提高。

然而，现有技术方法在提高分子筛强度的同时，很难保证不影响分子筛的活性，加入例如结构增强剂和粘合剂的成分会在一定程度上堵塞分子筛的微孔孔道，降低分子筛的活性。因此，在不影响分子筛作为催化剂或是吸附剂的活性的前提下，能够进一步提高分子筛的稳定性和强度是更好满足工业应用的要求。

发明内容

本发明的目的是在不影响分子筛活性的前提下，提供一种机械强度好的高强度分子筛及其制备方法。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，具有耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等优点。本发明是利用液体的缓慢流动把溶液中微米级的玻璃纤维均匀包裹在成型分子筛表面，再通过二次晶化使得玻璃纤维与成型分子筛材料形成强相互作用，增强分子筛材料的强度；同时，原成型分子筛在成型过程中作为粘结剂添加的硅源或铝源溶解，参与到二次结晶过程，导致孔道更畅通。

本发明的技术方案如下：

一种高强度分子筛的制备方法，包括如下步骤：

第一步：制备玻璃纤维包裹成型分子筛

把成型分子筛放入缓慢流动的玻璃纤维水溶液中，利用液体的循环流动性带动成型分子筛悬浮并转动，使得微米级的玻璃纤维均匀包裹在成型分子筛表面，经洗涤、烘干、焙烧得到玻璃纤维包裹的成型分子筛；所述玻璃纤维水溶液的流速为0.01-0.2m/s；第二步：分子筛二次晶化

将玻璃纤维包裹的成型分子筛进行二次晶化，使成型分子筛与玻璃纤维形成强相互作用，固体产物经洗涤、干燥、焙烧得到高强度分子筛。