[发明专利]一种ZSM-5分子筛的合成方法

说明书

本发明公开了一种ZSM‑5分子筛的合成方法：硫酸铝溶液按照一定比例分两次加入到水玻璃溶液中，控制过程温度＜35℃，每次加完硫酸铝均需静置老化30分钟，浆液记做A；硫酸铝按照一定比例加入到偏铝酸钠溶液中，搅拌均匀后加入一定比例的ZSM‑5分子筛，静置老化30分钟，浆液记做B；A与B混合均匀，加入氨水和α‑氧化铝粉末，过滤洗涤；滤饼打浆后喷雾造粒，焙烧固化，获得的颗粒物记做C；将一定比例的水加入C中，分批加入液碱，升温晶化，晶化后产物加入磷酸二氢铵和氯化镧混合溶液进行交换，过滤洗涤后烘干即可得标题物。所得催化剂具有高的丙烯产率。

技术领域：本发明涉及一种ZSM-5分子筛的合成方法，属于分子筛制备领域

背景技术：

ZSM-5沸石是美国Mobil公司于上个世纪六十年代末合成出来的新型沸石分子筛。由于它在化学组成、晶体结构及物化性质方面具有许多独特性,因此在很多有机催化反应中显示出了优异的催化效能,在工业上得到了越来越广泛的应用,成为石油化工的一种颇有前途的新型催化剂。也被引入到FCC催化剂中，用来提高汽油辛烷值和增产低碳烯烃。

FCC催化剂中活性组分的引入一般有两种方式：半合成和全合成方式；所谓的半合成方式是将活性组分与基质、粘结剂混合制成浆液，喷雾干燥造粒制成微球催化剂；所谓的全合成是先将高岭土喷雾制备成微球，经焙烧后，在适当的条件下通过水热晶化的方法将分子筛活性组分生长在高岭土微球上(即原位晶化)。

利用原位晶化方法制备的含Y型分子筛的全白土催化剂国内外很久前就已经开始应用。

近年来，丙烯需求量的日益增长要求提高FCC催化剂中ZSM-5择型分子筛的含量，但微球催化剂的机械强度是有限制的，不能无限制的增加分子筛含量。因此，近年来原位晶化ZSM-5分子筛技术引起了国内外科研人员的广泛关注。

CN101462740A是使用焙烧的高岭土微球和富硅粘土微球，添加有机模板剂原位晶化合成ZSM-5分子筛，其相对结晶度可达到30-90％。该方法还涉及到了在高岭土微球的制备过程中加入ZSM-5晶种，且在不添加有机模板剂的条件下原位晶化合成ZSM-5的实例。

CN101332995A公开了一种用改性高岭土微球原位晶化ZSM-5分子筛的方法。先将高岭土与改性组元混合、成形，高温焙烧后与外加硅铝源、模板剂、晶种、水混合，水热晶化合成了高岭土基ZSM-5分子筛。其产品相对结晶度为30～80％。

USP6908603公开了一种既不使用有机模板剂，也不使用ZSM-5晶种，但需要引入Y分子筛晶种溶液，在高岭土微球上原位合成ZSM-5分子筛方法。该方法的技术特点是在焙烧后的高岭土微球、碱和硅酸盐等混合物体系中引入含Y型分子筛的晶种溶液。

USP5145659采用粘土基质微球、采用有机胺模板剂法合成了ZSM-5分子筛，结晶度可达35％-38％。

EP0156595技术将粘土、硅铝源和高硅分子筛晶种混合成形后，高温焙烧，然后与碱溶液混合制成满足高硅分子筛生成配比的混合物，再经过先低温老化后高温晶化的方式得到了高硅分子筛含量可达60％的原位晶化产物，其中高温晶化时间长达4天。

目前的技术存在的问题：

(1)高岭土微球中的活性硅铝会溶解到碱性介质中，不能保证全部转化为原位晶化分子筛，会生成一部分在液相中晶化形成的非原位分子筛，这部分颗粒比较小，在后续干燥或进入催化裂化再生器时很容易就跑掉了，

(2)为了获得活性硅或铝物种，需要高温焙烧处理，需要专门的高温焙烧设备，能耗也比较高。

(3)晶化过程多数需要外加有机模板剂，价格昂贵且污水难以处理。

(4)预先制成的微球外观在碱性溶液中容易被破坏，而且有部分晶体是长在微球的内部，可接近性差，仅追求结晶度而未考虑后续使用效果。

发明内容：