[发明专利]导向剂法合成BETA沸石

说明书

本发明是关于沸石分子筛合成技术，采用导向剂法合成BETA沸石的方法。

BETA沸石是一种高硅大孔沸石，是由美国Mobil石油公司于1967年研究开发的专利产品，根据USP3,308,069披露，这种BETA沸石具有独特的拓朴结构且硅铝比的范围较广，因此其在催化，吸附等方面表现出优良的性能，具有广泛的应用前景。在已有技术中，BETA沸石的合成体系多为：Na₂O-SiO₂-Al₂O₃-(TEA)₂O-H₂O，如EP0 164 939，或再在此体系中加入其它有机物，如醇胺类有机物EP0 523 829。但在这些合成体系中都必需加入大量的季胺碱模板剂，如四乙基氢氧化铵(TEAOH)，由于采用季胺盐及其相应的氢氧化物，价格昂贵，至使BETA沸石的合成成本较高，在一定程度上限制了BETA沸石的推广应用。

本发明采用导向剂法合成BETA沸石，大幅度降低了BETA沸石的合成成本，使其更适宜于BETA沸石的工业化生产。用本发明方法合成BETA沸石，仅在合成BETA沸石导向剂时加入季胺碱，而在合成BETA沸石时不再加入昂贵的模板剂季胺碱，只需加入本发明所合成的少量导向剂即可合成出结晶度较高的BETA沸石。

本发明合成的BETA沸石导向剂是一种具有特殊结构的凝胶或溶胶物质，导向剂中存在着与BETA沸石结构相似的微晶核，这些微晶核十分细小，具有良好的分散性，容易均匀地分散到反应体系中，其活性远远超过一般的固体晶种。导向剂的配制方法如下，把铝盐溶于四乙基氢氧化胺和氢氧化钠的水溶液中，然后向上述溶液中加入活性二氧化硅，边加边搅拌直到得到均匀的溶胶，经陈化一定时间后即可得到合成BETA沸石所用的导向剂。导向剂的配制要求碱硅比较高，按摩尔比其配方范围如下：SiO₂/Al₂O₃＝20-120，最佳为SiO₂/Al₂O₃＝30-90；TEAOH/SiO₂＝0.2-0.5，最佳为TEAOH/SiO₂＝0.25-0.4；Na₂O/SiO₂＝0.04-0.10，最佳为Na₂O/SiO₂＝0.05-0.08；H₂O/SiO₂＝7.5-25，最佳为H₂O/SiO₂＝8.0-20.导向剂的配制温度为15-70℃，最佳为15-35℃；陈化温度为50-150℃，最佳为70-140℃。合成BETA沸石过程中，所加导向剂和合成原料混合物的体积比为05-10％，最佳为1-5％。

BETA沸石的合成过程是：将铝盐溶于氢氧化钠水溶液中，然后在搅拌下加入活性二氧化硅。原料的配比按下列摩尔比范围：SiO₂/Al₂O₃＝5-50，最佳为SiO₂/Al₂O₃＝10-40；Na₂O/SiO₂＝0.20-0.60，最佳为Na₂O/SiO₂＝0.25-0.50；H₂O/SiO₂＝20-60，最佳为H₂O/SiO₂＝20-40。将得到的混合物转移至密闭的不锈钢反应釜中，然后将前面所制备的导向剂也加入到不锈钢反应釜中，在120-160℃(最佳为135-160℃)下晶化一定时间后即可得到BETA沸石。用X-射线衍射分析测定BETA沸石结晶度，用化学分析测定BETA沸石的组份。