The invention provides a preparation method of multistage porous ZSM_5 molecular sieve, which relates to the formation of molecular sieve combination by adding a suitable amount of cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide as a soft template in the synthesis system of silicon source, aluminum source, organic structure guide agent and deionized water, and fully stirring and mixing uniformly. The sol gel was then dried and dried to obtain dry gel, and then the method of dry pore conversion was used to prepare the multilevel pore ZSM zeolite 5. The preparation method of multistage porous ZSM_5 zeolite with mild preparation conditions, simple and high efficiency, no synthetic waste liquid discharge, environment-friendly and industrialized production was provided. It showed good catalytic performance in the catalytic cracking of n-octane to light olefins. Therefore, the preparation method of the multi-stage porous ZSM_5 molecular sieve provided by the invention has remarkable environmental and economic benefits, and has good prospects for industrial production.
【技术实现步骤摘要】
一种多级孔ZSM-5分子筛的制备方法及其应用
本专利技术属于沸石分子筛合成
,具体涉及一种多级孔ZSM-5分子筛的合成方法,并将所制备的多级孔分子筛作为烃类催化裂解制低碳烯烃催化剂。
技术介绍
乙烯、丙烯等低碳烯烃是化工行业最基础的原材料。随着我国国民经济的快速发展,低碳烯烃市场需求量日益增长,因此研发新型高效的低碳烯烃制备技术越来越受到关注。目前,低碳烯烃的生产技术主要有蒸汽热裂解、催化裂解、甲醇制烯烃、烯烃歧化、丙烷脱氢和费托合成等。在上述工艺中,催化裂解是在传统蒸汽热裂解技术基础之上研发的,具有装置能耗低、CO2排放量低、原料范围广、低碳烯烃收率高且产品分布灵活,以及结焦少等特点,在低碳烯烃制备工业中具有良好的应用前景。然而,烃类催化裂解制低碳烯烃技术的核心在于催化材料。ZSM-5分子筛由于具有优异的孔道择形性,灵活可调变的酸性质和良好的热和水热稳定性等特点,成为综合催化性优异的催化剂材料。但由于常规ZSM-5分子筛仅含有微孔孔道,其传质扩散能力有限,不仅导致低碳烯烃收率降低,还会形成焦炭堵塞孔道,造成催化剂失活。因此,人们一直致力于提高ZSM-5分子筛的扩散传质性能。专利CN103447076A报道了以大孔-介孔SiO2为载体制备多级孔ZSM-5/SiO2催化剂,有效避免了使用粘结剂堵塞孔道,在正辛烷催化裂解反应中,乙烯和丙烯最大收率分别达到42.5%和35.7%。专利CN103071522A通过添加两种有机模板剂合成了多级孔ZSM-5分子筛,并将其应用于C4-C6混合烃催化裂解制低碳烯烃反应,所制备的多级孔ZSM-5分子筛具有催化活性好,双 ...
【技术保护点】
1.一种多级孔ZSM‑5分子筛的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:通过在硅源、铝源、有机结构导向剂和去离子水的合成体系中,添加阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵作为软模板剂,充分搅拌混合均匀形成分子筛合成溶胶凝胶,然后将上述凝胶烘干得到分子筛合成干胶,再利用干胶转化法通过水蒸汽辅助晶化促进分子筛转晶,制备多级孔ZSM‑5分子筛;具体包括以下合成步骤:(1)将表面活性剂、硅源、铝源和有机结构导向剂SDA溶于去离子水中,搅拌至混合均匀,混合物在适宜温度下搅拌形成分子筛合成前驱体溶胶凝胶,将上述溶胶凝胶在适宜温度下烘干得到干胶;(2)将上述干胶充分研磨后,转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,采用水蒸汽辅助晶化法进行晶化,其中,晶化温度为100‑200℃,晶化时间为0~96h,待晶化完成后,抽滤分离固体产物,干燥,马弗炉高温焙烧脱除有机物,得到多级孔ZSM‑5分子筛原粉;将上述分子筛原粉在NH4NO3溶液中反复交换3次,将产品抽滤、洗涤、烘干,焙烧,得氢型多级孔ZSM‑5分子筛。
【技术特征摘要】
1.一种多级孔ZSM-5分子筛的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:通过在硅源、铝源、有机结构导向剂和去离子水的合成体系中,添加阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵作为软模板剂,充分搅拌混合均匀形成分子筛合成溶胶凝胶,然后将上述凝胶烘干得到分子筛合成干胶,再利用干胶转化法通过水蒸汽辅助晶化促进分子筛转晶,制备多级孔ZSM-5分子筛;具体包括以下合成步骤:(1)将表面活性剂、硅源、铝源和有机结构导向剂SDA溶于去离子水中,搅拌至混合均匀,混合物在适宜温度下搅拌形成分子筛合成前驱体溶胶凝胶,将上述溶胶凝胶在适宜温度下烘干得到干胶;(2)将上述干胶充分研磨后,转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,采用水蒸汽辅助晶化法进行晶化,其中,晶化温度为100-200℃,晶化时间为0~96h,待晶化完成后,抽滤分离固体产物,干燥,马弗炉高温焙烧脱除有机物,得到多级孔ZSM-5分子筛原粉;将上述分子筛原粉在NH4NO3溶液中反复交换3次,将产品抽滤、洗涤、烘干,焙烧,得氢型多级孔ZSM-5分子筛。2.根据权利要求1所述的一种多级孔ZSM-5分子筛的制备方法,其特征在于,具体合成步骤如下:(1)将表面活性剂溶于去离子水中,室温下搅拌2~12h,制得均匀混合溶液A;(2)依次加入硅源和铝源,20~80℃水浴恒温搅拌0~24h,得均匀混合溶液B;(3)在搅拌状态下,向上述混合溶液B中逐滴加入有机结构导向剂SDA,继续在20~80℃水浴恒温搅拌0~24h,充分老化,制得初始溶胶凝胶混合物,原料摩尔组成如下:50~100SiO2:0~2Al2O3:5~15SDA:0~5X:4000H2O,其中,X代表表面活性剂...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵震,肖霞,范晓强,孔莲,于学华,
申请(专利权)人:沈阳师范大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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