一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硅铝比Y型分子筛及其制备方法，采用水玻璃溶液、导向剂溶液、硫酸铝溶液、偏铝酸钠溶液和硅铝胶溶液为原料，并流加入成胶反应釜中，进行等pH值成胶反应，老化，后处理即得。本发明专利技术创造性地在Y型分子筛制备中将高碱偏铝酸钠、低碱偏铝酸钠这两种要求不同的原材料合二为一，采用同一种全新的偏铝酸钠溶液。并且，在NaY分子筛制备成胶反应过程中采用等PH值法，成功制备出杂质含量低、晶粒大、吸附性能好、相对结晶度高、稳定性好的Y型分子筛。再经过干燥和高温水热焙烧，得到高硅铝比的Y型分子筛干粉。本发明专利技术可满足高硅铝比Y型分子筛在石油加工、精细化工、环境化工中的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法
本专利技术属于无机非金属微孔材料
，具体涉及一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法。
技术介绍
分子筛是一类具有骨架结构的微孔晶体材料，构成其骨架的最基本结构单元为TO4四面体，四面体的中心原子T，最常见的是Si和Al，T原子与周围的个氧原子以sp3杂化轨道成键，TO4四面体通过顶点的氧原子相联结，从而形成花样繁多的二级结构单元，Y型分子筛骨架是由四元环、六元环、八元环和六方柱笼组合而成的。各种二级结构单元在组合过程中，会形成新的更大的孔笼，每个孔笼又通过多元环窗口与其它孔笼相通，在沸石晶体内部孔笼之间形成了许多通道，称之为孔道。沸石分子筛的主孔笼的最大多元环窗口尺寸通常称为分子筛的孔径，Y型分子筛是具有三维孔道的分子筛(三维空间都能相通的称为三维孔道)；Y型分子筛的孔径为0.74nm。分子筛孔径的大小决定能进入分子筛结构内部的分子大小。Y型分子筛是应用较广的沸石，属于八面沸石型，单位晶胞中都含有192个硅铝原子，其理想晶胞组成为：Na56[Al56Si136O384]·264H2O。分子筛的孔道结构与其催化性能关系密切，一般来说，一维孔道的分子筛比三维孔道的容易失活，因为孔口容易堵塞。有大的孔笼的分子筛也比较容易失活，因为在大的孔笼中容易生成稠合芳烃，而它们又很难从孔口逸出，容易陷在孔内，多数中孔分子筛在酸催化反应中不易结焦。分子筛由于具有规整的孔道结构、分子大小的孔径、表面性能的可调变性，而在众多领域如催化、分离、阳离子交换中有着广泛的应用，分子筛在科学研究及工业应用中的作用已无可替代。由于Y型沸石微孔材料具有八面沸石笼结构，孔道较大，酸中心强度适中，酸中心数量较多，骨架含有稀土金属(或不含稀土)并经过超稳化处理的八面沸石笼结构的沸石微孔材料，是一种高活性、高结构稳定的催化材料。同时也大量应用于脱硫脱氮的环保型吸附剂材料，并且也可应用于医药、烟草行业作为高端的吸附材料。Y型分子筛微孔材料是一种非常重要的催化材料、吸附分离材料与离子交换材料，而高硅铝比的Y型分子筛具有更高的热稳定性和水热稳定性，具有更好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术针对目前高硅铝比Y型分子筛在石油加工、石油化工与精细化工和环境化工中的需求，提供了一种高硅铝比Y型分子筛及其制备方法。为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为：一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法，以水玻璃溶液、导向剂溶液、硫酸铝溶液、偏铝酸钠溶液和硅铝胶溶液为原料，并流加入成胶反应釜中，进行等pH值成胶反应，老化，后处理，即得所述的一种高硅铝比Y型分子筛；其中，在成胶反应釜中，控制Na2O、Al2O3、SiO2的摩尔比为2～3.5：1：8～10，所述水玻璃溶液的SiO2浓度为247～253g/L、模数为3.20～3.25，所述硫酸铝溶液含Al2O3浓度为89.2～91.6g/L；所述导向剂溶液是利用偏铝酸钠溶液、氢氧化钠溶液、水玻璃溶液混合老化而得，在制备导向剂溶液时，控制Na2O、Al2O3、SiO2的摩尔比为10～20：1：10～20；在成胶反应和导向剂溶液制备时所使用的偏铝酸钠溶液相同，所述偏铝酸钠溶液中Al2O3、Na2O的浓度分别为80～180g/L、100～200g/L。优选的，所述Y型分子筛的硅铝比不低于12.81。优选的，所述导向剂溶液的制备方法如下：先向导向剂制备反应釜中加入偏铝酸钠溶液，然后加入氢氧化钠溶液，搅拌均匀，再加入水玻璃溶液，15～40℃静置老化8～24小时即得。进一步优选的，所述导向剂溶液的制备方法如下：将偏铝酸钠溶液与氢氧化钠溶液加入到带搅拌的导向剂反应釜中，搅拌均匀后，再加入水玻璃溶液，控制老化温度为25～28℃，静置老化20～22小时，老化完后，补加化学水，即得；其中，在成胶反应釜中，控制Na2O、Al2O3、SiO2的摩尔比为2～3.5：1：8～10，所述偏铝酸钠溶液中Al2O3浓度为148.2～152.0g/L、Na2O浓度为178.2～181.6g/L，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为30.5～31.8％，所述水玻璃溶液的SiO2浓度为247～253g/L、模数为3.20～3.25。优选的，所述偏铝酸钠溶液是通过以下方法制备的：利用质量浓度25～50％氢氧化钠溶液和Al2O3含量60％以上的氢氧化铝粉于0.1～0.4MPa和115～140℃条件下搅拌反应2～6小时；在制备偏铝酸钠溶液时，控制Al2O3、Na2O摩尔比为1：1.6～2.2。优选的，所述硅铝胶溶液的制备方法如下：先将采用SiO2浓度为45～55g/L、Na2O浓度为20～30g/L的NaY制备步骤中的老化合格料的过滤滤液与Al2O3浓度为88～92g/L的硫酸铝溶液反应，经过过滤洗涤制备出硅铝胶，硅铝胶的质量数据为：SiO255～65％、Al2O315～20％、Na2O12～14％、固含量10～12％、密度1.090～1.10。优选的，成胶反应时间为20～60分钟。优选的，老化的工艺条件为：95～100℃老化16～40小时。优选的，后处理包括：交换，洗涤与过滤，干燥，焙烧；其中，交换次数不低于四次，洗涤与过滤次数不低于四次，干燥次数不低于两次。进一步优选的，交换的具体方法是：采用罐式交换，交换温度控制在70～95℃，交换时间为15分钟～60分钟，交换介质为交换介质为无机铵盐，进一步优选为硫酸铵。进一步优选的，洗涤与过滤的具体方法是：采用带式过滤机五级逆流洗涤的方式对滤饼进行洗涤并对洗涤水进行回收利用；其中，洗涤水温度为70～95℃；第四级洗涤时所使用的洗涤水中加入助洗剂，助洗剂为无机铵盐，进一步优选为硫酸铵。进一步优选的，所述干燥采用闪蒸干燥。进一步优选的，焙烧的工艺条件为：500～650℃水热焙烧2～3小时。2、利用上述制备方法得到的一种高硅铝比Y型分子筛。本专利技术的有益效果：本专利技术采用水玻璃溶液、导向剂溶液、硫酸铝溶液、偏铝酸钠溶液和硅铝胶溶液为原料，并流加入成胶反应釜中，进行等pH值成胶反应，老化，后处理，得到一种高硅铝比Y型分子筛。传统的导向剂制备与NaY分子筛制备两个工序中必须分别采用高碱偏铝酸钠与低碱偏铝酸钠两种原材料，本专利技术创造性地在Y型分子筛制备中将这两种要求不同的原材料合二为一，采用同一种全新的偏铝酸钠溶液。并且，在NaY分子筛制备成胶反应过程中采用等PH值法，将水玻璃、导向剂、硫酸铝、偏铝酸钠以及硅铝胶并流加入到带搅拌的成胶反应釜中进行等PH成胶反应，控制相同的Na2O:Al2O3:SiO2比例，控制各种原材料的加入流量以及反应物在反应釜的停留时间，经过一定温度与时间的恒温老化即可以成功制备出杂质含量低、晶粒大、吸附性能好、相对结晶度高、稳定性好的Y型分子筛。再经过两次(或两次以上)干燥并经过两次(或两次以上)的高温水热焙烧，得到高硅铝比的Y型分子筛干粉。另外，本专利技术利用硅铝胶做为NaY分子筛制备的原材料，可以大幅度回收NaY分子筛制备工序中母液中的二氧化硅，将NaY本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法，其特征在于，以水玻璃溶液、导向剂溶液、硫酸铝溶液、偏铝酸钠溶液和硅铝胶溶液为原料，并流加入成胶反应釜中，进行等pH值成胶反应，老化，后处理，即得所述的一种高硅铝比Y型分子筛；/n其中，所述水玻璃溶液的SiO

【技术特征摘要】
1.一种高硅铝比Y型分子筛的制备方法，其特征在于，以水玻璃溶液、导向剂溶液、硫酸铝溶液、偏铝酸钠溶液和硅铝胶溶液为原料，并流加入成胶反应釜中，进行等pH值成胶反应，老化，后处理，即得所述的一种高硅铝比Y型分子筛；
其中，所述水玻璃溶液的SiO2浓度为247～253g/L、模数为3.20～3.25，所述硫酸铝溶液含Al2O3浓度为89.2～91.6g/L；
所述导向剂溶液是利用偏铝酸钠溶液、氢氧化钠溶液、水玻璃溶液混合老化而得，在制备导向剂溶液时，控制Na2O、Al2O3、SiO2的摩尔比为10～20：1：10～20；
在成胶反应和导向剂溶液制备时所使用的偏铝酸钠溶液相同，所述偏铝酸钠溶液中Al2O3、Na2O的浓度分别为80～180g/L、100～200g/L。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在成胶反应釜中，控制Na2O、Al2O3、SiO2的摩尔比为2～3.5：1：8～10。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导向剂溶液的制备方法如下：先向导向剂制备反应釜中加入偏铝酸钠溶液，然后加入氢氧化钠溶液，搅拌均匀，再加入水玻璃溶液，15～40℃静置老化8～24小时即得。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述偏铝酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹凌峰，邹慧璟，
申请(专利权)人：邹凌峰，
类型：发明
国别省市：山东;37