一种Y分子筛及其制备方法技术

一种Y分子筛，所述Y分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为3.5～5.5，其骨架结构中Si(OAl)4与Si(OSi)1(OAl)3结构四面体之和不大于12mol％，Si(OSi)2(OAl)2和Si(OSi)3(OAl)1结构四面体之和不小于81mol％，Si(OSi)4结构四面体含量不大于7mol％。该Y分子筛用于从混合碳八芳烃中吸附分离间二甲苯，具有较高的吸附选择性和吸附容量。附容量。

【技术实现步骤摘要】
一种Y分子筛及其制备方法


[0001]本专利技术为一种硅铝分子筛及其制备方法，具体地说，是一种Y分子筛及其制备方法。

技术介绍

[0002]分子筛是一类具有特殊骨架结构的晶体材料，由于具有均一的微孔孔道、可调的酸性和良好的离子交换性能，被广泛用于分离、催化等领域。目前，工业上多使用Y分子筛作为间二甲苯吸附分离吸附剂的活性组分，Y分子筛的结晶度、氧化硅/氧化铝摩尔比、骨架结构化学组成、晶粒粒径、内部孔道结构等会显著影响吸附剂的吸附容量、吸附选择性和传质性能。
[0003]US4306107公开了一种从混合碳八芳烃中分离间二甲苯和乙苯的方法。该方法采用NaY沸石为吸附剂的活性组元，以甲苯为解吸剂，利用NaY沸石对间二甲苯的吸附能力最强、对二甲苯和邻二甲苯居中、乙苯最弱的特点，将混合碳八芳烃通入模拟移动床进行逆流操作，在模拟移动床的不同位置分别得到间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯、乙苯。
[0004]US4326092公开了一种从混合碳八芳烃中分离间二甲苯的方法，采用氧化硅与氧化铝摩尔比为4.5～5.0的NaY沸石制备吸附剂，可以获得更高的间二甲苯选择性。
[0005]US5900523报道以氧化硅与氧化铝摩尔比为4.0～6.0的NaY沸石为活性组元的吸附剂，水含量以500℃灼减量计为1.5～2.5质量％，以二氢化茚为解吸剂，在100～150℃进行液相吸附分离间二甲苯，取得了好的分离效果。
[0006]CN1939883A公开了一种从碳八芳烃异构体中分离间二甲苯的方法，采用氧化硅与氧化铝摩尔比为5～6的NaY沸石制备吸附剂，该沸石含水0～8质量％，吸附温度25～250℃，解吸剂选自四氢化萘及其烷基化衍生物。
[0007]CN1050595C报道了一种以阳离子位同时被钠和锂离子占据的Y沸石为活性组元的吸附剂，并用于从混合碳八芳烃中液相吸附分离间二甲苯，获得了更高的间二甲苯选择性。其中，锂离子占据沸石可交换位点的5％～35％，将吸附剂水含量以500℃灼减量计为1.5～3.0质量％。
[0008]CN102167652A公开了一种从混合碳八芳烃中吸附分离间二甲苯的吸附剂，活性组元为阳离子交换位同时被钠和锶离子占据的Y沸石，取得了良好的分离效果。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种Y分子筛及其制备方法，该Y分子筛用于从混合碳八芳烃中吸附分离间二甲苯，具有较高的吸附选择性和吸附容量。
[0010]本专利技术提供的Y分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为3.5～5.5，其骨架结构中Si(OAl)4与Si(OSi)1(OAl)3结构四面体之和不大于12mol％，Si(OSi)2(OAl)2和Si(OSi)3(OAl)1结构四面体之和不小于81mol％，Si(OSi)4结构四面体含量不大于7mol％。
[0011]本专利技术所述Y分子筛的骨架结构中，Si(OSi)2(OAl)2和Si(OSi)3(OAl)1结构四面体
含量较多，可显著提高间二甲苯的吸附选择性。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实例1制备的Y分子筛的XRD谱图。
[0013]图2为本专利技术实例1制备的Y分子筛的
29
Si固体核磁共振谱图。
[0014]图3为对比例1制备的Y分子筛的
29
Si固体核磁共振谱图。
具体实施方式
[0015]Y分子筛的骨架结构中Si与Si、Si与Al通过Si-O-Si、Si-O-Al相连，形成的四面体中含有五种不同的结构，可用通式Si(OSi)
4-n
(OAl)
n
表示，通式中的n＝0、1、2、3、4，其中含有
“-
O-Al”键的四面体中，由于铝和硅的电性不同，导致分子筛具有吸附电性。通常，Si-O-Al的数量随着分子筛骨架硅铝比的降低而升高。然而，在分子筛骨架硅铝比基本相等的前提下，由不同合成方法得到的Y分子筛骨架结构中，Si(OSi)
4-n
(OAl)
n
所示的各种四面体的含量存在差异。本专利技术在分子筛合成过程中加入能和Al形成配合物的多元羧酸根离子，可在Y分子筛骨架中形成较多的Si(OSi)2(OAl)2和Si(OSi)3(OAl)1结构四面体，这有利于提高Y分子筛的间二甲苯的吸附选择性。
[0016]本专利技术所述Y分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比优选为4～5，Y分子筛的晶粒粒径优选为0.4～1.5微米。
[0017]优选地，本专利技术提供的Y分子筛的骨架结构中，Si(OAl)4与Si(OSi)1(OAl)3结构四面体之和为5～12mol％，Si(OSi)2(OAl)2和Si(OSi)3(OAl)1结构四面体之和为84～94mol％，Si(OSi)4结构四面体含量为0.1～5mol％。
[0018]本专利技术所述的所述Y分子筛的制备方法，包括如下步骤：
[0019](1)将硅源、铝源、水和氢氧化钠混合，各物料摩尔比为SiO2/Al2O3＝10～25，Na2O/SiO2＝0.6～1.8，H2O/SiO2＝10～50，在0～60℃老化1～72小时，制成导向剂，
[0020](2)将硅源、铝源、(1)步制备的导向剂、多元羧酸钠和水混合均匀形成分子筛合成体系，其中各物料的摩尔比为：SiO2/Al2O3＝8.5～13.5，Na2O/SiO2＝0.35～0.85，H2O/SiO2＝20～80，多元羧酸钠/Al2O3＝0.05～0.30，所加导向剂中所含Al2O3与分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为2～10％，
[0021](3)将(2)步中的分子筛合成体系于90～150℃水热晶化8～48小时，晶化后所得固体经洗涤、干燥，得到Y分子筛。
[0022]本专利技术所述的铝源优选低碱度偏铝酸钠溶液、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝和铝酸钠中的一种或几种，优选低碱度偏铝酸钠溶液。所述低碱度偏铝酸钠溶液中Al2O3含量为7～15质量％，Na2O含量为7～20质量％。
[0023]所述的硅源选自正硅酸乙酯、硅溶胶、水玻璃、硅酸钠、硅胶和白炭黑中的一种或几种，优选硅溶胶或水玻璃。
[0024]本专利技术所述(1)步为合成导向剂，各物料摩尔比优选为SiO2/Al2O3＝12～20，Na2O/SiO2＝0.6～1.5，H2O/SiO2＝10～30，老化温度优选10～45℃，时间优选10～30小时。
[0025]本专利技术(2)步制备分子筛合成体系，所述合成体系中，各物料的摩尔比优选为：SiO2/Al2O3＝8.5～12，Na2O/SiO2＝0.35～0.6，H2O/SiO2＝20～50，多元羧酸钠/Al2O3＝0.05
～0.30，所加导向剂中所含Al2O3与分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比优选为3～7％。所述的多元羧酸钠的碳原子数为2～5，含有的羧酸根为2～3个，或者上述多元羧酸钠的碳原子数为3～5，含有的羧酸根为2～3个，并且含有羟基。所述的不带羟基的多元羧酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Y分子筛，所述Y分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为3.5～5.5，其骨架结构中Si(OAl)4与Si(OSi)1(OAl)3结构四面体之和不大于12mol％，Si(OSi)2(OAl)2和Si(OSi)3(OAl)1结构四面体之和不小于81mol％，Si(OSi)4结构四面体含量不大于7mol％。2.按照权利要求1所述的分子筛，其特征在于所述Y分子筛骨架结构中，Si(OAl)4与Si(OSi)1(OAl)3结构四面体之和为5～12mol％，Si(OSi)2(OAl)2和Si(OSi)3(OAl)1结构四面体之和为84～94mol％，Si(OSi)4结构四面体含量为0.1～5mol％。3.按照权利要求1所述的分子筛，其特征在于所述Y分子筛的晶粒粒径为0.4～1.5微米。4.一种权利要求1所述Y分子筛的制备方法，包括如下步骤：(1)将硅源、铝源、水和氢氧化钠混合，各物料摩尔比为SiO2/Al2O3＝10～25，Na2O/SiO2＝0.6～1.8，H2O/SiO2＝10～50，在0～60℃老化1～72小时，制成导向剂，(2)将硅源、铝源、(1)步制备的导向剂、多元羧酸钠和水混合均匀形成分子筛合成体系，其中各物料的摩尔比为：SiO2/Al2O3＝8.5～13.5，Na2O/SiO2＝0.35～0.85，H2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宁宁，王辉国，刘宇斯，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：