一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米BaKL沸石合成方法技术

本发明专利技术公开一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米BaKL沸石合成方法，涉及沸石制备技术领域。其主要是将钡源、碱源、铝源、硅源和水按摩尔比混合制得溶胶，于一定条件下晶化，得到纳米尺度的BaKL沸石。本发明专利技术可在低硅铝比投料、不加模板剂和结构导向剂的条件下，合成出具有纳米尺度、高结晶度和多级孔结构的BaKL沸石。将本发明专利技术所提供的BaKL沸石用于低碳烷烃芳构化反应中，可以明显提高芳烃收率特别是C8芳烃收率。与传统方法相比，该方法制备工艺简单，原料利用率高，成本低，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米BaKL沸石合成方法


[0001]本专利技术涉及BaKL沸石
，具体为一种应用于低碳烷烃芳构化 的纳米尺度BaKL沸石合成方法。

技术介绍

[0002]芳烃在化工中占据枢纽性地位，是重要的大宗化学品和基础化工原 料，广泛用于各种重要生产生活资料的制造，也是高品质汽油的重要调和 组分，其重要性关乎国计民生。中国是世界上苯和对二甲苯的最大消费国， 而且随着社会经济的发展，需求仍在日益攀升。2018年中国芳烃的对外 依存度高达20％
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60％。开发低碳烷烃芳构化的相关工业应用技术对降低 我国的芳烃对外依存度具有重要意义。
[0003]对于C6
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C8正构烷烃的芳构化，LTL沸石载Pt催化剂(Pt/KL)优势 最为突出。目前世界上仅美国的Chevron和UOP两家企业拥有相对成熟 的工艺。中国掌握的传统铂重整技术催化正构烷烃芳构化的芳烃选择性仅 能达到世界先进工艺的30％～60％。Pt/L芳构化重整技术属于我国亟待突 破的“卡脖子”领域。Pt/L催化正构烷烃芳构化的实现将大大丰富我国石 化领域的可选工艺路线，对优化整合现有的石油化工反应构架意义重大。 LTL沸石属于六方晶系，骨架由钙霞石笼(CAN笼)和六方柱笼(D6R)组成， CAN笼和D6R笼围绕着C轴的六重轴方向交替连接，再按六重轴旋转产 生十二元环的一维十二元环圆形孔道结构，具有良好的水热稳定性。主孔 道孔径最宽处约最窄处约为属于大孔沸石(Monatshefte f
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rChemie/Chemical Monthly,2005,136(1):77
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89)。LTL沸石具有独特的吸附 性能和催化性能，还具有良好的热稳定性，是一种热稳定性能优良的催化 材料，可用于制备裂化、异构化、芳构化、烷基化、润滑油加氢裂化等碳 氢化合物转化过程用催化剂。其中，由LTL沸石为载体制备的Pt/KL催 化剂在芳构化反应中应用广泛。
[0004][0005]Pt/KL催化剂是一种芳构化性能十分优异的碱催化芳构化催化剂，与 酸催化芳构化相比，其具有高液收、高芳收的优势。但催化剂芳烃选择性 和单程寿命较低是其最主要的缺点，限制了其工业化应用。为了提高催化 剂稳定性，人们对L沸石进行了一系列改性。
[0006]公开号为US5773381的美国专利公开了通过在L沸石合成过程中添 加Cs离子，制备出含Cs的L沸石，该沸石可用于芳烃异构化或芳构化 反应。
[0007]专利申请号为CN 201310137862.4的中国专利技术专利申请披露的结果 表明，制备出的FeKL杂原子沸石，通过杂原子Fe的引入改变了沸石的 结构和性质，负载Pt之后的催化剂具有比较好的正己烷芳构化性能。
[0008]公开号为CN101746774A的中国专利申请披露了一种合成含Sn杂原 子的L沸石的方法，用该沸石负载Pt制得的催化剂在用于正己烷芳构化 反应时不仅具有较高的苯选择性和较好的稳定性。
[0009]但上述方法依然存在着积碳等情况，对芳构化产生不利的影响。
[0010]在合成KL沸石的工艺中，如何提高KL沸石的产率一直是人们关心 的问题，研究者
们做了大量工作。
[0011]公告号为CN85103013B的中国专利披露了提高合成体系投料中的硅 铝比，投料比(摩尔比)为6.6K2O:Al2O3:28SiO2:440H2O，在压力釜中100℃ 晶化60～72h之后得到的KL沸石。其存在的主要问题是投料硅铝比偏高， 硅的利用率低，合成成本高。
[0012]公开号为CN1070383A的中国专利申请披露了可以在较低的硅铝比 和碱硅比条件下通过加入导向剂的方式合成L沸石。尽管导向剂为L沸 石合成提供了晶核，由此加快了晶化速度，但是导向剂陈化需要72h，时 间较长，影响工业化生产效率。
[0013]公开号US3947482的美国专利记载了在底物中添加有机模板剂可合 成出L沸石，但模板剂的引入会增加后期处理难度，在去除模板剂的过 程中对沸石晶体结构产生不良影响，且增加合成成本。

技术实现思路

[0014]本专利技术的第一目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于低碳烷 烃芳构化的纳米尺度BaKL沸石合成方法，以提高KL沸石的产率，降低 合成成本；减短分子的扩散路径，从而提高的催化剂的芳烃选择性，延长 催化剂单程寿命；将合成工艺成功进行中试实验，使其距离工业化更近一 步。
[0015]本专利技术另一目标是提供所述应用于低碳烷烃芳构化的纳米尺度 BaKL沸石的应用。
[0016]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种应用于低 碳烷烃芳构化的纳米BaKL沸石，具有国际沸石协会确认的LTL结构， 是将钡源、钾源、铝源、硅源和水混合制得溶胶，然后经陈化和晶化制得。
[0017]一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米尺度BaKL沸石合成方法，其包括 以下步骤，
[0018](1)将钡源、钾源、铝源、硅源和水按 BaO:K2O:Al2O3:SiO2:H2O＝0.0005～8:0.1～9:1:1～20:50～500的摩尔比例 混合制得溶胶；
[0019](2)将步骤(1)制得的溶胶搅拌陈化；
[0020](3)将步骤(2)制得的陈化溶胶置于密闭容器中，于100～260℃晶化6 h～10d，得到含纳米BaKL沸石。
[0021]所述钡源、钾源、铝源、硅源和水的摩尔比优选为 BaO:K2O:Al2O3:SiO2:H2O＝0.001～1:0.5～5:1:3～16:70～400，投料硅铝比 低，产物晶化良好，产率可达91％。
[0022]所述密闭容器体积为30mL～1m3，即小试至中试。
[0023]所述晶化过程为动态晶化或静态晶化。
[0024]优选的，所述晶化过程为动态晶化。所述动态晶化为模拟工业生产条 件，并在10L和1m3密闭釜中成功晶化得含Ba的LTL型沸石。
[0025]所述晶化过程的晶化温度为110～185℃，晶化时间为6h～36h。
[0026]所述陈化温度为室温，时间为4～24h。
[0027]所述钡源为硝酸钡、氯化钡、氢氧化钡、乙酸钡中的一种或两种以上。
[0028]所述钾源为氢氧化钾、氯化钾、氧化钾中的一种或两种以上。
[0029]所述铝源为拟薄水铝石、活性氧化铝、氢氧化铝、异丙醇铝中、水合 氧化铝、铝酸钾、三氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种或两种以上。
[0030]所述硅源为硅溶胶、正硅酸乙酯、白炭黑、水玻璃中的一种或两种以 上。
[0031]本专利技术得到的应用于低碳烷烃芳构化的纳米尺度BaKL沸石的应用， 作为载体，用于作为制备低碳烷烃芳构化的催化剂。
[0032]所述催化剂具体包括负载于所述载体上的金属，金属为Pt、Ru、Pd、 Sn中的一种或两种以上，金属的负载量为0.05～4.0％。
[0033]其中，正构烷烃的芳构化具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米BaKL沸石，其特征在于：具有LTL结构，是将钡源、钾源、铝源、硅源和水按BaO:K2O:Al2O3:SiO2:H2O＝0.0005～8:0.1～9:1:1～20:50～500的摩尔比例制成的。2.一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米尺度BaKL沸石合成方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将钡源、钾源、铝源、硅源和水按BaO:K2O:Al2O3:SiO2:H2O＝0.0005～8:0.1～9:1:1～20:50～500的摩尔比例混合制得溶胶；(2)将步骤(1)制得的溶胶搅拌陈化；(3)将步骤(2)制得的陈化溶胶置于密闭容器中，于100～260℃晶化6h～10d。3.根据权利要求2所述的一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米尺度BaKL沸石合成方法，其特征在于：所述钡源、钾源、铝源、硅源和水的摩尔比优选为BaO:K2O:Al2O3:SiO2:H2O＝0.001～1:0.5～5:1:3～16:70～400。4.根据权利要求2所述的一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米尺度BaKL沸石合成方法，其特征在于：所述晶化过程为动态晶化或静态晶化。5.根据权利要求2所述的一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米尺度BaKL沸石合成方法，其特征在于：所述密闭容器体积为30mL～1m3。6.根据权利要求4所述的一种应用于低碳烷烃芳构化的纳米尺度BaKL沸石合成方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王熙，王苹，李珂，陈会民，丁湘浓，
申请(专利权)人：化学与精细化工广东省实验室，
类型：发明
国别省市：