ZSM-5分子筛的改性方法及ZSM-5分子筛催化剂技术

本发明专利技术公开了ZSM

【技术实现步骤摘要】
ZSM
‑
5分子筛的改性方法及ZSM
‑
5分子筛催化剂


[0001]本专利技术涉及催化剂领域，特别涉及一种ZSM
‑
5分子筛的改性方法及ZSM
‑
5分子筛催化剂。

技术介绍

[0002]ZSM
‑
5分子筛是一种含有机胺阳离子的新型沸石分子筛，其化学组成可用氧化物的摩尔比表示：0.9
±
0.2M2/nO:Al2O3:5
‑‑‑
100SiO2:ZH2O，式中，M是阳离子(碱金属钠离子和有机胺离子)；n是阳离子的价数；Z是从0到40。ZSM
‑
5分子筛含有两种交叉的孔道体系：纵向的直筒型孔道与横向的正弦形孔道，其独特的微孔结构，能够为反应的进行提供优异的择形性能，但另一方面也限制了空间位阻较大的反应物、中间物以及产物在孔道内的扩散和传质，所以需要对其孔道进行调节来优化分子筛的孔道结构。另外，ZSM
‑
5分子筛较强的酸性和较高的酸密度，会使相应催化剂在具有较高初始活性的同时也因积炭的快速生成而迅速失活，对反应活性、产品选择性和催化剂寿命均具有重要影响，所以也需要适当对ZSM
‑
5分子筛的酸性质进行调节以适应具体的反应。
[0003]目前，对于ZSM
‑
5分子筛的改性通常包括高温水热处理、酸碱改性以及杂原子改性等。举例来说，相关技术利用水热
‑
柠檬酸改性方法来处理ZSM
‑
5分子筛，其基本处理过程如下所示：脱模板剂
‑
铵交换
‑
焙烧
‑
铵交换
‑
焙烧
‑
高温水热处理
‑
柠檬酸处理。通过焙烧脱除ZSM
‑
5分子筛合成过程中产生的模板剂，然后两次铵交换
‑
焙烧使NaZSM
‑
5被交换为HZSM
‑
5；再通过高温水热处理进行部分脱除骨架铝，降低分子筛酸性，同时达到扩孔的作用，即将微孔的ZSM
‑
5分子筛改性为梯级孔分子筛；最后用柠檬酸处理，将骨架中的非骨架铝清除。最终得到改性后的ZSM
‑
5分子筛，因其酸性降低，孔道更为开放，且使分子筛的酸强度分布趋于平均。
[0004]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：
[0005]相关技术提供的改性方法，步骤繁杂，多次焙烧能耗过大，且有氨、酸等污染物的排放，环保性差。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术提供一种ZSM
‑
5分子筛的改性方法及ZSM
‑
5分子筛催化剂，能够解决上述技术问题。
[0007]具体而言，包括以下的技术方案：
[0008]一方面，本专利技术实施例提供了一种ZSM
‑
5分子筛的改性方法，所述ZSM
‑
5分子筛的改性方法包括：提供未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛；
[0009]将所述未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛置于超重力撞击流
‑
旋转填料床中，升温至反应温度，通过液体进料管向所述超重力撞击流
‑
旋转填料床中加入酸液进行反应；
[0010]反应完毕，继续通过所述液体进料管向所述超重力撞击流
‑
旋转填料床中加入去离子水，对酸液改性后的ZSM
‑
5分子筛进行洗涤，然后进行干燥处理，得到改性的ZSM
‑
5分子
筛。
[0011]在一些可能的实现方式中，所述未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛的硅铝比为30～60。
[0012]在一些可能的实现方式中，在使用所述酸液与所述未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛反应时，所述超重力撞击流
‑
旋转填料床的转速为800r/min～2000r/min。
[0013]在一些可能的实现方式中，所述酸液选自硝酸、盐酸、柠檬酸、磷酸中的至少一种，并且，所述酸液的质量空速为0.5h
‑1～8.0h
‑1。
[0014]在一些可能的实现方式中，使用所述酸液与所述未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛反应时，反应温度为400℃～700℃，以5℃/min～20℃/min的速率升温至所述反应温度，并且，反应时间为3h～8h。
[0015]在一些可能的实现方式中，在利用去离子水对酸液改性后的ZSM
‑
5分子筛进行洗涤时，所述超重力撞击流
‑
旋转填料床的转速为800r/min～1000r/min。
[0016]在一些可能的实现方式中，在利用去离子水对酸液改性后的ZSM
‑
5分子筛进行洗涤时，所述去离子水的质量空速为3.0h
‑1～6.0h
‑1，洗涤温度为100℃～120℃，洗涤时间为10min～30min。
[0017]另一方面，本专利技术实施例还提供了一种ZSM
‑
5分子筛催化剂，所述ZSM
‑
5分子筛催化剂包括：改性ZSM
‑
5分子筛、以及负载于所述改性ZSM
‑
5分子筛上的活性组分；
[0018]其中，所述改性ZSM
‑
5分子筛通过上述任一种ZSM
‑
5分子筛的改性方法制备得到。
[0019]在一些可能的实现方式中，所述活性组分选自Pt金属、Pd金属、Rh金属、Ni金属、W金属、Mo金属中的至少一种。
[0020]在一些可能的实现方式中，所述ZSM
‑
5分子筛催化剂的粒径为20目～40目。
[0021]本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
[0022]本专利技术实施例提供的ZSM
‑
5分子筛的改性方法，通过将未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛置于超重力撞击流
‑
旋转填料床中，使其在超重力条件下与酸液反应，能够获得具有合理酸值分布的改性ZSM
‑
5分子筛，其中，改性ZSM
‑
5分子筛的B/L值(酸值/Lewis酸值)小于0.2，(弱酸值+中强酸值)/强酸值大于3以上。并且，经酸液改性后的ZSM
‑
5分子筛具有梯级孔道结构，将该改性后的ZSM
‑
5分子筛作为载体负载催化剂活性组分，应用于催化烷烃加氢异构化反应，具有中温反应活性高、烷烃异构体选择性高、双支链烷烃异构体选择性高、液体收率高等优点。本专利技术实施例提供的ZSM
‑
5分子筛的改性方法，在获得上述性能更佳的改性ZSM
‑
5分子筛的前提下，还具有工艺简单，(减少酸液使用量)能耗低，污染排放量低(消除氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ZSM
‑
5分子筛的改性方法，其特征在于，所述ZSM
‑
5分子筛的改性方法包括：提供未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛；将所述未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛置于超重力撞击流
‑
旋转填料床中，升温至反应温度，通过液体进料管向所述超重力撞击流
‑
旋转填料床中加入酸液进行反应；反应完毕，继续通过所述液体进料管向所述超重力撞击流
‑
旋转填料床中加入去离子水，对酸液改性后的ZSM
‑
5分子筛进行洗涤，然后进行干燥处理，得到改性的ZSM
‑
5分子筛。2.根据权利要求1所述的ZSM
‑
5分子筛的改性方法，其特征在于，所述未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛的硅铝比为30～60。3.根据权利要求1所述的ZSM
‑
5分子筛的改性方法，其特征在于，在使用所述酸液与所述未脱模板剂的ZSM
‑
5分子筛反应时，所述超重力撞击流
‑
旋转填料床的转速为800r/min～2000r/min。4.根据权利要求1所述的ZSM
‑
5分子筛的改性方法，其特征在于，所述酸液选自硝酸、盐酸、柠檬酸、磷酸中的至少一种，并且，所述酸液的质量空速为0.5h
‑1～8.0h
‑1。5.根据权利要求1所述的ZSM
‑
5分子筛的改性方法，其特征在于，使用所述酸液与所述未脱模板剂的ZSM
‑
5分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳源源，白羽，鲍晓军，夏少青，王国旗，王廷海，刘晓步，孙嫚，袁珮，相春娥，朱海波，白正帅，崔勍焱，
申请(专利权)人：福州大学中石油华东设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：