一种高强度分子筛及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高强度分子筛及其制备方法，制备方法包括将成型分子筛放入缓慢流动的玻璃纤维水溶液中，利用液体的循环流动性带动分子筛悬浮并转动，使得微米级的玻璃纤维均匀包裹在成型分子筛表面，经洗涤、烘干、焙烧得到玻璃纤维包裹的成型分子筛；将玻璃纤维包裹的成型分子筛进行二次晶化，固体产物经洗涤、干燥、焙烧得到高强度分子筛。本发明专利技术提供的高强度分子筛不仅比用常规方法制备的成型分子筛具有更高的机械强度和低的磨耗率，而且孔道更畅通，不会出现由于成型而导致分子筛的活性下降等问题。降等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度分子筛及其制备方法


[0001]本专利技术属于油化工
，具体涉及一种高强度分子筛及其制备方法，应用于气/液体吸附分离等方面。

技术介绍

[0002]分子筛由于其特殊的孔道结构和化学性质，作为催化剂和吸附剂被广泛的应用于酸催化反应和气/液体的分离、脱水、脱硫等石油化工过程。在工业应用过程中，分子筛需要经常再生处理，例如：分子筛的强酸性，在催化各种烷烃反应时，特别容易结焦、生碳，使催化剂失活，这就需要催化剂定期烧炭再生。变压吸附是利用不同气体在吸附剂上吸附特性的差别，以及吸附容量随着压力变化而变化的特性，通过压力变化实现气体的分离或提纯，因此作为吸附剂的分子筛需要面临压力的交替升降。此外，气体脱水或脱硫的分子筛，在吸附饱和后也需要定期脱水或脱硫再生。所有这些再生或变压的过程都会对分子筛的结构造成损害，导致分子筛粉化流失，而催化或吸附性能也随着再生次数的增加而下降。因此开发高强度的分子筛有利于延长分子筛吸附剂/催化剂的使用寿命，具有重要的现实意义。
[0003]为了提高分子筛的机械强度，通常在分子筛成型过程中需要向分子筛中加入粘结剂、结构增强剂或者有机溶剂等来提高成型分子筛的强度。现在已经有较多的文献报道了制备高强度分子筛的方法，比如专利CN2011103715680中介绍了向分子筛中加入结构增强剂和粘结剂，所得分子筛比普通分子筛侧压强度显著增高，同时磨耗率明显降低。专利CN2006800294206报道了提高甲醇制烯烃催化剂耐磨性的制备方法，该方法是向SAPO分子筛中加入含硅酸钠和酸性明矾的粘合剂增加强度。专利CN1044980C是将分子筛或分子筛催化剂浸渍在含有硅化合物、铝化合物、锆化合物等的有机溶液中浸泡一段时间，然后回收有机溶剂，所得到的分子筛经过干燥、焙烧得到成品，其机械强度得到较大提高。专利US3354096采用磷酸盐水溶液处理分子筛，成品分子筛的机械强度得到一定提高。
[0004]然而，现有技术方法在提高分子筛强度的同时，很难保证不影响分子筛的活性，加入例如结构增强剂和粘合剂的成分会在一定程度上堵塞分子筛的微孔孔道，降低分子筛的活性。因此，在不影响分子筛作为催化剂或是吸附剂的活性的前提下，能够进一步提高分子筛的稳定性和强度是更好满足工业应用的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是在不影响分子筛活性的前提下，提供一种机械强度好的高强度分子筛及其制备方法。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，具有耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等优点。本专利技术是利用液体的缓慢流动把溶液中微米级的玻璃纤维均匀包裹在成型分子筛表面，再通过二次晶化使得玻璃纤维与成型分子筛材料形成强相互作用，增强分子筛材料的强度；同时，原成型分子筛在成型过程中作为粘结剂添加的硅源或铝源溶解，参与到二次结晶过程，导致孔道更畅通。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种高强度分子筛的制备方法，包括如下步骤：
[0008]第一步：制备玻璃纤维包裹成型分子筛
[0009]把成型分子筛放入缓慢流动的玻璃纤维水溶液中，利用液体的循环流动性带动成型分子筛悬浮并转动，使得微米级的玻璃纤维均匀包裹在成型分子筛表面，经洗涤、烘干、焙烧得到玻璃纤维包裹的成型分子筛；所述玻璃纤维水溶液的流速为0.01
‑
0.2m/s；第二步：分子筛二次晶化
[0010]将玻璃纤维包裹的成型分子筛进行二次晶化，使成型分子筛与玻璃纤维形成强相互作用，固体产物经洗涤、干燥、焙烧得到高强度分子筛。
[0011]所述成型分子筛是熟悉本领域的工程师均可制备的成型分子筛，形状包括球形、条形、异形、微球状等各种形状；所述成型分子筛的原料包括硅铝酸盐类分子筛和粘结剂；更进一步地，所述硅铝酸盐类分子筛为A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、Beta分子筛或ZSM系列分子筛。
[0012]所述粘结剂包括硅元素和铝元素。
[0013]所述玻璃纤维的单丝直径在15微米以下，进一步地，所述玻璃纤维的单丝直径为6微米以下。
[0014]所述玻璃纤维水溶液的质量百分数为0.1％
‑
10％；所述成型分子筛在玻璃纤维水溶液中的时间为1
‑
50小时。
[0015]步骤一还包括对玻璃纤维水溶液进行回收再次利用。
[0016]步骤一中烘干温度为100
‑
120℃，烘干时间为12
‑
24小时；焙烧温度为500
‑
600℃、焙烧时间为5
‑
12小时。
[0017]熟悉本领域的工程师均可采用已有公开文献和专利中报道的合成方法，选取对应分子筛的合成配方和条件，对玻璃纤维包覆的分子筛进行二次水热晶化。
[0018]步骤二中洗涤过程包括用去离子水将固体产物洗涤至pH＝8
‑
9；烘干温度为100
‑
120℃，烘干时间为12
‑
24小时；焙烧温度为500
‑
600℃、焙烧时间为5
‑
12小时。
[0019]本专利技术还提供一种上述方法得到的高强度分子筛。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0021]利用液体的流动性把高分散的微米级玻璃纤维，其具有高机械强度，包覆在成型分子筛的表面，再通过二次水热晶化，使得玻璃纤维与成型分子筛形成强相互作用。而且在该水热晶化过程中，更能使得原成型分子筛在成型过程中作为粘结剂添加的硅源或铝源溶解，参与到二次结晶过程。因此本专利技术提供的高强度分子筛不仅比用常规方法制备的成型分子筛具有更高的机械强度和低的磨耗率，而且孔道更畅通，不会出现由于成型而导致分子筛的活性下降等问题。
具体实施方式
[0022]实施例1
[0023]称取10g工业级球形13X分子筛(5
‑
6mm)放入流速为0.1m/s缓慢流动的2％(质量百分数)玻璃纤维水溶液中，玻璃纤维单丝直径为8微米，浸润8小时，利用液体的循环流动性带动分子筛悬浮并转动，使得微米级的玻璃纤维均匀包裹在分子筛表面。取出分子筛，110℃烘干10小时，540℃焙烧5小时。把50g0.8M的NaOH水溶液和10g包覆玻璃纤维的球形13X分
子筛放入高压水热晶化釜中，90℃晶化24小时，所得固体产物经去离子水洗涤至pH＝8
‑
9，在110℃下干燥10小时，并在540℃下焙烧6小时，即得到高强度球形13X分子筛(记作A)。
[0024]实施例2
[0025]称取10g工业级球形13X分子筛(0.5
‑
0.6mm)放入流速为0.02m/s缓慢流动的0.12％玻璃纤维水溶液中，玻璃纤维单丝直径为4微米，浸润2.5小时，利用液体的循环流动性带动分子筛悬浮并转动，使得微米级的玻璃纤维均匀包裹在分子筛表面。取出分子筛，110℃烘干10小时，540℃焙烧5小时。把50g 0.3M的NaOH水溶液和10g包覆玻璃纤维的球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度分子筛的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：制备玻璃纤维包裹成型分子筛把成型分子筛放入缓慢流动的玻璃纤维水溶液中，利用液体的循环流动性带动成型分子筛悬浮并转动，使微米级的玻璃纤维均匀包裹在成型分子筛表面，经洗涤、烘干、焙烧得到玻璃纤维包裹的成型分子筛；所述玻璃纤维水溶液的流速为0.01
‑
0.2m/s；第二步：分子筛二次晶化将玻璃纤维包裹的成型分子筛进行二次晶化，固体产物经洗涤、干燥、焙烧得到高强度分子筛。2.根据权利要求1所述的一种高强度分子筛的制备方法，其特征在于：所述成型分子筛的原料包括硅铝酸盐类分子筛和粘结剂。3.根据权利要求2所述的一种高强度分子筛的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家旭，贺宁，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：