一种Y型分子筛及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开一种Y型分子筛及其合成方法和应用，所述方法包括如下内容：含有碱源、钠源、铝源、四甲基铵模板剂、阳离子表面活性剂、硅源的混合物料经老化、晶化、洗涤、干燥、焙烧得到Y型分子筛。采用该方法合成时只需一次晶化过程，便可得到具有较高硅铝比的Y型分子筛纳米簇，大大减少了生产流程，提高了生产效率，具有良好的工业应用前景。良好的工业应用前景。良好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种Y型分子筛及其合成方法和应用
[0001]

[0002]本专利技术属于分子筛合成领域，具体地说涉及一种Y型分子筛及其合成方法和应用。
[0003]
技术介绍

[0004]Y型分子筛作为一种大孔分子筛，由于其特殊的酸性质和孔道结构，被广泛用于催化裂化、加氢裂化、异构化等炼油领域，至今应用已超过50年。Y分子筛孔口由十二元环构成，有效孔口直径0.74nm，内部空腔体积可以达到50%，非常适合于作为裂化反应的活性组分。近年来，原油重质化和劣质化的趋势逐渐明显，传统Y分子筛孔径受限，大分子反应物无法进入到分子筛内部，只能利用有限的外表面进行反应，大大降低了催化效率。同时由于传统Y分子筛晶粒较大、孔道较长，反应过程中容易形成积碳，一定程度上也缩短了催化剂的寿命。将Y型分子筛纳米化，可以暴露出更多的酸性位点，是解决大分子扩散效率的有效手段。纳米Y分子筛虽然解决了扩散问题，但在实际工业生产中存在着分离困难的问题，将纳米分子筛自组装，形成具有簇状形貌的聚集体，不仅保留了纳米沸石的优点，而且克服了合成后的分离困难问题，成为了该领域的研究方向，目前已有文献报道。
[0005]Yu Jiao等在《Chemical Physics Letters》第749卷“Nanocrystal zeolite Y assembly synthesized with CTAB under low gelling and aging temperature”中报道了一种纳米自组装Y型分子筛的合成方法。该文献利用CTAB作模板剂合成分子筛，比表面积为824 m2/g，外比表面积为163 m2/g，晶粒尺寸为40nm，骨架硅铝比为4.4。
[0006]Ting Tang等在RSC Advances第7卷第13期P 7711
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7717“Organic template
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free synthesis of zeolite Y nanoparticle assemblies and their application in the catalysis of the Ritter reaction”中报道了无模板剂条件下合成纳米自组装Y分子筛的方法，该方法在高碱度下合成，分子筛晶粒可控制在纳米级，比表面为647m2/g，外比表面积为111m2/g，与传统Y分子筛相比，具有更好的催化活性。
[0007]专利CN 107055567 A公开了一种纳米Y沸石积聚体的制备方法，该方法以水玻璃为硅源，将其溶于氢氧化钠溶液中，然后将铝源溶液加入到硅源中，搅拌均匀后，在60
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100℃下晶化12
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36h，得到了纳米Y沸石积聚体。比表面650
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780m2/g，微孔孔体积0.23
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0.27ml/g，介孔孔体积0.16
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0.25ml/g。
[0008]专利CN 108046287 A公开了一种以长链烷基三甲基溴化铵表面活性剂作模板剂合成纳米自组装沸石的方法，该专利在较浓的配料体系下成胶，通过将成胶、陈化、晶化温度控制在低温下，可以降低晶粒尺寸，但该方法合成的产品硅铝比较低。
[0009]现有技术合成的纳米Y分子筛存在骨架硅铝比较低的问题，实际应用中稳定性较差。
[0010]
技术实现思路

[0011]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种Y型分子筛及其合成方法和应用。采用该方法合成时只需一次晶化过程，便可得到具有较高硅铝比的Y型分子筛纳米簇，大大减少了生产流程，提高了生产效率，具有良好的工业应用前景。
[0012]一种Y型分子筛合成方法，包括如下内容：含有碱源、钠源、铝源、四甲基铵模板剂、阳离子表面活性剂、硅源的混合物料经老化、晶化、洗涤、干燥、焙烧得到Y型分子筛。
[0013]本专利技术方法中，所述混合物料中阳离子表面活性剂的浓度为0.035
‑
0.074mol/L，优选0.046
‑
0.062mol/L，进一步优选0.050
‑
0.057mol/L；所述四甲基铵模板剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为50
‑
120，优选为60
‑
102，进一步优选为70
‑
90。通过控制溶液中四甲基铵模板剂和阳离子表面活性剂的摩尔比，能够制备出高硅铝比的纳米Y型分子筛。
[0014]本专利技术方法中，混合物料中物料摩尔配比为：Al2O3: (6.5
‑
12.5)SiO2: (0.1
‑
1.0)Na2O: (6.0
‑
10.0)(TMA)2O: (160
‑
310)H2O: (0.1
‑
0.4) CTAB；优选Al2O3: (7.2
‑
10.0)SiO2: (0.3
‑
0.7)Na2O: (7.7
‑
9.0)(TMA)2O: (180
‑
270)H2O: (0.15
‑
0.30) CTAB。
[0015]本专利技术方法中，所述碱源为氢氧化钠、四甲基氢氧化铵水溶液(TMAOH)、五水四甲基氢氧化铵中的一种或几种。
[0016]本专利技术方法中，铝源为异丙醇铝、铝粉、偏铝酸钠、十八水硫酸铝中的一种或几种。
[0017]本专利技术方法中，硅源为硅溶胶、硅酸钠、正硅酸乙酯、纳米二氧化硅、水玻璃中的一种或几种。
[0018]本专利技术方法中，钠源为氢氧化钠、氯化钠、溴化钠中的一种或几种。
[0019]本专利技术方法中，四甲基铵模板剂为四甲基氢氧化铵水溶液、五水四甲基氢氧化铵、溴化四甲基铵、氯化四甲基铵中的一种或几种。
[0020]本专利技术方法中，阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十八烷基三甲基溴化铵（STAB）中的一种或几种。
[0021]本专利技术方法中，老化温度为25
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35℃，优选28
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31℃；老化时间为20
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40h，优选为25
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35h；晶化温度为100
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120℃，优选为105
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115℃；晶化时间为140
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200h，优选160
‑
180h。
[0022]本专利技术实施例中采用的一种非限定性的Y型分子筛合成方法，包括如下步骤：（1）在搅拌状态下，将五水四甲基氢氧化铵、氢氧化钠、溴化四甲基铵模板剂加入到水中，搅拌一段时间至溶解，随后加入铝粉，搅拌至铝源完全溶解。然后在搅拌条件下，将十六烷基三甲基溴化铵加入到溶液中，形成铝源溶液。
[0023]（2）在搅拌状态下，向铝源溶液中加入纳米二氧化硅，成胶后一定温度下动态老化，随后动态晶化一段时间，取出洗涤、干燥、焙烧，得到最终Y型分子筛产品。
[0024]一种采用上述方法制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Y型分子筛合成方法，其特征在于：包括如下内容：含有碱源、钠源、铝源、四甲基铵模板剂、阳离子表面活性剂、硅源的混合物料经老化、晶化、洗涤、干燥、焙烧得到Y型分子筛。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述混合物料中阳离子表面活性剂的浓度为0.035
‑
0.074mol/L，优选0.046
‑
0.062mol/L，进一步优选0.050
‑
0.057mol/L。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述四甲基铵模板剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为50
‑
120，优选为60
‑
102，进一步优选为70
‑
90。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：混合物料中物料摩尔配比为：Al2O3: (6.5
‑
12.5)SiO2: (0.1
‑
1.0)Na2O: (6.0
‑
10.0)(TMA)2O: (160
‑
310)H2O: (0.1
‑
0.4) CTAB；优选Al2O3: (7.2
‑
10.0)SiO2: (0.3
‑
0.7)Na2O: (7.7
‑
9.0)(TMA)2O: (180
‑
270)H2O: (0.15
‑
0.30) CTAB。5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述碱源为氢氧化钠、四甲基氢氧化铵水溶液(TMAOH)、五水四甲基氢氧化铵中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：铝源为异丙醇铝、铝粉、偏铝酸钠、十八水硫酸铝中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：硅源为硅溶胶、硅酸钠、正硅酸乙酯、纳米二氧化硅、水玻璃中的一种或几种。8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：钠源为氢氧化钠、氯化钠、溴化钠中的一种或几种。9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：四甲基铵模板剂为四甲基氢氧化铵水溶液、五水四甲基氢氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦波，薛景航，高杭，柳伟，杜艳泽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：