β分子筛催化剂成型加工活性组份引入方法技术

一种β分子筛催化剂成型加工活性组份引入方法，包括：（１）将氢型β－Ｈ分子筛的原粉与黏合剂投入混合机中混合２０－４０分钟，原粉和黏合剂的重量比为：１５－１７公斤：２．２－５．０公斤；（２）向步骤（１）的混合物中加入含有活性组分的硝酸水溶液，加入含有活性组分的硝酸水溶液量为１９升－２１升，在该硝酸水溶液中加入０．１０公斤－１．２公斤的活性组分，所述的原粉和活性组分的重量比为：１５－１７公斤：０．１０－１．２公斤；在捏合机中进行捏合３０－５０分钟，加工成型后烘干，焙烧，得到含有活性组分的β分子筛催化剂。本发明专利技术所制催化剂是将活性组分在氢型β分子筛原粉和黏和剂等混合之后，进行成型加工工序的第一步－捏合过程中加入，可省去氢型成型后／离子作用法中的水洗、除水、烘干和焙烧过程，更加经济和节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
β分子筛可分钠型和氢型，钠型β分子筛没有酸性，而氢型有酸性，具备了一定 量的酸催化活性中心，对某些化学反应有酸催化剂作用。为保证催化剂能满足化学反应转 化率和选择性的要求，在多数情况下需对β分子筛进行酸性调节，以改变其中所有的总酸 酸量和不同性质酸(强酸、弱酸)的配比，这种做法称为分子筛改性，常用分子筛类催化剂 活性组分引入方法有以下几种1、钠型原粉/离子交换法 用金属盐类物质水溶液对钠型β分子筛原粉进行阳离子交换，用金属阳离子将 钠离子交换出去，再经过滤、焙烧等处理过程可得到有一定酸催化剂活性中心的原粉。该原 粉在工业上使用困难，往往需要进行成型加工使其成为一定的颗粒形状，以便于使用。加工 时需加入黏和剂等成型物质保证其有足够的强度。2、钠型成型后/离子交换法先将钠型β分子筛原粉和黏和剂等混合后，进行成型加工工序，具有一定颗粒的 成型产品经焙烧具有一定强度后，再用金属盐类物质水溶液对成型后的钠型β分子筛进 行阳离子交换，用金属阳离子将钠离子交换出去，再经过滤、焙烧等处理过程可得到有一定 酸催化剂活性中心的成型催化剂。3、氢型原粉/离子作用法用金属盐类物质水溶液与氢型β分子筛原粉进行作用，其作用方式是将原粉放 入过量的金属盐类物质水溶液中浸渍，浸渍后再经过滤、焙烧等处理过程可得到与原来氢 型β分子筛原粉酸性质不一样的改性原粉(这里得到的原粉是已经经过450-550度烧过 一次，是改性后的原粉)，再用改性原粉与粘合剂、成型剂、硝酸水溶液进行捏合、成型、烘 干、焙烧的成型加工工序，使其成为一定的颗粒形状后使用。4、氢型成型后/离子作用法先将具有一定酸性中心的氢型β分子筛原粉和黏和剂等混合后，进行成型加工 工序，具有一定颗粒的成型产品经焙烧具有一定强度后，再用浸渍、薰蒸等方法将活性组份 引入到分子筛催化剂上，再进行水洗、除水、烘干和焙烧，得到与氢型β分子筛原粉酸性中 心不同的改性催化剂。5、合成引入方法将活性组份(一般为金属元素)在分子筛合成时，将其引入分子筛骨架(或表面) 中，使其具有生成活性位结构的功能。再经相应过程处理可得到有一定酸催化剂活性中心 的原粉。成型加工后，可在工程上使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案一种，该方法包括以下步骤(1)将氢型β -H分子筛的原粉与黏合剂投入混合机中混合20-40分钟，其中，原粉 和黏合剂的重量比为15-17公斤2. 2-5. 0公斤；(2)向步骤(1)的混合物中加入含有活性组分的硝酸水溶液，加入含有活性组分 的硝酸水溶液量为19升-21升，其中在该硝酸水溶液中加入0. 10公斤-1.2公斤的活性组 分，所述的原粉和活性组分的重量比为15_17公斤0. 10-1. 2公斤；然后在捏合机中进行 捏合30-50分钟，加工成型后烘干，烘干后在540°C-560°C温度条件下焙烧5_6小时即可得 到含有活性组分的β分子筛催化剂。所述步骤(1)中所使用的氢型β -H分子筛的原粉的硅量比为24-26。所述步骤(2)中所使用的活性组分一般为金属盐类，但优选为硝酸盐。硝酸盐如 AgNO3, Cu2+(NO3)23H20, Al3+(NO3) 39Η20等。在使用含铝型黏合剂时，选择活性组分应该避免 使用铝盐，如，使用含铝型黏合剂，并且活性组分选择硝酸盐为Al3+(NO3)3QH2O时，就会出现 如下的问题在步骤(1)中，原粉和黏合剂的重量比为15_17公斤-.2. 2-5. 0公斤，其中， 2. 2-5. 0公斤的黏合剂中含有大量的铝，再加入0. 10公斤-1. 2公斤Al3+(NO3) 39Η20时，其 所加入的“活性组分铝”，不会起很大的作用。所以在使用含铝型黏合剂情况下，铝活性组分 一般为非铝金属的金属盐类，优选为非铝金属的硝酸盐，也就是说，优选硝酸铝以外的硝酸 盐。而在使用非含铝黏合剂(如二氧化硅型)情况下，可用铝盐为活性组分添加。所述步骤(2)中所使用的硝酸溶液为6_10衬％的硝酸水溶液。所述的烘干温度为100-120°C，烘干的时间为6-7小时。在所述步骤⑴中，在氢型β -H分子筛的原粉和黏合剂混合中，还加入田菁粉，所 述的原粉和田菁粉的重量比为15_17公斤0. 14-0. 16公斤。本专利技术在分子筛催化剂加工成型过程中，需加入稀硝酸水溶液进行捏合，利用此成 型过程环节，将一定量的活性组份物质(一般为金属盐类)溶解到稀硝酸水溶液中，一起加到 混合料中进行捏合，而后进行加工成型的各步操作。活性组份一次性进入到分子筛相应孔道 的相应部位，在焙烧活化过程中，金属离子与分子筛骨架上的相应基团发生反应，实现活性位 的建立和活性位性质的改变，从而使活性位个数发生变化(与金属离子的价态有关)，完成了 一次性调节活性位数量和活性位性质的任务，减少一次负载活性组份的处理过程。分子筛催化作用机理十分复杂，涉及很多因素。就分子筛催化剂本身而言，分子筛 酸中心是关注的焦点。由于影响分子筛酸中心形成的因素很多，且各因素影响程度又不相 同，故酸中心形成机理的研究十分复杂。尽管如此，也有了相对公认的理论，如产生质子酸 (B酸)机理、产生非质子酸(L酸)机理等。关于β分子筛的质子酸中心(B酸)和非质子酸中心的形成(1)质子酸(B酸)中心的形成β -H分子筛的制备是按照分子筛具有离子交换性能这一原则来进行。一般用铵 盐对钠型β分子筛进行热交换，再经热处理使之脱出NH3, NH4+中的H+替代了分子筛中与 ΑΓ保持平衡的Na+，达到电荷平衡，使其变为脱金属阳离子或部分脱金属阳离子分子筛，而具有酸性 式中的β -H的氢(H)与骨架作用呈现连续可逆的三种状态第一种状态是完全离 子化的氢离子(Η+，所谓质子酸)；第二中状态是氢离子(H+)与氧相结合的过渡情况H... 0， 呈现激化态；第三种状态是氢离子(H+)与骨架氧作用形成表面羟基(-0Η)。此时β -H由于 有了完全离子化的氢离子(H+)，已具有酸性(B酸)中心。而这三种状态的氢，在一定条件 下是可以相互转化的，如升高温度、提高硅铝比或交换多价阳离子等可以使整个可逆过程 向第一种状态方向移动，从而使酸性提高。(2)非质子酸(L酸)中心的形成如果将上述0_!1分子筛在> 450°C焙烧，可发生逐步的脱水可逆反应，其原因是 β-H分子筛中的H+在一定条件下，可与骨架氧作用可形成表面羟基-0Η，在高温热处理时， β -H中与Α1_保持平衡的H+将与分子筛骨架中的羟基-OH生成H2O而被脱除。此时，失去 H+的三配位ΑΓ被认为是非质子酸(L酸)中心。此时，β-H分子筛又具有了非质子酸(L 酸)中心。关于多价阳离子交换β分子筛酸性中心的形成多阶阳离子交换一般指用某种可与钠离子交换的多阶阳离子将钠型β分子筛中 的钠离子交换下来。对交换后的多价阳离子β分子筛而言，分子筛中含有适量水份是产生 酸性中心的必要条件，其质子酸的形成是水分和受阳离子的极化而发生解离作用的结果M+++H20 = M (OH2)++(MOH2)++ = (MOH) ++H+式中M表示金属元素。上式表明M++对水有极化作用，可在分子筛中产生一个质子 酸(H+)，这个质子酸可以起到酸催化作用。另外，非质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种β分子筛催化剂成型加工活性组份引入方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（１）将氢型β－Ｈ分子筛的原粉与黏合剂投入混合机中混合２０－４０分钟，其中，原粉和黏合剂的重量比为：１５－１７公斤：２．２－５．０公斤；（２）向步骤（１）的混合物中加入含有活性组分的硝酸水溶液，加入含有活性组分的硝酸水溶液量为１９升－２１升，其中在该硝酸水溶液中加入０．１０公斤－１．２公斤的活性组分，所述的原粉和活性组分的重量比为：１５－１７公斤：０．１０－１．２公斤；然后在捏合机中进行捏合３０－５０分钟，加工成型后烘干，烘干后在５４０℃－５６０℃温度条件下焙烧５－６小时即可得到含有活性组分的β分子筛催化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅吉全，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]