一种硅铝磷酸盐共晶分子筛的固相制备方法技术

本发明专利技术属于硅铝磷酸盐制备技术领域，具体涉及一种硅铝磷酸盐共晶分子筛的固相制备方法；所要解决的技术问题是提供一种固相法原位快速制备硅铝磷酸盐共晶分子筛的方法；采用的技术方案为：将硅源、铝源、磷源和水混合快速搅拌直到形成凝胶；将上述凝胶在一定温度下烘干、破碎成小块干胶并置于反应釜；在蒸汽发生器中装填可挥发性的模板剂和水的混合物，密封整个反应装置；打开蒸汽发生器的节流阀，在一定温度下进行蒸汽晶化一定时间，使干胶转化为硅铝磷酸盐共晶分子筛；晶化结束后，硅铝磷酸盐共晶分子筛经洗涤、干燥、焙烧得到成品，同时回收蒸汽发生器中的有机模板剂；本发明专利技术可以快速制备硅铝磷酸盐共晶分子筛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于硅铝磷酸盐分子筛制备
，具体涉及。
技术介绍
乙烯和丙烯是重要的有机化工原料，随着现代工业社会的不断发展，其需求量越来越大。传统上乙烯和丙烯的来源主要是通过石脑油、轻柴油等的催化裂解。然而近年来，随着石油产量的减少，其价格迅速高扬，因此使得生产低碳烯烃的成本越来越高，这就需要人们发展非石油路线的烯烃生产新工艺，其中，煤基制甲醇再制烯烃是最有希望替代石油路线生产低碳烯烃的革命性技术，而此技术的关键在于催化剂，到目前为止，应用于甲醇制烯烃反应过程的催化剂以SAP0-34分子筛催化剂性能最佳。因此，对于SAP0-34分子筛的制备及改性研究就变得十分有意义。US4440871及US5279810专利描述了多种含磷分子筛的制备方法，这两篇专利详细阐述了采用硅源、铝源、磷源及有机模板剂生产多种SAPO分子筛，特别包括具有CHA骨架结构的SAP0-34分子筛以及具有AEI骨架结构的SAP0-18分子筛的制备。US6334994专利披露了一种称之为RUW-19的硅铝磷酸盐分子筛及其制备方法，据报道它是AEI/CHA共晶组合物，作为甲醇制烯烃(MTO)的催化剂具有很高的催化活性。美国专利US2005/0233895同样公布了一种含AEI骨架类型材料和CHA骨架类型材料的两种共生相硅铝磷酸盐分子筛，通过测定分子筛焙烧样的X-射线衍射图，根据DIFFaX分析测定所述共生相的AEI/CHA之比约为5/95至40/60。另外，中国科学院大连化学物理研究所专利CN101450806A同样也报道了作为MTO反应催化剂的AEI/CHA共晶分 子筛及其合成方法。以上具有AEI和CHA共晶结构的硅铝磷酸盐分子筛，其制备方法均采用传统的水热合成法，此方法合成周期长，有机胺类模板剂循环利用难度大；而利用固相原位转化法制备共晶分子筛还未见报道。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种固相法原位快速制备硅铝磷酸盐共晶分子筛的方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为:，包括以下步骤: 第一步，制备凝胶:将硅源、铝源、磷源和水混合快速搅拌直到形成凝胶； 第二步，制备干胶:将上述凝胶在一定温度下烘干、破碎成小块干胶并置于反应装置；第三步，装填模板剂:将模板剂R1和R2分别与水混合得到R1水溶液和R2水溶液，将R1水溶液和R2水溶液分别装入反应装置，并密封整个反应装置；第四步，晶化:分别加热R1水溶液和R2水溶液产生带有模板剂的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化；第五步，晶化结束，得到硅铝磷酸盐共晶分子筛，同时回收蒸汽发生器中的有机模板剂。，所述第四步晶化为先加热R1水溶液产生带有模板剂R1的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化，然后切换到对R2水溶液加热产生带有模板剂R2的蒸汽继续进行蒸汽晶化，其余步骤同上。，所述第四步晶化为先加热R2水溶液产生带有模板剂R2的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化，然后切换到对R1水溶液加热产生带有模板剂R1的蒸汽继续进行蒸汽晶化，其余步骤同上。所述硅源、铝源、磷源的摩尔比为SiO2 =Al2O3:P205 =0.2 1.0:0.5 1.5:0.5 1.5 ；所述R1水溶液的浓度为7m0l/L-83m0l/L，R2水溶液的浓度为1.5mol/L-55.5mol/L。所述硅源为硅溶胶、活性二氧化硅、正硅酸酯或水玻璃，所述铝源为活性氧化铝、拟薄水铝石、烷氧基铝、异丙醇铝、铝盐、铝酸盐或铝溶胶，所述磷源为正磷酸、亚磷酸、磷酸盐、有机磷化物或磷氧化物。所述模板剂R1为二乙胺、三乙胺、吗啉、哌啶、异丙胺、二丙胺，所述模板剂R2SN,N-二异丙基乙胺。所述第四步晶化的晶化温度为15(T200°C，用&水溶液进行蒸汽晶化的时间为2^12小时，用R2水 溶液进行蒸汽晶化的时间为Γ6小时。所述硅铝磷酸盐共晶分子筛为AEI/CHA共晶硅铝磷酸盐分子筛，且AEI结晶的含量为I 10%。所述AEI/CHA共晶硅铝磷酸盐分子筛中AEI结晶的更优含量为广5%。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果。1、原本制备硅铝磷酸盐分子筛的方法需要数十乃至上百个小时才能合成需要的产品，本专利技术采用固相原位法制备具有AEI/CHA共晶结构的硅铝磷酸盐分子筛，极大的缩短了分子筛的晶化时间，最长合成时间不会超过20小时。2、采用本专利技术的方法先将原料制备成固相干胶，然后采用模板剂蒸汽对固相干胶进行原位晶化来合成AEI/CHA共晶结构的硅铝磷酸盐分子筛，由于是采用固相原位法合成，原料没有任何浪费，晶化结束后，干胶完全转变为硅铝磷酸盐共晶分子筛，因此产率可以达到100%，而不会造成原料的浪费。3、采用本专利技术的方法合成AEI/CHA共晶结构的硅铝磷酸盐分子筛，可以将AEI晶体的含量较好的控制在需要的范围内。4、采用本专利技术的方法合成分子筛，分子筛和模板液是分离的，省去了繁杂的分离步骤。5、本专利技术的方法能够很好的实现模板剂的回收和循环使用，减少模板剂的消耗量，节省原料，还不会造成环境污染。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术实施例1的产品样品扫描电镜图(SEM)。具体实施例方式实施例1 第一步，制备凝胶:将4.2g硅溶胶(含SiO2 25wt%)、9.0g的拟薄水铝石(含量Al2O365.5%)和13.6g的磷酸(含H3PO4 85wt%)依次加入20g水中，快速搅拌直到形成凝胶； 第二步，制备干胶:将凝胶在60°C烘箱中干燥I天制得干胶并破碎成小块状，放入晶化反应器中； 第三步，装填模板剂:分别将20.5g的三乙胺和8g去离子水以及4.5g的N，N- 二异丙基乙胺和5g去离子水混合得到模板剂水溶液，将所得模板剂水溶液分别装填进反应装置，密封整个反应装置； 第四步，晶化:在170°C下进行蒸气晶化，先加热三乙胺水溶液产生带有三乙胺的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化12小时，然后切换到对N，N- 二异丙基乙胺水溶液加热产生带有N, N- 二异丙基乙胺的蒸汽继续进行蒸汽晶化6小时； 第五步，晶化结束，得到硅铝磷酸盐共晶分子筛，同时回收蒸汽发生器中的有机模板剂。本实施例所得AEI/CHA共晶样品中AEI结晶含量占整体的约4%，所得AEI/CHA共晶样品的扫描电镜如图1所示。实施例2 第一步，制备凝胶:将4.2g硅溶胶(含SiO2 25wt%)、8.3g的拟薄水铝石(含量Al2O365.5%)和12.5g的磷酸(含H3PO4 85wt%)依次加入30g水中，快速搅拌直到形成凝胶； 第二步，制备干胶:将凝胶在70°C烘箱中干燥I天制得干胶并破碎成小块状，放入晶化反应器中； 第三步，装填模板剂:分别将20.5g的三乙胺和IOg去离子水以及5.6g的N，N- 二异丙基乙胺和5g去离子水混合得到模板剂水溶液，将所得模板剂水溶液分别装填进反应装置，密封整个反应装置； 第四步，晶化:在180°C下进行蒸气晶化，先加热N，N-二异丙基乙胺水溶液产生带有N, N- 二异丙基乙胺的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化3小时，然后切换到对三乙胺水溶液加热产生带有三乙胺的蒸汽继续进行蒸汽晶化6小时； 第五步，晶化结束，得到硅铝磷酸盐共晶分子筛，同时回收蒸汽发生器中的有机模板剂。本实施例所得AEI/CHA共晶样品中AEI结晶含量占整体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅铝磷酸盐共晶分子筛的固相制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，制备凝胶：将硅源、铝源、磷源和水混合快速搅拌直到形成凝胶；第二步，制备干胶：将上述凝胶在一定温度下烘干、破碎成小块干胶并置于反应装置；第三步，装填模板剂：将模板剂R1和R2分别与水混合得到R1水溶液和R2水溶液，将R1水溶液和R2水溶液分别装入反应装置，并密封整个反应装置；第四步，晶化：分别加热R1水溶液和R2水溶液产生带有模板剂的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化；第五步，晶化结束，得到硅铝磷酸盐共晶分子筛，同时回收蒸汽发生器中的有机模板剂。

【技术特征摘要】
1.一种硅铝磷酸盐共晶分子筛的固相制备方法，其特征在于包括以下步骤: 第一步，制备凝胶:将硅源、铝源、磷源和水混合快速搅拌直到形成凝胶； 第二步，制备干胶:将上述凝胶在一定温度下烘干、破碎成小块干胶并置于反应装置； 第三步，装填模板剂:将模板剂R1和R2分别与水混合得到R1水溶液和R2水溶液，将R1水溶液和R2水溶液分别装入反应装置，并密封整个反应装置； 第四步，晶化:分别加热R1水溶液和R2水溶液产生带有模板剂的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化； 第五步，晶化结束，得到硅铝磷酸盐共晶分子筛，同时回收蒸汽发生器中的有机模板剂。2.根据权利要求1所述的一种硅铝磷酸盐共晶分子筛的固相制备方法，其特征在于所述第四步晶化为先加热R1水溶液产生带有模板剂R1的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化，然后切换到对R2水溶液加热产生带有模板剂R2的蒸汽继续进行蒸汽晶化。3.根据权利要求1所述的一种硅铝磷酸盐共晶分子筛的固相制备方法，其特征在于所述第四步晶化为先加热R2水溶液产生带有模板剂R2的蒸汽对所述干胶进行蒸汽晶化，然后切换到对R1水溶液加热产生带有模板剂R1的蒸汽继续进行蒸汽晶化。4.根据权利要求1-3任意所述的一种硅铝磷酸盐共晶分子筛的固相制备方法，其特征在于:所述硅源、铝源、磷源的摩尔比为SiO2 =Al2O3 =P2O5 =0.2 1...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄春雨，李晓峰，王晋梅，梁光华，王龙，窦涛，
申请(专利权)人：太原大成环能化工技术有限公司，太原理工大学，
类型：发明
国别省市：