[发明专利]一种Y型分子筛的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，特别涉及一种Y型分子筛的合成方法。

背景技术

Y型分子筛作为催化剂或催化剂载体，广泛应用于石油化工特别是催化裂化领域。随着催化裂化原料的重质化、劣质化，对催化剂的要求越来越严格。常规Y型分子筛孔径较小，重油大分子难于进入孔道，同时也限制了分子的快速扩散，对减少二次裂化和降低结焦率不利。纳米Y型分子筛表面原子比例大，催化活性中心数目多，晶内扩散速率高，在转化大分子，减少产物的二次裂化及降低催化剂结焦等方面，表现出比常规Y型分子筛更为优越的性能。但是，随着分子筛粒径的减小，其热稳定性和水热稳定性变差。而Y型分子筛的热稳定性和水热稳定性与骨架硅铝比有关，骨架硅铝比越高，其热稳定和水热稳定性越高。因此，如何在控制晶粒尺寸的基础上提高产品的骨架硅铝比成为许多研究者的研究目标。

目前，合成高硅铝比NaY分子筛的方法有：(1)“二次合成”法，即先合成普通的NaY分子筛，然后经各种化学或物理方法脱铝或脱铝补硅等后处理方法制得，其中包括：高温水热法[USP 3449370]、高温气相反应法[USP 4701313][USP 4297335][USP 4438178]、氟硅酸铵液相反应法[催化学报，1993，14(4)：300-306]和有机络合剂法[USP 4093560]等。但这些方法制备步骤繁琐，且对分子筛的结晶度影响较大。(2)直接合成法，如：USP 5549881，USP 5116590，USP 4965059介绍了一种八面沸石分子筛的合成方法，该方法以季胺碱为有机模板剂合成硅铝比大于6.0的八面沸石。该方法的优点是制备的Y型分子筛的硅铝比较高。但是，该方法中所使用的季胺碱是商购的化学药品，因此，该方法制备分子筛的成本较高，难以实现工业化生产。

目前，已报道了许多小晶粒NaY分子筛的合成方法，归纳起来主要有：USP 3755538介绍的方法是向导向剂中加入B，V，P，Mo，Ge等金属元素，合成NaY分子筛的晶粒大小为200-600nm，但是该方法合成产品的骨架硅铝比较低；EP 0435625A2中采用提高体系碱度的方法合成了小于100nm的Y型分子筛，但是该方法合成的分子筛的硅铝比也比较低；CN 10033593C介绍的方法是将硅酸钠溶液加入到透光率＜30％的常规导向剂中，制得了一种透光率＞75％的改进导向剂溶液，合成NaY分子筛的晶粒大小为100-300nm，但是该方法易造成管路堵塞；USP 3516786中采用加入分散介质，如甲醇、乙醇、丙酮、二甲砜、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃等，合成出的分子筛晶粒尺寸为10-100nm，但是该方法生产成本高，且对环境造成了污染。

发明内容

本发明的目的是针对目前NaY分子筛合成方法的不足，提供一种成本低、工艺简单、可直接合成高硅铝比的纳米NaY分子筛的合成方法。

本发明提供的Y型分子筛的合成方法包括：

1)制备摩尔组成为(8-40)Na₂O∶Al₂O₃∶(8-40)SiO₂∶(50-400)H₂O的晶化导向剂，先向硅源中加入高碱度偏铝酸钠溶液，搅拌均匀后于室温下搅拌老化10-30h，再向其中加入低碱度偏铝酸钠溶液和H₂O，搅拌均匀后，将混合物加入内衬聚四氟乙烯的反应釜中以10-50r/min旋转老化24-48h得到晶化导向剂；

2)制备摩尔组成为(2-9)Na₂O∶Al₂O₃∶(5-20)SiO₂∶(50-400)H₂O的硅铝凝胶，其中，导向剂中Al₂O₃的摩尔量占整个硅铝凝胶中Al₂O₃摩尔量的2-50％，优选2-10％：在搅拌的条件下，将硅源预热至40-80℃，然后向其中依次加入低碱度偏铝酸钠溶液及步骤1)制得的晶化导向剂，搅拌0.5-5h，然后加入酸性铝盐溶液及H₂O，继续搅拌1-5h得到硅铝凝胶；

3)硅铝凝胶分两步晶化，第一步于10-80℃晶化6-30h，优选80℃；第二步于90-120℃晶化4-60h，经离心洗涤至滤液pH值小于9，然后干燥得NaY分子筛。