[发明专利]一种丝光沸石分子筛、其制备方法及应用

说明书

本申请公开了一种丝光沸石分子筛，其特征在于，所述丝光沸石分子筛为毫米级球形分子筛；所述丝光沸石分子筛由微米级的片状丝光沸石晶体组装得到；所述丝光沸石分子筛的比表面积为200～500m²·g^‑1，孔体积为0.1～0.3cm³·g^‑1。该分子筛为适用于固定床和移动床反应器的无粘结剂球形丝光沸石，其大小在一定范围内可调，宏观上具有毫米级球形结构，具有较高的机械强度。本申请还公开了其制备方法及在酸催化反应、含氧化合物转化制羰基化合物反应中的应用，该方法原料转化效率高，处理过程简单、高效，采用该方法制备得到的丝光沸石分子筛用作催化剂时表现出良好的催化性能。

技术领域

本申请涉及一种丝光沸石分子筛、其制备方法及应用，属于化学化工、催化剂制备领域。

背景技术

分子筛在催化过程中的作用尤为重要，已应用在催化裂化、芳烃异构化、甲醇制烯烃等反应过程中，产生巨大的经济效益。通过传统方法得到的分子筛呈粉末状，无法直接应用到工业反应器中。一般需要进行成型过程，以得到颗粒状催化剂。由于分子筛本身属于瘠性材料，必须加入粘结剂来增加机械强度。无机粘结剂会留存在催化剂中，造成催化剂中分子筛含量的下降，催化剂活性也随之降低。粘结剂还会影响反应物的扩散，导致积炭失活，影响催化剂寿命。虽然有机粘结剂可以在焙烧时除去，但同时也增加了催化剂的生产成本，经济性不高，有机物的焙烧对环境也存在一定污染，不符合当今节能环保的主题。

为了克服现有分子筛在成型过程中带来的问题，人们开始研究无粘结剂合成分子筛催化剂的方法，可将其分成两大类，一类是直接合成沸石块，另一类是将粘结剂转化成分子筛。通常是将粘结剂与分子筛混合成型，在水热条件下晶化得到无粘结剂分子筛催化剂。由于不含有粘结剂，催化剂中活性组分含量提高，相应的反应活性也得到提高。分子筛孔道通畅，不存在粘结剂堵塞孔道影响扩散的问题。但前者的生产效率较低，无法大规模应用，后者一般利用挤条成型得到条形分子筛，在挤条过程中为了防止挤压带来的空隙率减小的问题，要加入造孔剂。

丝光沸石具有12元环和8元环孔道结构，在芳烃异构化，二甲醚羰基化等固定床反应中具有优异的催化反应性能，因此被应用于石油炼制和石油化工过程。因为球形催化剂便于工业装置的催化剂装填，并且可以减小沟流现象，是较为理想的固定床催化剂形状。美国专利USP 4935217报道了微米级的火山玻璃在碱性溶液中晶化得到MOR沸石颗粒，晶化温度在200℃左右。但存在颗粒太小，无法控制颗粒的形状，晶化温度太高等问题。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种丝光沸石分子筛，该分子筛为适用于固定床和移动床反应器的无粘结剂球形丝光沸石分子筛，其大小在一定范围内可调，宏观上具有毫米级球形结构，具有较高的机械强度和较高的热稳定性、水热稳定性。

所述丝光沸石分子筛为毫米级球形分子筛；

所述丝光沸石分子筛由微米级的片状丝光沸石晶体组装得到；

所述丝光沸石分子筛的比表面积为200～500m²·g^-1，孔体积为0.1～0.33-1cm·g。

可选地，所述丝光沸石分子筛的尺寸为2～3mm。

可选地，所述丝光沸石分子筛晶体的尺寸为2～5μm。

可选地，所述丝光沸石分子筛的硅铝比(Si/Al)在10～12之间。

根据本申请的另一个方面，提供了上述丝光沸石分子筛的制备方法，该方法中，分子筛无需成型过程，原料转化效率高，与传统水热合成相比，产品在制备全过程都以颗粒形式存在，在生产过程中能够避免粉末的出现，因此省去离心、成型等过程，处理过程简单、高效。

所述丝光沸石分子筛的制备方法，其特征在于，包括：以球形二氧化硅为前驱体，在含有含氮化合物和水的蒸汽气氛中加热晶化，得到所述丝光沸石分子筛。