[发明专利]一种含氟高硅Y分子筛及其制备方法

说明书

本申请公开了一种含氟高硅Y分子筛及其制备方法，属于分子筛合成领域。所述含氟高硅Y分子筛的无水化学组成为hF·kM·mR1·nR2·(Si_xAl_y)O₂，其硅铝比为25～100。所述方法包括：a)将含有铝源、硅源、碱金属源、氟源、有机模板剂R2和水的原料混合，得到初始凝胶，然后加入导向剂或硅铝分子筛晶种，搅拌，得到合成凝胶；b)将所述合成凝胶除水，得到干粉混合物；c)将所述干粉混合物晶化。根据本申请所述的含氟高硅Y分子筛的硅铝比高，碱金属含量低，易于进行离子交换；其制备方法的晶化速率快，工艺简单，有利于大规模工业化生产。

技术领域

本申请涉及一种含氟高硅Y分子筛及其制备方法，尤其涉及一种通过向合成凝胶体系中引入有机模板剂并加入导向剂或晶种，在超低水量下合成含氟的高硅Y分子筛的方法，属于分子筛合成领域。

背景技术

Y分子筛是具有FAU拓扑结构的硅铝分子筛，主要被应用于流化催化裂化(FCC)，是目前用量最大的分子筛材料。Y分子筛的骨架硅铝比，对其催化性能起决定性作用，其中硅铝比越高，催化活性以及稳定性越好。目前，在工业上使用的高硅Y分子筛主要是通过化学/物理法脱铝等得到，这种后处理法的过程繁琐、能耗高、污染重，通过直接水热法合成可在有效避免上述缺点的同时保持晶体结构的完整性和铝分布的均匀性。因此探索直接法合成高硅铝比Y分子筛对催化裂化过程具有非常重要的意义。

对于直接法合成高硅Y分子筛，人们最初是在非模板剂体系中合成，即反应凝胶中不加入任何有机模板剂，仅通过调整凝胶配比以及调整晶化时间、晶种或无机导向剂的制备方法等来达到提高Y分子筛硅铝比的目的，但收效甚微，硅铝比很难达到6。

有机结构导向剂的使用将Y分子筛的合成带入了崭新领域，1987年，美国专利US4,714,601公开了一种硅铝比大于6的名为ECR-4的FAU同质多晶型体，它是以烷基或羟基烷基季铵盐为模板剂，在晶种的存在下于70～120℃水热晶化得到。

1990年，美国专利US 4,931,267公开一种硅铝比大于6的名为ECR-32的FAU同质多晶型体，它是以四丙基和/或四丁基氢氧化铵为结构导向剂于90～120℃水热晶化得到，具有很高的热稳定性。

1990年，法国Delprato等人(Zeolites,1990,10(6):546-552)首次用冠醚作为模板剂合成了具有立方结构的FAU分子筛，骨架硅铝比接近9.0，是目前文献报道的一步法能够实现的最高值，但是冠醚的昂贵和剧毒限制了其工业应用。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种含氟高硅Y分子筛，该分子筛的硅铝比高达25～100，且碱金属含量低，易于进行离子交换。

所述含氟高硅Y分子筛，其特征在于，该含氟高硅Y分子筛的无水化学组成如式I所示：

hF·kM·mR1·nR2·(Si_xAl_y)O₂ 式I

其中，F代表氟离子；

M选自碱金属元素中的至少一种；

R1、R2分别代表有机模板剂；

h代表每摩尔(Si_xAl_y)O₂所对应的氟离子的摩尔数，h＝0.01～0.2；

k代表每摩尔(Si_xAl_y)O₂所对应的碱金属元素的摩尔数，k＝0～0.1；

m、n分别代表每摩尔(Si_xAl_y)O₂所对应的有机模板剂R1、有机模板剂R2的摩尔数，m＝0～0.2；n＝0.01～0.2；