[发明专利]晶种法制备高硅Y分子筛

说明书

本申请公开了一种高硅Y分子筛的制备方法，以及通过该方法所制备的高硅Y分子筛，属于催化剂制备领域。所述方法包括：a)将含有铝源、硅源、碱金属源、含氮杂环类模板剂R和水的原料混合，得到初始凝胶；b)将具有FAU或EMT结构的硅铝分子筛晶种加入步骤a)所得到的初始凝胶中，搅拌，得到合成凝胶；c)将步骤b)所得到的合成凝胶晶化。所述高硅Y分子筛的无水化学组成为kM·mR·(Si_xAl_y)O₂，其硅铝氧化物比为7～30。根据本申请的方法可在避免过程繁琐、能耗高、污染重的后处理过程情况下合成高硅铝比的Y分子筛，且所合成分子筛的水热/热稳定性好，可应用于流化催化裂化(FCC)，具有良好的催化反应活性。

技术领域

本申请涉及一种高硅Y分子筛的制备方法，更具体地涉及一种通过向合成凝胶体系中引入含氮杂环类模板剂并加入具有FAU或EMT结构的硅铝分子筛晶种合成高硅Y分子筛的方法，以及通过该方法得到的具有FAU结构的高硅Y分子筛，属于催化剂制备领域。

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。之后，美国专利US 5,385,717利用聚氧化乙烯作为模板剂合成了硅铝比大于6的Y分子筛。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种高硅Y分子筛的制备方法，该方法通过向合成凝胶体系中添加硅铝分子筛晶种并向合成凝胶体系中引入含氮杂环类模板剂而促进合成高硅(硅铝氧化物比为7～30)Y分子筛。

所述高硅Y分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将含有铝源、硅源、碱金属源、含氮杂环类模板剂R和水的原料混合，得到初始凝胶；

b)将具有FAU或EMT结构的硅铝分子筛晶种加入步骤a)得到的初始凝胶中，搅拌，得到合成凝胶；

c)将步骤b)得到的合成凝胶晶化，得到所述高硅Y分子筛。

可选地，所述硅源选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶、固体硅胶、白炭黑和硅酸钠中的至少一种。

可选地，所述铝源选自偏铝酸钠、氧化铝、氢氧化铝、异丙醇铝、2-丁醇铝、氯化铝、硫酸铝和硝酸铝中的至少一种。

可选地，所述碱金属源选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铯中的至少一种。