[发明专利]一种粒径可控Beta分子筛的快速合成方法

说明书

本发明提供一种粒径可控Beta分子筛的快速合成方法。该方法由硅源、铝源、无机碱、微孔模板剂、晶体粒径调控剂R充分混合所得凝胶经短时水热晶化快速制得不同粒径的Beta分子筛。合成过程迅速，直接在适宜的温度晶化30～80小时即可。本发明以廉价的晶体粒径调控剂一步法快速制得不同粒径的Beta分子筛，通过调节晶体粒径调控剂的添加量来调控产物粒径，是一种经济、快捷获得不同粒径Beta分子筛的方法。此外，本发明合成步骤简便，易于工业化，样品结晶度良好，并能够满足不同反应对不同粒径的要求，增大了Beta分子筛的应用范围。

技术领域

本发明属于分子筛合成技术领域，具体涉及一种粒径可控Beta分子筛的快速合成方法。

背景技术

Beta分子筛是一种中孔沸石，具有独特的无笼三维十二元环大孔道系统、较好的催化稳定性、热稳定性和水热稳定性。沿[100]和[010]取向直线形通道，孔径约为0.77×0.67nm；沿[001]方向为贯穿直通道的弯曲通道，孔径约为0.56×0.56nm。Beta分子筛具有广泛的工业应用价值，主要用于烃类的催化转化过程，例如：苯与烯烃的烷基化(乙苯、异丙苯的生产)，重芳烃的烷基转移、烃类裂解、加氢异构化等。

Beta分子筛晶粒大小是控制其择形性能和催化性能的重要指标，小晶粒Beta分子筛外表面积大，扩散孔道短，孔口多，催化活性高，抗积碳能力强，在对择形性要求不高的催化反应中表现出优异的催化性能；大晶粒Beta分子筛活性中心主要位于孔道内部，虽然催化活性较低，但具有较高的择形性，常用于择形催化反应。

CN200510028773.1公开了一种小晶粒Beta的合成方法。通过采用硅溶胶为硅源，铝酸盐或硫酸铝为铝源，以四乙基铵阳离子和氟化物的混合物为模板剂合成了小晶粒Beta分子筛。

CN201810119307.1公开了一种大粒径Beta分子筛的合成方法,通过将模板剂、无机碱、硅源、铝源与水共同溶解后,加入促进剂碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种进行反应得到凝胶,再将凝胶于负压条件下进行预晶化得到预晶化后的样品,并将样品通过晶化、焙烧、铵交换、分离,得大粒径Beta分子筛。但该方法操作繁琐，条件苛刻，不利于工业化生产。

目前已报道的Beta分子筛的合成方法合成的分子筛粒径分布单一，粒径分布区间不可调控，无法满足不同反应对晶粒大小不同的要求，且其制备过程复杂繁琐，不利于工业化生产。因此，亟待开发出一种可以在简单的制备过程中实现粒径均匀且粒径分布区间可控的Beta分子筛快速合成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的粒径分布可控的Beta分子筛制备方法，该方法具有晶化时间短，晶化温度低，所得产物粒径均匀且粒径分布区间可控的特点。

本发明主要通过在Beta分子筛的合成体系中引入晶体粒径调控剂来解决上述技术问题。

一种粒径可控Beta分子筛的快速合成方法，具体步骤如下：

将硅源、铝源、无机碱、微孔模板剂(TEA⁺水溶液)、去离子水和晶体粒径调控剂R均匀混合，其原始摩尔组成为：SiO₂/Al₂O₃＝10～1000，Na₂O/SiO₂＝0.0～0.4，TEA⁺/SiO₂＝0.10～1.0，H₂O/SiO₂＝5～40，R/SiO₂＝0.1～10；原料均匀混合后直接进行高温晶化；产物为粒径为50nm–3um的单晶Beta分子筛。

所述高温晶化为：95～150℃进行静态或动态晶化20～80h。

所述动态晶化处理是在旋转烘箱的反应器中进行，所述旋转烘箱的转速为10-100转/分钟。