[发明专利]一种分子筛的改性方法、改性分子筛及应用

说明书

本发明公开了一种分子筛的改性方法，包括如下步骤：(1)、用适量的溶剂溶解适量的改性前驱体得到第一改性前驱体溶液，将经过活化的分子筛在搅拌条件下加入第一改性前驱体溶液中，得到液固混合物；(2)、步骤(1)的液固混合物转移至反应釜中，加热反应釜，然后向反应釜中加入适量第二改性前驱体溶液或适量的纯改性前驱体，保温反应得到改性混合物；(3)、将步骤(2)的改性混合物分离、干燥、焙烧得到改性分子筛。本发明的改性方法，在不改变分子筛骨架结构的前提下能够有效提高分子筛的传质性能，可提高催化剂的利用率，减少分子筛用量，降低催化反应成本；且可有效确保催化剂的使用寿命不受影响。改性前驱体的用量少，改性工艺简单。

技术领域

本发明属于分子筛改性技术领域，具体涉及一种分子筛的改性方法、改性分子筛及应用。

背景技术

现有技术中，与其它吸附剂相比，分子筛因具有规整的孔道结构、可调变的酸性及良好的水热稳定性，而被广泛应用于吸附分离、离子交换、工业催化等领域。工业上采用分子筛进行气体的吸附分离，可以将具有微小性质差异的气体分子分离开来。同时，分子筛即使在较高的温度和较低的吸附质分压下仍有较高的吸附容量。且由于分子筛是固体酸，能够有效减少液体酸(如硫酸、盐酸)腐蚀设备、分离困难等问题，因此分子筛已在石油化工等领域得到广泛应用。然而，分子筛的微孔结构在赋予其良好的择形选择性的同时也带来了严重的扩散限制—气体分子在分子筛中的脱附时间较长，降低了分子筛的利用效率。因此设法提升分子筛的传质性能以提高分子筛的利用效率、提高目标产物收率，具有重要的工业意义。

目前，提高分子筛传质性能的主要两种方法：

(一)、合成小粒径的分子筛。

由于小粒径分子筛的生产过程中存在分离困难的问题，因而生产成本较高；此外由于工业上采用的分子筛催化剂均为成型催化剂，小粒径分子筛在成型过程中需要用到更多的粘结剂，这进一步增加了小粒径分子筛的工业应用成本，阻碍了小粒径分子筛的工业推广应用。

(二)、在分子筛中引入介孔，合成多级孔分子筛。

目前在分子筛中引入介孔的方法主要有“自上而下”和“自下而上”的方法(Hartmann M,Machoke A G,Schwieger W.Catalytic test reactions for theevaluation of hierarchical zeolites[J].Chemical Society Reviews,2016,45(12):3313-3330.)。

“自下而上”的方法又可以分为软模版法和硬模板法。软模板法在加入微孔模板剂的同时加入有机介孔模板剂，经过高温焙烧去除有机介孔模板剂后形成介孔。然而有机介孔模板剂的价格较高且无法回收，从而增加了生产成本。硬模板法在合成分子筛的过程中加入石墨等硬模板剂，经过高温焙烧去除硬模板剂后形成介孔。然而这种方法生产的多级孔分子筛的结构不易控制。同时，无论是软模板法还是硬模板法都需要烧掉额外添加的模板剂，造成生产成本增加的同时会造成环境污染，因此阻碍了其大规模工业推广应用。

“自上而下”的方法主要为后处理法，主要包括：

(a)、在高温下用水蒸气对分子筛进行脱硅处理；(b)、采用酸液对分子筛进行脱铝处理；(c)、采用碱液对分子筛同时进行脱硅脱铝处理。

然而，上述方法均会造成分子筛的损失，破坏分子筛的骨架结构，缩短分子筛的使用寿命，增加分子筛的用量。同时，采用上述方法处理分子筛时，很难控制分子筛产品的质量稳定性，不同批次生产得到的产品性质差异较大。此外，上述方法采用酸液、碱液处理分子筛会产生环境污染问题，进一步增加了生产成本，因此阻碍了其大规模工业推广应用。

综上所述，寻找新的提高分子筛传质性能的方法，以克服现有技术中的上述问题就具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的第一个方面是提供一种分子筛的改性方法，以克服现有技术中的上述问题。