[发明专利]ZSM-5分子筛的改性方法及ZSM-5分子筛催化剂

说明书

本发明公开了ZSM‑5分子筛的改性方法及ZSM‑5分子筛催化剂，属于催化剂领域。该ZSM‑5分子筛的改性方法包括：提供未脱模板剂的ZSM‑5分子筛；将未脱模板剂的ZSM‑5分子筛置于超重力撞击流‑旋转填料床中，升温至反应温度，通过液体进料管向超重力撞击流‑旋转填料床中加入酸液；继续通过液体进料管向超重力撞击流‑旋转填料床中加入去离子水，对酸液改性后的ZSM‑5分子筛进行洗涤，然后进行干燥处理，得到改性的ZSM‑5分子筛。该方法能够获得具有合理酸值分布和梯级孔道结构的改性ZSM‑5分子筛，并且工艺简单，能耗低，污染排放量低，成本低廉。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，特别涉及一种ZSM-5分子筛的改性方法及ZSM-5分子筛催化剂。

背景技术

ZSM-5分子筛是一种含有机胺阳离子的新型沸石分子筛，其化学组成可用氧化物的摩尔比表示：0.9±0.2M₂/nO:Al₂O₃:5---100SiO₂:ZH₂O，式中，M是阳离子(碱金属钠离子和有机胺离子)；n是阳离子的价数；Z是从0到40。ZSM-5分子筛含有两种交叉的孔道体系：纵向的直筒型孔道与横向的正弦形孔道，其独特的微孔结构，能够为反应的进行提供优异的择形性能，但另一方面也限制了空间位阻较大的反应物、中间物以及产物在孔道内的扩散和传质，所以需要对其孔道进行调节来优化分子筛的孔道结构。另外，ZSM-5分子筛较强的酸性和较高的酸密度，会使相应催化剂在具有较高初始活性的同时也因积炭的快速生成而迅速失活，对反应活性、产品选择性和催化剂寿命均具有重要影响，所以也需要适当对ZSM-5分子筛的酸性质进行调节以适应具体的反应。

目前，对于ZSM-5分子筛的改性通常包括高温水热处理、酸碱改性以及杂原子改性等。举例来说，相关技术利用水热-柠檬酸改性方法来处理ZSM-5分子筛，其基本处理过程如下所示：脱模板剂-铵交换-焙烧-铵交换-焙烧-高温水热处理-柠檬酸处理。通过焙烧脱除ZSM-5分子筛合成过程中产生的模板剂，然后两次铵交换-焙烧使NaZSM-5被交换为HZSM-5；再通过高温水热处理进行部分脱除骨架铝，降低分子筛酸性，同时达到扩孔的作用，即将微孔的ZSM-5分子筛改性为梯级孔分子筛；最后用柠檬酸处理，将骨架中的非骨架铝清除。最终得到改性后的ZSM-5分子筛，因其酸性降低，孔道更为开放，且使分子筛的酸强度分布趋于平均。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

相关技术提供的改性方法，步骤繁杂，多次焙烧能耗过大，且有氨、酸等污染物的排放，环保性差。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种ZSM-5分子筛的改性方法及ZSM-5分子筛催化剂，能够解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种ZSM-5分子筛的改性方法，所述ZSM-5分子筛的改性方法包括：提供未脱模板剂的ZSM-5分子筛；

将所述未脱模板剂的ZSM-5分子筛置于超重力撞击流-旋转填料床中，升温至反应温度，通过液体进料管向所述超重力撞击流-旋转填料床中加入酸液进行反应；

反应完毕，继续通过所述液体进料管向所述超重力撞击流-旋转填料床中加入去离子水，对酸液改性后的ZSM-5分子筛进行洗涤，然后进行干燥处理，得到改性的ZSM-5分子筛。

在一些可能的实现方式中，所述未脱模板剂的ZSM-5分子筛的硅铝比为30～60。

在一些可能的实现方式中，在使用所述酸液与所述未脱模板剂的ZSM-5分子筛反应时，所述超重力撞击流-旋转填料床的转速为800r/min～2000r/min。