專利名稱：：一種快速合成NaY分子篩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及化工
技術(shù)領(lǐng)域：
，確切的說，是一種快速合成NaY分子篩的新方法。
背景技術(shù)：
：NaY分子篩作為一種重要的催化劑和吸附分離劑，廣泛應(yīng)用于石油的加氫裂化、流化催化裂化、苯的烷基化等反應(yīng)。近年來，NaY分子篩的合成技術(shù)也有了較快的發(fā)展，如水熱合成法、微波誘導(dǎo)快速合成法，感應(yīng)加熱法等。其中，有實用價值的是使用硅膠或水玻璃為硅源的水熱合成法。工業(yè)上，NaY分子篩的生產(chǎn)基本都是采用USP3,639,099和USP4,166,099中提出的導(dǎo)向劑法，其具體內(nèi)容大概為首先制備出摩爾組成大約為(1517)Na20:Al203:(14~16)SiO2:(280360)H2O的導(dǎo)向劑，再將此導(dǎo)向劑與硅酸鈉，鋁酸鈉，鋁鹽等混合制備成摩爾組成為(36)Na2O:Al2O3:(812)SiO2:(120200)H20的反應(yīng)混合物，然后將此反應(yīng)混合物在10(TC左右晶化。同時，近年所報道的NaY分子篩的專利中，多數(shù)都致力于高硅鋁比或小晶粒NaY分子篩的合成，如USP3,755,538和CN1073968C報道了采用水熱合成法直接合成小晶粒NaY分子篩；USP4，778，666公開了微波加熱合成方法，USP3,516,786、CN1074389C報道的是向合成體系中加入少量的有機試齊lj，來減小NaY分子篩的晶粒粒度。USP3，755,538通過多加導(dǎo)向齊iJ，提高合成過程中的堿度來制備納米級的高硅鋁比分子篩，KR8601-488B通過控制導(dǎo)向劑的老化時間和溫度、USP3，516，786通過加入分散介質(zhì)等方法分別制備出了小晶粒的NaY分子篩。同時，2006年MaterialsLetters中報道了一種變溫合成小晶粒NaY分子篩的方法，該法不需加入任何導(dǎo)向劑或模板劑即可合成成功，但是，合成過程采用的是變溫晶化過程采用異丙醇鋁為鋁源，混合物于4(TC晶化24h，然后在80'C條件下晶化48h，最后合成出小粒度的NaY分子篩。然而，總結(jié)以前所提出的各種合成方法，在合成過程中基本上都是先制備結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑或添加晶種、模板劑的方法進行NaY分子篩的合成。其中，導(dǎo)向劑的合成時間都在2448h左右，導(dǎo)致NaY分子篩合成過程比較繁瑣；而MaterialsLetters中報道的合成方法，雖不加入導(dǎo)向劑，但是由于采用變溫晶化，總的周期也大于72小時，這些都造成了時間的浪費。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種不添加任何導(dǎo)向劑、晶種或模板劑，成本低廉，工藝工程簡單，直接水熱合成NaY分子篩的方法，所合成的分子篩的Si/Al比在5.2~3.8范圍內(nèi)，平均粒徑為300700nm。本發(fā)明所述的一種NaY分子篩的快速合成方法包括1)制備反應(yīng)混合物將硅源、鋁源、堿和水按照(520)他20:1.0Al2O3:(1030)SiO2:(200~600)H2O的比例混合，在0-6(TC下均勻攪拌2~10小時；2)老化將上述混合物裝入高壓反應(yīng)釜中，54(TC條件下靜置老化0.524h;3)晶化將老化過的混合物在反應(yīng)釜中80。C12(TC條件下晶化848h，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥等步驟，獲得產(chǎn)品。本發(fā)明所提供的方法中，所使用的硅源為本
技術(shù)領(lǐng)域：
人員所熟知，可以選水玻璃或硅溶膠，其中優(yōu)選硅溶膠；所使用的鋁源為鋁鹽，優(yōu)選為硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁或磷酸鋁，最優(yōu)選硫酸鋁；堿為氫氧化鈉。本發(fā)明的方法中，各原料的用量使混合物的配比為520Na2O:1.0Al2O3:1030SiO2:200~600H2O，優(yōu)選8~12Na20:1.0Al2O3:15~20SiO2:200~400H2O。本發(fā)明所提供的方法中，反應(yīng)混合物優(yōu)選在10~30°C(最優(yōu)選1025'C)下均勻攪拌46小時。本發(fā)明所提供的方法中，老化過程優(yōu)選在525'C(最優(yōu)選常溫)下靜置8~20h(最優(yōu)選1420h)。本發(fā)明所提供的方法中，晶化過程優(yōu)選在90105t:條件下晶化18~24h。本發(fā)明所提供的方法，其主要特征是因反應(yīng)混合物中不需加入任何導(dǎo)向劑，所以制備方法比較簡單，總的合成周期相對大大簡短。圖1是實施例1中所制得NaY的XRD圖譜。圖2是實施例1中所制得NaY的SEM圖譜。具體實施方式實施例l混合物的制備過程中要注意各種物質(zhì)的添加順序，將8.0gNaOH和15g水混合，在攪拌過程中加入30g硅溶膠，6.7gAl2(S04)36H20，補水15g，使混合物最后的摩爾比為10Na2O:A1203:15Si02:300H2O。在l(TC下均勻攪拌4小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，在常溫下老化12h，最后放入10(TC烘箱中晶化12h，經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉。其XRD圖見附圖1，SEM圖見附圖2，其硅鋁比和結(jié)晶度見表l。實施例2將8.0gNaOH和15g水混合，在攪拌過程中加入30g硅溶膠，3.4gA12(S04)3*61120，補水15g，使混合物最后的摩爾比為20Na2O:A1203:30SiO2:600H2O。在20'C下均勻攪拌2小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，在常溫下老化14h，最后放入12(TC烘箱中晶化16h，經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉。其硅鋁比和結(jié)晶度見表l。實施例3將8.0gNaOH和15g水混合，在攪拌過程中加入30g硅溶膠，lO.lgA12(S04)3*6H20，補水15g，使混合物最后的摩爾比為6.7Na20:A1203:10SiO2:200H2O。在4(TC下均勻攪拌6小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，在常溫下老化20h，最后放入10(TC烘箱中晶化24h，經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉，其硅鋁比和結(jié)晶度見表1。實施例4混合物的制備過程中要注意各種物質(zhì)的添加順序，將8.0gNaOH和15g水混合，在攪拌過程中加入30g硅溶膠，6.7gAl2(S04)36H20，補水15g，使混合物最后的摩爾比為10Na2O:A1203:15SK)2:300H2O。在l(TC下均勻攪拌4小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，在常溫下老化4h，最后放入10(TC烘箱中晶化12h，經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉。其硅鋁比和結(jié)晶度見表l。實施例5將4.0gNaOH和15g水混合，在攪拌過程中加入27.3g水玻璃，6.7gA12(S04)3'6H20，補水15g，使混合物最后的摩爾比為20Na2O:A1203:15Si02:300H2O。在2(TC下均勻攪拌4小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，在常溫下老化14h，最后放入IOO'C烘箱中晶化12h，經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉。其硅鋁比和結(jié)晶度見表l。實施例6將8.0gNaOH和15g水混合，在攪拌過程中加入30g硅溶膠，2.7gA1C13，然后補水15g，使混合物最后的摩爾比為10Na2O:A1203:7.5Si02:300H2O。在1(TC下均勻攪拌4小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，在常溫下老化12h，最后放入IO(TC烘箱中晶化12h，經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉。其硅鋁比和結(jié)晶度見表l。實施例7將4.0gNaOH和15g水混合，在攪拌過程中加入27.3g水玻璃，2.34gAl(NO)3，然后補水15g，使混合物最后的摩爾比為20Na2O:A1203:15Si02:300H2O。在10。C下均勻攪拌4小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，在常溫下老化8h，最后放入10(TC烘箱中晶化20h，經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉。其硅鋁比和結(jié)晶度見表l。對比例1同時，我們采用工業(yè)上的導(dǎo)向劑法合成NaY分子篩，與本實驗結(jié)果進行比較。首先制備結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，即將NaOH、水、硅溶膠和A12(S04)36H20以16Na20:Al203:15Si02:2^H20的摩爾比例混合攪拌2h后，在常溫下靜止24h，直至混合液呈透明狀。然后將導(dǎo)向劑再與NaOH、水、硅溶膠和A12(S04)36H20混合，使混合物最后的摩爾比為10Na2O:A1203:15Si02:300H2O，其中導(dǎo)向劑的用量大約為總量的10%，常溫下均勻攪拌4小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，老化12h，最后放入10(TC烘箱中晶化12h，經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉。其硅鋁比和結(jié)晶度見表l。對比例2首先制備結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，即將NaOH、水、硅溶膠和A12(S04)36H20以16Na2O:Al2O3:15SiO2:290H2O的摩爾比例混合攪拌2h后，在常溫下靜止16h，所得混合液不太透明。然后將導(dǎo)向劑再與NaOH、水、硅溶膠和A12(S04)36H20混合，使混合物最后的摩爾比為6.7Na20:A1203:10SiO2:200H2O，其中導(dǎo)向劑的用量大約為總量的10%，在4CTC下均勻攪拌6小時后，裝入高壓反應(yīng)釜，在常溫下老化20h，最后放入10(TC烘箱中晶化24h,經(jīng)洗滌、烘干后即為NaY分子篩原粉，其硅鋁比和結(jié)晶度見表l。表l硅鋁比值及結(jié)晶度<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種NaY分子篩的快速合成方法，該方法包括1)制備反應(yīng)混合物將硅源、鋁源、堿和水按照5～20Na2O∶1.0Al2O3∶10～30SiO2∶200～600H2O的比例混合，在0～60℃下均勻攪拌2～10小時；2)老化將上述混合物裝入高壓反應(yīng)釜中，5～40℃條件下靜置老化0.5～24h；3)晶化將老化過的混合物在反應(yīng)釜中80℃～120℃條件下晶化8～48h，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥，獲得產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于l)中所說的硅源為水玻璃或硅溶膠，鋁源為鋁鹽，堿為氫氧化鈉。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于l)中所說的鋁鹽選自硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁或磷酸鋁。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于l)中制備反應(yīng)混合物是在103(TC下均勻攪拌46小時。5.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于2)中老化是在525'C條件下靜置老化1420h。6.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于3)中晶化是在90105。C條件下晶化1824h。全文摘要本發(fā)明公開了一種NaY分子篩的快速合成方法，該方法包括將硅源、鋁源、堿和水按照5～20Na₂O∶1.0Al₂O₃∶10～30SiO₂∶200～600H₂O的比例混合攪拌后，再經(jīng)過老化和晶化及后處理過程，即可得到NaY分子篩。本方法與傳統(tǒng)的NaY合成過程相比，不需要制備導(dǎo)向劑，大大縮短了晶化時間，最短在20h內(nèi)即可合成NaY分子篩。文檔編號C01B39/00GK101112996SQ20071002504公開日2008年1月30日申請日期2007年7月9日優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日發(fā)明者鵬孫,恒李,洋汪,王紅娟,婕閆,和黃申請人:南京工業(yè)大學(xué)