本发明专利技术涉及一种化工催化剂沸石材料的制造和应用，具体是一种MFI沸石聚合体的制备法及其应用。本发明专利技术的方法是：在常规的纳米ZSM-5沸石合成过程中，在从室温升温至170℃过程中、密闭条件下加入阳离子表面活性剂，晶化完成后，完成常规的洗涤、活化，得到MFI沸石聚合体最终产品。本发明专利技术方法工艺简单、制造成本低、对不同化工反应的催化性能好；获得的MFI沸石聚合体产品能够有效地应用于甲醇制丙烯、甲醇制汽油、气相烷基化、甲苯歧化反应过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种化工催化剂沸石材料的制造和应用，具体是一种MFI沸石聚合体 的制备法及其应用。
技术介绍
沸石作为一种多孔固体酸，在化学工业中不可或缺的催化材料，被广泛研究和应 用。对于由沸石催化剂催化的多相反应，影响反应效果的除了反应压力、反应溫度和反应时 间，催化剂的扩散性能和活性位浓度也是重要因素。 对于沸石催化剂扩散性能的调整一般采用两种方式，一种是根据具体化学反 应受扩散限制的强弱，选择不同颗粒尺寸，W期达到最好的催化剂效果，如中国专利 CN101406846、CN101624192B和CN101279283B中所公布的催化剂均由20~200纳米的 监SM- 5分子筛组成。相反对于甲苯择形歧化反应，为了提高对二甲苯的选择性，则需 要提高催化剂的扩散限制性能，也就是说所需要的ZSM-5晶粒尺寸往往处于微米级别，如 CN101121139所公布的甲苯择形歧化高选择性制备对二甲苯催化剂所选用的ZSM-5沸石晶 粒尺寸为0. 3~6ym。而对于烷基化制乙苯反应，CN101584993A掲示，当所使用的ZSM-5 沸石晶粒尺寸降低到150~SOOnm时，产品中二甲苯杂质含量可大幅降低。 由于纳米材料的特殊性，当ZSM-5沸石颗粒尺寸低于300nm时，沸石的分离和洗涂 由于布朗运动等因素，将及其难W分离，因此，向ZSM-5晶体引入介孔（或多级孔）成为第 二种调整沸石催化剂扩散性能的方法，运种方法通常通过两种方式来实现： 阳00引 1、向ZSM-5晶体内引入同晶介孔，如CN100593434公开了一种碱处理ZSM-5沸石， 并在ZSM-5沸石形成晶内介孔的方法，由此法制备的催化剂，适用于MTP反应。U.S.化t.No. 6, 998, 104B2、U.S.化t.No. 2001/0003117AW及U.S.化t.No. 2002/034471A1 则将碳黑 气溶胶、纳米碳黑和纳米碳管等混合到ZSM-5合成体系，产品被赔烧后，出现15nm的晶内介 孔。 2、向ZSM-5晶体内引入异晶介孔，。如肖丰收等W高分子电解质为共模板合成了 介孔ZSM-5和0 (Angew.Qiem. .Int.Ed. , 45 (2006) 3090),Ryoo等采用硅烷改性的有机无机 杂化表面活性剂为共模板合成了介孔ZSM-5、0、M0R等沸石（化化re.Mater. 5 (2006) 718)， Wang等W硅烷改性的高分子聚合物为模板合成了具有8nm介孔的ZSM-5和FAU沸石 (Angew.化em.Int.Ed. ,45(2006)7603)。运些介孔沸石所包含的介孔大小均小于15nm。此 夕F，CN104437602A使用双模板剂合成多级孔ZEM-5沸石催化剂，当应用于石脑油裂解反应 时候，石脑油转化率可由47 %提高到55%。 目前，向ZSM-5引入晶内介孔的方法由于本身固有的缺陷，大多无法应用于工业 规模生产，主要原因如下： 阳00引 a.碱处理工艺路线长，产品得率低； b.炭黑材料价格昂贵，用量大，产品成本增加； C.在一个体系中同时合成两种晶化工艺控制困难，产品质量不稳定。 u.S.化t.No. 8, 778, 824B2公开了一种Y型沸石聚合体的合成方法，该聚合体由 300皿W下的初级晶粒组成，包含有20皿左右的晶间介孔结构，U.S.化t.No. 6, 306, 363B1 也公开一种Y性沸石聚合体的合成方法，合成的聚合体由50~1000 nm初级晶粒组成，有希 望用于专用物质的吸附剂。运两项专利表明，较小的初级晶粒聚合成较大的颗粒时，由于晶 体形貌的关系，初级晶粒之间相互堆积会产生的不同的晶间孔道，从而给沸石带来不同的 扩散特征。但运两种方法仅能应用于Y型沸石聚合体的制备。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种工艺简单、制造成本低、催化性能好的 MFI沸石聚合体的制备法及其应用。 本专利技术的方法是：在常规的纳米ZSM-5沸石合成过程中，在从室溫升溫至170°C过 程中、密闭条件下加入阳离子表面活性剂，晶化完成后，完成常规的洗涂、活化，得到MFI沸 石聚合体最终产品。 所述阳离子表面活性剂为聚丙締酸钢，其分子量范围为6000~2000000,优选分 子量范围为100000~2000000。 所述聚丙締酸钢添加量为ZSM-5沸石合成原料的绝干物质质量的1 %~20%，优 选添加质量比例范围为3%~10%。 所述从室溫升溫至170°C过程中，通过改变加入加入聚丙締酸钢的溫度点来改变 最终的MFI沸石聚合体产物介孔数量，W满足不同扩散限制要求的反应。 本专利技术方法获得的MFI沸石聚合体用于甲醇转化制备低碳締控、甲醇转化制备汽 油、乙締烷基化、甲苯异构化运几种反应中的一种。 本专利技术方法工艺简单、制造成本低、对不同化工反应的催化性能好；获得的MFI沸 石聚合体产品在扫描电镜下呈聚合体形态，初级晶粒尺寸为50~300nm，聚合后的颗粒尺 寸为1000皿左右；在低溫氮吸附试验中，在20~30纳米处呈现明显的孔径分布，且该处孔 径分布数值随着聚丙締酸钢加入时体系溫度的增加而减少；获得的MFI沸石聚合体产品能 够有效地应用于甲醇制丙締、甲醇制汽油、气相烷基化、甲苯歧化反应过程。【具体实施方式】 实施例1 : 按质量份数，将25. 8份水玻璃与33. 2份去离子水混合，揽拌60分钟，加入3. 1份 硫酸侣，4份硫酸和33. 2份去离子水混合加入，揽拌60分钟，之后加入0. 7份晶种，揽拌2 小时，室溫下加入0. 5份分子量在6000~10000的聚丙締酸钢，密封揽拌，升溫，升溫速率 为10°C/小时，升溫到170。停留24小时，之后降溫，分离出产品，洗涂、交换活化后得到 最终产品，编为E-O。 阳OW 实施例2: 按质量份数，将25. 8份水玻璃与33. 2份去离子水混合，揽拌60分钟，加入3. 1份 硫酸侣，4份硫酸和33. 2份去离子水混合加入，揽拌60分钟，之后加入0. 7份晶种，揽拌2小 时，室溫下加入0. 5份分子量160-200万的聚丙締酸钢，密封揽拌，升溫，升溫速率为10°C/ 小时，升溫到170°C，停留24小时，之后降溫，分离出产品，洗涂、交换活化后得到最终产品， 编为E-I。 阳02引 实施例3~5 : 按质量份数，将25. 8份水玻璃与33. 2份去离子水混合，揽拌60分钟，加入3. 1份 硫酸侣，4份硫酸和33. 2份去离子水混合加入，揽拌60分钟，之后加入0. 7份晶种，揽拌2 小时，密封揽拌，升溫，升溫速率为l〇°C/小时，分别在体系溫度达到60°C、120°C和170°C时 候，加入0. 5份分子量160-200万並聚丙締酸钢，继续升溫到170°C，停留24小时，之后降 溫，分离出产品，洗涂、交换活化后得到最终产品，分别编为E-2、E-3和E-4。 阳0巧]实施例6~9 按质量份数，将25. 8份水玻璃与33. 2份去离子水混合，揽拌60分钟，加入3. 1份 硫酸侣，4份硫酸和33. 2份去离子水混合加入，揽拌60分钟，加入0. 7份晶种，揽拌2小时， 之后分别加入0. 3份、0. 7份、1. 0份和1. 4份分子量160-200万並聚丙締酸钢，密封揽拌， 升溫，升本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种MFI沸石聚合体的制备法，其特征是：在常规的纳米ZSM‑5沸石合成体系中，在从室温升温至170℃过程中、密闭条件下加入阳离子表面活性剂，晶化完成后，洗涤干燥焙烧活化后，得到MFI沸石聚合体最终产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：温鹏宇，张堃，
申请(专利权)人：江苏颐吉化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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