【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分子筛催化材料的制备和应用，具体而言，涉及一种zsm-5分子筛及其制备方法和应用。
技术介绍
1、低碳烯烃(包括乙烯、丙烯、乙烯和丙烯的混合物等)是石油化工中重要的基本有机化工原料，其中丙烯是塑料、合成纤维和合成橡胶的主要原料，在现代石油化工领域的重要原料。目前主要通过石脑油裂解炼制烯烃，其中60～70％的丙烯由乙烯联产制得，纵观全球的烯烃市场，目前乙烯需求达到饱和，而丙烯需求逐渐增大。
2、由于石油资源是有限的且原油价格呈上涨趋势，导致丙烯的生产成本不断升高，通过裂解石油炼制丙烯已经远不足以满足市场需求，发展以煤或气为原料制烯烃的新技术路线对于现有生产工艺来说具有重大的现实战略意义。目前，甲醇的产量过高，可将多余甲醇通过mtp(甲醇制丙烯的工艺)技术直接转化为烯烃(主要是丙烯)，既能解决甲醇产能过剩问题，又能生产大量所需低碳烯烃产物。该工艺需要制备一款具有高活性、高水热稳定性和高选择性的zsm-5分子筛。
3、zsm-5沸石分子筛(mfi拓扑结构)是美国mobil公司于上个世纪六十年代末合成出来的一种含有机胺阳离子的新型沸石分子筛(美国专利us3,702,886)。其基本结构单元是由八个五元环组成的含垂直交叉的二维十元环孔道。目前合成zsm-5分子筛通常是使用强碱、季铵盐和有机模板剂在水热合成条件下将硅源和铝源晶化合成出zsm-5分子筛。
4、cn 102019199a公开了一种h-zsm-5分子筛的制备方法和应用，将水玻璃加水稀释后加酸调节ph～13加入正丁胺或正丙胺然后加入
5、cn 104056654a将铝源、硅源、水及有机模板剂充分混合形成反应混合物,摩尔组成范围为有机模板剂/sio2＝0.03-0.3，sio2:al2o3＝100-1000，h2o/sio2＝5-30，其中有机模板剂为四乙基氢氧化铵或四丙基氢氧化铵，将反应混合物在搅拌下、在70～200℃的温度、自生压力下水热晶化20～200小时,晶化产物经过滤、洗涤后在80-200℃温度下干燥，得到zsm-5分子筛原粉。在甲醇浓度50％、11h-1、470℃下反应甲醇制丙烯的选择性为42.9％。
6、cn105776245a公开了一种zsm-5分子筛的合成方法并应用于甲醇制丙烯，将金属硅粉、有机碱r、去离子水按重量比配制成混合物；将混合物于搅拌状态下在温度40～100℃下老化2～12小时；随即向老化后的物料中加入铝源、有机碱r、去离子水，继续于搅拌状态下在温度40～100℃下老化8～24小时；将得到的物料转移至晶化釜中，在温度120～200℃下晶化24～120小时；过滤所得的产物，将得到的固体洗涤至ph＝8～9，60～150℃下干燥，450～600℃下焙烧2～8小时，得到氢型zsm-5分子筛。在甲醇质量空速1、甲醇与水质量比为1、480℃、常压下，甲醇转化率100％，丙烯选择性45.44％。
7、cn 108046288a公开了一种多级孔zsm-5分子筛的制备方法并应用于甲醇制丙烯，将铝源、硅源、碱源、zsm-5分子筛晶种与水混合形成凝胶，将所述凝胶在反应釜中于80-140℃进行预晶化，预晶化时间6-48h；c、对步骤b得到的预晶化产物进行急冷，然后加入有机模板剂，最后将加有模板剂的预晶化产物升温至100-180℃下进行晶化反应；反应完成后的晶化产物经固液分离洗涤和干燥，得到分子筛原粉；d、将步骤c所得分子筛原粉置入铵盐溶液中进行离子交换，以得到氨型zsm-5分子筛，然后焙烧得到hzsm-5分子筛。制备的催化剂在mtp反应中丙烯选择性由前处理39％提高到44.6％。
8、但目前可用于mtp工艺的zsm-5分子筛产品参差不齐，同时存在催化活性差、稳定性差和活性差等问题。
9、因此，目前亟需开发一种甲醇催化活性高、转化率高且稳定性强的zsm-5分子筛，具有重要的工业应用价值。
10、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种zsm-5分子筛及其制备方法和应用，旨在提供一种甲醇催化活性高、转化率高且稳定性强的zsm-5分子筛。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种zsm-5分子筛，在xrd特征峰中，2θ角在8.8°处的特征峰面积大于7.8°处的特征峰面积，在8.8°处的特征峰峰高大于7.8°处的特征峰峰高；
4、zsm-5分子筛颗粒的b轴厚度不均，呈中间厚两端薄的形态。
5、在可选的实施方式中，在xrd特征峰中，在8.8°处的特征峰峰高与7.8°处的特征峰峰高之比为(1.3～4.0):1；
6、优选地，在8.8°处的特征峰面积与7.8°处的特征峰面积之比为(1.5～3.5):1。
7、在可选的实施方式中，zsm-5分子筛颗粒的中间厚度与端点厚度之比大于1.1；
8、优选地，zsm-5分子筛颗粒的中间厚度与端点厚度之比为(1.2～2.5)：1；
9、优选地，zsm-5分子筛中sio2和al2o3的摩尔比为(30-500)：1。
10、第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式中任一项zsm-5分子筛的制备方法，包括：
11、将硅源、铝源、有机模板剂、尿素、水和第一混合物混合，得到第二混合物；其中，有机模板剂包括四丙基氢氧化铵；
12、将第二混合物进行晶化处理后，固液分离得到母液和固体物料，将固体物料进行干燥、焙烧；
13、其中，第一混合物为母液或模板剂混合液，模板剂混合液是由四丙基氢氧化铵与尿素经热处理后得到。
14、在可选的实施方式中，在第二混合物中，sio2、al2o3、有机模板剂、尿素、第一混合物和水的摩尔比为(30～500)：1：(0.02～3)：(0.05～1)：(800～4800)：(0～3600)；
15、其中，第一混合物的摩尔量以四丙基氢氧化铵与尿素的含量计算。
16、在可选的实施方式中，模板剂混合液的制备过程包括：将四丙基氢氧化铵与尿素在100℃～350℃的条件下处理15min～96h。
17、在可选的实施方式中，将第二混合物在110℃～280℃的条件下晶化8h～96h，之后降温冷却后进行固液分离，将得到的固体物料进行洗涤、干燥和焙烧；
18、优选地，控制干燥温度为140℃～200℃，干燥时间为1h～12h；
19、优选地，控制焙烧温度为500℃～650℃，焙烧时间为2h～18h。
20、在可选的实施方式中，有机模板剂还包括四丙基溴化铵、正丁胺、二异丙胺、二正丙胺、三乙胺、二乙胺、1-6己二胺、四乙基氢氧化铵和四甲基氢氧化铵中的至少一种；四丙基氢氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ZSM-5分子筛，其特征在于，在XRD特征峰中，2θ角在8.8°处的特征峰面积大于7.8°处的特征峰面积，在8.8°处的特征峰峰高大于7.8°处的特征峰峰高；
2.根据权利要求1所述的ZSM-5分子筛，其特征在于，在XRD特征峰中，在8.8°处的特征峰峰高与7.8°处的特征峰峰高之比为(1.3～4.0):1；
3.根据权利要求1或2所述的ZSM-5分子筛，其特征在于，ZSM-5分子筛颗粒的中间厚度与端点厚度之比大于1.1；
4.一种权利要求1-3中任一项所述ZSM-5分子筛的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述第二混合物中，SiO2、Al2O3、有机模板剂、尿素、第一混合物和水的摩尔比为(30～500)：1：(0.02～3)：(0.05～1)：(800～4800)：(0～3600)；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述模板剂混合液的制备过程包括：将四丙基氢氧化铵与尿素在100℃～350℃的条件下处理15min～96h。
7.根据权利要求
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机模板剂还包括四丙基溴化铵、正丁胺、二异丙胺、二正丙胺、三乙胺、二乙胺、1-6己二胺、四乙基氢氧化铵和四甲基氢氧化铵中的至少一种；四丙基氢氧化铵在所述有机模板剂总量中的质量占比大于等于10％。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硅源选自硅溶胶、硅酸、硅酸乙酯、硅胶、白炭黑、硅铝胶体和硅铝粉中至少一种；
10.权利要求1-3中任一项所述ZSM-5分子筛或权利要求4-9中任一项所述制备方法制备得到的ZSM-5分子筛在甲醇或二甲醚制烯烃中的应用；
...【技术特征摘要】
1.一种zsm-5分子筛，其特征在于，在xrd特征峰中，2θ角在8.8°处的特征峰面积大于7.8°处的特征峰面积，在8.8°处的特征峰峰高大于7.8°处的特征峰峰高；
2.根据权利要求1所述的zsm-5分子筛，其特征在于，在xrd特征峰中，在8.8°处的特征峰峰高与7.8°处的特征峰峰高之比为(1.3～4.0):1；
3.根据权利要求1或2所述的zsm-5分子筛，其特征在于，zsm-5分子筛颗粒的中间厚度与端点厚度之比大于1.1；
4.一种权利要求1-3中任一项所述zsm-5分子筛的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述第二混合物中，sio2、al2o3、有机模板剂、尿素、第一混合物和水的摩尔比为(30～500)：1：(0.02～3)：(0.05～1)：(800～4800)：(0～3600)；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：于向真，王宗亮，唐印，喻可欣，林德，何亮，刘杰，沈新宇，周艳，杜宇凡，田垒，冯瑞，
申请(专利权)人：四川奥力奋催化材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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