一种合成sapo-20分子筛的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于分子筛的制备领域，特别涉及一种合成SAP0-20分子筛的方法。
【背景技术】
[0002]A1P0-20、SAP0_20和方钠石互为异质同晶，属于立方晶系，其空间群为Im3m。由于构成分子筛骨架元素离子半径及T-O键长的差别，A1P0-20分子筛的晶胞常数值均大于方钠石，而略小于SAP04-20的相应值。SAP0-20分子筛的孔大小为0.3nm(6员环)，孔体积为0.40cm3/g。SAP0-20分子筛的合成方法，目前有水热晶化法、干溶胶转化法和液相晶化法等。合成SAPO-n分子筛的原料，硅源主要有:硅溶胶、硅酸、硅胶、气态二氧化硅、白炭黑和晶态一■氧化娃等；销源主要有:异丙醇销、活性氧化销、氣氧化销、拟薄水销石、拜销石、冰晶石和硫酸铝等；磷源通常是85%磷酸。此外，合成分子筛最重要的原料是模板剂，可以是有机胺、季铵盐、季铵碱、金属络合物等。现有合成SAP0-20分子筛的方法，采用一次性化工原料，包括硅源、铝源和磷源，且水热晶化法和干胶转化法还需要昂贵的四甲基氢氧化铵做模板剂，合成成本相对较高。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种低成本合成SAP0-20分子筛的方法。
[0004]为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种合成SAP0-20分子筛的方法，将无机碱和有机胺加水配成溶液，然后在该溶液中加入SAP0-34分子筛，无机碱、有机胺、水和SAP0-34分子筛的质量比为:[5-15]: [126-175]:550:1，室温搅拌均匀，然后在150-170°C条件下晶化3-5天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。
[0005]本发明是以SAP0-34分子筛，特别是废弃SAP0-34分子筛为原料提供硅源、铝源和磷源低成本合成SAP0-20分子筛。SAP0-34分子筛是目前唯一实现工业化生产的甲醇转化制烯烃催化剂。SAP0-34分子筛催化剂在甲醇转化制烯烃使用过程中存在两大问题。其一，SAP0-34因孔道小(八元环，0.43 nm)，容易积炭而快速失活。虽然改变合成条件可以提高催化剂的抗积炭能力，但是仍不能从根本上解决失活这一难题。其二，SAP0-34催化剂在流化床反应器中循环使用，容易磨损。通过控制催化剂的成型条件或添加黏结剂，在一定程度上可以提高催化剂的抗磨损强度。MTO工业化后，催化剂多次循环再生和磨损，会产生大量无定型氧化铝、氧化硅和磷酸铝的废料。合理、高效利用上述废料，不仅可以节约资源，还可以提高MTO工艺的经济效益。
[0006]作为优选的技术方案，室温搅拌均匀，然后在160°C条件下晶化4天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。
[0007]作为优选的技术方案，无机碱可以是氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡中的一种。
[0008]作为优选的技术方案，有机胺是四甲基氢氧化铵、吗啡啉和异丙胺中的一种或任意几种的混合物。
[0009]本发明使用价格便宜的工业原料或固体废弃物为原料，特别是采用固体废弃物SAPO-34分子筛为硅源、铝源和磷源，不仅可以降低分子筛合成成本，还利于环境保护，实现相关行业的绿色化。目前合成SAP0-20分子筛的模板剂只有四甲基氢氧化铵，且四甲基氢氧化铵的价格比异丙胺、吗啡啉高，选择异丙胺、吗啡啉作为模板剂可以进一步降低合成成本。
【附图说明】
[0010]图1是原料SAPO-34分子筛的XRD图。
[0011]图2是根据实施例1合成产物的X射线衍射(XRD)图图3是根据实施例2合成产物的X射线衍射(XRD)图
图4是根据实施例3合成产物的X射线衍射(XRD)图图5是根据实施例4合成产物的X射线衍射(XRD)图图6是根据实施例3合成产物的SEM图。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
将0.5g氢氧化钠和12.6g异丙胺依次加入55g水中配成溶液，然后在其中加入0.1gSAPO-34分子筛(XRD图见图1 )，室温搅拌30min后，置于高压反应釜中，在160°C条件下晶化4天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。样品的XRD图见图2。
[0013]实施例2
将1.0g氢氧化钠和12.6g异丙胺依次加入55g水中配成溶液，然后在其中加入0.1gSAPO-34分子筛(XRD图见图1 )，室温搅拌30min后，置于高压反应釜中，在160°C条件下晶化4天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。样品的XRD图见图3。
[0014]实施例3
将1.5g氢氧化钠和12.6g异丙胺依次加入55g水中配成溶液，然后在其中加入0.1gSAPO-34分子筛(XRD图见图1 )，室温搅拌30min后，置于高压反应釜中，在160°C条件下晶化4天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。样品的XRD图见图4 ;合成样品的SEM图见图6。
[0015]实施例4
将0.5g氢氧化钠和17.5g异丙胺依次加入55g水中配成溶液，然后在其中加入0.1gSAPO-34分子筛(XRD图见图1 )，室温搅拌30min后，置于高压反应釜中，在160°C条件下晶化4天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。样品的XRD图见图5。
[0016]实施例5
将0.5g氢氧化锂和55g四甲基氢氧化钱依次加入14g水中配成溶液，然后在其中加入
0.1g SAPO-34分子筛(XRD图见图1)，室温搅拌30min后，置于高压反应釜中，在150°C条件下晶化3天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。
[0017]实施例6
将1.0g氢氧化钾和14g吗啡啉依次加入55g水中配成溶液，然后在其中加入0.1gSAP0-34分子筛(XRD图见图1 )，室温搅拌30min后，置于高压反应釜中，在170°C条件下晶化5天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。
[0018] 实施例7
将1.5g氢氧化钡和1g吗啡啉、4.9g异丙胺依次加入55g水中配成溶液，然后在其中加入0.1g SAPO-34分子筛(XRD图见图1)，室温搅拌30min后，置于高压反应釜中，在160°C条件下晶化4天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。
【主权项】
1.一种合成SAP0-20分子筛的方法，其特征在于:将无机碱和有机胺加水配成溶液，然后在该溶液中加入SAP0-34分子筛，无机碱、有机胺、水和SAP0-34分子筛的质量比为:[5-15]: [126-175]:550:1，室温搅拌均匀，然后在150-170°C条件下晶化3-5天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:室温搅拌均匀，然后在160°C条件下晶化4天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:无机碱可以是氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡中的一种。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:有机胺是四甲基氢氧化铵、吗啡啉和异丙胺中的一种或任意几种的混合物。
【专利摘要】本发明涉及一种低成本合成SAPO-20分子筛的方法，将无机碱和有机胺加水配成溶液，然后在该溶液中加入SAPO-34分子筛，无机碱、有机胺、水和SAPO-34分子筛的质量比为：[5-15]:[126-175]:550:1，室温搅拌均匀，然后在150-170℃条件下晶化3-5天，晶化完成后冷却、洗涤后干燥即得产物。本发明使用价格便宜的工业原料或固体废弃物为原料，特别是采用固体废弃物SAPO-34分子筛为硅源、铝源和磷源，不仅可以降低分子筛合成成本，还利于环境保护。
【IPC分类】C01B37/08, C01B39/54
【公开号】CN104986779
【申请号】CN201510473341
【发明人】刘红艳, 富利清, 张海荣, 潘启亮, 韩生华, 陶逊, 宁掌玄, 张文山, 蒋煜, 郭永
【申请人】山西大同大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年8月5日