專利名稱:高溫長效NaY沸石導向劑的制作方法
本發明屬于沸石分子篩合成技術。
我國生產NaY沸石所用原料硅源為水玻璃，在合成中必須使用導向劑(成核中心)或晶種。在生產實踐中發現在氣溫高的季節生產NaY沸石質量不穩定，結晶度和SiO2/Al2O3比往往達不到生產指標要求。產生這一問題的主要原因是現在生產中所用的導向劑在溫度高時活性下降造成的。現在生產中用的導向劑是美國專利US4，166，099提出的，該導向劑為Na2O-Al2O3-SiO2混合物，原料摩爾比為(15±2)Na2O∶Al2O3∶(14±2)SiO2∶(350±50)H2O。該專利指出，這種導向劑的制備溫度等于或低于35℃，陳化溫度等于或低于25℃。如果在要求的溫度以上制備與陳化，該導向劑在制備當時或幾小時內就從溶膠狀態變為凝膠狀態，使導向劑活性下降甚至失活，所以這種導向劑不能很好地適用于高溫季節NaY沸石的生產。解決這一問題的辦法有兩條途徑一是采取修補的辦法，即在該導向劑要求的較低溫度下制備與陳化，這樣在氣溫高的季節生產時就需要增設一套冷凍設備，將所用原料進行大幅度降溫，同時又要在制備和整個陳化周期中保持低溫。如此不僅需要增添冷凍設備，消耗能源，增加生產成本，而且也消耗人力，增加了生產工藝的復雜性。另一種辦法是尋找一種新的高溫長效導向劑，使之能在較高溫度制備與陳化，并且具有較長時間的高活性期，以滿足高溫季節工業生產的需要。我們廣泛地研究了硅鋁酸鹽膠凝動力學和八面沸石成核規律發發現原料配比對導向劑膠凝時間有很大影響，當固定溫度和H2O/Na2O比時，膠凝時間隨原料SiO2/Al2O3比的增加而增加，隨Na2O/SiO2比的增加而減少，導向劑的成活速度隨SiO2/Al2O3比的增加而減慢，隨Na2O/SiO2比的增加而加快。導向劑的成活快慢與膠凝快慢有著對應關系膠凝快者，導向劑成活快，但保持導向劑呈溶膠狀態時間短，活性期也短;膠凝慢者，導向劑成活慢，保持導向劑呈溶膠狀態時間長，活性期也長。另外，當配比一定時，隨陳化溫度升高導向劑成活速度明顯加快，而且膠凝也快，活性期也短。
我們從生產的實用性出發，即考慮到導向劑成活要快，又考慮到導向劑高活性期要長。為此，我們找到了在較高溫度時具有長時間導向活性的導向劑。該導向劑為含鈉的硅鋁酸鹽凝膠或溶膠。具有原料摩爾配比為(13-36)Na2O∶Al2O3∶(16.1-21)SiO2∶(250-800)H2O最佳配比為(17-19)Na2O∶Al2O3∶(17-19)SiO2∶(340-380)H2O該導向劑的制備溫度為0°-45℃，最佳制備溫度為10°-40℃;陳化溫度為20℃-60℃，最佳陳化溫度為30℃-40℃。
本發明的導向劑具有下列優點(1)具有高活性。用其合成的Nay沸石結晶度可達90%以上，Sio2/Al2O3可達5以上。
(2)高活性期長，可以在氣溫高的條件下制備和保存。例如，在40℃制備和保存時，其高活性期可達40小時以上。
(3)使用時是流動性好的液體，分散性好，便于輸送，使用方便。
(4)使用該導向劑在高溫季節生產時，不必增添冷凍設備，原生產工藝基本不變，從而節省人力物力，降低生產成本，增加經濟效益。
該導向劑是由水玻璃，NaAlO2或Al(OH)3、NaoH和H2O按上述導向劑配比范圍內某一配比制備。先將計算量的NaoH溶于計算量的H2O中，再加到計算量的NaAlO2溶液中，然后在攪拌情況下將上述混合液滴加到計算量的水玻璃溶液中，加完后繼續攪拌15-30分鐘，放在一定溫度下陳化一定時間即可使用。
此導向劑適用于一切配方的NaY沸石水熱合成。合成NaY沸石時，導向劑的加入量以Al2O3計算占合成NaY沸石投料量中Al2O3摩爾數的0.1%-10%。
在制備導向劑和合成NaY沸石時，所用原料硅源是水玻璃。鋁酸鈉溶液是用市售NaAlO2或用市售Al(OH)3加NaOH溶液煮制。
實例如下，例中原料配比均為摩爾比。
例1導向劑按17.6Na2O∶Al2O3∶19Sio2∶369H2O配比制備。先將0.552克的NaOH溶于4.11毫升去離子水中，然后將此溶液加到24.34毫升NaAlO2溶液(含Na2O＝265.49克/升，Al2O3＝41.92克/升，比重d＝1.304)中，攪拌使之均勻，在攪拌情況下再將上述溶液滴加到41.68毫升水玻璃溶液(含Na2O＝96.54克/升，Sio2＝273.50克/升，比重d＝1.280)中，加完后繼續攪拌15分鐘，之后置于45℃水浴中陳化12小時即可使用。
NaY沸石按2.9Na2O∶Al2O3∶8.4SiO2∶209H2O配比合成。在攪拌情況下，依次將9.67毫升去離子水、3.51毫升上述導向劑、6.05毫升Al2(SO4)3溶液(含Al2O3＝89.97克/升，比重d＝1.276)和3.91毫升NaAlO2溶液(含Na2O＝170.46克/升，Al2O3＝108.75克/升，比重d＝1.261)加到16.37毫升水玻璃溶液(濃度與制備導向劑所用的水玻璃相同)中，加完后再繼續強烈攪拌15分鐘，然后置于100℃靜止晶化24小時，產品用X-光衍射法測得NaY沸石結晶度為98%，SiO2/Al2O3＝5.58。具有比表面積為849米2/克。
例2導向劑配比、原料和制備方法同例1，在40℃陳化24小時使用。合成NaY沸石配比、原料和方法同例1，得到NaY沸石結晶度為97%，SiO2/Al2O3＝5.64，比表面積為903米2/克。
例3導向劑配比、原料和制備方法同例1，在25℃陳化48小時使用。合成NaY沸石配比、原料和方法同例1。得到NaY沸石結晶度為100%，SiO2/Al2O3＝5.61，比表面積為862米2/克。
例4導向劑配比為18Na2O∶Al2O3∶18SiO2∶360H2O，原料和制備方法同例1，在37℃陳化50小時使用。合成NaY沸石配比、原料和方法同例1，得到NaY沸石結晶度為96%，SiO2/Al2O3＝5.28，比表面積為868米2/克。
例5導向劑配比為16.9Na2O∶Al2O3∶17SiO2∶345H2O，原料和制備方法同例1。在30℃陳化24小時使用。合成NaY沸石配比、原料和方法同例1得到NaY沸石結晶為98.6%，Sio2/Al2O3＝5.52，比表面積為860米2/克。
權利要求
1.本發明的高溫長效NaY沸石導向劑是一種含鈉的硅鋁酸鹽凝膠或溶膠，其特征是按摩爾比配方范圍為(13-36)Na2O∶Al2O3∶(16.1-21)SiO2∶(250-800)H2O
2.一種按權利1要求的NaY沸石導向劑，其特征在于按摩爾比配方范圍為(17-19)Na2O∶Al2O3∶(17-19)SiO2∶(340-380)H2O
專利摘要
本發明屬于沸石分子篩合成技術。
文檔編號B01J29/06GK85102733SQ85102733
公開日1986年9月10日 申請日期1985年4月1日
發明者李守貴, 李連生, 徐如人 申請人:吉林大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan