CN102464324A - 分子筛的成型方法 - Google Patents

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陶伟川
刘苏
张宏斌
肖永厚
王仰东
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
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Abstract

本发明涉及一种分子筛的成型方法，主要解决以往成型技术中添加硝酸所造成的破坏分子筛结构、降低分子筛比表面积、腐蚀设备的问题。本发明通过采用无机铝盐溶液为添加剂进行成型的技术方案较好地解决了该问题，可用于催化剂、吸附剂的生产应用中。

Description

分子筛的成型方法
技术领域
本发明涉及一种分子筛的成型方法。
背景技术
人工合成的分子筛一般是粉体形式，为达到工业应用的目的，分子筛往往需要和粘结剂混合，然后成型成各种工业应用所需要的形状。
工业应用要求成型样品具有一定的强度，并且分子筛的原有性质，如比表面积、反应活性等能够最大限度的保留，这就对粘结剂和成型方法提出了要求。氧化铝由于其比表面积高、耐压强度好以及适宜的酸碱性，是常用的粘结剂。而成型方法通常是将分子筛和氧化铝混合，加入硝酸，然后混捏、挤出成型。如公开号CN101439293的专利介绍了一种选择性加氢脱硫催化剂的制备方法，就是将氧化铝和硅铝介孔分子筛混合，加入田菁粉和硝酸，再经混捏、成型、干燥和焙烧制得。公开号CN101537369的专利介绍了一种ZSM-5催化剂，该催化剂也是将ZSM-5催化剂和γ-氧化铝按一定比例混合后，加稀硝酸混合成型。公开号CN1059846的专利介绍了一种轻油型加氢裂化催化剂的制备方法，也是将低钠高硅Y型分子筛和小孔氧化铝混合，然后加入稀硝酸溶液成型。
按上述方法成型的催化剂或吸附剂虽然具有较好的强度，但是由于硝酸的强酸性，会对分子筛的结构有所破坏，造成孔道塌陷、比表面降低的负面效果，尤其对硅铝比较低的分子筛如X、Y、A型分子筛，后果更为严重。另外，硝酸具有强腐蚀性，容易腐蚀成型设备，因此也会增加设备投资，同时对安全、环保也有不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有分子筛工业成型时因添加硝酸会造成分子筛的结构破坏以及安全、环保方面的问题，提供一种新的分子筛成型方法。该方法具有成型的产品压碎强度高，对分子筛结构和性能影响小，且较安全、环保的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种分子筛的成型方法，将氧化铝和分子筛混合，加入重量浓度为1～60％的无机铝盐溶液，然后进行混捏、成型、焙烧得到产品。
上述技术方案中，以重量份数计，分子筛成型产品中氧化铝的用量优选范围为0.5～99.5份。
上述技术方案中，以重量份数计，分子筛成型产品中分子筛的用量优选范围为0.5～99.5份。
上述技术方案中，分子筛的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3小于25，分子筛可选自丝光沸石、β沸石、八面沸石、A型沸石、ZSM-5等分子筛，优选范围为X、Y、A型分子筛。
上述技术方案中，无机铝盐优选方案选自铝的硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐或卤化物中的至少一种，更优选硫酸铝和硝酸铝，最佳优选硝酸铝。
上述技术方案中，以重量浓度计，无机铝盐溶液的浓度为1～60％，优选范围为2～20％，更优选范围为5～15％。
本发明中由于使用无机铝盐溶液来替代硝酸，无机铝盐溶液的酸性和腐蚀性远小于硝酸，且浓度可调，因此使用比较安全，对环保影响较小，且成型的产品有较高的压碎强度。使用本发明制备的成型产品和添加硝酸的常用方法相比，压碎强度相近，但比表面积明显较高，分子筛结构破坏程度也明显小，且环保、安全，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为样品A、样品B的XRD谱图。
下面的实例将详细描述本发明的应用，但本发明的范围应不受这些实例的限制。
具体实施方式
【实施例1】
供成型的氧化铝、分子筛分别为购买的商品氧化铝和商品13X分子筛原粉。
添加硝酸成型
将0.4kg13X分子筛原粉、1.5kg氧化铝和50g田菁粉在捏合机内混合，搅拌均匀后，加入重量浓度3％的稀硝酸溶液1.1kg，捏合、挤条成型，晾干后置于马弗炉中，在520℃下焙烧4h，成型样品直径2.5mm，命名为样品A。
添加硝酸铝溶液成型
将0.4kg13X分子筛原粉、1.5kg氧化铝和50g田菁粉在捏合机内混合，搅拌均匀后，加入重量浓度7％的硝酸铝溶液1.0kg，捏合、挤条成型，晾干后置于马弗炉中，在520℃下焙烧4h，成型样品直径2.5mm，命名为样品B。
下面将样品A与样品B的各项性能进行比较：
压碎强度比较
表1样品A、样品B的径向压碎强度
  样品A   样品B
  径向压碎强度(N/5mm)   92   91
比表面积比较
表2样品A、样品B的比表面积
  样品A   样品B
  比表面积m2/g   253   355
分子筛结构比较
如附图1所示。
由以上比较可见，按本发明添加硝酸铝溶液成型的样品B和添加硝酸成型的样品A相比，其径向压碎强度相近。但样品B的比表面积明显大于样品A。XRD表征中样品B的衍射峰强度也远高于样品A，说明样品B中分子筛的结构的破坏程度明显好于样品A。以上均证明了本发明的优越性。
【实施例2】
供成型的氧化铝、分子筛分别为购买的商品氧化铝和商品NaY分子筛原粉。
添加硝酸成型
将1.2kgNaY分子筛原粉、0.8kg氧化铝和50g田菁粉在捏合机内混合，搅拌均匀后，加入重量浓度5％的稀硝酸溶液1.1kg，捏合、挤条成型，晾干后置于马弗炉中，在520℃下焙烧4h，成型样品直径2.5mm，命名为样品C。
添加硝酸铝溶液成型
将1.2kgNaY分子筛原粉、0.8kg氧化铝和50g田菁粉在捏合机内混合，搅拌均匀后，加入重量浓度10.4％的硝酸铝溶液1.1kg，捏合、挤条成型，晾干后置于马弗炉中，在520℃下焙烧4h，成型样品直径2.5mm，命名为样品D。
下面将样品C与样品D的各项性能进行比较：
压碎强度比较
表3样品C、样品D的径向压碎强度
  样品C   样品D
  径向压碎强度(N/5mm)   117   119
比表面积比较
表4样品C、样品D的比表面积
  样品C   样品D
  比表面积m2/g   403   548
【实施例3】
供成型的氧化铝、分子筛分别为购买的商品氧化铝和商品5A分子筛原粉。
添加硝酸成型
将0.2kg5A分子筛原粉、1.8kg氧化铝和50g田菁粉在捏合机内混合，搅拌均匀后，加入重量浓度5％的稀硝酸溶液1.0kg，捏合、挤条成型，晾干后置于马弗炉中，在520℃下焙烧4h，成型样品直径2.5mm，命名为样品E。
添加硫酸铝溶液成型
将0.2kg5A分子筛原粉、1.8kg氧化铝和50g田菁粉在捏合机内混合，搅拌均匀后，加入重量浓度2％的硫酸铝溶液1.1kg，捏合、挤条成型，晾干后置于马弗炉中，在520℃下焙烧4h，成型样品直径2.5mm，命名为样品F。
下面将样品E与样品F的各项性能进行比较：
压碎强度比较
表5样品E、样品F的径向压碎强度
  样品E   样品F
  径向压碎强度(N/5mm)   134   124
比表面积比较
表6样品E、样品F的比表面积
  样品E   样品F
  比表面积m2/g   236   283
【对比例4】
供成型的氧化铝、分子筛分别为购买的商品氧化铝和商品β分子筛原粉。添加硝酸成型
将0.05kgβ分子筛原粉、1.95kg氧化铝和50g田菁粉在捏合机内混合，搅拌均匀后，加入重量浓度11％的稀硝酸溶液1.0kg，捏合、挤条成型，晾干后置于马弗炉中，在520℃下焙烧4h，成型样品直径2.5mm，命名为样品G。
添加硫酸铝溶液成型
将0.05kgβ分子筛原粉、1.95kg氧化铝和50g田菁粉在捏合机内混合，搅拌均匀后，加入重量浓度18％的硫酸铝溶液1.2kg，捏合、挤条成型，晾干后置于马弗炉中，在520℃下焙烧4h，成型样品直径2.5mm，命名为样品H。
下面将样品G与样品H的各项性能进行比较：
压碎强度比较
表7样品G、样品H的径向压碎强度
  样品G   样品H
  径向压碎强度(N/5mm)   147   152
比表面积比较
表8样品G、样品H的比表面积
  样品G   样品H
  比表面积m2/g   220   288

Claims (5)

1.一种分子筛的成型方法，将氧化铝和分子筛混合，加入重量浓度为1～60％的无机铝盐溶液，然后进行混捏、成型、焙烧得到产品。
2.根据权利要求1所述分子筛的成型方法，其特征在于以重量份数计，分子筛成型产品中氧化铝的用量为0.5～99.5份。
3.根据权利要求1所述分子筛的成型方法，其特征在于以重量份数计，分子筛成型产品中分子筛的用量为0.5～99.5份。
4.根据权利要求1所述分子筛的成型方法，其特征在于无机铝盐为铝的硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐或卤化物之中的至少一种。
5.根据权利要求1所述分子筛的成型方法，其特征在于以重量浓度计无机铝盐溶液的浓度为2～20％。
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