ZSM-22分子筛的合成与放大研究

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近些年来,随着国际石油价格的迅速降低,具有高效催化择形能力的催化材料需求量大大增加。微孔材料如硅铝酸盐分子筛等因普遍具有高孔体积,热稳定性和良好的孔结构等特点而被大量应用于石油化工领域,ZSM-22分子筛是一种TON构型的分子筛,具有十元环一维孔道结构,孔口尺寸4.6×5.7?。ZSM-22分子筛独特的孔道结构和适合的酸性质是烷烃异构化反应的理想催化剂。目前关于不同硅铝比ZSM-22分子筛合成的系统研究比较少,并且都局限于实验室小试阶段。所以,研究ZSM-22分子筛合成的影响规律和放大效应具有重要意义。本文使用传统水热法合成ZSM-22分子筛,考察了静态晶化方式下晶化时间、晶种添加量和动态晶化方式下硅源、铝源对ZSM-22分子筛合成的影响,并比较了两种晶化方式的不同。结果表明:在动态合成条件下,以Al2(SO4)3?18H2O为铝源,硅溶胶为硅源,KOH为碱源,1,6-己二胺为模板剂,晶化温度160℃,晶种添加量为6 wt%(SiO2)时,所合成的ZSM-22分子筛在结晶度和形貌方面有较好的表现。另外,本论文还研究了体系中碱度、模板剂和水含量对ZSM-22分子筛合成的影响规律,通过对实验结果分析发现:1)K2O/SiO2和DHA/SiO2对不同SiO2/A12O3的ZSM-22分子筛合成的影响具有相似性。即体系K2O/SiO2和DHA/SiO2较低时合成的产物为ZSM-22分子筛和石英相的混晶,较高时合成的ZSM-22分子筛转晶生成ZSM-5分子筛且有石英相产生。2)H2O/SiO2对不同SiO2/A12O3的ZSM-22分子筛合成的结果有细微区别。当H2O/SiO2较低时合成产物皆为ZSM-22和ZSM-5分子筛混晶,并且随着体系水含量在较低范围内增加时,产物表现为ZSM-5分子筛的消失和石英相的生成;而H2O/SiO2较高时,低硅铝比ZSM-22分子筛合成样品为含ZSM-5的杂晶,高硅铝比分子筛合成结果则为ZSM-22分子筛和石英相的混晶。最后,考虑到分子筛合成中放大效应对物化性能的影响,因此在前文工作的基础上,选择在1L不锈钢高压釜设备上研究ZSM-22分子筛的中试放大合成,结果表明:ZSM-22分子筛的中试放大合成效应明显,调整搅拌速度、K2O/SiO2与H2O/SiO2能够有效抑制杂晶的生成和产物附着在釜壁的问题。
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