一種工業生產中mcm-41分子篩脫除模板劑的方法
2023-05-16 22:35:46 2
專利名稱：一種工業生產中mcm-41分子篩脫除模板劑的方法
技術領域：
本發明涉及一種MCM-41中孔分子篩脫除模板劑的方法，更具體的說是一種 MCM-41工業生產中模板劑的安全綠色環保脫除方法。
背景技術：
MCM-41分子篩是一種新型中孔分子篩，具有高比表面積(彡800m2/g)，大吸附容量(> 0. 8cm3/g)和均一的孔徑大小等特點，比普通沸石和其它微孔材料更有利於有機分子的快速擴散，這使得它能為大分子尤其是石油化工過程中重油有機分子進行擇形反應提供無可比擬的有利空間。這類分子篩在渣油催化裂化、重油加氫、潤滑油加氫、烷基化、烯烴聚合等催化領域和氣體的吸附、分離過程中具有相當大的潛在價值。但是MCM-41分子篩的大規模工業化一直受到各種因素的制約，其中其製備過程中的焙燒處理環節的不易控制且對環境的嚴重汙染就是重要的制約因素之一。MCM-41分子篩有多種製備方法，但製備過程中均需要有機模板劑的存在，而且在最後的處理過程中均不可避免的要進行模板劑的脫除，才能得到孔道可用的分子篩產品。 MCM-41分子篩所用模板劑基本均為十二烷基三甲基滷化銨至十八烷基三甲基滷化銨一類的長鏈烷烴季銨類陽離子型表面活性劑。脫除模板劑的最常用且最簡單有效的方法即是焙燒法，這種方法在實驗室處理時較容易實現，但在工業生產中卻存在嚴重問題，首先高溫焙燒會導致模板劑分解後劇烈燃燒，使溫度難以控制，處理量越大燃燒情況越嚴重，溫度越難控制，不僅會導致產品孔道部分被破壞比表面積下降，而且會有危險發生。除此之外，在焙燒除去模板劑的過程中，模板劑發生分解，生成小分子有機胺、溴化氫以及低碳烴類，若發生氧化，還會生成一氧化氮等物質，對環境有嚴重的汙染，必須配套以廢氣吸收淨化裝置， 對其進行處理，而不能讓其直接排入大氣，造成環境汙染。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種工業生產中MCM-41分子篩脫除模板劑的方法，該方法採用程序升溫，控制模板劑的分解而不使其發生燃燒，並在焙燒爐後配套以廢氣處理裝置，使處理過程對環境無汙染。使用此方法處理的MCM-41分子篩產品孔徑均一，比表面積大，處理過程安全環保。本發明關於MCM-41分子篩脫除模板劑的方法如下1、在配有進氣孔道和排氣孔道的封閉式高溫焙燒爐中採用程序升溫的方法進行 MCM-41分子篩模板劑的脫除。在排氣孔後加引風裝置及廢氣處理裝置，將排出的廢氣引入廢氣處理池中進行淨化處理。進氣口處配備氮氣發生裝置，一般採取關閉狀態，僅當設備發生故障或異常，爐內發生燃燒現象時，向爐內充入氮氣，阻止燃燒。2、焙燒過程採用程序升溫方法，控制模板劑的緩慢分解而不發生燃燒。(1)首先在110°C _120°C處理一定時間，將分子篩徹底烘乾。(2)緩慢升溫至在所用模板劑分解溫度至分解氣體自燃溫度之間處理一定時間，使模板劑絕大部分分解逸出。(3)升溫至450-550°C，焙燒一定時間，使殘留的少量模板劑完全分解逸出，得到成品中孔MCM-41分子篩。下面通過實例的方式對本發明進行更具體的說明，但本發明並不局限於此。在實例中樣品的比表面及孔容使用BELSORP-mini進行N2吸附測定。
具體實施例方式實施例1所處理的MCM-41所含模板劑為十六烷基三甲基溴化銨，其程序升溫焙燒條件如下首先將焙燒爐溫度設定為120°C，烘乾8h，除淨其上吸附的水，緩慢升溫至20(TC，升溫速率2°C /min，在200°C保溫8h，並打開引風機，將廢氣排入裝有弱鹼性吸收液的處理裝置中，最後將溫度升至500°C，升溫速度2V /min，保溫4h。其物理吸附數據見表1。實施例2所處理的MCM-41所含模板劑為十二烷基三甲基氯化銨，其程序升溫焙燒條件如下首先將焙燒爐溫度設定為110°c，烘乾8h，除淨其上吸附的水，緩慢升溫至160°C，升溫速率2°C /min，在160°C保溫8h，並打開引風機，將廢氣排入裝有弱鹼性吸收液的處理裝置中，最後將溫度升至500°C，升溫速度2V /min，保溫4h。其物理吸附數據見表1。對比例1所處理的MCM-41所含模板劑為十六烷基三甲基溴化銨，直接將焙燒溫度設定為 500°C，焙燒8h。其物理吸附數據見表1。表1MCM-41的物理吸附數據
權利要求
1.一種MCM-41分子篩脫除模板劑的方法，其特徵如下在配備進氣孔道和排氣孔道的封閉式高溫焙燒爐中採用程序升溫的方法進行MCM-41 分子篩模板劑的脫除。在排氣孔後加引風裝置及廢氣處理裝置，將排出的廢氣引入裝有弱鹼性吸收液的廢氣處理池中進行淨化處理。進氣口處配備氮氣發生裝置，一般採取關閉狀態，僅當設備發生故障或異常，爐內發生燃燒現象時，向爐內充入氮氣，阻止燃燒。
2.如權利要求1所述處理方法，其程序升溫過程如下首先在110-120°C烘乾8h，除淨分子篩中吸附的水，然後升溫至160-200°C，保溫8h，使分子篩中的模板劑低溫分解，最後升溫至450-550°C焙燒4h，除淨分子篩孔道中殘留的模板劑。
3.如權利要求1所述處理方法，其特徵在於在程序升溫過程中模板劑分解期間，啟動引風裝置，將分解氣體導入廢氣處理池中進行淨化處理，解決廢氣對環境的汙染問題。
4.如權利要求1所述處理方法，其特徵在於所述的弱鹼性吸收液為碳酸鈉水溶液。
5.如權利要求1所述處理方法，其特徵在於弱鹼性吸收液的濃度為0.01-0. 05mol/Lo
6.如權利要求2所述程序升溫過程，其特徵在於模板劑低溫分解溫度為160-20(TC。
全文摘要
本發明公開了一種MCM-41分子篩工業生產過程中脫除有機模板劑的安全綠色環保新方法，該方法採用程序升溫的方法在封閉式焙燒爐中進行模板劑脫除處理，控制模板劑分解溫度使其低溫分解，而不發生自燃，同時將分解氣體通過特定裝置導入到廢氣處理裝置中，進行淨化處理，使整個處理過程安全可控，且對環境無汙染，符合當今化工生產的環保要求。
文檔編號C01B39/04GK102173434SQ201010613129
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者傅斌, 李偉, 王全義, 王寰, 韓衝 申請人:天津凱美思特科技發展有限公司