CN1283587A

CN1283587A - 具有ael结构的磷酸硅铝分子筛及其合成方法

Info

Publication number: CN1283587A
Application number: CN 99109681
Authority: CN
Inventors: 张凤美; 刘月明; 舒兴田; 王卫东; 秦凤明
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petrochemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petrochemical Corp
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2001-02-14
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: CN1098214C

Abstract

本发明提供一种具有AEL结构的磷酸硅铝分子筛(SAPO－11)及其合成方法,该分子筛的特征在于其焙烧脱除模板剂后的XRD谱图数据与焙烧脱除模板剂前的XRD谱图数据基本相同,即仍保持Ima2空间群的晶体结构,具有优良的结构稳定性;将该分子筛负载钯或铂以后用于烷烃临氢异构化反应时,与现有技术所得分子筛制得的催化剂相比,其异构化选择性和异构化产物收率明显提高。

Description

具有AEL结构的磷酸硅铝分子筛及其合成方法

本发明涉及一种具有AEL型结构的磷酸硅铝分子筛(SAPO-11)及其合成方法。

磷酸铝分子筛是继硅酸铝分子筛之后，由美国UCC公司在八十年代初发明的新一代分子筛(U．S．Pat．N0．4，310，440)，该类分子筛的特点是其骨架由磷氧四面体和铝氧四面体交替连接而成，由于分子筛骨架呈电中性，因此没有阳离子交换性能和催化反应性能。

AEL结构磷铝分子筛(AlPO₄-11)为磷酸铝分子筛的一员，它属于正交晶系，空间群为Ima2，晶胞常数为a=18．7，b=13．4，c=8．4，其单维十员环孔道为3．9×6．3，其典型的X射线衍射(XRD)谱图数据见表1；经过焙烧脱胺后，仍为正交晶系，但其晶体的对称性发生变化，空间群转变为Pna2₁，晶胞常数a=18．1，b=13．8，c=8．1，XRD谱图与焙烧前有显著的不同，其典型的XRD谱图数据见表2。

表1

2θ	d	100×I／I₀
2θ	d	100×I／I₀	8．05-8．159．40-9．5013．10-13．2515．65-15．8520．35-20．5521．00-21．2022．10-22．2522．50-22．90(双峰)23．10-23．35	10．97-10．849．40-9．306．75-6．685．66-5．594．36-4．324．23-4．194．02-3．993．95-3．883．85-3．81	w-mmmmmvsmmm-s

*w-m：＜20 m：20-70 s：70-90 vs：90-100

表2

2θ	d	100×I／I₀
2θ	d	100×I／I₀	8．00-8．159．70-9．8512．70-12．9015．95-16．1021．80-21．9522．05-22．1522．35-22．5023．25-23．55(双峰)	11．04-10．849．11-8．976．96-6．865．55-5．504．07-4．054．03-4．013．97-3．953．82-3．77	w-mmw-mmvsmmm

*w-m：＜20 m：20-70 s：70-90 vs：90-100

在磷酸铝分子筛骨架中引入硅，则成为磷酸硅铝分子筛，即SAPO系列分子筛(美国UCC公司，U．S．Pat．NO．4，440，871)，其分子筛骨架由磷氧四面体、铝氧四面体和硅氧四面体构成，由于骨架带负电荷，骨架外有平衡阳离子存在，因此具有阳离子交换性能，当骨架外阳离子为H+时，分子筛具有酸性中心，因此具有酸性催化反应性能。

含硅的AEL结构磷酸铝分子筛(SAPO-11)具有与不含硅的AEL(AlPO₄-11)结构分子筛相同的结构和XRD谱图，但焙烧脱胺后，分子筛的结构有不同的状态。根据U．S．Pat．NO．4，440，871报道的结果，合成所得AEL结构磷酸硅铝分子筛的典型的XRD谱图数据与表1结果相同；焙烧脱胺后，其XRD谱图数据由于采用的原料不同而有所不同，以磷酸为磷源、以异丙醇铝为铝源、以发烟硅胶为硅源、以二正丙胺为模板剂合成得到的分子筛，经过焙烧脱胺后，XRD谱图数据发生部分变化，出现2θ=12．8，16．1，21．9°等衍射峰，而这些新出现的衍射峰正好与不含硅的AEL(AlPO₄-11)结构分子筛焙烧脱胺后的XRD谱图数据相同，说明用该方法合成所得到的分子筛经过焙烧脱胺后，晶体结构发生了部分变化；当以磷酸、异丙醇铝、硅溶胶和二正丙胺为原料时，合成所得分子筛经过焙烧脱胺后，XRD谱图数据发生显著变化，在出现2θ=9．85，12．8，16．1，21．95°等衍射峰的同时，焙烧前分子筛样品的XRD谱图数据中的2θ=9．4，13．1，15．65，21．1°等衍射峰则完全消失，这与不含硅的AEL(AlPO₄-11)结构分子筛焙烧脱胺后的XRD谱图数据完全相同。说明AEL结构分子筛焙烧脱胺后的结构因其组成和合成方法的不同而不同。

U．S．Pat．NO．4，943，424、U．S．Pat．5，208，005也公开了一种AEL结构分子筛(SM-3)及其合成方法，其合成所得分子筛的XRD衍射数据与U．S．Pat．NO．4，440，871公开的分子筛的XRD衍射数据基本相同，但焙烧脱胺后，分子筛的XRD衍射数据与不含硅的AEL结构分子筛焙烧脱胺后的XRD谱图数据完全相同，说明该分子筛经过焙烧脱胺后其结构也发生了变化。这两篇专利强调的分子筛的另一特点为用该合成方法得到的分子筛具有表面富硅的特点。

U．S．Pat 5，514，362、CN1147263A公开了一种称为非沸石材料的合成方法，其中也包括了AEL结构磷酸硅铝分子筛的合成。该专利披露了一种固相合成方法，但用这种方法合成分子筛时，只用二正丙胺为模板剂时，所得产物中含有其它分子筛的杂晶，但如果用二正丙胺和二异丙胺的混合物为模板剂，则能够得到纯相的AEL结构磷酸硅铝分子筛，但没有说明焙烧脱胺后分子筛的结构特点。

EP 146，384公开了一种合成AEL结构磷酸硅铝分子筛的称为双相合成法的方法，采用磷酸、氧化铝、四乙氧基硅、二正丙胺和正己醇为原料，但该方法具有使用有机物较多的缺点。关于焙烧后分子筛的结构，未予报道。

关于AEL结构磷酸铝和磷酸硅铝分子筛的合成方法，U．S．Pat．NO．4，310，440所描述的合成方法是，以磷酸为磷源、水合氧化铝(拟薄水铝石相)为铝源、以二正丙胺或二异丙胺、乙基正丁基胺、二正丁胺、二正戊胺为模板剂，合成过程为按1．0R：P₂O₅∶Al₂O₃∶40H₂O剂量比，将水合氧化铝加入磷酸水溶液中，继续搅拌均匀后，加入有机模板剂，搅拌均匀后封入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中，经过200℃晶化24-48小时后，经过滤、水洗和烘干后得到分子筛产物。

在U．S．Pat．NO．4，440，871提供的合成AEL结构磷酸硅铝分子筛的方法中，所用的磷源为磷酸、铝源为异丙醇铝或水合氧化铝、硅源为发烟硅胶或硅溶胶、模板剂为二正丙胺或二异丙胺，当以异丙醇铝为铝源时，首先将磷酸加入异丙醇铝与水的混合物中，搅拌均匀后加入发烟硅胶，搅拌后再加入二正丙胺，继续搅拌均匀后封入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中，经过150-200℃晶化后，得到分子筛；当以水合氧化铝(拟薄水铝石)为铝源时，则是将水合氧化铝加入磷酸水溶液中，搅拌均匀后加入发烟硅胶与氢氧化四正丁基胺的混合物，搅拌均匀后，加入二正丙胺模板剂，继续搅拌均匀后进行晶化，得到分子筛产物；当以异丙醇铝为铝源、以硅溶胶为硅源时，所得分子筛经过焙烧脱胺后，分子筛的结构发生完全的变化。值得指出的是，在上述专利提供的方法中，没有提到成胶温度的影响。

在U．S．Pat．NO．4，943，424、U．S．Pat．NO．5，208，005提供的AEL结构磷酸硅铝分子筛的合成方法中，以磷酸、异丙醇铝、发烟硅胶和二正丙胺为原料，在冰浴条件下，将异丙醇铝加入到磷酸水溶液中，混合均匀后，加入发烟硅胶或发烟硅胶与水的混合物，然后加入二正丙胺，经过混合或研磨后，装入聚四氟乙烯瓶并置入不锈钢容器中进行晶化，得到分子筛产物。该方法强调成胶后的pH应调至6．0～8．0，最佳晶化温度170～240℃。但所得产物经过焙烧脱胺后，晶体结构发生变化。

现有技术中所报道的SAPO-11分子筛其焙烧脱除模板剂后的晶体结构都发生变化，因此人们认为SAPO-11分子筛在焙烧脱除模板剂后的晶体结构就是应该发生变化，但本发明人发现，通过控制一定的合成条件，SAPO-11分子筛的晶体结构可以稳定，即在焙烧脱除模板剂后其晶体结构不发生变化，而这种具有稳定晶体结构的SAPO-11分子筛在用作烷烃临氢异构化催化剂的酸性组元时可使其异构化选择性和异构化产物收率明显提高。

据此，本发明的目的是提供一种具有AEL结构的磷酸硅铝分子筛及其合成方法，使所得的AEL结构磷酸硅铝分子筛在焙烧脱除模板剂后与焙烧脱除模板剂前相比其XRD谱图数据基本不变，即仍保持Ima2空间群的晶体结构；将该分子筛负载钯或铂以后用于烷烃临氢异构化反应时，其异构化选择性和异构化产物收率明显提高。

本发明所提供的具有AEL结构的磷酸硅铝分子筛其特征在于：其焙烧脱除模板剂后的摩尔组成用氧化物形式的无水化学式表示时为Al₂O₃∶yP₂O₅∶zSiO₂，其中y的值为0．60～1．20，优选0．75～1．05；z的值为0．05～1．3，优选0．1～1．1；其焙烧脱除模板剂前的X射线衍射数据如表1所示，其焙烧脱除模板剂后的X射线衍射数据如表3所示，焙烧脱除模板剂前与焙烧脱除模板剂后的分子筛的晶体结构具有相同的Ima2的空间群。其中所说焙烧的条件是现有技术中焙烧脱除该类分子筛中的模板剂的常规条件。

本发明所提供的具有AEL结构的磷酸硅铝分子筛其焙烧脱除模板剂前的摩尔组成用氧化物形式的无水化学式表示时为xR∶Al₂O₃∶yP₂O₅∶zSiO₂；其中R为存在于分子筛晶体孔道内的有机模板剂，可以是现有技术中普遍使用的有机模板剂，其中优选的是二正丙胺或二异丙胺或者它们的混合物；x的值为0．01～0．35，优选0．03～0．25；y的值为0．60～1．20，优选0．75～1．05；z的值为0．05～1．3，优选0．1～1．1。

本发明所提供的磷酸硅铝分子筛其焙烧前的XRD数据具有与AEL结构磷铝分子筛相同的XRD峰位置(表1)，表明其为AEL晶体结构；从表3数据可以看出，虽然其XRD峰强度略有不同，但其焙烧后的XRD数据具有与焙烧前的分子筛相同的XRD峰位置(表1)，表明本发明提供的分子筛晶体结构很稳定，焙烧前后的分子筛具有相同空间群的晶体结构。

表3

2θ	d	100×I／I₀
2θ	d	100×I／I₀	8．00-8．109．45-9．6013．05-13．1515．70-15．9020．20-20．4021．15-21．6522．23-22．39(双峰)22．73-22．90(双峰)23．28-23．31	11．04-10．919．35-9．216．78-6．735．64-5．574．39-4．354．20-4．103．99-3．973．91-3．883．82-3．81	ssmmmvsmmm

*m：20-70 s：70-90 vs：90-100

本发明所提供的具有AEL结构的磷酸硅铝分子筛的合成方法包括：将铝源、硅源、磷源、以及有机模板剂混合成胶，制成摩尔组成为aR∶Al₂O₃∶bP₂O₅∶cSiO₂∶dH₂O的反应混合物，然后将该混合物水热晶化，并将晶化产物过滤、洗涤、干燥和焙烧；其特征在于所说成胶时的温度为25～60℃，优选为28～42℃，更优选为30～40℃；所说晶化的条件是在140～190℃，优选150～180℃，更优选160～175℃的温度和自生压力下水热晶化4～60小时，优选10～40小时；其中a的值为0．2～2．0，优选为0．3～1．5，更优选为0．5～1．0；b的值为0．6～1．2，优选为0．8～1．1；c的值为0．1～1．5，优选为0．3～1．2；d的值为15～50，优选为20～40，更优选为25～35。

本发明提供的方法中所说铝源、硅源、磷源以及有机模板剂原料为现有技术中普遍采用的相应原料，本发明对其没有特别的限制。这些原料可以是：所说铝源包括氢氧化铝、水合氧化铝、异丙醇铝或者磷酸铝，所说硅源包括固体硅胶或者硅溶胶，所说磷源包括磷酸或者磷酸铝，所说有机模板剂包括二正丙胺、二异丙胺、或者它们的混合物。

本发明提供的方法中所说铝源、硅源、磷源以及有机模板剂的加入顺序可以是按照现有技术的方法按照磷源、铝源、硅源、有机模板剂的顺序加入，但本发明优选的是按照磷源、铝源、有机模板剂、硅源的顺序加入。

本发明提供的方法中所说焙烧的条件为现有技术中普遍采用的条件，该条件优选的是在500～650℃下恒温2～10小时。

本发明所提供的合成方法的关键是将原料成胶时的温度控制在比室温稍高的合适的范围内，同时将晶化的温度控制在较低的范围内；如果成胶时的温度超出本发明的范围，或者晶化温度高于200℃，则不能得到本发明的结构稳定的SAPO-11分子筛。

本发明所提供的分子筛可以用于烷烃异构化、催化脱蜡、润滑油临氢降凝等催化剂的组分，尤其是可以在负载贵金属后作为烷烃的临氢异构化催化剂使用。为了将分子筛制备成含金属的双功能催化剂，可以将分子筛先焙烧脱除模板剂，再浸渍金属；或者先将分子筛浸渍金属后再焙烧脱除模板剂。选用的贵金属可以是Pt、Pd或Pt和Pd的混合物。

本发明所提供的或者本发明方法所得的具有AEL结构的磷酸硅铝分子筛具有优良的结构稳定性，在焙烧脱除模板剂后与焙烧脱除模板剂前相比其XRD谱图数据基本不变，即仍保持Ima2空间群的晶体结构；将该分子筛负载钯或铂以后用于烷烃临氢异构化反应时，与现有技术所得分子筛制得的催化剂相比，其异构化选择性和异构化产物收率明显提高。

下面的实施例将对本发明作进一步的说明。各实施例和对比例所得分子筛的组成用X射线荧光光谱法测定。

实施例1

将145．3克磷酸(含85重量％的H₃PO₄，下同)和217．6克去离子水加入到置于35℃水浴中的成胶釜中混合并搅拌均匀，搅拌30分钟后向其中加入99．2克水合氧化铝(含72重量％的Al₂O₃，巴陵石化公司催化剂厂商业产品，下同)搅拌混合2小时。然后，将14．17克二正丙胺(化学纯试剂，下同)与21．25克二异丙胺(化学纯试剂，下同)混合均匀后加入到上述成胶釜中，继续搅拌混合2小时。最后，加入64．62克硅溶胶(含26重量％的SiO₂，北京长虹化工厂商业产品，下同)充分搅拌2小时，制成反应混合物。将部分反应混合物装封入不锈钢晶化釜，在160℃和自生压力下晶化24小时。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃烘干，即得分子筛原粉产品。取部分晶化产品作X-射线粉末衍射测定，其结果数据符合表1数据，这说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，其结果数据如表4所示，说明焙烧后的分子筛晶胞结构保持不变，空间群仍然为Ima2。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．85P₂O₅∶0．55SiO₂。

表4

2θ	d	100×I／I₀
2θ	d	100×I／I₀	8．089．5013．0913．7915．7620．2921．2222．24(双峰)22．89(双峰)23．3124．4824．9926．4628．9029．56	10．939．306．766．425．624．3724．1833．9943．8813．8133．3643．5603．3663．0873．020	78．376．438．214．361．139．0100．054．346．055．713．613．824．019．812．8

实施例2

将46．1克磷酸和75．7克去离子水加入到置于30℃水浴中的成胶釜中混合并搅拌均匀，搅拌30分钟后加入28．3克水合氧化铝，搅拌混合2小时。然后，将14．17克二正丙胺加入到成胶釜中，待二正丙胺加完时立即加入13．85克硅溶胶，充分搅拌2小时制成反应混合物。将制成的反应混合物装封入不锈钢晶化釜，在175℃和自生压力下晶化24小时。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃烘干，即得分子筛原粉产品。取部分该原粉产品作X-射线粉末衍射测定，其结果符合表1数据，说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，其结果符合表3数据。这说明焙烧后的分子筛晶胞结构保持不变，空间群仍然为Ima2。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．92P₂O₅∶0．40SiO₂。

实施例3

将46．1克磷酸和58．6克去离子水加入到置于30℃水浴中的成胶釜中混合并搅拌均匀，搅拌30分钟后加入28．3克水合氧化铝搅拌混合2小时。然后，将14．17克二正丙胺加入到成胶釜中，待二正丙胺加完时立即加入36．92克硅溶胶，充分搅拌2小时，制成反应混合物。将制成的反应混合物装封入不锈钢晶化釜，在175℃和自生压力下晶化24小时。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃环境中烘干，即得分子筛原粉产品。取部分该原粉产品作X-射线粉末衍射测定，其结果符合表1数据，这说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，其结果符合表3数据。这说明焙烧后的分子筛晶胞结构保持不变，空间群仍然为Ima2。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．90P₂O₅∶1．02SiO₂。

实施例4

将46．1克磷酸和95．4克去离子水加入到置于30℃水浴中的成胶釜中混合并搅拌均匀，搅拌30分钟后加入28．3克水合氧化铝，待水合氧化铝加完时立即加入14．17克二正丙胺，待二正丙胺加完时立即加入10．2克固体硅胶(含95重量％的SiO₂，青岛海洋化工厂商业产品，粒度为0．15～0．20mm)，最后充分搅拌4小时制成反应混合物。将制成的反应混合物装封入不锈钢晶化釜，在175℃和自生压力下晶化24小时。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃烘干，即得分子筛原粉产品。取部分该原粉产品作X-射线粉末衍射测定，其结果符合表1数据，这说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，其结果符合表3数据。这说明焙烧后的分子筛晶胞结构保持不变，空间群仍然为Ima2。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．89P₂O₅∶1．05SiO₂。

实施例5～6

成胶过程与制备的反应混合物组成如实施例1。

将制成的反应混合物分别装封入两个不锈钢晶化釜，在160℃和自生压力下分别晶化16小时(A)和48小时(B)。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃烘干，即得分子筛原粉产品。取部分原粉产品(A)和(B)作X-射线粉末衍射测定，其结果都符合表1数据，这说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉(A)和(B)，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，其结果都符合表3数据。这说明焙烧后的分子筛晶胞结构保持不变，空间群仍然为Ima2。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：(A)Al₂O₃∶0．85P₂O₅∶0．56SiO₂，(B)Al₂O₃∶0．86P₂O₅∶0．55SiO₂。

实施例7

将46．1克磷酸和83．6克去离子水加入到置于30℃水浴中的成胶釜中混合并搅拌均匀，搅拌30分钟后加入81．7克异丙醇铝(分析纯试剂，北京东环联合化工厂商业产品)，搅拌混合2小时。然后，将14．17克二正丙胺加入到成胶釜中，待二正丙胺加完时立即加入13．85克硅溶胶充分搅拌2小时，制成反应混合物。将制成的反应混合物装封入不锈钢晶化釜，在175℃和自生压力下晶化24小时。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃烘干，即得分子筛原粉产品。取部分该原粉产品作X-射线粉末衍射测定，其结果符合表1数据，这说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，其结果符合表3数据。这说明焙烧后的分子筛晶胞结构保持不变，空间群仍然为Ima2。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．90P₂O₅∶0．43SiO₂。

实施例8

将41．5克磷酸和55．4克去离子水加入到置于38℃水浴中的成胶釜中混合并搅拌均匀，搅拌30分钟后加入28．3克水合氧化铝搅拌混合2小时。然后，将6．07克二正丙胺与4．05克二异丙胺混合均匀后加入到成胶釜中，待有机胺加完时立即加入27．69克硅溶胶充分搅拌2小时，制成反应混合物。将制成的反应混合物装封入不锈钢晶化釜，在160℃和自生压力下晶化24小时。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃烘干，即得分子筛原粉产品。取部分该原粉产品作X-射线粉末衍射测定，其结果符合表1数据。这说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，其结果符合表3数据。这说明焙烧后的分子筛晶胞结构保持不变，空间群仍然为Ima2。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．91P₂O₅∶0．73SiO₂。

对比例1

本对比例说明按照现有技术方法合成分子筛的效果。

按照U．S．Pat．NO．4，440，871中的实例18所描述的相同方法和步骤合成出对比样品(成胶温度为20℃室温)。该对比样品焙烧前的原粉和焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，其结果数据分别同表1和表2一致，说明焙烧后分子筛的结构发生了变化，空间群由Ima2转变为Pna2₁。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．88P₂O₅∶0．36SiO₂。

对比例2

本对比例说明按照现有技术方法在低温下成胶时合成分子筛的效果。

将92．2克磷酸和144．6克去离子水加入到置于20℃水浴中的成胶釜中混合并搅拌均匀，搅拌30分钟后加入56．7克水合氧化铝，搅拌混合2小时。然后，加入36．92克硅溶胶充分搅拌2小时。最后，将14．17克二正丙胺与14．17克二异丙胺混合均匀后加入到成胶釜中，继续搅拌混合2小时，制成反应混合物。将部分该反应混合物装封入不锈钢晶化釜，在200℃和自生压力下晶化24小时。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃烘干，即得分子筛原粉产品。取部分该原粉产品作X-射线粉末衍射测定，其结果符合表1数据，这说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，证明该样品是空间群为Ima2的分子筛和空间群为Pna2₁的分子筛的混合物，不是纯的空间群为Ima2的分子筛样品。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．83P₂O₅∶0．50SiO₂。

对比例3

将92．2克磷酸和144．6克去离子水加入到置于20℃水浴中的成胶釜中混合并搅拌均匀，搅拌30分钟后加入56．7克水合氧化铝，搅拌混合2小时。然后，加入36．92克硅溶胶充分搅拌2小时。最后，将36．43克二正丙胺加入到成胶釜中，继续搅拌混合2小时，制成反应混合物。将部分该反应混合物装封入不锈钢晶化釜，在200℃和自生压力下晶化24小时。然后将晶化产物过滤、洗涤、并在100～110℃烘干，即得分子筛原粉产品。取部分该原粉产品作X-射线粉末衍射测定，其结果数据符合表1数据，这说明以本方法合成的分子筛为AEL结构分子筛。

取部分上述的分子筛原粉，在焙烧炉中升温至550℃并恒温3小时，然后在空气中自然冷却至室温。焙烧后的样品经过X-射线粉末衍射测定，结果符合表2数据。即该样品为空间群为Pna2₁的分子筛。焙烧后所得分子筛的摩尔组成为：Al₂O₃∶0．84P₂O₅∶0．51SiO₂。

实施例9

将实施例1所合成得到的分子筛原粉与水合氧化铝(同实施例1)按照分子筛∶氧化铝=70∶30的干基重量比混合后挤条成型为1．50mm的园柱体。经过120℃烘干6小时，再在焙烧炉中升温至550℃并恒温焙烧6小时。以Pd[NH₃]₄Cl₂溶液为浸渍液，将焙烧后的所说园柱体按Pd含量0．6重量％的浸渍量进行饱和浸渍。所得产物在120℃烘干6小时，再在流动空气下进行焙烧，条件为在600℃下恒温焙烧3小时。最后将所得催化剂破碎成20～40目的颗粒，以做反应评价用。所得催化剂记为L。

实施例10

将对比例2所合成的分子筛按照实施例9的方法制备成含Pd量为0．6重量％的催化剂。所得催化剂记为M。

实施例11

将对比例3所合成的分子筛按照实施例9的方法制备成含Pd量为0．6重量％的催化剂。所得催化剂记为N。

实施例12

实施例9、10、11所制备的催化剂颗粒分别进行反应评价。

反应评价在脉冲微反装置上进行。其试验参数为：催化剂藏量为0．10克，催化剂颗粒度为20～40目；反应物为正辛烷(C₈ ⁰)，反应物脉冲量为0．5微升；载气为氢气，载气流量为30毫升／分钟。反应产物由在线气相色谱仪进行分析。催化剂先经过氢气还原后再进行反应评价。还原条件为：以5℃／分钟的速率程序升温至500℃，恒温2小时。反应温度为360℃。

反应产物以C₈ ⁰的异构化产物(i-C₈ ⁰)为目标产物。其反应评价结果如表5所示。

表5

催化剂样品	焙烧后分子筛空间群	C₈ ⁰转化率重量％	i-C₈ ⁰选择性％	i-C₈ ⁰收率重量％
催化剂样品	焙烧后分子筛空间群	C₈ ⁰转化率重量％	i-C₈ ⁰选择性％	i-C₈ ⁰收率重量％	L	Ima2	50．50	91．09	46．00
M	Ima2和Pna2₁	53．44	72．09	38．52	L	Ima2	50．50	91．09	46．00
M	Ima2和Pna2₁	53．44	72．09	38．52	N	Pna2₁	55．28	61．08	33．77

从评价结果表5明显可以看出，与焙烧后空间群为Ima2和Pna2₁(其XRD谱图数据具有表2与表3的特征)混合物的分子筛和焙烧后空间群为Pna2₁(其XRD谱图数据具有表2的特征)的分子筛相比，以焙烧后空间群为Ima2(其XRD谱图数据具有表3的特征)的本发明分子筛作为酸性活性组分的双功能催化剂具有明显高的异构化产物选择性和异构化产物收率。

Claims

1、一种具有AEL结构的磷酸硅铝分子筛，其焙烧脱除模板剂前的X射线衍射数据如表1所示，其焙烧脱除模板剂后的摩尔组成用氧化物形式的无水化学式表示时为Al₂O₃：yP₂O₅：zSiO₂，其中y的值为0．60～1．20，z的值为0．05～1．3；其特征在于：其焙烧脱除模板剂后的X射线衍射数据如表3所示，焙烧脱除模板剂前与焙烧脱除模板剂后的分子筛的晶体结构具有相同的Ima2的空间群。

2、按照权利要求1的分子筛，其中y的值为0．75～1．05；z的值为0．1～1．1。

3、按照权利要求1的分子筛，其焙烧脱除模板剂前的摩尔组成用氧化物形式的无水化学式表示时为xR∶Al₂O₃∶yP₂O₅∶zSiO₂；其中R为存在于分子筛晶体孔道内的有机模板剂；x的值为0．01～0．35，y和z的值如权利要求1所定义。

4、按照权利要求3的分子筛，其中所说有机模板剂是二正丙胺或二异丙胺或者它们的混合物。

5、按照权利要求3的分子筛，其中x的值为0．03～0．25。

6、权利要求1所述分子筛的合成方法，包括将铝源、硅源、磷源、以及有机模板剂混合成胶，制成摩尔组成为aR∶Al₂O₃∶bP₂O₅∶cSiO₂∶dH₂O的反应混合物，然后将该混合物水热晶化，并将晶化产物过滤、洗涤、干燥和焙烧；其特征在于所说成胶时的温度为25～60℃；所说晶化的条件是在140～190℃的温度和自生压力下水热晶化4～60小时；其中a的值为0．2～2．0，b的值为0．6～1．2，c的值为0．1～1．5，d的值为15～50。

7、按照权利要求6的方法，其中所说铝源为氢氧化铝、水合氧化铝、异丙醇铝或者磷酸铝，所说硅源包括固体硅胶或者硅溶胶，所说磷源为磷酸或者磷酸铝，所说有机模板剂为二正丙胺、二异丙胺、或者它们的混合物。

8、按照权利要求7的方法，其中所说铝源为水合氧化铝或者异丙醇铝，所说磷源为磷酸。

9、按照权利要求6的方法，其中所说铝源、硅源、磷源以及有机模板剂的加入顺序是按照磷源、铝源、有机模板剂、硅源的顺序加入。

10、按照权利要求6的方法，其中所说焙烧的条件是在500～650℃下恒温2～10小时。

11、按照权利要求6的方法，其中所说成胶时的温度为28～42℃。

12、按照权利要求11的方法，其中所说成胶时的温度为30～40℃。

13、按照权利要求6的方法，其中所说晶化温度为150～180℃。

14、按照权利要求6的方法，其中所说晶化时间为10～40小时。

15、按照权利要求6的方法，其中a的值为0．3～1．5。

16、按照权利要求15的方法，其中a的值为0．5～1．0。

17、按照权利要求6的方法，其中b的值为0．8～1．1。

18、按照权利要求6的方法，其中c的值为0．3～1．2。

19、按照权利要求6的方法，其中d的值为20～40。

20、按照权利要求19的方法，其中d的值为25～35。