[發(fā)明專利]高金屬含量分子篩及其制備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980105890.X
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN101952200A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設計）人: W·J·魯斯;M·K·魯賓
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚化學專利公司
• 主分類號: C01B39/40
• 分類號: C01B39/40;C01B39/38;C01B39/46;C01B39/48;B01J29/06;C07C6/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 夏正東

發(fā)明介紹

本發(fā)明涉及高金屬含量分子篩、特別是但并非排他地高鋁含量分子篩如鋁硅酸鹽及其類似物的制備方法，涉及一些新的高金屬含量分子篩本身，以及涉及利用這些新材料和通過該制備方法制得的材料作為催化劑和/或吸收劑的方法。

發(fā)明背景

鋁硅酸鹽是眾所周知類別的分子篩材料，其已廣泛地用作催化劑和吸收劑。這些結晶材料的基本結構包括SiO₄四面體(其在頂點上具有四個氧原子，同時硅原子處于中心)和AlO₄四面體(其在頂點上具有四個氧原子，同時鋁原子處于中心)。這些四面體通過頂點氧原子的共享在整個結構內有規(guī)則地且三維地彼此相連。這種排列提供了三維網絡結構，其定義了根據四面體排列和結構組合而在尺寸和形狀上有所不同的孔隙。從最簡單的觀點來看，該材料可以認為是硅酸鹽材料，其中硅酸鹽中的一些Si⁴⁺離子被Al³⁺離子代替。對于由Al³⁺代替的每個Si⁴⁺離子，必須通過存在其它正離子如Na⁺、K⁺、或Ca²⁺來平衡電荷。鋁硅酸鹽中存在骨架鋁，其在提供例如這些材料的催化性能方面是重要的。

多種合成鋁硅酸鹽可以通過各種合成路徑來制備。相對容易的是制備一些具有高SiO₂/Al₂O₃比例的鋁硅酸鹽如ZSM-5、MCM-22、沸石β和ZSM-22，也就是，在骨架結構中存在較低水平的鋁的鋁硅酸鹽。但是，難以實現20或更低的低SiO₂/Al₂O₃比例，也就是，具有較高水平鋁的鋁硅酸鹽。制備這種材料的各種嘗試獲得非結晶和/或被其它材料嚴重污染的材料。

WO?00/37398(Mobil)主張小晶體ZSM-5，其SiO₂/Al₂O₃比例小于25。優(yōu)選的ZSM-5具有15～20的SiO₂/Al₂O₃摩爾比，且公開了SiO₂/Al₂O₃摩爾比為15∶1和19∶1的具體材料。合成方法利用了SiO₂/Al₂O₃摩爾比為10∶1～25∶1的無定形硅石-氧化鋁。

EP-A-0106552(Toyo)描述了類似于ZSM-5和鎂堿沸石的沸石的制備方法，其具有高的SiO₂/Al₂O₃摩爾比。所述方法是無有機模板的，且需要結晶包含粒狀無定形鋁硅酸鹽的均相化合物。所獲鋁硅酸鹽的SiO₂/Al₂O₃摩爾比大于19。

發(fā)明概述

預料不到地現在已發(fā)現通過精心地選擇合成條件和材料，能夠利用YO₂/X₂O₃摩爾比為15或更低(其中X和Y如下文中所定義)的源材料獲得高結晶鋁硅酸鹽和其類似物，該產物包括一些結構類型的分子篩且YO₂/X₂O₃摩爾比為從2到小于15。應當理解，雖然鋁硅酸鹽主要基于硅石和氧化鋁，但是存在其中骨架鋁可以部分地或完全地被一種或多種其它三價元素如硼、鐵或鎵替代；和骨架硅可以部分地或完全地被一種或多種其它四價元素如鍺替代的類似物。

由此一方面本發(fā)明提供了合成多孔結晶分子篩的制備方法，該方法包括如下步驟：

(a)形成包含X₂O₃源、YO₂源和金屬氫氧化物MOH源的含水反應混合物，其中X是三價元素，Y是四價元素且M表示堿金屬，在該反應混合物中

(i)H₂O/MOH摩爾比范圍為70～126，且

(ii)至少一部分的X₂O₃和YO₂通過同時含有X₂O₃和YO₂的無定形材料提供，所述無定形材料的YO₂/X₂O₃摩爾比為15或更低；

(b)使該反應混合物結晶，由此制得多孔結晶分子篩；和