[發(fā)明專(zhuān)利]ZSM-5催化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110652106.X
• 申請(qǐng)日: 2016-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113351242A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: X·高;C·R·卡斯特拉諾;B·P·多德
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 巴斯夫公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J29/40
• 分類(lèi)號(hào): B01J29/40;C01B39/40;C01B39/38;B01J35/08;B01J35/02;B01J35/10;B01J37/00;B01J37/02;B01J37/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 李穎;林柏楠

本發(fā)明涉及ZSM?5沸石微球，其基本不含粘土或煅燒的粘土材料，其中ZSM?5沸石微球具有至少70重量％的ZSM?5沸石含量，且ZSM?5沸石微球含有具有小于800埃的通過(guò)x?射線衍射測(cè)得的平均晶體粒度的互粘/共生ZSM?5晶體。本發(fā)明還涉及ZSM?5沸石微球，其通過(guò)用至少一種堿溶液處理微球形成，其中ZSM?5沸石微球基本不含粘土或煅燒的粘土材料，其中ZSM?5沸石微球含有具有小于800埃的通過(guò)x?射線衍射測(cè)得的平均晶體粒度的互粘/共生ZSM?5晶體。本發(fā)明進(jìn)一步涉及形成ZSM?5沸石微球的方法。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01680019708.9的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2016年4月8日，發(fā)明名稱(chēng)為“ZSM-5催化劑”。

對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2015年4月9日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)No.62/145,170的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容全文經(jīng)此引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及具有高沸石含量和完整性的ZSM-5催化劑的合成及其用途。

背景技術(shù)

沸石廣泛用作催化劑、吸附劑、分子篩、離子交換劑等，因?yàn)槠渚哂袖X硅酸鹽的特有三維晶體結(jié)構(gòu)，并與其它鋁硅酸鹽晶體相比具有大孔隙和優(yōu)異的離子交換性能。由于其結(jié)構(gòu)限制，天然沸石的使用受到限制，但合成沸石的使用逐漸擴(kuò)大。為了擴(kuò)展沸石的應(yīng)用，需要任意控制晶體粒度、粒度分布和沸石的形式以有效合成沸石。

ZSM-5沸石形成由10個(gè)四面體環(huán)限定出的三維孔隙，并且其尺寸等于沸石A的尺寸或在沸石X和沸石Y的中間。此外，ZSM-5沸石是一種pentasil沸石，其是表現(xiàn)出特有的吸附和擴(kuò)散特性的擇形催化劑并通常具有高熱穩(wěn)定性并具有疏水性，因?yàn)槠渚哂懈逽iO₂/Al₂O₃(二氧化硅/氧化鋁)比。此外，ZSM-5沸石具有路易斯酸和布朗斯臺(tái)德酸位點(diǎn)。特別地，ZSM-5沸石用于由甲醇通過(guò)MTG工藝直接獲得具有高辛烷值的汽油餾分并已知具有優(yōu)異的汽油餾分選擇性。

在Mobil^TM Oil Corporation最初在70年代早期開(kāi)發(fā)具有高二氧化硅含量的ZSM-5后，由于源自這種材料的分子篩效應(yīng)的特有催化活性和擇形性，已對(duì)這種材料作出各種研究。不同于鋁硅酸鹽沸石，已經(jīng)使用各種類(lèi)型的有機(jī)材料作為用于形成結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)物質(zhì)以制備ZSM-5。

傳統(tǒng)ZSM-5催化劑使用粘合劑材料制備以形成成型體，如使用噴霧干燥或擠出以獲得最終成型催化劑，即分別是微球或擠出物。由于對(duì)粘合強(qiáng)度和其它組分的要求，在成型催化劑形式中可并入的沸石晶體的量有限。

在ZSM-5沸石微球的制備中，通常首先形成微球，然后在單獨(dú)步驟中將沸石組分晶體與微球合并。在另一技術(shù)，即就地結(jié)晶技術(shù)中，首先形成微球，然后在微球內(nèi)就地結(jié)晶沸石組分，以提供含有沸石組分的微球。

在許多催化工藝，如流化催化裂化(FCC)工藝中，可用的沸石微球必須耐磨以及足夠多孔。通常，這些品質(zhì)之一以另一個(gè)為代價(jià)實(shí)現(xiàn)。例如，在將給定化學(xué)組成的微球配制成高度多孔時(shí)，硬度通常降低。通常，在含有高于25％ZSM-5含量的微球添加劑中，微球的耐磨性成為問(wèn)題。

高嶺土獨(dú)自或與沸石分子篩一起形成粘結(jié)體(coherent body)，如微球，其在煅燒時(shí)進(jìn)一步硬化。由于經(jīng)濟(jì)和效率原因，使用高嶺土作為用于制造微球的成分。但是，某些轉(zhuǎn)化工藝，如甲烷轉(zhuǎn)化成苯，在高嶺土微球存在下表現(xiàn)不佳，這是由于此類(lèi)微球?qū)D(zhuǎn)化不是惰性這一事實(shí)。

此外，對(duì)于傳統(tǒng)ZSM-5催化劑，通常需要晶種誘發(fā)結(jié)晶以在微球內(nèi)形成ZSM-5沸石。ZSM-5晶種在通過(guò)就地法合成沸石中帶來(lái)額外的成本。

已作出許多嘗試以減少高嶺土微球的使用或在ZSM-5催化劑的就地生產(chǎn)中將ZSM-5晶種減至最少。