[其他]新型鎂堿沸石及其制法和應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87107910
• 申請(qǐng)日: 1987-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87107910A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瓊-路易斯·古思;安妮-凱瑟琳·福斯特;弗朗西斯·拉茨;瓊-馬克·蘭布林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 法國(guó)石油公司
• 主分類號(hào): B01J29/04
• 分類號(hào): B01J29/04
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 楊厚昌

本發(fā)明是關(guān)于新型鎂堿沸石組成，其制法及在吸附分離和作為烴類轉(zhuǎn)化用催化劑或者催化劑載體方面的應(yīng)用。

鎂堿沸石是一種分子式大約為（Na，Mg）_X/3（AlO₂）_X（SiO₂）_36-X8H₂O的一種天然沸石，特征是X值接近于6。結(jié)晶的沸石結(jié)構(gòu)是由四面體TO_4/2連接而構(gòu)成的骨架組成的，每個(gè)氧是兩個(gè)四面體共有的。T最經(jīng)常是硅或者鋁。但在一些沸石骨架的四面體TO₄中也可以引入其它三價(jià)元素，如硼、鎵或鐵代替鋁。在四價(jià)硅側(cè)存在這些三價(jià)元素給骨架以負(fù)電荷，這些電荷由補(bǔ)償?shù)年?yáng)離子中和。骨架留下的微孔體積由一些可交換的和各種化學(xué)品種不同的補(bǔ)償陽(yáng)離子如水、胺、醇、鹽和堿等占據(jù)。應(yīng)當(dāng)指出所有這些化學(xué)品種在形成沸石的過(guò)程中通過(guò)它們的嵌入所起的重要作用都是由于它們的微孔結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，它們的形式，體積和它們所產(chǎn)生的相互作用使沸石成為有不同體積和不同形式縫隙的密度較小的結(jié)構(gòu)。

用這些沸石作為選擇吸附或催化用的微孔固體，這需要在合成中加熱或焙燒至少部分地除去在合成時(shí)加入的化學(xué)品種。各種類型的沸石具有不同的微孔結(jié)構(gòu)，這和骨架的幾何形態(tài)以及存在的補(bǔ)償陽(yáng)離子數(shù)目和大小有關(guān)的。一種類型和另一種類型在通道和孔穴的大小和形式上的差異引起吸附性能的變化。只是具有某種體積和形式的分子才能進(jìn)入給定的沸石的孔內(nèi)。由于這些明顯的性能，沸石特別適于提純和分離氣體或液體混合物，例如選擇吸附分離烴類。

化學(xué)組成，也就是在四面體TO_4/2中存在的元素的性質(zhì)和補(bǔ)償?shù)年?yáng)離子的性質(zhì)在這些產(chǎn)物的吸附選擇性中和特別是催化活性中同樣是起作用的重要因素。這點(diǎn)由沸石和在其內(nèi)表面吸附的分子之間相互作用的性質(zhì)和強(qiáng)度加以說(shuō)明。沸石在烴類裂解和烴類改良以及制造許多分子中用作為催化劑或者催化劑的載體。

在分離或催化工藝中，工業(yè)上使用的各種類型的沸石中，鎂堿沸石已經(jīng)占有重要的位置。由于Si/Al比相對(duì)高，其結(jié)構(gòu)具有良好的熱穩(wěn)定性。由于同樣的原因，當(dāng)補(bǔ)償?shù)年?yáng)離子是質(zhì)子H⁺時(shí)，它具有強(qiáng)酸性，而且其穩(wěn)定性適宜。總之其微孔系統(tǒng)的幾何形狀和微孔的大小（在001方向?yàn)?.3×5.5，在010方向?yàn)?.4×4.8，兩個(gè)通道系統(tǒng)相聯(lián)），使之成為一種具有良好的吸附和催化選擇性的微孔固體。

已知有天然鎂堿沸石礦。但是由于產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，而且存在某些過(guò)程中不希望有的雜質(zhì)，天然鎂堿沸石的工業(yè)應(yīng)用受到限制。另一方面，某些應(yīng)用需要Si/Al比比天然鎂堿沸石（4～7之間）還高。當(dāng)然可以主要用各種化學(xué)處理方法來(lái)提高這個(gè)比例，但是這些方法都時(shí)間長(zhǎng)而且花費(fèi)大。另外，已經(jīng)表明經(jīng)過(guò)用以前技術(shù)已知的，在合成之后進(jìn)行處理將鎂堿沸石除鋁特別困難，甚至是不可能的（G.FERER，Thēse????Docteur-Ingēnieur????ENSPM，1986）。

這些問(wèn)題都是來(lái)自為了合成具有希望的質(zhì)量和性能的鎂堿沸石所進(jìn)行的一些重要的研究。現(xiàn)有許多專利和文章敘述這些合成方法。可以例舉J.Chem.Soc.1964年485頁(yè)R.M.BARRER和D.J.MARSHALL發(fā)表的文章和下列專利：法國(guó)專利2228721（1974）;美國(guó)專利3966883（1976）;西德公開(kāi)2548697（1976）;美國(guó)專利3933974（1976）;美國(guó)專利4016245（1977）;美國(guó)專利4017590（1977）;美國(guó)專利4088739（1978）;歐洲專利12473（1980）;美國(guó)專利4259306（1982）;歐洲專利55529（1982）;歐洲專利49386（1982）;日本專利5973423（1984）;日本專利60191017（1985）;日本專利60141617（1985）。

文獻(xiàn)中敘述的合成的鎂堿沸石均由一種含有二氧化硅和二氧化鋁源的堿性水混合物用熱液處理制得的。為了得到溶解二氧化硅和二氧化鋁源以及沸石結(jié)晶需要的堿性（PH值＞10），通常用一種或幾種無(wú)機(jī)堿如NaOH和（或者）堿性硅酸鹽和鋁酸鹽。在許多情況下，在這些堿中加入季銨或銨，其目的在于將凝膠結(jié)晶引向鎂堿沸石和利于提高沸石中的Si/Al比，這如美國(guó)專利4046859和4107195中所述。