CZ303642B6 - Process for preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves - Google Patents

Process for preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves Download PDF

Info

Publication number
CZ303642B6
CZ303642B6 CZ20080325A CZ2008325A CZ303642B6 CZ 303642 B6 CZ303642 B6 CZ 303642B6 CZ 20080325 A CZ20080325 A CZ 20080325A CZ 2008325 A CZ2008325 A CZ 2008325A CZ 303642 B6 CZ303642 B6 CZ 303642B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
pellets
mesoporous molecular
molecular sieves
silicate
aluminosilicate
Prior art date
Application number
CZ20080325A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2008325A3 (en
Inventor
Solcová@Olga
Topka@Pavel
Soukup@Pavel
Original Assignee
Ústav chemických procesu Akademie ved CR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav chemických procesu Akademie ved CR filed Critical Ústav chemických procesu Akademie ved CR
Priority to CZ20080325A priority Critical patent/CZ303642B6/en
Publication of CZ2008325A3 publication Critical patent/CZ2008325A3/en
Publication of CZ303642B6 publication Critical patent/CZ303642B6/en

Links

Abstract

The invented process for preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves by molding without the use of additives is characterized in that a mesoporous molecular sieve is pressed to pellets using pressing pressure in the range of 0.7 MPa to 50 MPa.

Description

Způsob přípravy pelet z křemičitanových a hlinitokřemiČitanových mesoporézních molekulových sítProcess for preparing pellets of silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká nového způsobu přípravy pelet z křemičitanových a hlinitokřemiČitanových mesoporézních molekulových sít bez použití aditiv, způsobu jejich regenerace a pelet připravených uvedenými způsoby.The present invention relates to a novel process for the preparation of pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves without the use of additives, to a process for their regeneration, and to pellets prepared by said processes.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Mesoporézní molekulová síta byla poprvé syntetizována v roce 1992 [J. S. Beck, J. C. Vartuli, W. J. Roth, Μ. E. Leonowicz, C. T. Kresge, K. D. Schmitt, C. T. W. Chu, D. H. Olson,Mesoporous molecular sieves were first synthesized in 1992 [J. S. Beck, J.C. Vartuli, W.J. Roth, Μ. E. Leonowicz, C. T. Kresge, K. D. Schmitt, C. T. W. Chu, D. H. Olson,

E. W. Sheppard, S. B. McCullen, J. B. Higgins, J. L. Schlenker, J, Am. Chem. Soc. 114 (1992) 10834]. Tyto materiály, charakterizované vysokým specifickým povrchem a úzkou distribucí velikosti pórů, lze připravit se zvolenou velikostí pórů v rozmezí 0,5 až 30 nm. Nacházejí uplatnění jako sorpční materiály, katalyzátory a nosiče katalyticky aktivních systémů.E. W. Sheppard, S. B. McCullen, J. B. Higgins, J. L. Schlenker, J, Am. Chem. Soc. 114 (1992) 10834]. These materials, characterized by a high specific surface area and narrow pore size distribution, can be prepared with a selected pore size in the range of 0.5 to 30 nm. They are used as sorption materials, catalysts and supports of catalytically active systems.

Nevýhodou je, že práškový materiál nemůže být přímo použit pro průmyslové aplikace, a proto se z mesoporézních molekulových sít připravují extrudáty nebo pelety. Pro přípravu extrudátů se používá směs mesoporézního molekulového síta s pojivém (například alumina nebo bentonit) a případně také plastifikátorem (například methylcelulóza). Přimíšení těchto aditiv způsobuje zhoršení textumích vlastností materiálu. Extrudáty mají ve srovnání s výchozím mesoporézním molekulovým sítem nižší specifický povrch a nižší objem pórů. V případě hlinitokřemiČitanových mesoporézních molekulových sít dochází také k poklesu povrchové kyselosti materiálu.A disadvantage is that the powdered material cannot be directly used for industrial applications and therefore extrudates or pellets are prepared from mesoporous molecular sieves. A mixture of mesoporous molecular sieves with a binder (for example alumina or bentonite) and optionally also a plasticizer (for example methylcellulose) is used to prepare the extrudates. The admixture of these additives causes a deterioration of the textural properties of the material. The extrudates have a lower specific surface area and a lower pore volume compared to the starting mesoporous molecular sieve. In the case of aluminosilicate mesoporous molecular sieves, the surface acidity of the material also decreases.

V literatuře byl nalezen pouze jeden případ přípravy pelet z mesoporézního molekulového síta bez užití aditiv [J. J. Chiu, D. J. Pine, S. T. Bishop, B. F. Chmelka, J. Catal. 221 (2004) 400]. Pro přípravu pelet byl použit vysoký tlak (120 MPa), jehož nevýhodou je, že způsobuje kolaps mesoporézní struktury materiálu. Textumí a strukturní vlastnosti připravených pelet nebyly v tomto sdělení zkoumány.Only one case of pellet preparation from mesoporous molecular sieves without the use of additives has been found in the literature [J. J. Chiu, D. J. Pine, S.T. Bishop, B.F. Chmelka, J. Catal. 221 (2004) 400]. High pressure (120 MPa) was used for pellet preparation, the disadvantage of which is that it causes the mesoporous structure of the material to collapse. The textiles and structural properties of the prepared pellets were not investigated in this paper.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob přípravy pelet z křemičitanových a hlinitokřemiČitanových mesoporézních molekulových sít bez použití aditiv, jehož podstata spočívá v tom, že mesoporézní molekulové síto se lisuje na pelety za použití lisovacích tlaků v rozmezí 0,7 MPa ažThese drawbacks are eliminated by the process of preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves without the use of additives, which is based on the fact that the mesoporous molecular sieve is pressed into pellets using pressing pressures in the range of 0.7 MPa to

4,7 MPa.4,7 MPa.

Po katalytické reakci lze pak izolované pelety výhodně regenerovat jejich zahříváním na vzduchu při teplotě 500 °C,After the catalytic reaction, the isolated pellets can then advantageously be regenerated by heating them in air at 500 ° C,

Z adsorpčních izoterem dusíku a z difraktogramů pelet připravených uvedeným způsobem z mesoporézního molekulového síta typu SBA-15 vyplývá, že mesoporézní struktura materiálu zůstává během přípravy pelet zachována. Pelety připravené za použití lisovacího tlaku 0.7 MPa vykazuji ve srovnání s materiálem užitým k jejich přípravě stejný objem mikropórů a stejný průměr mesopórů, specifický povrch mesopórů poklesl o 8 %.The nitrogen adsorption isotherms and the diffractograms of the pellets prepared from the mesoporous molecular sieve of the SBA-15 type indicate that the mesoporous structure of the material remains during pellet preparation. The pellets prepared at a compression pressure of 0.7 MPa show the same micropore volume and the same mesopore diameter as the material used for their preparation, the specific surface area of the mesopores decreased by 8%.

Pelety připravené uvedeným způsobem z hlinitokřemičitanového mesoporézního molekulového síta typu AI-SBA-15 o molárním poměru Si/Al = 122 za použití lisovacího tlaku 0.7 MPa byly použity jako heterogenní katalyzátor alkylace toluenu benzylalkoholem ve vsádkovém reaktoruThe pellets prepared from the aluminosilicate mesoporous molecular sieve type AI-SBA-15 having a Si / Al molar ratio of 122 using a pressure of 0.7 MPa were used as a heterogeneous catalyst for the alkylation of toluene with benzyl alcohol in a batch reactor.

- 1 CZ 303642 Β6 míchaném inertním plynem při teplotě 110 °C. Bylo ověřeno, že pelety jsou dostatečně mechanicky stabilní a udrží si strukturní integritu během reakce.Stirred with inert gas at 110 ° C. It has been verified that the pellets are sufficiently mechanically stable and retain their structural integrity during the reaction.

Při regeneraci použitých pelet se pelety po katalytické reakci izolují, usuší na vzduchu při pokojové teplotě a poté se zahřívají na vzduchu při teplotě 500 °C, například po dobu 60 min s teplotním nárůstem 10 °C/min. Regenerované pelety vykazují v alkylaci toluenu benzylalkoholem 68 % původní aktivity a srovnatelnou selektivitu.In recovering the pellets used, the pellets are isolated after the catalytic reaction, air dried at room temperature and then heated in air at 500 ° C, for example for 60 min with a temperature increase of 10 ° C / min. The regenerated pellets exhibit 68% of the original activity and comparable selectivity in the alkylation of toluene with benzyl alcohol.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Příprava pelet z křemičitanového mesoporézního molekulového síta typu SBA-15.Preparation of pellets from silicate mesoporous molecular sieve type SBA-15.

Suché mesoporézní molekulové síto typu SBA-15 s průměrem mesopórů 7.0 nm, objemem mikropórů 0.200 cm3/g a specifickým povrchem mesopórů 475 m2/g bylo bez přídavku pojivá nebo plastifikátoru při teplotě místnosti slisováno na ručním lisovacím zařízení na válcové pelety o průměru 0,5 mm a výšce 0,5 mm za použití lisovacího tlaku 0,7 MPa. Připravené pelety vykázaly průměr mesopórů 7,0 nm, objem mikropórů 0.203 cm3/g a specifický povrch mesopórů 439 m2/g.A dry mesoporous molecular sieve of type SBA-15 with a mesopore diameter of 7.0 nm, a micropore volume of 0.200 cm 3 / g and a specific mesopore surface of 475 m 2 / g was compressed at room temperature without addition of binder or plasticizer. 5 mm and a height of 0.5 mm using a compression pressure of 0.7 MPa. The prepared pellets had a mesopore diameter of 7.0 nm, a micropore volume of 0.203 cm 3 / g and a mesopore specific surface area of 439 m 2 / g.

Příklad 2Example 2

Příprava pelet z hlinitokřemičitanového mesoporézního molekulového síta typu Al-SBA-15 a jejich použití v katalytické reakci.Preparation of Al-SBA-15 type aluminosilicate mesoporous molecular sieve pellets and their use in catalytic reaction.

Suché mesoporézní molekulové síto typu SBA-15 s průměrem mesopórů 5,0 nm, objemem mikropórů 0,175 cmVg, specifickým povrchem mesopórů 568 m2/g a molámím poměrem Si/Al = 122, bylo bez přídavku pojivá nebo plastifikátoru při teplotě místnosti slisováno na ručním lisovacím zařízení na válcové pelety o průměru 0.5 mm a výšce 0.5 mm za použití lisovacího tlakuDry mesoporous molecular sieve of SBA-15 type with a mesopore diameter of 5.0 nm, a micropore volume of 0.175 cmVg, a specific mesopore surface of 568 m 2 / g and a Si / Al molar ratio of 122 was pressed without addition of binder or plasticizer at room temperature equipment for cylindrical pellets with a diameter of 0.5 mm and a height of 0.5 mm using a compression pressure

4,7 MPa.4,7 MPa.

Pelety připravené výše popsaným způsobem byly použity jako heterogenní katalyzátor FriedelCraftsovy alkylace toluenu benzylalkoholem. Pelety o celkové hmotnosti 0,0964 g byly aktivovány na vzduchu při teplotě 500 °C po dobu 30 min s teplotním nárůstem 10 °C/min. Po aktivaci byly pelety vloženy do skleněné tříhrdlé destilační baňky o objemu 100 ml opatřené kapilárou k míchání dusíkem. Dále bylo přidáno 5,7 ml toluenu (Lach-Ner), baňka byla uzavřena a ponořena do lázně termostatované na 1 10 °C. Do reakční směsi míchané dusíkem bylo přidáno 0,235 ml benzylalkoholu (Aldrich) a v určených Časových intervalech byly odebírány vzorky reakční směsi, které byly analyzovány pomocí plynové chromatografie. Vedle //-benzy (toluenu a p— benzyltoluenu jako hlavních produktů byl nalezen také dibenzylether a malé množství mbenzyltoluenu.The pellets prepared as described above were used as a heterogeneous catalyst of FriedelCrafts alkylation of toluene with benzyl alcohol. Pellets with a total weight of 0.0964 g were activated in air at 500 ° C for 30 min with a temperature increase of 10 ° C / min. After activation, the pellets were placed in a 100 ml three-necked distillation flask equipped with a capillary for nitrogen stirring. 5.7 ml of toluene (Lach-Ner) was added, the flask was sealed and immersed in a thermostated bath at 110 ° C. To the nitrogen stirred reaction mixture was added 0.235 mL of benzyl alcohol (Aldrich) and samples of the reaction mixture were sampled at specified time intervals and analyzed by gas chromatography. Besides dibenzyl (toluene and p-benzyltoluene as the main products, dibenzyl ether and a small amount of mbenzyltoluene were also found.

Konverze benzylalkoholu C a selektivita na o-benzyltoluen a ^-benzyltoluen S byly vypočteny podle následujících vztahů:The benzyl alcohol C conversion and selectivity to o-benzyltoluene and t -benzyltoluene S were calculated according to the following formulas:

( ’ = + A7.V + ri/>)/(ns + H/> + f1\f + H/g(’= + A7.V + ri />) / (ns + H /> + f1 \ f + H / g

S = nC(n}> 4 «V + «/)/ kde //s, nt., /i/, jsou látková množství benzylalkoholu (ns), o-benzyltoluenu a //-benzyltoluenu (W/4, /«-benzyltoluenu (//t/) a dibenzyletheru _S = nC (n } > 4 V V + / /) / where // s , n t ., (I), are the substance amounts of benzyl alcohol (n s ), o-benzyltoluene and // -benzyltoluene (W / 4, N - benzyltoluene (// t ) and dibenzyl ether -

Nalezená konverze benzylalkoholu po 60 min reakce byla C - 28 % se selektivitou na obenzyltoluen a p-benzyltoluen 5 = 46 %.The found conversion of benzyl alcohol after 60 min reaction was C - 28% with selectivity to obenzyltoluene and p-benzyltoluene 5 = 46%.

Příklad 3Example 3

Regenerace použitých pelet io Pelety AESBA-15 po reakci podle příkladu 2 byly po oddělení reakění směsi usušeny na vzduchu a poté reaktivovány při teplotě 500 °C po dobu 60 min s teplotním nárůstem 10 °C/min (změna barvy z bílé na hnědou). Po vychladnutí byly pelety použity v nové reakci alkylace toluenu benzylalkoholem. Nalezená konverze benzylalkoholu po 60 min reakce byla C = 19 % se selektivitou na o-benzyltoluen a p-benzyltoluen 5 = 41 % (definice symbolů viz příklad 2).Regeneration of used pellets The AESBA-15 pellets after the reaction of Example 2 were air dried after separation of the reaction and then reactivated at 500 ° C for 60 min with a temperature increase of 10 ° C / min (color change from white to brown). After cooling, the pellets were used in a new toluene alkylation reaction with benzyl alcohol. The found conversion of benzyl alcohol after 60 min reaction was C = 19% with selectivity to o-benzyltoluene and p-benzyltoluene 5 = 41% (for definition of symbols see example 2).

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Popsané způsoby přípravy pelet z křemiěitanových a hlinitokřemičitanových mesoporézních 20 molekulových sít nacházejí uplatnění při přípravě pelet využitelných jako sorpční materiály, katalyzátory a nosiče katalyticky aktivních systémů.The disclosed processes for the preparation of pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous 20 molecular sieves find application in the preparation of pellets useful as sorption materials, catalysts and carriers of catalytically active systems.

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob přípravy pelet z kremičitanových a hlinitokřemičitanových mesoporézních molekulo lových sít lisováním bez použití aditiv, vyznačený tím, že mesoporézní molekulové síto se lisuje na pelety za použití lisovacích tlaků v rozmezí 0,7 MPa až 4,7 MPa.A process for the preparation of pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves by compression without the use of additives, characterized in that the mesoporous molecular sieve is compressed into pellets using pressures ranging from 0.7 MPa to 4.7 MPa.
CZ20080325A 2008-05-27 2008-05-27 Process for preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves CZ303642B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20080325A CZ303642B6 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Process for preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20080325A CZ303642B6 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Process for preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2008325A3 CZ2008325A3 (en) 2009-12-09
CZ303642B6 true CZ303642B6 (en) 2013-01-23

Family

ID=41397244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20080325A CZ303642B6 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Process for preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ303642B6 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030045539A (en) * 2001-12-04 2003-06-11 피나 테크놀러지, 인코포레이티드 Silica-supported alkylation catalst
GB2401876A (en) * 2003-04-24 2004-11-24 Bp Oil Int Removal of odiferous compounds from hydrocarbons using molecular sieves
CN1884074A (en) * 2006-06-20 2006-12-27 浙江大学 Method for synthesizing ultra-stable ordered mesoporous Si-Al molecular sieve
CN101024500A (en) * 2006-02-23 2007-08-29 中国科学院过程工程研究所 Method for preparing spherical mesoporous molecular sieve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030045539A (en) * 2001-12-04 2003-06-11 피나 테크놀러지, 인코포레이티드 Silica-supported alkylation catalst
GB2401876A (en) * 2003-04-24 2004-11-24 Bp Oil Int Removal of odiferous compounds from hydrocarbons using molecular sieves
CN101024500A (en) * 2006-02-23 2007-08-29 中国科学院过程工程研究所 Method for preparing spherical mesoporous molecular sieve
CN1884074A (en) * 2006-06-20 2006-12-27 浙江大学 Method for synthesizing ultra-stable ordered mesoporous Si-Al molecular sieve

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2008325A3 (en) 2009-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Perego et al. Mesoporous silica-aluminas as catalysts for the alkylation of aromatic hydrocarbons with olefins
KR100509002B1 (en) Shaped body and method for the production thereof
US7754921B2 (en) Shaped body comprising an aluminosilicate and aluminium oxide and process for the continuous preparation of methylamines
RU2518086C2 (en) Method of carbonylation with application of mordenite catalyst, applied on inorganic oxides
KR101661781B1 (en) Carbonylation process using bound silver and/or copper mordenite catalysts
RU2469792C2 (en) Method of preparing silicoaluminophosphate (sapo) molecular sieves, catalysts, containing thereof, and methods of catalytic dehydration with application of said catalysts
Nowak et al. Epoxidation of cyclohexene on Nb-containing meso-and macroporous materials
Chu et al. Immobilization of the heteropoly acid (HPA) H 4 SiW 12 O 40 (SiW 12) on mesoporous molecular sieves (HMS and MCM-41) and their catalytic behavior
Choudary et al. Hydrogenation of acetylenics by Pd-exchanged mesoporous materials
CN102040459A (en) Toluene methanol methylation reaction method
Topka et al. Preparation of Al–SBA-15 pellets with low amount of additives: effect of binder content on texture and mechanical properties. Application to Friedel–Crafts alkylation
Nandan et al. Facile synthesis of a sulfonated carbon− silica-meso composite and mesoporous silica
JP2016513060A (en) Dehydration-hydrolysis process and catalyst therefor
CN104971768B (en) A kind of SAPO-34/ natural clay composite material and preparation method and application
Sasidharan et al. Selective conversion of nitroalcohols to nitroolefins over sulfonic acid functionalized mesoporous SBA-15 material
JP2017510556A (en) Dehydration-hydrolysis method and catalyst therefor
Gómez-Sanz et al. Acid clay minerals as eco-friendly and cheap catalysts for the synthesis of β-amino ketones by Mannich reaction
Perego et al. Amorphous aluminosilicate catalysts for hydroxyalkylation of aniline and phenol
JPH0639287A (en) Production of catalyst for hydration of olefin into alcohol
CZ303642B6 (en) Process for preparing pellets from silicate and aluminosilicate mesoporous molecular sieves
CN105642351B (en) Heteropoly acid ammonium salt catalyst and preparation method thereof
Boudjema et al. Oxidation of Cyclohexene with H₂O₂ Catalyzed by Vanadium Based Polyoxometalates Doped Modified Clays as Green Catalysts
Butruille et al. Propene alkylation of biphenyl catalyzed by alumina pillared clays and related acidic oxides
Ghedini et al. Gas and liquid phase reactions on MCM-41/SZ catalysts
García Ruiz et al. Synthesis and characterization of a mesoporous cerium oxide catalyst for the conversion of glycerol

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20140527