FR2787779A1 - Synthesis of EUO zeolites, useful e.g. as catalysts in isomerization reactions of eight carbon aromatic hydrocarbons, uses precursors of structuring agents - Google Patents
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Abstract
Description
I La présente invention concerne un procédé de préparation d'un catalyseurI The present invention relates to a process for the preparation of a catalyst
à base de zéolithe de structure EUO, ladite zéolithe étant obtenue selon un nouveau mode de synthèse, ainsi que le procédé de préparation dudit catalyseur. L'invention concerne également un procédé d'isomérisation des composés aromatiques à 8 atomes de carbone encore appelés << coupes C8 aromatiques, en présence de ce catalyseur à base de zéolithe de type based on a zeolite with structure EUO, said zeolite being obtained according to a new mode of synthesis, as well as the process for the preparation of said catalyst. The invention also relates to a process for the isomerization of aromatic compounds with 8 carbon atoms also called “C8 aromatic cuts, in the presence of this zeolite-based catalyst of the type
structural EUO.structural EUO.
L'isomérisation en xylènes de l'éthylbenzène nécessite la présence d'un métal du groupe VIII. Les formulations optimisées à base de mordénite et d'un métal du groupe VIII conduisent à des catalyseurs avec lesquels les réactions parasites restent non négligeables. Par exemple, on peut citer l'ouverture de cycles naphténiques suivie ou non de craquage ou encore les réactions de dismutation et de transalkylation des aromatiques en C8 qui conduisent à la formation d'aromatiques non recherchés. Il est donc particulièrement intéressant The isomerization into xylenes of ethylbenzene requires the presence of a group VIII metal. Optimized formulations based on mordenite and a group VIII metal lead to catalysts with which the parasitic reactions remain non-negligible. For example, mention may be made of the opening of naphthenic rings whether or not followed by cracking or else the dismutation and transalkylation reactions of C8 aromatics which lead to the formation of aromatics which are not desired. It is therefore particularly interesting
de trouver de nouveaux catalyseurs plus sélectifs. to find new, more selective catalysts.
La zéolithe EU-1 de type structural EUO, déjà décrite dans l'art antérieur, présente un réseau microporeux monodimensionnel, dont le diamètre des pores est de 4,1 x 5,7 À (1 À = 1 Angstrôm = 1.10-' m) (c, Atlas of Zeolites Structure The EU-1 zeolite of structural type EUO, already described in the prior art, has a one-dimensional microporous network, the pore diameter of which is 4.1 × 5.7 Å (1 λ = 1 Angstrom = 1.10- 'm ) (c, Atlas of Zeolites Structure
types,, W.M. Meier et D.H. Oison, 4me Edition, 1996). D'autre part, N.A. types ,, W.M. Meier and D.H. Oison, 4th Edition, 1996). On the other hand, N.A.
Briscoe et al ont enseigné dans un article de la revue Zeolites (1988, 8, 74) que ces canaux monodimensionnels possèdent des poches latérales de profondeur 8,1 À et de diamètre 6,8 x 5,8 A. Le mode de synthèse de la zéolithe EU-1 et ses caractéristiques physico-chimiques ont été décrits dans le brevet EP 42 226. Le mode de synthèse comprend le mélange d'un oxyde de silicium et/ou de germanium et d'un oxyde d'au moins un élément choisi parmi l'aluminium, le fer, le gallium, le bore, le titane, le vanadium, le zirconium, le molybdène, I'arsenic, I'antimoine, le chrome et le manganèse en présence d'un structurant comprenant au moins un dérivé alkylé de polyméthylène c-co diammonium de formule R1R2R3 N+ (CH2)n N+ R4R5R6. Les précurseurs du dérivé alkylé sont la diamine apparentée conjointement avec des alcools ou des Briscoe et al taught in an article in the journal Zeolites (1988, 8, 74) that these one-dimensional channels have side pockets of depth 8.1 A and diameter 6.8 x 5.8 A. The mode of synthesis of the EU-1 zeolite and its physicochemical characteristics have been described in patent EP 42 226. The method of synthesis comprises the mixture of a silicon oxide and / or germanium and an oxide of at least one element chosen from aluminum, iron, gallium, boron, titanium, vanadium, zirconium, molybdenum, arsenic, antimony, chromium and manganese in the presence of a structuring agent comprising at least one alkylated derivative of polymethylene c-co diammonium of formula R1R2R3 N + (CH2) n N + R4R5R6. The precursors of the alkylated derivative are the related diamine together with alcohols or
halogénures d'alkyle.alkyl halides.
La demande de brevet EP 51 318 traite de la zéolithe TPZ-3, qui présente d'après l' Atlas of Zeolites Structure types,, W.M. Meier et D.H. Olson, 4ème Edition, 1996, le même type structural EUO que la zéolithe EU-1. La préparation de la zéolithe comprend le mélange d'un composé de métal alcalin soluble, un composé de 1,6-N,N,N,N',N,Nhexaméthylhexaméthylènediammonium, un composé capable de donner de la silice et un composé capable de donner de Patent application EP 51 318 deals with the TPZ-3 zeolite, which, according to the Atlas of Zeolites Structure types, WM Meier and DH Olson, 4th Edition, 1996, has the same structural type EUO as the EU zeolite. 1. The preparation of the zeolite comprises mixing a soluble alkali metal compound, a 1,6-N, N, N, N ', N, Nhexamethylhexamethylenediammonium compound, a compound capable of giving silica and a compound capable of to give
l'alumine, à une température supérieure à 80 C. alumina, at a temperature above 80 C.
Il a été découvert par la demanderesse qu'un catalyseur préparé selon le procédé de la présente invention, mis sous forme d'extrudés ou de billes, utilisé dans les réactions d'isomérisations de coupes C8 aromatiques, comprenant au moins un métal du groupe VIII de la classification périodique des éléments, au moins une zéolithe de type structural EUO, caractérisé en ce que l'on utilise lors de la synthèse de la zéolithe au moins un précurseur du structurant comprenant un dérivé alkylé de polyméthylène a-co diammonium choisi parmi les monoamines, conduisait à des performances au moins aussi bonnes, en termes d'activité, de sélectivité, et également en terme de stabilité temporelle, par rapport aux catalyseurs de l'art antérieur comprenant une zéolithe de type structural EUO synthétisée à l'aide des méthodes décrites dans l'art antérieur et avec un gain de coût notable dans la préparation du catalyseur. Ce gain de coût résulte de l'utilisation des précurseurs moins onéreux et de la réduction du temps de cristallisation de la zéolithe EUO grâce à l'utilisation de ces précurseurs. De plus, ce procédé permet d'accroître la sécurité par l'utilisation de précurseurs moins dangereux que le structurant lui-même ou que les It has been discovered by the applicant that a catalyst prepared according to the process of the present invention, in the form of extrudates or beads, used in the isomerization reactions of aromatic C8 cuts, comprising at least one metal from group VIII of the periodic table of the elements, at least one zeolite of structural type EUO, characterized in that one uses during the synthesis of the zeolite at least one precursor of the structuring comprising an alkylated derivative of polymethylene a-co diammonium chosen from monoamines, led to performance at least as good, in terms of activity, selectivity, and also in terms of temporal stability, compared to the catalysts of the prior art comprising a zeolite of structural type EUO synthesized using methods described in the prior art and with a significant cost saving in the preparation of the catalyst. This cost saving results from the use of the less expensive precursors and from the reduction in the crystallization time of the EUO zeolite through the use of these precursors. In addition, this process makes it possible to increase safety by the use of precursors which are less dangerous than the structuring itself or that the
précurseurs de l'art antérieur.precursors of the prior art.
Le catalyseur préparé selon le procédé de la présente invention contient au moins un élément du groupe VIII de la classification périodique des éléments, au moins une zéolithe de type structural EUO, par exemple une zéolithe EU-1, et au moins un liant. La zéolithe de type structural EUO est caractérisée en ce que sa synthèse est réalisée en présence d'au moins un précurseur du dérivé alkylé de polyméthylène cc-o diammonium choisi parmi les monoamines. Cette zéolithe est présente au moins en partie sous forme acide. La zéolithe, de type structural EUO, contient au moins un élément X choisi parmi le germanium et le silicium et au moins un élément T choisi dans le groupe formé par l'aluminium, le fer, le gallium, le bore, le titane, le vanadium, le zirconium, le molybdène, l'arsenic, I'antimoine, le chrome et le manganèse, de préférence l'aluminium et le bore, le rapport atomique global X/T étant supérieur ou égal à 5. Le catalyseur contient en outre au moins un métal du groupe VIII de la classification périodique des éléments, Handbook of Physics and Chemistry, 76irme édition, de préférence choisi dans le groupe formé par le palladium et le platine et de manière encore plus préférée le platine. Le catalyseur contient, éventuellement, au moins un métal appartenant au groupe formé par les éléments des groupes lB, IIB, IIIA, IVA, VIB et VIIB de la classification périodique des éléments. En outre, ce catalyseur est sous forme de billes ou d'extrudés. La zéolithe de type structural EUO est donc obtenue selon un nouveau mode de synthèse comprenant le mélange en milieu aqueux d'au moins une source d'au moins un élément X choisi parmi le silicium et le germanium, d'au moins une source d'au moins un élément T choisi parmi l'aluminium, le fer, le gallium, le bore, le titane, le vanadium, le zirconium, le molybdène, l'arsenic, I'antimoine, le chrome et le manganèse et d'au moins un précurseur du structurant azoté The catalyst prepared according to the process of the present invention contains at least one element from group VIII of the periodic table of elements, at least one zeolite of structural type EUO, for example a zeolite EU-1, and at least one binder. The EUO structural type zeolite is characterized in that its synthesis is carried out in the presence of at least one precursor of the alkylated derivative of polymethylene cc-o diammonium chosen from monoamines. This zeolite is present at least partly in acid form. The zeolite, of structural type EUO, contains at least one element X chosen from germanium and silicon and at least one element T chosen from the group formed by aluminum, iron, gallium, boron, titanium, vanadium, zirconium, molybdenum, arsenic, antimony, chromium and manganese, preferably aluminum and boron, the overall atomic ratio X / T being greater than or equal to 5. The catalyst also contains at least one metal from group VIII of the periodic table of the elements, Handbook of Physics and Chemistry, 76 firm edition, preferably chosen from the group formed by palladium and platinum and even more preferably platinum. The catalyst optionally contains at least one metal belonging to the group formed by the elements of groups IB, IIB, IIIA, IVA, VIB and VIIB of the periodic table. In addition, this catalyst is in the form of beads or extrudates. The EUO structural type zeolite is therefore obtained according to a new synthesis mode comprising the mixing in aqueous medium of at least one source of at least one element X chosen from silicon and germanium, of at least one source of at least one element T chosen from aluminum, iron, gallium, boron, titanium, vanadium, zirconium, molybdenum, arsenic, antimony, chromium and manganese and at least a precursor of the nitrogen structuring
comprenant un dérivé alkylé de polymethylène ce- diammonium. comprising an alkylated derivative of polymethylene ce- diammonium.
L'invention est caractérisée en ce qu'au moins un précusrseur du dérivé alkylé The invention is characterized in that at least one precursor of the alkylated derivative
de polyméthylène c--to diammonium est choisi parmi les monoamines. of polymethylene c - to diammonium is chosen from monoamines.
En plus des précurseurs choisis parmi les monoamines selon l'invention, le(s) autre(s) groupement(s) du structurant est (sont) généralement introduits à l'aide de tout précurseur approprié afin d'obtenir un ammonium quaternaire. Ce(s) précurseur(s) est (sont) du type F-R-F', o F et F' sont des groupements partants identiques ou différents tels que par exemple une fonction alcool ou un halogénure. A titre d'exemple on utilise en outre au moins un précurseur choisi In addition to the precursors chosen from the monoamines according to the invention, the other group (s) of the structuring agent (s) is (are) generally introduced using any suitable precursor in order to obtain a quaternary ammonium. This (s) precursor (s) is (are) of the F-R-F 'type, where F and F' are identical or different leaving groups such as for example an alcohol function or a halide. By way of example, at least one chosen precursor is also used.
parmi les alcanediols et les dihalogénures d'alcane. among alkanediols and alkane dihalides.
Les précurseurs selon l'invention et les autres précurseurs peuvent être préchauffés ensemble dans le récipient de réaction ou mélangés tels quels avec les autres réactifs. Les précurseurs peuvent être introduits à n'importe quel The precursors according to the invention and the other precursors can be preheated together in the reaction vessel or mixed as such with the other reagents. Precursors can be introduced to any
moment de la préparation du matériau zéolithique. time of preparation of the zeolitic material.
De préférence, on introduit les précurseurs en solution avant l'addition des autres réactifs nécessaires pour la synthèse du matériau zéolithique de type Preferably, the precursors are introduced in solution before the addition of the other reagents necessary for the synthesis of the zeolitic material of the type
structural EUO, par exemple la zéolithe EU-1. structural EUO, for example the EU-1 zeolite.
Dans une mise en oeuvre particulière, il peut être avantageux d'ajouter au milieu réactionnel des germes S d'au moins une zéolithe. On peut ajouter des germes ayant la structure de la zéolithe EUO ou ayant la structure d'autres zéolithes accessibles et peu onéreuses comme par exemple les zéolithes de type structural LTA, FAU, MOR, MFI. Ces germes peuvent accélérer la cristallisation de la zéolithe de type structural EUO, par exemple la zéolithe EU-1, à partir du mélange réactionnel. Les germes peuvent être introduits à tout moment de la synthèse de la zéolithe. De préférence, dans le cas éventuel o la zéolithe est synthétisée à l'aide de germes, lesdits germes sont ajoutés après In a particular implementation, it may be advantageous to add to the reaction medium seeds S of at least one zeolite. It is possible to add seeds having the structure of the EUO zeolite or having the structure of other accessible and inexpensive zeolites such as for example zeolites of structural type LTA, FAU, MOR, MFI. These seeds can accelerate the crystallization of the EUO structural type zeolite, for example the EU-1 zeolite, from the reaction mixture. The germs can be introduced at any time during the synthesis of the zeolite. Preferably, in the eventual case where the zeolite is synthesized using seeds, said seeds are added after
homogénéisation au moins en partie du mélange contenant les autres réactifs. homogenization at least in part of the mixture containing the other reagents.
Dans une autre mise en oeuvre particulière, indépendante ou non de la mise en oeuvre précédente, il peut être avantageux d'ajouter au milieu réactionnel au moins un sel P. On peut citer par exemple des radicaux acides forts tels que du bromure, du chlorure, de l'iodure, du sulfate, du phosphate ou du nitrate, ou des radicaux acides faibles tels que les radicaux acides organiques, par exemple du citrate ou de l'acétate. Ce sel peut accélérer la cristallisation des zéolithes de type structural EUO, par exemple la zéolithe EU-1 à partir du mélange réactionnel. Dans la synthèse particulière des zéolithes EU-1 et TPZ- 3, de type structural EUO, le mélange aqueux réactionnel a généralement la composition molaire suivante, exprimée sous forme d'oxydes: XO2/T203 (mol/mol) au moins 10 OH'/XO2 (mol/mol) 0,002 à 2,0 Q/XO2 (mol/mol) 0,002 à 2,0 Q/(M* + Q) (mol/mol) 0,1 à 1,0 H20/XO2 (mol/mol) 1 à 500 P/XO2 (mol/mol) 0 à 5 S/XO2 (g/g) 0 à 0,1 de manière préférée, le mélange réactionnel a la composition suivante, exprimée sous forme d'oxydes XO2/T203 (mol/mol) au moins 12 OH-/XO2 (mol/mol) 0,005 à 1,5 Q/X02 (mol/mol) 0,005 à 1,5 Q/(M+ + Q) (mol/mol) 0,1 à 1,0 H20/XO2 (mol/mol) 3 à 250 P/XO2 (mol/mol) O à 1 S/XO2 (g/g) 0,0005 à 0,07 et, de manière encore plus préférée, le mélange réactionnel a la composition suivante, exprimée sous forme d'oxydes: X02/T203 (mol/mol) au moins 15 OH'/XO2 (mol/mol) 0,01 à 1 Q/X02 (mol/mol) 0,01 à 1 Q/(M+ + Q) (mol/mol) 0,1 à 1,0 H20/XO2 (mol/mol) 5 à 100 P/XO2 (mol/mol) O à 0,25 S/XO2 (g/g) 0,001 à 0,04 o X est le silicium et/ou le germanium, T est au moins un élément choisi parmi l'aluminium, le fer, le gallium et le bore, le titane, le vanadium, le zirconium, le molybdène, I'arsenic, I'antimoine, le chrome et le manganèse, M+ représente un métal alcalin ou l'ion ammonium, Q représente le dérivé alkylé précité de polyméthylène (a-) diammonium, introduit à l'aide des précurseurs appropriés correspondants contenant une monoamine, S représente les germes de zéolithe exprimé sous la forme séchée, calcinée ou échangée, In another particular implementation, independent or not of the previous implementation, it may be advantageous to add to the reaction medium at least one salt P. Mention may be made, for example, of strong acid radicals such as bromide, chloride , iodide, sulfate, phosphate or nitrate, or weak acid radicals such as organic acid radicals, for example citrate or acetate. This salt can accelerate the crystallization of zeolites of the EUO structural type, for example the EU-1 zeolite from the reaction mixture. In the particular synthesis of EU-1 and TPZ-3 zeolites, of structural type EUO, the aqueous reaction mixture generally has the following molar composition, expressed in the form of oxides: XO2 / T203 (mol / mol) at least 10 OH ' / XO2 (mol / mol) 0.002 to 2.0 Q / XO2 (mol / mol) 0.002 to 2.0 Q / (M * + Q) (mol / mol) 0.1 to 1.0 H2O / XO2 (mol / mol) 1 to 500 P / XO2 (mol / mol) 0 to 5 S / XO2 (g / g) 0 to 0.1 preferably, the reaction mixture has the following composition, expressed in the form of oxides XO2 / T203 (mol / mol) at least 12 OH- / XO2 (mol / mol) 0.005 to 1.5 Q / X02 (mol / mol) 0.005 to 1.5 Q / (M + + Q) (mol / mol) 0, 1 to 1.0 H2O / XO2 (mol / mol) 3 to 250 P / XO2 (mol / mol) O to 1 S / XO2 (g / g) 0.0005 to 0.07 and, even more preferably, the reaction mixture has the following composition, expressed in the form of oxides: X02 / T203 (mol / mol) at least 15 OH '/ XO2 (mol / mol) 0.01 to 1 Q / X02 (mol / mol) 0, 01 to 1 Q / (M + + Q) (mol / mol) 0.1 to 1.0 H2O / XO2 (mol / mol) 5 to 100 P / XO2 (mol / mol) O to 0.25 S / XO2 (g / g) 0.001 to 0.04 o X is silicon and / or germanium, T is at least one element chosen from aluminum, iron, gallium and boron, titanium, vanadium, zirconium , molybdenum, arsenic, antimony, chromium and manganese, M + represents an alkali metal or the ammonium ion, Q represents the aforementioned alkylated derivative of polymethylene (a-) diammonium, introduced using precursors appropriate corresponding containing a monoamine, S represents the zeolite seeds expressed in the dried, calcined or exchanged form,
P représente le sel, de métal alcalin ou d'ammonium. P represents the salt, of alkali metal or of ammonium.
M+ et/ou Q peuvent être présents sous forme d'hydroxydes ou de sels d'acides M + and / or Q may be present in the form of hydroxides or acid salts
inorganiques ou organiques à la condition que le critère OH / XO2 soit satisfait. inorganic or organic provided that the OH / XO2 criterion is met.
L'invention est caractérisée en ce que le structurant organique comprenant un dérivé alkylé de polyméthylène o-wo diammonium est introduit à l'aide d'au moins un précurseur choisi parmi les monoamines. On entend par monoamine tout composé organique ayant une fonction amine. Ladite fonction amine peut être primaire, secondaire ou tertiaire. De manière préférée les précurseurs sont choisis parmi les alkylamines ayant de 1 à 18 atomes de carbone par molécule et de préférence ayant de 1 à 8 atomes de carbone par molécule. Les alkyamines peuvent être primaires, secondaires et tertiaires. Plus The invention is characterized in that the organic structuring agent comprising an alkylated derivative of polymethylene o-wo diammonium is introduced using at least one precursor chosen from monoamines. By monoamine is meant any organic compound having an amine function. Said amine function can be primary, secondary or tertiary. Preferably, the precursors are chosen from alkylamines having from 1 to 18 carbon atoms per molecule and preferably having from 1 to 8 carbon atoms per molecule. The alkyamines can be primary, secondary and tertiary. More
particulièrement les précurseurs sont choisis parmi les trialkylamines. particularly the precursors are chosen from trialkylamines.
Les précurseurs préférés de départ sont, entre autres, ceux qui conduisent aux dérivés alkylés de polyméthylène c-o diammonium préférés, c'est à dire les dérivés alkylés d'hexaméthylène ca-oe diammonium et spécialement les hexaméthylène a-o diammonium méthylées et encore plus préférentiellement les sels de 1,6-N,N,N,N',N',N'- hexaméthylhexaméthylènediammonium ayant la formule (CH3)3 N+ (CH2)6 N+ (CH3)3, par exemple l'halogénure, I'hydroxyde, le sulfate, le silicate, I'aluminate. Par exemple, de manière préférée, le précurseur selon l'invention est la trimétylamine et le précurseur des autres groupements The preferred starting precursors are, inter alia, those which lead to the preferred alkylated polymethylene co-diammonium derivatives, that is to say the alkylated derivatives of hexamethylene ca-oe diammonium and especially the hexamethylene ao diammonium methylated and even more preferably the salts of 1,6-N, N, N, N ', N', N'-hexamethylhexamethylenediammonium having the formula (CH3) 3 N + (CH2) 6 N + (CH3) 3, for example the halide, the hydroxide, the sulfate, silicate, aluminate. For example, preferably, the precursor according to the invention is trimetylamine and the precursor of the other groups
est le dibromohexane.is dibromohexane.
Le métal alcalin (M) préféré est le sodium. L'élément T préféré est l'aluminium. The preferred alkali metal (M) is sodium. The preferred T element is aluminum.
L'élément X préféré est le silicium. The preferred element X is silicon.
La source de silicium peut être l'une quelconque de celles dont l'utilisation est normalement envisagée pour la synthèse des zéolithes, par exemple la silice The source of silicon can be any one of which the use is normally envisaged for the synthesis of zeolites, for example silica
solide en poudre, I'acide silicique, la silice colloïdale ou la silice en solution. solid powder, silicic acid, colloidal silica or silica in solution.
Parmi les silices en poudre utilisables, il convient de citer les silices précipitées, spécialement celles obtenues par précipitation à partir d'une solution d'un silicate de métal alcalin, comme les, Zeosil, ou " Tixosil,, produites par Rhône-Poulenc, les silices pyrogénées telles que les " Aerosil " produites par Degussa et les, Cabosil >, produites par Cabot et les gels de silice. Des silices colloïdales de diverses granulométries peuvent être utilisées, comme celles vendues sous les marques déposées << LUDOX ", de Dupont, et < SYTON, de Monsantos. Les silices dissoutes utilisables sont notamment les verres solubles ou silicates commercialisés contenant 0,5 à 6,0 et spécialement 2,0 à 4,0 moles de SiO2 par mole d'oxyde de métal alcalin et les silicates obtenues par dissolution de silice dans un hydroxyde de métal alcalin, un hydroxyde Among the powdered silicas that may be used, mention should be made of precipitated silicas, especially those obtained by precipitation from a solution of an alkali metal silicate, such as, Zeosil, or "Tixosil" produced by Rhône-Poulenc, fumed silicas such as "Aerosil" produced by Degussa and, Cabosil>, produced by Cabot and silica gels. Colloidal silicas of various particle sizes can be used, such as those sold under the registered trademarks "LUDOX", Dupont, and <SYTON, de Monsantos. The dissolved silicas which can be used are in particular the soluble glasses or silicates sold commercially containing 0.5 to 6.0 and especially 2.0 to 4.0 moles of SiO2 per mole of alkali metal oxide and the silicates obtained by dissolving silica in a alkali metal hydroxide, a hydroxide
d'ammonium quaternaire ou un mélange de ceux-ci. quaternary ammonium or a mixture thereof.
La source d'aluminium est le plus avantageusement l'aluminate de sodium, mais l'aluminium, un sel d'aluminium, par exemple le chlorure, le nitrate ou le sulfate, un alcoolate d'aluminium ou l'alumine elle-même qui devrait de préférence se trouver sous une forme hydratée ou hydratable comme l'alumine colloïdale, la pseudoboehmite, la boehmite, l'alumine gamma, ou les trihydrates peuvent The source of aluminum is most preferably sodium aluminate, but aluminum, an aluminum salt, for example chloride, nitrate or sulfate, an aluminum alcoholate or the alumina itself which preferably should be in a hydrated or hydratable form such as colloidal alumina, pseudoboehmite, boehmite, gamma alumina, or trihydrates can
également convenir.also agree.
On peut utiliser des mélanges des sources citées ci-dessus. Des sources combinées de silicium et d'aluminium peuvent aussi être mises en oeuvre telles Mixtures of the sources cited above can be used. Combined sources of silicon and aluminum can also be used such
que les silice-alumines amorphes ou certaines argiles. than amorphous silica-aluminas or certain clays.
Le mélange de réaction est habituellement mis à réagir sous la pression autogène, éventuellement avec apport d'un gaz, par exemple d'azote, à une température comprise entre 85 et 250 C jusqu'à ce qu'il se forme des cristaux de la zéolithe, ce qui peut durer de 1 minute à plusieurs mois suivant la composition des réactifs, le mode de chauffage et de mélange, la température de travail et l'agitation. L'agitation est facultative, mais préférable, parce qu'elle The reaction mixture is usually reacted under autogenous pressure, optionally with the addition of a gas, for example nitrogen, at a temperature between 85 and 250 C until crystals of the zeolite, which can last from 1 minute to several months depending on the composition of the reagents, the heating and mixing mode, the working temperature and the stirring. Agitation is optional, but preferable because it
abrège la durée de réaction.shortens the reaction time.
Au terme de la réaction, la phase solide est collectée sur un filtre et lavée et est alors prête pour les opérations suivantes comme le séchage, la calcination et At the end of the reaction, the solid phase is collected on a filter and washed and is then ready for the following operations such as drying, calcination and
l'échange d'ions.ion exchange.
Ainsi, afin d'obtenir la forme hydrogène de la zéolithe de structure EUO, on peut effectuer un échange d'ions avec un acide, spécialement un acide minéral fort comme l'acide chlorhydrique, sulfurique ou nitrique, ou un compose d'ammonium comme un sel d'ammonium tel que le chlorure, le sulfate ou le nitrate d'ammonium. L'échange d'ions peut être effectué par dilution en une ou plusieurs fois avec la solution d'échange d'ions. La zéolithe peut être calcinée avant ou après l'échange d'ions ou entre deux étapes d'échange d'ions, de préférence avant l'échange d'ions afin d'éliminer toute substance organique Thus, in order to obtain the hydrogen form of the zeolite with structure EUO, an ion exchange can be carried out with an acid, especially a strong mineral acid such as hydrochloric, sulfuric or nitric acid, or an ammonium compound such as an ammonium salt such as chloride, sulfate or ammonium nitrate. The ion exchange can be carried out by dilution in one or more stages with the ion exchange solution. The zeolite can be calcined before or after ion exchange or between two ion exchange stages, preferably before ion exchange in order to remove any organic substance
absorbée, dans la mesure o l'échange d'ions s'en trouve facilité. absorbed, to the extent that ion exchange is facilitated.
Le catalyseur préparé selon le procédé de la présente invention, mis sous forme de billes ou d'extrudés, contient donc: * au moins une zéolithe de structure EUO, par exemple la zéolithe EU-1, caractérisée en ce que l'on utilise lors de sa synthèse au moins un précurseur du dérivé alkylé de polyméthylène c-wo diammonium choisi parmi les monoamines selon la méthode décrite précédemment, * au moins un métal du groupe VIII de la classification périodique des éléments, choisi de préférence dans le groupe constitué par le palladium et le platine et de manière encore plus préférée le platine, * au moins un liant, de préférence l'alumine, * éventuellement au moins un métal appartenant au groupe formé par les éléments des groupes lB, IIB, IIIA, IVA, VIB et VIIB de la classification périodique des éléments, de préférence l'étain ou l'indium, * éventuellement du soufre, ledit catalyseur étant caractérisé en ce qu'il est préparé selon un nouveau mode de synthèse de la zéolithe de type structural EUO comprise dans le catalyseur qui permet de réduire son coût de fabrication en diminuant son temps de synthèse avec un rendement maximal en produit pur et en utilisant des The catalyst prepared according to the process of the present invention, put in the form of beads or extrudates, therefore contains: * at least one zeolite with structure EUO, for example zeolite EU-1, characterized in that one uses during from its synthesis at least one precursor of the alkylated derivative of polymethylene c-wo diammonium chosen from monoamines according to the method described above, * at least one metal from group VIII of the periodic table of elements, preferably chosen from the group consisting of palladium and platinum and even more preferably platinum, * at least one binder, preferably alumina, * optionally at least one metal belonging to the group formed by the elements of groups IB, IIB, IIIA, IVA, VIB and VIIB of the periodic classification of the elements, preferably tin or indium, * possibly sulfur, said catalyst being characterized in that it is prepared according to a new m ode for the synthesis of the EUO structural type zeolite included in the catalyst which makes it possible to reduce its manufacturing cost by reducing its synthesis time with a maximum yield of pure product and by using
précurseurs du structurant organique moins onéreux que le structurant lui- precursors of the organic structurer less expensive than the structuring itself
même. De plus, I'utilisation de précurseurs moins dangereux que le structurant even. In addition, the use of precursors less dangerous than the structuring
permet d'accroître la sécurité lors de la synthèse. increases security during synthesis.
Plus précisément le catalyseur préparé selon le procédé de la présente invention, mis sous forme de billes ou d'extrudés, comprend par rapport au poids de catalyseur: * de 1 à 90 % bornes incluses, de préférence de 3 à 60 % bornes incluses et de manière encore plus préférée de 4 à 40 % bornes incluses en poids, d'au moins une zéolithe de structure EUO, obtenue selon le nouveau mode de synthèse, comprenant au moins un élément X choisi parmi le germanium et le silicium et au moins un élément T choisi dans le groupe formé par l'aluminium, le fer, le gallium, le bore, le titane, le vanadium, le zirconium, le molybdène, I'arsenic, l'antimoine, le chrome et le manganèse, de préférence More precisely, the catalyst prepared according to the process of the present invention, put in the form of beads or extrudates, comprises with respect to the weight of catalyst: * from 1 to 90% inclusive, preferably from 3 to 60% inclusive and even more preferably from 4 to 40% limits inclusive by weight, of at least one zeolite with structure EUO, obtained according to the new synthesis method, comprising at least one element X chosen from germanium and silicon and at least one element T chosen from the group formed by aluminum, iron, gallium, boron, titanium, vanadium, zirconium, molybdenum, arsenic, antimony, chromium and manganese, preferably
l'aluminium et le bore, dont le rapport atomique X/T est supérieur ou égal à 5. aluminum and boron, whose atomic ratio X / T is greater than or equal to 5.
La dite zéolithe est au moins en partie sous forme acide, c'est à dire sous forme hydrogène (H+), la teneur en sodium étant telle que le rapport atomique Na/T est inférieur à 0,5, de préférence inférieur à 0,1, de manière encore plus préférée inférieur à 0,02, * de 0,01 à 2 % bornes incluses et de préférence de 0,05 à 1,0 % bornes incluses en poids, d'au moins un métal du groupe VIII de la classification périodique des éléments, de préférence choisi dans le groupe formé par le platine et le palladium et de manière encore plus préférée le platine * éventuellement de 0,01 à 2 % bornes incluses et de préférence entre 0,05 et 1,0 % bornes incluses en poids, d'au moins un métal du groupe formé par les groupes lB, IIB, IIIA, IVA, VIB et VIIB de la classification périodique des éléments, de préférence choisi dans le groupe formé par l'étain et l'indium, * éventuellement du soufre dont la teneur est telle que le rapport du nombre d'atomes de soufre sur le nombre d'atomes de métal du groupe VIII déposés est compris entre 0,5 et 2 bornes incluses, * le complément à 100 % en poids d'au moins un liant, de préférence de l'alumine. Toute zéolithe de structure EUO connue de l'homme du métier et obtenue selon le mode de synthèse décrit dans le présent brevet convient pour le catalyseur préparé selon le procédé de la présente invention. Ainsi par exemple, la zéolithe utilisée comme base pour préparer ledit catalyseur peut être la zéolithe EU-1 brute de synthèse ayant les spécificités requises concernant le rapport X/T. On pourra procéder généralement à une calcination, puis à au moins un échange ionique dans au moins une solution de NH4NO3 de manière à obtenir une Said zeolite is at least partly in acid form, that is to say in hydrogen form (H +), the sodium content being such that the atomic ratio Na / T is less than 0.5, preferably less than 0, 1, even more preferably less than 0.02, * from 0.01 to 2% limits inclusive and preferably from 0.05 to 1.0% limits inclusive by weight, of at least one metal from group VIII of the periodic classification of the elements, preferably chosen from the group formed by platinum and palladium and even more preferably platinum * possibly from 0.01 to 2% limits inclusive and preferably between 0.05 and 1.0% bounds included by weight, of at least one metal from the group formed by groups IB, IIB, IIIA, IVA, VIB and VIIB of the periodic table of the elements, preferably chosen from the group formed by tin and indium , * possibly sulfur, the content of which is such that the ratio of the number of sulfur atoms on the number of group VIII metal atoms deposited is between 0.5 and 2 limits inclusive, * the complement to 100% by weight of at least one binder, preferably alumina. Any zeolite with EUO structure known to a person skilled in the art and obtained according to the method of synthesis described in this patent is suitable for the catalyst prepared according to the process of the present invention. Thus for example, the zeolite used as a base for preparing said catalyst can be the crude synthetic EU-1 zeolite having the required specificities concerning the X / T ratio. Calcination can generally be carried out, then at least one ion exchange in at least one NH4NO3 solution so as to obtain a
zéolithe dont la teneur en sodium résiduel est plus ou moins importante. zeolite with more or less residual sodium content.
Le liant (ou matrice) compris dans le catalyseur préparé selon le procédé de la présente invention consiste généralement en au moins un élément choisi dans O le groupe formé par les argiles, la magnésie, les alumines, les silices, I'oxyde de titane, I'oxyde de bore, la zircone, les phosphates d'aluminium, les phosphates de titane, les phosphates de zirconium et les silices alumines. On peut aussi The binder (or matrix) included in the catalyst prepared according to the process of the present invention generally consists of at least one element chosen from O the group formed by clays, magnesia, aluminas, silicas, titanium oxide, Boron oxide, zirconia, aluminum phosphates, titanium phosphates, zirconium phosphates and silica aluminas. Can also
utiliser du charbon. De préférence le liant est une alumine. use charcoal. Preferably the binder is an alumina.
La zéolithe de type structural EUO, par exemple la zéolithe EU-1, comprise dans le catalyseur selon l'invention, est au moins en partie, de préférence pratiquement totalement, sous forme acide, c'est-à-dire sous forme hydrogène (H+), la teneur en sodium étant de préférence telle que le rapport atomique Na/T est inférieur à 0,5, de préférence inférieur à 0,1, de manière encore plus The EUO structural type zeolite, for example the EU-1 zeolite, included in the catalyst according to the invention, is at least in part, preferably practically totally, in acid form, that is to say in hydrogen form ( H +), the sodium content preferably being such that the Na / T atomic ratio is less than 0.5, preferably less than 0.1, even more so
préférée inférieur à 0,02.preferred less than 0.02.
Les métaux peuvent être introduits soit tous de la même façon soit par des techniques différentes, à tout moment de la préparation, avant ou après mise en forme et dans n'importe quel ordre. De plus, des traitements intermédiaires tels que par exemple une calcination et/ou une réduction peuvent être appliqués The metals can be introduced either all in the same way or by different techniques, at any time of the preparation, before or after shaping and in any order. In addition, intermediate treatments such as for example calcination and / or reduction can be applied
entre les dépôts des différents métaux. between deposits of different metals.
Au moins un élément du groupe VIII est introduit dans la zéolithe ou sur le liant, At least one element of group VIII is introduced into the zeolite or onto the binder,
de préférence sur le liant avant ou après mise en forme. preferably on the binder before or after shaping.
Une méthode préférée consiste à réaliser un mélange de la matrice et de la zéolithe suivie d'une mise en forme. La mise en forme est généralement suivie d'une calcination, généralement à une température comprise entre 250 C et 600 C bornes incluses. Au moins un élément du groupe VIII de la classification périodique des éléments est introduit après cette calcination, de préférence par dépôt sélectif sur le liant. Lesdits éléments sont déposés pratiquement à plus de % totalement sur le liant de la manière connue de l'homme du métier par contrôle des paramètres utilisés lors dudit dépôt, comme par exemple la nature du précurseur utilisé pour effectuer ledit dépôt. Eventuellement, au moins un élément appartenant au groupe formé par les éléments des groupes lB, 11iB, IIIA, IVA, VIB et VIIB est ajouté. On peut ajouter les éléments du groupe VIII et des groupes lB, IIB, IliIA, IVA, VIB et VIIB soit séparément à n'importe quelle étape de la préparation dudit catalyseur soit simultanément dans au moins une étape unitaire. Lorsqu'un élément au moins des groupes lB, IIB, IIIA, IVA, VIB et VIIB Il est ajouté séparément, il est préférable qu'il soit ajouté préalablement à A preferred method consists in making a mixture of the matrix and the zeolite followed by shaping. The shaping is generally followed by calcination, generally at a temperature of between 250 ° C. and 600 ° C., limits included. At least one element from group VIII of the periodic table is introduced after this calcination, preferably by selective deposition on the binder. Said elements are deposited practically at more than% totally on the binder in the manner known to a person skilled in the art by checking the parameters used during said deposition, such as for example the nature of the precursor used to effect said deposition. Optionally, at least one element belonging to the group formed by the elements of groups 1B, 11iB, IIIA, IVA, VIB and VIIB is added. The elements of group VIII and of groups 1B, IIB, IIIIA, IVA, VIB and VIIB can be added either separately at any stage of the preparation of said catalyst or simultaneously in at least one unitary stage. When an element at least of groups IB, IIB, IIIA, IVA, VIB and VIIB It is added separately, it is preferable that it is added before
l'élément du groupe VIII.the element of group VIII.
Au moins un élément du groupe VIII est déposé de manière préférée sur le mélange zéolithe-liant préalablement mis en forme par tout procédé connu de l'homme du métier. Un tel dépôt est par exemple effectué par la technique d'imprégnation à sec, d'imprégnation par excès ou d'échange ionique. Tous les précurseurs conviennent pour le dépôt de ces éléments. Par exemple, de préférence, on mettra en oeuvre un échange anionique avec de l'acide hexachloroplatinique et/ou de l'acide hexachloropalladique en présence d'un agent compétiteur, par exemple l'acide chlorhydrique. Avec de tels précurseurs, le métal est pratiquement à plus de 90 % déposé totalement sur le liant et il présente une bonne dispersion et une bonne répartition macroscopique à travers le grain de catalyseur ce qui constitue une méthode préférée de At least one element from group VIII is preferably deposited on the zeolite-binder mixture previously formed by any process known to those skilled in the art. Such a deposition is for example carried out by the technique of dry impregnation, excess impregnation or ion exchange. All the precursors are suitable for the deposit of these elements. For example, preferably, an anion exchange will be carried out with hexachloroplatinic acid and / or hexachloropalladic acid in the presence of a competing agent, for example hydrochloric acid. With such precursors, the metal is practically more than 90% completely deposited on the binder and it has good dispersion and good macroscopic distribution across the grain of catalyst, which constitutes a preferred method of
préparation.preparation.
Eventuellement au moins un autre métal choisi dans le groupe formé par les éléments des groupes lB, IIB, IIIA, IVA, VIB et VIIB de la classification périodique des éléments est également introduit. Toutes les techniques de dépôt connues de l'homme du métier et tous les précurseurs conviennent pour Optionally at least one other metal chosen from the group formed by the elements of groups IB, IIB, IIIA, IVA, VIB and VIIB of the periodic table of the elements is also introduced. All the deposition techniques known to those skilled in the art and all the precursors are suitable for
l'introduction d'au moins un métal additionnel. the introduction of at least one additional metal.
Une des méthodes préférées de préparation du catalyseur, préparé selon le procédé de la présente invention, consiste à malaxer la zéolithe dans un gel humide de matrice (obtenu généralement par mélange d'au moins un acide et d'une poudre de matrice), par exemple l'alumine, pendant une durée nécessaire à l'obtention d'une bonne homogénéité de la pâte ainsi obtenue, soit par exemple pendant une dizaine de minutes, puis à passer la pâte à travers une filière pour former des extrudés, par exemple de diamètre compris entre 0,4 et 4 mm bornes incluses. Puis après séchage par exemple pendant quelques heures à environ 120 C en étuve et après calcination, par exemple pendant deux heures à environ 500 C, au moins un élément, par exemple le platine, est déposé, par exemple par échange anionique avec de l'acide hexachloroplatinique en présence d'un agent compétiteur (par exemple l'acide chlorhydrique), ledit dépôt étant suivi d'une calcination par exemple pendant One of the preferred methods for preparing the catalyst, prepared according to the process of the present invention, consists in kneading the zeolite in a wet matrix gel (generally obtained by mixing at least one acid and a matrix powder), by example alumina, for a time necessary to obtain good homogeneity of the dough thus obtained, that is to say for ten minutes, then to pass the dough through a die to form extrudates, for example diameter between 0.4 and 4 mm terminals included. Then after drying, for example for a few hours at approximately 120 ° C. in an oven and after calcination, for example for two hours at approximately 500 ° C., at least one element, for example platinum, is deposited, for example by anion exchange with hexachloroplatinic acid in the presence of a competing agent (for example hydrochloric acid), said deposit being followed by calcination for example during
environ 2 heures à environ 500 C.about 2 hours at around 500 C.
Le platine est généralement introduit dans la matrice sous forme d'acide hexachloroplatinique, mais pour tout métal noble peuvent être également utilisés des composés ammoniaques ou des composés tels que par exemple le chloroplatinate d'ammonium, le dichlorure de platine dicarbonyle, l'acide Platinum is generally introduced into the matrix in the form of hexachloroplatinic acid, but for any noble metal can also be used ammonia compounds or compounds such as for example ammonium chloroplatinate, dicarbonyl platinum dichloride, acid
hexahydroxyplatinique, le chlorure de palladium, le nitrate de palladium. hexahydroxyplatinic, palladium chloride, palladium nitrate.
L'emploi dans la présente invention d'au moins un métal noble de la famille du platine peut à titre d'exemple se faire grâce à l'utilisation de composés The use in the present invention of at least one noble metal of the platinum family can, for example, be achieved by the use of compounds
ammoniaques. Dans ce cas, le métal noble sera déposé dans la zéolithe. ammonia. In this case, the noble metal will be deposited in the zeolite.
Dans le cas du platine, on peut citer par exemple les sels de platine 11 tétramines de formule Pt(NH3)4X2, les sels de platine IV hexamines de formule Pt(NH3)6X4; les sels de platine IV halogénopentamines de formule (PtX(NH3)5)X3; les sels de platine N tétrahalogénodiamines de formule PtX4(NH3)2; les complexes de platine avec les halogènes-polycétones et les composés halogénés de formule H(Pt(acac)2X); X étant un halogène choisi dans le groupe formé par le chlore, le fluor, le brome et l'iode, et de préférence X étant le chlore, et acac représentant le groupe C5H702 dérivé de l'acétylacétone. L'introduction du métal noble de la famille du platine est de préférence effectuée par imprégnation à l'aide d'une solution aqueuse ou organique de l'un des composés organométalliques cités ci-dessus. Parmi les solvants organiques utilisables, on peut citer les hydrocarbures paraffiniques, naphténiques ou aromatiques, et les composés organiques halogénés ayant par exemple de 1 à 12 atomes de carbone par molécule. On peut citer par exemple le n- heptane, le méthylcyclohexane, le toluène et le chloroforme. On peut aussi utiliser les In the case of platinum, mention may, for example, be made of the platinum 11 tetramine salts of formula Pt (NH3) 4X2, the platinum IV hexamine salts of formula Pt (NH3) 6X4; the halogenopentamine platinum IV salts of formula (PtX (NH3) 5) X3; the platinum N tetrahalodiamine salts of formula PtX4 (NH3) 2; platinum complexes with halogen-polyketones and halogenated compounds of formula H (Pt (acac) 2X); X being a halogen chosen from the group formed by chlorine, fluorine, bromine and iodine, and preferably X being chlorine, and acac representing the group C5H702 derived from acetylacetone. The introduction of the noble metal of the platinum family is preferably carried out by impregnation using an aqueous or organic solution of one of the organometallic compounds mentioned above. Among the organic solvents which can be used, mention may be made of paraffinic, naphthenic or aromatic hydrocarbons, and halogenated organic compounds having, for example, from 1 to 12 carbon atoms per molecule. Mention may be made, for example, of n-heptane, methylcyclohexane, toluene and chloroform. You can also use the
mélanges de solvants.solvent mixtures.
Le métal additionnel, éventuellement introduit en plus, choisi dans le groupe formé par les éléments des groupes lB, IIB, IIIA, IVA, VIB et VIIB, peut être introduit par l'intermédiaire de composés tels que par exemple les chlorures, les bromures et les nitrates, les alkyls d'éléments des groupes lB, IIB, IIIA, IVA, VIB et VIIB, soit par exemple l'étain et l'indium, les alkyl étain, le nitrate et le chlorure d'indium. Ce métal peut également être introduit sous la forme d'au moins un composé organique choisi dans le groupe constitué par les complexes dudit métal, en particulier les complexes polycétoniques du métal et les hydrocarbylmétaux tels que les alkyles, les cycloalkyles, les aryles, les alkylaryles et les arylalkyles métaux. Dans ce dernier cas, I'introduction du métal est avantageusement effectuée à l'aide d'une solution du composé organométallique dudit métal dans un solvant organique. On peut également employer des composés organohalogénés du métal. Comme composés du métal, on peut citer en particulier le tétrabutylétain dans le cas de l'étain, et le triphénylindium dans le The additional metal, optionally introduced in addition, chosen from the group formed by the elements of groups IB, IIB, IIIA, IVA, VIB and VIIB, can be introduced via compounds such as for example chlorides, bromides and nitrates, alkyls of elements of groups IB, IIB, IIIA, IVA, VIB and VIIB, ie for example tin and indium, alkyl tin, nitrate and indium chloride. This metal can also be introduced in the form of at least one organic compound chosen from the group consisting of the complexes of said metal, in particular the polyketonic complexes of the metal and the hydrocarbylmetals such as alkyls, cycloalkyls, aryls, alkylaryls. and arylalkyl metals. In the latter case, the introduction of the metal is advantageously carried out using a solution of the organometallic compound of said metal in an organic solvent. Organohalogenated metal compounds can also be used. As metal compounds, mention may be made in particular of tetrabutyltin in the case of tin, and triphenylindium in the case of
cas de l'indium.indium.
Le solvant d'imprégnation est choisi dans le groupe constitué par les hydrocarbures paraffiniques, naphténiques ou aromatiques contenant de 6 à 12 atomes de carbone par molécule et les composés organiques halogénés contenant de 1 à 12 atomes de carbone par molécule. On peut citer par exemple le n-heptane, le méthylcyclohexane et le chloroforme. On peut aussi The impregnating solvent is chosen from the group consisting of paraffinic, naphthenic or aromatic hydrocarbons containing from 6 to 12 carbon atoms per molecule and halogenated organic compounds containing from 1 to 12 carbon atoms per molecule. Mention may be made, for example, of n-heptane, methylcyclohexane and chloroform. Can also
utiliser des mélanges des solvants définis ci-dessus. use mixtures of the solvents defined above.
On peut aussi envisager d'introduire au moins un métal choisi dans le groupe formé par les éléments des groupes lB, IIB, IIIA, IVA, VIB et VIIB. Ce métal additionnel peut être éventuellement introduit à tout moment de la préparation, It is also possible to envisage introducing at least one metal chosen from the group formed by the elements of groups IB, IIB, IIIA, IVA, VIB and VIIB. This additional metal can optionally be introduced at any time during the preparation,
de préférence préalablement au dépôt d'un ou plusieurs métaux du groupe VIII. preferably before depositing one or more Group VIII metals.
Si ce métal est introduit avant le métal noble, le composé du métalutilisé est généralement choisi dans le groupe constitué par l'halogénure, le nitrate, I'acétate, le tartrate, le carbonate et l'oxalate du métal. L'introduction est alors avantageusement effectuée en solution aqueuse. Mais il peut également être introduit à l'aide d'une solution d'un composé organométallique du métal par exemple le tétrabutylétain. Dans ce cas, avant de procéder à l'introduction d'au If this metal is introduced before the noble metal, the compound of the metal used is generally chosen from the group consisting of the halide, the nitrate, the acetate, the tartrate, the carbonate and the oxalate of the metal. The introduction is then advantageously carried out in aqueous solution. However, it can also be introduced using a solution of an organometallic compound of the metal, for example tetrabutyltin. In this case, before proceeding with the introduction of
moins un métal noble, on procède à une calcination sous air. minus a noble metal, calcination is carried out in air.
La mise en forme du catalyseur selon l'invention est généralement telle que le catalyseur est de préférence sous forme d'extrudés ou de billes en vue de son utilisation. La préparation du catalyseur se termine généralement par une calcination, habituellement à une température comprise entre environ 250 C et 6000C bornes incluses, pour une durée d'environ 0,5 à 10 heures, de préférence précédée d'un séchage, par exemple à l'étuve, à une température comprise The shaping of the catalyst according to the invention is generally such that the catalyst is preferably in the form of extrudates or beads for the purpose of its use. The preparation of the catalyst generally ends with a calcination, usually at a temperature of between approximately 250 ° C. and 6000 ° C. inclusive, for a period of approximately 0.5 to 10 hours, preferably preceded by drying, for example at oven, at a temperature included
entre la température ambiante et 250 C, de préférence entre 40 et 200 C. between room temperature and 250 C, preferably between 40 and 200 C.
Ladite étape de séchage est de préférence menée pendant la montée en Said drying step is preferably carried out during the rise in
température nécessaire pour effectuer ladite calcination. temperature necessary to carry out said calcination.
Dans le cas o le catalyseur de la présente invention contient du soufre, le soufre est introduit sur le catalyseur mis en forme, calciné, contenant le ou les In the case where the catalyst of the present invention contains sulfur, the sulfur is introduced onto the shaped catalyst, calcined, containing the one or more
métaux cités précédemment, soit in-situ avant la réaction catalytique, soit ex- previously mentioned metals, either in situ before the catalytic reaction, or ex-
situ. La sulfuration éventuelle intervient après la réduction. Dans le cas d'une sulfuration in situ, la réduction, si le catalyseur n'a pas été préalablement réduit, intervient avant la sulfuration. Dans le cas d'une sulfuration ex-situ, on effectue la réduction puis la sulfuration. La sulfuration s'effectue en présence d'hydrogène en utilisant tout agent sulfurant bien connu de l'homme de métier, tel que par exemple le sulfure de diméthyle ou le sulfure d'hydrogène. Par exemple, le catalyseur est traité avec une charge contenant du sulfure de diméthyle en présence d'hydrogène, avec une concentration telle que le rapport atomique soufre/métal soit de 1,5. Le catalyseur est ensuite maintenu pendant environ 3 heures à environ 400 C sous débit d'hydrogène avant l'injection de la charge. La présente invention concerne également un procédé d'isomérisation des coupes C8 aromatiques constituées d'un mélange de xylènes et éventuellement d'éthylbenzène, en présence du catalyseur préparé selon le procédé de la if you. Possible sulfurization occurs after reduction. In the case of in situ sulfurization, the reduction, if the catalyst has not been previously reduced, takes place before the sulfurization. In the case of ex-situ sulfurization, the reduction is then carried out. Sulfurization is carried out in the presence of hydrogen using any sulfurizing agent well known to those skilled in the art, such as for example dimethyl sulfide or hydrogen sulfide. For example, the catalyst is treated with a feedstock containing dimethyl sulfide in the presence of hydrogen, with a concentration such that the sulfur / metal atomic ratio is 1.5. The catalyst is then maintained for approximately 3 hours at approximately 400 ° C. under a flow of hydrogen before the injection of the charge. The present invention also relates to a process for the isomerization of C8 aromatic cuts consisting of a mixture of xylenes and optionally ethylbenzene, in the presence of the catalyst prepared according to the process of
présente invention.present invention.
Le catalyseur préparé selon le procédé de la présente invention est mis en oeuvre dans les réactions d'isomérisation d'une coupe C8 aromatique, comprenant par exemple soit uniquement un mélange de xylène(s), soit The catalyst prepared according to the process of the present invention is used in the isomerization reactions of an aromatic C8 cut, comprising for example either only a mixture of xylene (s), or
uniquement de l'éthylbenzène, soit un mélange de xylène(s) et d'éthylbenzène. only ethylbenzene, a mixture of xylene (s) and ethylbenzene.
Ledit procédé est mis en oeuvre généralement selon les conditions opératoires suivantes: * une température comprise entre 300 C et 500 C bornes incluses, de préférence entre 320 C et 450 C bornes incluses et de manière encore plus préférée entre 340 0C et 4300C bornes incluses, * une pression partielle d'hydrogène comprise entre 0,3 et 1,5 MPa bornes incluses, de préférence entre 0,4 et 1,2 MPa bornes incluses et de manière o10 encore préférée entre 0,7 et 1,2 MPa bornes incluses, * une pression totale comprise entre 0,45 et 1,9 MPa bornes incluses, de préférence entre 0,6 et 1,5 MPa bornes incluses, * une vitesse spatiale d'alimentation, exprimée en kilogramme de charge introduite par kilogramme de catalyseur et par heure, comprise entre 0, 25 et 30h-' bornes incluses, de préférence entre 1 et 10h'1 bornes incluses, et de Said method is generally implemented according to the following operating conditions: * a temperature between 300 C and 500 C limits included, preferably between 320 C and 450 C limits included and even more preferably between 340 0C and 4300C limits included, * a partial pressure of hydrogen of between 0.3 and 1.5 MPa limits included, preferably between 0.4 and 1.2 MPa limits included and, in a more preferred manner, between 0.7 and 1.2 MPa limits included , * a total pressure between 0.45 and 1.9 MPa limits included, preferably between 0.6 and 1.5 MPa limits included, * a space supply speed, expressed in kilograms of charge introduced per kilogram of catalyst and per hour, between 0, 25 and 30h- 'terminals included, preferably between 1 and 10h'1 terminals included, and
manière encore préférée entre 2 et 6 h-i bornes incluses. more preferably between 2 and 6 h-i terminals included.
Le catalyseur utilisé dans la présente invention, mis sous forme de billes ou d'extrudés mécaniquement résistants, constitué d'au moins une zéolithe de type structural EUO, par exemple la zéolithe EU-1, obtenue à partir du mode de synthèse décrit dans le présent brevet, d'au moins un liant, d'au moins un métal choisi parmi les éléments du groupe VIII de la classification périodique des éléments, ledit métal étant déposé de préférence sur le liant, présente d'excellentes performances catalytiques en transformations d'hydrocarbures, en termes d'activité, de sélectivité et de stabilité temporelle, comme par exemple en isomérisation des coupes C8 aromatiques, c'est-à-dire de mélanges constitués de xylènes et éventuellement d'éthylbenzène. Les zéolithes de type EUO utilisées pour l'obtention de ce catalyseur sont obtenues pour des temps de synthèses beaucoup plus courts que les zéolithes de type EUO décrites dans I'art antérieur. Cette méthode de synthèse particulière conduit donc à un gain de coût sur l'élaboration du catalyseur, d'autant plus que les précurseurs utilisés sont moins onéreux que le structurant lui-même, et cela sans dégradation des propriétés catalytiques dudit catalyseur. Par ailleurs, les précurseurs sont moins dangereux que le structurant ce qui permet d'accroître la sécurité lors de la The catalyst used in the present invention, in the form of beads or mechanically resistant extrudates, consisting of at least one zeolite of structural type EUO, for example zeolite EU-1, obtained from the mode of synthesis described in present patent, of at least one binder, of at least one metal chosen from the elements of group VIII of the periodic table of the elements, said metal preferably being deposited on the binder, exhibits excellent catalytic performance in transformation of hydrocarbons, in terms of activity, selectivity and temporal stability, such as for example in isomerization of aromatic C8 cuts, that is to say mixtures consisting of xylenes and optionally ethylbenzene. The EUO type zeolites used for obtaining this catalyst are obtained for much shorter synthesis times than the EUO type zeolites described in the prior art. This particular synthesis method therefore leads to a cost saving on the preparation of the catalyst, all the more since the precursors used are less expensive than the structuring itself, and this without degradation of the catalytic properties of said catalyst. In addition, the precursors are less dangerous than the structuring which makes it possible to increase safety during
synthèse.synthesis.
Les exemples suivants illustrent l'invention. The following examples illustrate the invention.
Exemple 1: Synthèses des zéolithes EU-1 (ou TPZ-3) de rapport Si/AI proche Example 1: Syntheses of EU-1 (or TPZ-3) zeolites with a similar Si / AI ratio
de 15.of 15.
Le bromure d'hexaméthonium est utilisé comme structurant organique usuel des deux zéolithes EU-1 de structure EUO référencées Z1 et Z2 et obtenues respectivement en l'absence et en présence de germes. Ces zéolithes ont été Hexamethonium bromide is used as the usual organic structuring agent for the two EU-1 zeolites with an EUO structure referenced Z1 and Z2 and obtained respectively in the absence and in the presence of germs. These zeolites were
synthétisées pour comparaisons.synthesized for comparison.
Les zéolithes EU-1 de structure EUO référencées Z3 et Z4 ont été obtenues selon le nouveau mode de synthèse décrit dans ce brevet. Elles ont été respectivement obtenues en l'absence et en présence de germes et en utilisant un jeu de précurseurs du structurant organique contenant au moins un The EU-1 zeolites of EUO structure referenced Z3 and Z4 were obtained according to the new synthesis method described in this patent. They were respectively obtained in the absence and in the presence of germs and by using a set of precursors of the organic structuring agent containing at least one
précurseur choisi parmi les monoamines. precursor chosen from monoamines.
Les zéolithes EU-1 de structure EUO référencées Z5 et Z6 ont été synthétisées en utilisant un jeu de précurseurs du structurant organique comprenant une diamine, pour comparaison. Elles ont été respectivement obtenues en l'absence The EU-1 zeolites of EUO structure referenced Z5 and Z6 were synthesized using a set of organic structuring precursors comprising a diamine, for comparison. They were respectively obtained in the absence
et en présence de germes.and in the presence of germs.
Les germes utilisés sont des germes de zéolithes EU-1 de structure EUO, de The seeds used are seeds of EU-1 zeolites of EUO structure, of
rapport Si/AI = 25 et de forme Na-Hx (Hx = hexaméthylammonium). Si / Al ratio = 25 and Na-Hx form (Hx = hexamethylammonium).
Le mélange de synthèse a la composition suivante: SiO2 (mol) 60 A1203 (mol) 2 Na2O (mol) 10 DBrH (mol) 0 ou 20 TMA (mol) 0 ou 40 TMHMDA (mol) 0 ou 20 CH31 (mol) 0 ou 40 HxBr2 (mol) 0 ou 20 H20 (mol) 2800 germes/SiO2 (g/g) 0 ou 0,04 The synthesis mixture has the following composition: SiO2 (mol) 60 A1203 (mol) 2 Na2O (mol) 10 DBrH (mol) 0 or 20 TMA (mol) 0 or 40 TMHMDA (mol) 0 or 20 CH31 (mol) 0 or 40 HxBr2 (mol) 0 or 20 H20 (mol) 2800 germs / SiO2 (g / g) 0 or 0.04
Hx Br2 = bromure d'hexaméthonium = Me3-N-(CH2)6-N-Me3 2+ (Br)2. Hx Br2 = hexamethonium bromide = Me3-N- (CH2) 6-N-Me3 2+ (Br) 2.
DBrH (dibromohexane) et TMA (triméthylamine) sont des précurseurs du DBrH (dibromohexane) and TMA (trimethylamine) are precursors of
bromure d'hexaméthonium.hexamethonium bromide.
THMDA (1-6 tétraméthylhexaméthylène diamine) et CH31 sont des précurseurs de l'iodure d'hexaméthonium. Pour obtenir la zéolithe Zl, on prépare la solution A de silice et de structurant en diluant 12,026 9 de bromure d'hexaméthonium (Fluka, 97 %) dans 57,419 9 d'eau puis en ajoutant 14,501 g de sol de silice colloïdal (Ludox AS40, Dupont, 40 % SiO2). On dissout ensuite 0,985 g d'hydroxyde de sodium solide (Prolabo, 99 %) et 0,715 g d'aluminate de sodium solide (Prolabo, 46% A1203, 33% Na2O) dans 7,177 g d'eau pour former la solution B. On ajoute la solution B dans la solution A sous agitation puis 7,177 g d'eau. On mélange jusqu'à homogénéisation. On fait réagir le mélange résultant dans un autoclave de 125 ml sous agitation pendant 96 h à 180 C sous la pression autogène. Après refroidissement, on filtre le produit et on le lave avec 0,5 litre d'eau THMDA (1-6 tetramethylhexamethylene diamine) and CH31 are precursors of hexamethonium iodide. To obtain the zeolite Z1, the solution A of silica and structuring agent is prepared by diluting 12.026 9 of hexamethonium bromide (Fluka, 97%) in 57.419 9 of water and then adding 14.501 g of colloidal silica sol (Ludox AS40 , Dupont, 40% SiO2). 0.985 g of solid sodium hydroxide (Prolabo, 99%) and 0.715 g of solid sodium aluminate (Prolabo, 46% A1203, 33% Na2O) are then dissolved in 7.177 g of water to form solution B. add solution B to solution A with stirring then 7.177 g of water. Mix until homogenized. The resulting mixture is reacted in a 125 ml autoclave with stirring for 96 h at 180 C under autogenous pressure. After cooling, the product is filtered and washed with 0.5 liter of water
déminéralisée puis on le sèche en étuve ventilée à 120 C. demineralized and then dried in a ventilated oven at 120 C.
On procède de même pour l'obtention de la zéolithe Z2, mais dans ce cas, on The same is done for obtaining the zeolite Z2, but in this case,
ajoute les germes de zéolithe EU-1 après homogénéisation de la solution A+B. add the EU-1 zeolite seeds after homogenization of solution A + B.
Les préparations des zéolithes Z3 et Z4 sont respectivement les mêmes que les zéolithes Z1 et Z2 mais on utilise des précurseurs du bromure d'hexaméthonium. La solution A est donc préparée en diluant 8, 023 9 de dibromohexane et 8,450 9 de triméthylamine dans 57,419 g d'eau puis en The preparations of zeolites Z3 and Z4 are respectively the same as zeolites Z1 and Z2, but precursors of hexamethonium bromide are used. Solution A is therefore prepared by diluting 8,023 9 of dibromohexane and 8,450 9 of trimethylamine in 57,419 g of water and then
ajoutant 14,501 g de sol de silice colloïdal (Ludox AS40, Dupont, 40 % SiO2). adding 14.501 g of colloidal silica sol (Ludox AS40, Dupont, 40% SiO2).
Dans le cas des zéolithes Z5 et Z6, la solution A est préparée en diluant 5,43 g de THMDA et 8,97 g de CH31 dans 55,80 g d'eau puis en ajoutant 14,07 g de sol In the case of zeolites Z5 and Z6, solution A is prepared by diluting 5.43 g of THMDA and 8.97 g of CH31 in 55.80 g of water and then adding 14.07 g of soil
de silice colloïdal (Ludox AS40, Dupont, 40% SiO2). colloidal silica (Ludox AS40, Dupont, 40% SiO2).
Les résultats de diffraction des rayons X et d'analyse chimique montrent que l'on obtient dans les six cas une zéolithe EU-1 pure (cristallinité de 100 % +3, The X-ray diffraction and chemical analysis results show that in all six cases a pure EU-1 zeolite is obtained (crystallinity of 100% +3,
rapport Si/AI voisin de 15), de rendement maximal (environ 15 %). Si / AI ratio close to 15), of maximum yield (approximately 15%).
Zi Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 (comp.) (comp.) (inv.) (inv.) (comp.) (comp.) Structurant HxBr2 HxBr2 précurseur précurseur précurseur précurseur Zi Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 (comp.) (Comp.) (Inv.) (Inv.) (Comp.) (Comp.) Structuring HxBr2 HxBr2 precursor precursor precursor precursor
TMA TMA THMDA THMDATMA TMA THMDA THMDA
Germe non oui non oui non oui Temps de cristallisation 125 96 110 85 122 93 Les temps de cristallisation des zéolithes Z1 à Z6 sont respectivement de 125, 96, 110, 85, 122 et 93 heures. Ces résultats permettent de dissocier l'influence de la présence de germes de celle de l'utilisation des précurseurs du structurant. L'utilisation de ce nouveau mode de synthèse conduit à un gain en terme de sécurité par l'utilisation de produits moins toxiques mais également en terme de coût en utilisant des précurseurs moins onéreux que le structurant et Germ no no no yes no yes Crystallization time 125 96 110 85 122 93 The crystallization times of zeolites Z1 to Z6 are respectively 125, 96, 110, 85, 122 and 93 hours. These results make it possible to dissociate the influence of the presence of germs from that of the use of the precursors of the structuring agent. The use of this new synthesis method leads to a gain in terms of safety by the use of less toxic products but also in terms of cost by using less expensive precursors than the structuring and
en réduisant le temps de synthèse. by reducing the synthesis time.
Ces six zéolithes sont utilisées dans la préparation des catalyseurs des quatre These six zeolites are used in the preparation of the catalysts of the four
exemples suivants.following examples.
Exemple 2: Préparation du catalyseur A non conforme à l'invention, contenant Example 2 Preparation of Catalyst A Not in Accordance with the Invention, Containing
la zéolithe EU-1 référencée Zl et 0,3 % poids de platine. the EU-1 zeolite referenced Zl and 0.3% by weight of platinum.
La matière première utilisée est la zéolithe EU-1 brute de synthèse référencée Zl, comprenant le structurant organique, du silicium et de l'aluminium, possédant un rapport atomique Si/AI global égal à 14,2, une teneur pondérale The raw material used is the crude synthetic EU-1 zeolite referenced Zl, comprising the organic structuring agent, silicon and aluminum, having an overall Si / AI atomic ratio equal to 14.2, a weight content
en sodium par rapport au poids en zéolithe EU-1 sèche d'environ 1,5%. in sodium relative to the weight in dry EU-1 zeolite of approximately 1.5%.
Cette zéolithe EU-1 subit tout d'abord une calcination dite sèche à 550 C sous flux d'air durant 6 heures. Puis le solide obtenu est soumis à trois échanges ioniques dans une solution de NH4NO3 O10N, à environ 100 C pendant 4 heures This EU-1 zeolite first undergoes so-called dry calcination at 550 ° C. under air flow for 6 hours. Then the solid obtained is subjected to three ion exchanges in a solution of NH4NO3 O10N, at approximately 100 C for 4 hours
pour chaque échange.for each exchange.
A l'issue de ces traitements, la zéolithe EU-1 sous forme NH4 a un rapport Si/AI atomique global égal à 18,8, une teneur pondérale en sodium par rapport au At the end of these treatments, the EU-1 zeolite in NH4 form has an overall atomic Si / AI ratio equal to 18.8, a sodium content by weight relative to the
poids de zéolithe EU-1 sèche de 50 ppm. weight of dry EU-1 zeolite of 50 ppm.
La zéolithe EU-1 est ensuite mise en forme par extrusion avec un gel d'alumine de manière à obtenir, après séchage et calcination sous air sec, un support Sl constitué d'extrudés de 1,4 mm de diamètre, qui contient en poids 10 % de The EU-1 zeolite is then formed by extrusion with an alumina gel so as to obtain, after drying and calcination in dry air, a support S1 consisting of extrudates of 1.4 mm in diameter, which contains by weight 10% of
zéolithe EU-1 sous forme H et 90 % d'alumine. EU-1 zeolite in H form and 90% alumina.
Le support S1 ainsi obtenu est soumis à un échange anionique avec de l'acide hexachloroplatinique en présence d'un agent compétiteur (acide chlorhydrique), de manière à déposer 0,3 % poids de platine par rapport au catalyseur. Le solide humide est ensuite séché à 120 C pendant 12 heures et calciné sous un The support S1 thus obtained is subjected to an anionic exchange with hexachloroplatinic acid in the presence of a competing agent (hydrochloric acid), so as to deposit 0.3% by weight of platinum relative to the catalyst. The wet solid is then dried at 120 ° C. for 12 hours and calcined under a
débit d'air sec à la température de 500 C pendant une heure. dry air flow at 500 C for one hour.
Le catalyseur A ainsi obtenu contient en poids, 10,0 % de zéolithe EU-1 forme The catalyst A thus obtained contains by weight, 10.0% of EU-1 zeolite forms
hydrogène, 89,7 % d'alumine et 0,3 % de platine. hydrogen, 89.7% alumina and 0.3% platinum.
Exemple 3: Préparation du catalyseur B non conforme à l'invention, contenant Example 3 Preparation of Catalyst B Not in Accordance with the Invention, Containing
la zéolithe EU-1 référencée Z2 et 0,3 % poids de platine. the EU-1 zeolite referenced Z2 and 0.3% by weight of platinum.
La matière première utilisée est la zéolithe EU-1 brute de synthèse (Z2), comprenant le structurant organique, du silicium et de l'aluminium, possédant un rapport atomique Si/AI global égal à 13,9, une teneur pondérale en sodium par The raw material used is the crude synthetic EU-1 zeolite (Z2), comprising the organic structuring agent, silicon and aluminum, having an overall Si / AI atomic ratio equal to 13.9, a sodium content by weight
rapport au poids en zéolithe EU-1 sèche d'environ 1,5 %. relative to the weight in dry EU-1 zeolite of approximately 1.5%.
Cette zéolithe EU-1 subit tout d'abord une calcination dite sèche à 5500C sous flux d'air durant 6 heures. Puis le solide obtenu est soumis à trois échanges ioniques dans une solution de NH4NO3 10ON, à environ 1000C pendant 4 heures This EU-1 zeolite first undergoes a so-called dry calcination at 5500C under air flow for 6 hours. Then the solid obtained is subjected to three ion exchanges in a NH4NO3 10ON solution, at around 1000C for 4 hours.
pour chaque échange.for each exchange.
A l'issue de ces traitements, la zéolithe EU-1 sous forme NH4 a un rapport Si/AI atomique global égal à 18,5, une teneur pondérale en sodium par rapport au At the end of these treatments, the EU-1 zeolite in NH4 form has an overall atomic Si / AI ratio equal to 18.5, a weight content of sodium relative to the
poids de zéolithe EU-1 sèche de 45 ppm. weight of dry EU-1 zeolite 45 ppm.
La zéolithe EU-1 est ensuite mise en forme par extrusion avec un gel d'alumine de manière à obtenir, après séchage et calcination sous air sec, un support S2 constitué d'extrudés de 1,4 mm de diamètre, qui contient en poids 10 % de The EU-1 zeolite is then formed by extrusion with an alumina gel so as to obtain, after drying and calcination in dry air, a support S2 consisting of extrudates of 1.4 mm in diameter, which contains by weight 10% of
zéolithe EU-1 sous forme H et 90 % d'alumine. EU-1 zeolite in H form and 90% alumina.
Le support S2 ainsi obtenu est soumis à un échange anionique avec de l'acide hexachloroplatinique en présence d'un agent compétiteur (acide chlorhydrique), de manière à déposer 0,3 % poids de platine par rapport au catalyseur. Le solide humide est ensuite séché à 120 C pendant 12 heures et calciné sous un débit d'air sec à la température de 500 C pendant une heure. Le catalyseur B ainsi obtenu contient en poids, 10,0 % de zéolithe EU-1 forme The support S2 thus obtained is subjected to an anionic exchange with hexachloroplatinic acid in the presence of a competing agent (hydrochloric acid), so as to deposit 0.3% by weight of platinum relative to the catalyst. The wet solid is then dried at 120 ° C. for 12 hours and calcined under a flow of dry air at the temperature of 500 ° C. for one hour. The catalyst B thus obtained contains by weight, 10.0% of EU-1 zeolite forms
hydrogène, 89,7 % d'alumine et 0,3 % de platine. hydrogen, 89.7% alumina and 0.3% platinum.
Exemple 4: Préparation du catalyseur C conforme à l'invention, contenant la Example 4 Preparation of Catalyst C According to the Invention, Containing the
zéolithe EU-1 référencée Z3 et 0,3 % poids de platine. EU-1 zeolite referenced Z3 and 0.3% by weight of platinum.
La matière première utilisée est la zéolithe EU-1 brute de synthèse (Z3), comprenant le structurant organique, du silicium et de l'aluminium, possédant un rapport atomique Si/AI global égal à 14,4, une teneur pondérale en sodium par The raw material used is the crude synthetic EU-1 zeolite (Z3), comprising the organic structuring agent, silicon and aluminum, having an overall Si / AI atomic ratio equal to 14.4, a sodium content by weight.
rapport au poids en zéolithe EU-1 sèche d'environ 1,5. relative to the weight in dry EU-1 zeolite of approximately 1.5.
Cette zéolithe EU-1 subit tout d'abord une calcination dite sèche à 550 C sous flux d'air durant 6 heures. Puis le solide obtenu est soumis à trois échanges ioniques dans une solution de NH4NO3 10ON, à environ 100 C pendant 4 heures This EU-1 zeolite first undergoes so-called dry calcination at 550 ° C. under air flow for 6 hours. Then the solid obtained is subjected to three ion exchanges in a NH4NO3 10ON solution, at approximately 100 C for 4 hours.
pour chaque échange.for each exchange.
A l'issue de ces traitements, la zéolithe EU-1 sous forme NH4 a un rapport Si/AI atomique global égal à 18,7, une teneur pondérale en sodium par rapport au At the end of these treatments, the EU-1 zeolite in NH4 form has an overall atomic Si / AI ratio equal to 18.7, a weight content of sodium relative to the
poids de zéolithe EU-1 sèche de 30 ppm. weight of dry EU-1 zeolite of 30 ppm.
La zéolithe EU-1 est ensuite mise en forme par extrusion avec un gel d'alumine de manière à obtenir, après séchage et calcination sous air sec, un support S3 constitué d'extrudés de 1,4 mm de diamètre, qui contient en poids 10 % de The EU-1 zeolite is then formed by extrusion with an alumina gel so as to obtain, after drying and calcination in dry air, a support S3 consisting of extrudates of 1.4 mm in diameter, which contains by weight 10% of
zéolithe EU-1 sous forme H et 90 % d'alumine. EU-1 zeolite in H form and 90% alumina.
Le support S3 ainsi obtenu est soumis à un échange anionique avec de l'acide hexachloroplatinique en présence d'un agent compétiteur (acide chlorhydrique), de manière à déposer 0,3 % poids de platine par rapport au catalyseur. Le solide humide est ensuite séché à 1200C pendant 12 heures et calciné sous un The support S3 thus obtained is subjected to an anionic exchange with hexachloroplatinic acid in the presence of a competing agent (hydrochloric acid), so as to deposit 0.3% by weight of platinum relative to the catalyst. The wet solid is then dried at 1200C for 12 hours and calcined under a
débit d'air sec à la température de 500 C pendant une heure. dry air flow at 500 C for one hour.
Le catalyseur C ainsi obtenu contient en poids, 10,0 % de zéolithe EU-1 forme hydrogène, 89,7 % d'alumine et 0,3 % de platine. Exemple 5: Préparation du catalyseur D conforme à l'invention, contenant la The catalyst C thus obtained contains by weight, 10.0% of EU-1 zeolite hydrogen form, 89.7% of alumina and 0.3% of platinum. Example 5 Preparation of Catalyst D According to the Invention, Containing the
zéolithe EU-1 référencée Z4 et 0,3 % poids de platine. EU-1 zeolite referenced Z4 and 0.3% by weight of platinum.
La matière première utilisée est la zéolithe EU-1 brute de synthèse (Z4), comprenant le structurant organique, du silicium et de l'aluminium, possédant un rapport atomique Si/AI global égal à 14,2, une teneur pondérale en sodium par The raw material used is the crude synthetic EU-1 zeolite (Z4), comprising the organic structuring agent, silicon and aluminum, having an overall Si / AI atomic ratio equal to 14.2, a sodium content by weight.
rapport au poids en zéolithe EU-1 sèche d'environ 1,5. relative to the weight in dry EU-1 zeolite of approximately 1.5.
Cette zéolithe EU-1 subit tout d'abord une calcination dite sèche à 550 C sous flux d'air durant 6 heures. Puis le solide obtenu est soumis à trois échanges ioniques dans une solution de NH4NO3 10N, à environ 100 C pendant 4 heures This EU-1 zeolite first undergoes so-called dry calcination at 550 ° C. under air flow for 6 hours. Then the solid obtained is subjected to three ion exchanges in a solution of NH4NO3 10N, at approximately 100 C for 4 hours.
pour chaque échange.for each exchange.
A l'issue de ces traitements, la zéolithe EU-1 sous forme NH4 a un rapport Si/AI atomique global égal à 18,6, une teneur pondérale en sodium par rapport au At the end of these treatments, the EU-1 zeolite in NH4 form has an overall atomic Si / AI ratio equal to 18.6, a sodium content by weight relative to the
poids de zéolithe EU-1 sèche de 40 ppm. weight of dry EU-1 zeolite of 40 ppm.
La zéolithe EU-1 est ensuite mise en forme par extrusion avec un gel d'alumine de manière à obtenir, après séchage et calcination sous air sec, un support S4 constitué d'extrudés de 1,4 mm de diamètre, qui contient en poids 10 % de The EU-1 zeolite is then formed by extrusion with an alumina gel so as to obtain, after drying and calcination in dry air, an S4 support consisting of extrudates of 1.4 mm in diameter, which contains by weight 10% of
zéolithe EU-i sous forme H et 90 % d'alumine. EU-i zeolite in H form and 90% alumina.
Le support S4 ainsi obtenu est soumis à un échange anionique avec de l'acide hexachloroplatinique en présence d'un agent compétiteur (acide chlorhydrique), de manière à déposer 0,3 % poids de platine par rapport au catalyseur. Le solide humide est ensuite séché à 120 C pendant 12 heures et calciné sous un The support S4 thus obtained is subjected to an anion exchange with hexachloroplatinic acid in the presence of a competing agent (hydrochloric acid), so as to deposit 0.3% by weight of platinum relative to the catalyst. The wet solid is then dried at 120 ° C. for 12 hours and calcined under a
débit d'air sec à la température de 500CO pendant une heure. dry air flow at 500CO for one hour.
Le catalyseur D ainsi obtenu contient en poids, 10,0 % de zéolithe EU-1 forme The catalyst D thus obtained contains by weight, 10.0% of EU-1 zeolite forms
hydrogène, 89,7 % d'alumine et 0,3 % de platine. hydrogen, 89.7% alumina and 0.3% platinum.
Exemple 6: Préparation du catalyseur E non conforme à l'invention, contenant la zéolithe EU-1 référencée Z5 et 0,3 % poids de platine. La matière première utilisée est la zéolithe EU-1 brute de synthèse (Z5), comprenant le structurant organique, du silicium et de l'aluminium, possédant un rapport atomique Si/AI global égal à 14,2, une teneur pondérale en sodium par Example 6: Preparation of catalyst E not in accordance with the invention, containing the EU-1 zeolite referenced Z5 and 0.3% by weight of platinum. The raw material used is the crude synthetic EU-1 zeolite (Z5), comprising the organic structuring agent, silicon and aluminum, having an overall Si / AI atomic ratio equal to 14.2, a sodium content by weight.
rapport au poids en zéolithe EU-1 sèche d'environ 1,5. relative to the weight in dry EU-1 zeolite of approximately 1.5.
Cette zéolithe EU-1 subit tout d'abord une calcination dite sèche à 550 C sous flux d'air durant 6 heures. Puis le solide obtenu est soumis à trois échanges ioniques dans une solution de NH4NO3 10ON, à environ 100 C pendant 4 heures This EU-1 zeolite first undergoes so-called dry calcination at 550 ° C. under air flow for 6 hours. Then the solid obtained is subjected to three ion exchanges in a NH4NO3 10ON solution, at approximately 100 C for 4 hours.
pour chaque échange.for each exchange.
A l'issue de ces traitements, la zéolithe EU-1 sous forme NH4 a un rapport Si/AI atomique global égal à 18,7, une teneur pondérale en sodium par rapport au At the end of these treatments, the EU-1 zeolite in NH4 form has an overall atomic Si / AI ratio equal to 18.7, a weight content of sodium relative to the
poids de zéolithe EU-1 sèche de 40 ppm. weight of dry EU-1 zeolite of 40 ppm.
La zéolithe EU-1 est ensuite mise en forme par extrusion avec un gel d'alumine de manière à obtenir, après séchage et calcination sous air sec, un support S5 constitué d'extrudés de 1,4 mm de diamètre, qui contient en poids 10 % de The EU-1 zeolite is then formed by extrusion with an alumina gel so as to obtain, after drying and calcination in dry air, an S5 support consisting of extrudates of 1.4 mm in diameter, which contains by weight 10% of
zéolithe EU-1 sous forme H et 90 % d'alumine. EU-1 zeolite in H form and 90% alumina.
Le support S5 ainsi obtenu est soumis à un échange anionique avec de l'acide hexachloroplatinique en présence d'un agent compétiteur (acide chlorhydrique), de manière à déposer 0,3 % poids de platine par rapport au catalyseur. Le solide humide est ensuite séché à 120 C pendant 12 heures et calciné sous un The support S5 thus obtained is subjected to an anionic exchange with hexachloroplatinic acid in the presence of a competing agent (hydrochloric acid), so as to deposit 0.3% by weight of platinum relative to the catalyst. The wet solid is then dried at 120 ° C. for 12 hours and calcined under a
débit d'air sec à la température de 500 C pendant une heure. dry air flow at 500 C for one hour.
Le catalyseur E ainsi obtenu contient en poids, 10,0 % de zéolithe EU-1 forme The catalyst E thus obtained contains by weight, 10.0% of EU-1 zeolite forms
hydrogène, 89,7 % d'alumine et 0,3 % de platine. hydrogen, 89.7% alumina and 0.3% platinum.
Exemple 7: Préparation du catalyseur F non conforme à l'invention, contenant Example 7 Preparation of Catalyst F Not in Accordance with the Invention, Containing
la zéolithe EU-1 référencée Z6 et 0,3 % poids de platine. the EU-1 zeolite referenced Z6 and 0.3% by weight of platinum.
La matière première utilisée est la zéolithe EU-1 brute de synthèse (Z4), comprenant le structurant organique, du silicium et de l'aluminium, possédant un rapport atomique Si/AI global égal à 13,8, une teneur pondérale en sodium par The raw material used is the crude synthetic EU-1 zeolite (Z4), comprising the organic structuring agent, silicon and aluminum, having an overall Si / AI atomic ratio equal to 13.8, a sodium content by weight
rapport au poids en zéolithe EU-1 sèche d'environ 1,5. relative to the weight in dry EU-1 zeolite of approximately 1.5.
Cette zéolithe EU-1 subit tout d'abord une calcination dite sèche à 550 C sous flux d'air durant 6 heures. Puis le solide obtenu est soumis à trois échanges ioniques dans une solution de NH4NO3 10ON, à environ 100 C pendant 4 heures This EU-1 zeolite first undergoes so-called dry calcination at 550 ° C. under air flow for 6 hours. Then the solid obtained is subjected to three ion exchanges in a NH4NO3 10ON solution, at approximately 100 C for 4 hours.
pour chaque échange.for each exchange.
A l'issue de ces traitements, la zéolithe EU-1 sous forme NH4 a un rapport Si/AI atomique global égal à 18,4, une teneur pondérale en sodium par rapport au At the end of these treatments, the EU-1 zeolite in NH4 form has an overall atomic Si / AI ratio equal to 18.4, a sodium content by weight relative to the
poids de zéolithe EU-1 sèche de 45 ppm. weight of dry EU-1 zeolite 45 ppm.
La zéolithe EU-1 est ensuite mise en forme par extrusion avec un gel d'alumine de manière à obtenir, après séchage et calcination sous air sec, un support S6 constitué d'extrudés de 1,4 mm de diamètre, qui contient en poids 10 % de The EU-1 zeolite is then formed by extrusion with an alumina gel so as to obtain, after drying and calcination in dry air, an S6 support consisting of extrudates of 1.4 mm in diameter, which contains by weight 10% of
zéolithe EU-1 sous forme H et 90 % d'alumine. EU-1 zeolite in H form and 90% alumina.
Le support S6 ainsi obtenu est soumis à un échange anionique avec de l'acide hexachloroplatinique en présence d'un agent compétiteur (acide chlorhydrique), de manière à déposer 0,3 % poids de platine par rapport au catalyseur. Le solide humide est ensuite séché à 120 C pendant 12 heures et calciné sous un The support S6 thus obtained is subjected to an anionic exchange with hexachloroplatinic acid in the presence of a competing agent (hydrochloric acid), so as to deposit 0.3% by weight of platinum relative to the catalyst. The wet solid is then dried at 120 ° C. for 12 hours and calcined under a
débit d'air sec à la température de 500 C pendant une heure. dry air flow at 500 C for one hour.
Le catalyseur F ainsi obtenu contient en poids, 10,0 % de zéolithe EU-1 forme The catalyst F thus obtained contains by weight, 10.0% of EU-1 zeolite forms
hydrogène, 89,7 % d'alumine et 0,3 % de platine. hydrogen, 89.7% alumina and 0.3% platinum.
Exemple 8: Evaluation des propriétés catalytiques des catalyseurs A, B, C, D, Example 8: Evaluation of the catalytic properties of catalysts A, B, C, D,
E et F en isomérisation d'une coupe C8 aromatique. E and F in isomerization of an aromatic C8 cut.
Les performances des catalyseurs A, B, C, D, E et F ont été évaluées dans l'isomérisation d'une coupe C8 aromatique contenant principalement du méta- xylène, de l'ortho-xylène et de l'éthylbenzène. Les conditions opératoires sont les suivantes: - température: 390 C, - pression totale: 15 bar, (1 bar = 0,1 MPa) The performances of catalysts A, B, C, D, E and F were evaluated in the isomerization of an aromatic C8 cut containing mainly meta-xylene, ortho-xylene and ethylbenzene. The operating conditions are as follows: - temperature: 390 C, - total pressure: 15 bar, (1 bar = 0.1 MPa)
- pression partielle d'hydrogène: 12 bar. - partial pressure of hydrogen: 12 bar.
Les catalyseurs sont préalablement traités avec une charge contenant du disulfure de diméthyle (DMDS) en présence d'hydrogène, avec une concentration telle que le rapport atomique soufre/métal soit de 1,5. Le catalyseur est ensuite maintenu pendant 3 heures à 400 C sous débit The catalysts are previously treated with a feed containing dimethyl disulfide (DMDS) in the presence of hydrogen, with a concentration such that the sulfur / metal atomic ratio is 1.5. The catalyst is then maintained for 3 hours at 400 C under flow
d'hydrogène puis la charge est injectée. hydrogen then the charge is injected.
Les catalyseurs sont testés en laboratoire, par 5 g et sans recyclage The catalysts are tested in the laboratory, with 5 g and without recycling
d'hydrogène.hydrogen.
Les catalyseurs ont été comparés en terme d'activité (par les approches à l'équilibre du para-xylène et de l'éthylbenzène, et par la conversion de I'éthylbenzène), et en terme de sélectivité par les pertes nettes à iso-approche à The catalysts were compared in terms of activity (by the equilibrium approaches of para-xylene and ethylbenzene, and by the conversion of ethylbenzene), and in terms of selectivity by the net losses at iso- approach to
I'équilibre du para-xylène.Balance of para-xylene.
Les réactions parasites conduisent à trois types de pertes: les pertes vers les paraffines résultant essentiellement de réactions d'ouverture de cycles naphténiques suivies de craquage, les pertes vers les aromatiques formés par réactions de dismutation et de transalkylation des aromatiques à 8 atomes de carbone (AC8), et enfin les pertes vers les naphtènes dont les naphtènes à 8 atomes de carbone (N8) dus à l'hydrogénation des aromatiques. Les N8 pouvant être recyclés, on comparera les pertes par craquage et dismutation/transalkylation incluant les naphtènes autres que N8 (dont la somme constitue les pertes nettes) en prenant une base 100 pour les pertes The parasitic reactions lead to three types of losses: losses towards paraffins resulting essentially from reactions of opening of naphthenic cycles followed by cracking, losses towards aromatics formed by reactions of disproportionation and transalkylation of aromatics with 8 carbon atoms ( AC8), and finally the losses to naphthenes including naphthenes with 8 carbon atoms (N8) due to the hydrogenation of aromatics. N8 can be recycled, we will compare losses by cracking and disproportionation / transalkylation including naphthenes other than N8 (the sum of which constitutes the net losses) by taking a base 100 for the losses
nettes du catalyseur A non conforme à l'invention. net of catalyst A not in accordance with the invention.
Pour le calcul des approches à l'équilibre (AEQ), les concentrations en paraxylènes (%pX) sont exprimées, par rapport aux trois isomères xylènes. L'approche à l'équilibre (AEQ) est définie de la manière suivante: pX AEQ (%) = 100 x (%pXeffluent - %pXcharge) / (%pXéquilibre - %pXcharge) Les pertes par craquage (P1) sont des pertes en AC8 sous forme de paraffines (PAR) de Cl à C8: P1(%poids) = 100 X [(%PARefuentXpoids d'effluent) (%PARchargeXpoids de charge)] / (%AC8chargeXpoids de charge) Les pertes par dismutation/transalkylation (P2) sont des pertes en AC8 sous forme de naphtènes autres que N8, de toluène, de benzène et de C9+ aromatiques (OAN) P2(%poids) = 100 X [(%OANeuentxpoids d'effluent) - (%OANchargexpoids de charge)] / (%AC8chargeXpoids de charge) For the calculation of equilibrium approaches (EQA), the paraxylene concentrations (% pX) are expressed, relative to the three xylene isomers. The equilibrium approach (AEQ) is defined as follows: pX AEQ (%) = 100 x (% pXeffluent -% pXcharge) / (% pXequilibre -% pXcharge) Losses due to cracking (P1) are losses in AC8 in the form of paraffins (PAR) from Cl to C8: P1 (% weight) = 100 X [(% PARefuentXweight of effluent) (% PARchargeXweight of charge)] / (% AC8chargeXweight of charge) Losses by disproportionation / transalkylation (P2) are losses of AC8 in the form of naphthenes other than N8, toluene, benzene and C9 + aromatics (OAN) P2 (% weight) = 100 X [(% OANeuentxweight of effluent) - (% OANchargexweight of load )] / (% AC8chargeXload weight)
La somme des pertes P1 et P2 représente les pertes nettes. The sum of losses P1 and P2 represents the net losses.
Les données présentées dans le tableau 1 ont été obtenues à isoconditions expérimentales. The data presented in table 1 were obtained at experimental isoconditions.
Tableau 1Table 1
Catalyseurs A B C D E F (comp.) (comp.) (inv.) (inv.) (comp.) (comp.) pX AEQ (%) 98, 1 98,3 98,0 97,8 98,3 98,2 conversion EB (%) 59,6 58,8 59,5 59,3 59,4 59,6 On constate d'après les résultats du tableau 1 que les catalyseurs C et D conformes à l'invention conduisent à des résultats comparables à ceux obtenus Catalysts ABCDEF (comp.) (Comp.) (Inv.) (Inv.) (Comp.) (Comp.) PX AEQ (%) 98, 1 98.3 98.0 97.8 98.3 98.2 conversion EB (%) 59.6 58.8 59.5 59.3 59.4 59.6 It can be seen from the results in Table 1 that the catalysts C and D in accordance with the invention lead to results comparable to those obtained
avec les catalyseurs A, B, E et F non conformes. with catalysts A, B, E and F not in conformity.
Par ailleurs, ces catalyseurs ont été comparés à pX AEQ plus faible (environ ,5%) en faisant varier les débits massiques de charge. Ces résultats sont Furthermore, these catalysts were compared to a lower pX AEQ (approximately, 5%) by varying the mass flow rates of feed. These results are
présentés dans le tableau 2.shown in Table 2.
Tableau 2Table 2
Catalyseurs A B C D E F pX AEQ (%) 95,5 95,2 95,7 95,1 95,5 95,3 pertes nettes 4,9 4,7 5,0 4,6 4,8 4,9 (% poids) A iso pX AEQ plus faible, le tableau 2 confirme les résultats présentés dans le Catalysts ABCDEF pX AEQ (%) 95.5 95.2 95.7 95.1 95.5 95.3 net losses 4.9 4.7 5.0 5.0 4.6 4.8 4.9 (% by weight) A iso pX AEQ lower, Table 2 confirms the results presented in the
* tableau 1 et montre que les catalyseurs sont tous aussi sélectifs.* Table 1 and shows that the catalysts are all equally selective.
L'activité et la sélectivité obtenues lors de l'utilisation des catalyseurs C et D, à base de zéolithes de structure EUO, obtenues en utilisant des précurseurs du structurant organique en isomérisation d'une coupe C8 aromatique sont donc comparables à celles des catalyseurs contenant des zéolithes de structure EUO de rapport Si/AI proche et obtenue selon un mode de synthèse au cours duquel The activity and the selectivity obtained during the use of catalysts C and D, based on zeolites with EUO structure, obtained using precursors of the organic structuring agent in isomerization of an aromatic C8 cut are therefore comparable to those of catalysts containing zeolites of EUO structure with a close Si / AI ratio and obtained according to a mode of synthesis during which
le structurant organique lui-même est utilisé comme décrit dans l'art antérieur. the organic structuring itself is used as described in the prior art.
Ce résultat est également vérifié dans le cas de l'utilisation de précurseurs This result is also verified in the case of the use of precursors
contenant une diamine.containing a diamine.
Enfin, les catalyseurs A, B, C, D, E et F ont été comparés en terme de stabilité temporelle toujours dans les conditions expérimentales décrites au début de cet Finally, catalysts A, B, C, D, E and F were compared in terms of temporal stability, always under the experimental conditions described at the beginning of this
exemple et sur une durée de 400 heures. example and over a period of 400 hours.
La stabilité est évaluée à partir de l'évolution de la conversion de l'éthylbenzène. The stability is evaluated from the evolution of the conversion of ethylbenzene.
Les résultats sont présentés dans le tableau 3. The results are presented in Table 3.
Tableau 3Table 3
Catalyseur A B C D E F conversion EB (%) à t=36 h 59,6 59,8 59,5 59,3 59,4 59,6 conversion EB (%) à t=400 h 57,6 57,7 57,3 57,4 57,5 57,6 chute de conversion EB (%) 3,3 3,5 3,6 3,2 3,2 3,4 On constate que la désactivation des six catalyseurs A, B, C, D, E et F sur 400 heures est comparable. Les propriétés catalytiques (activité, sélectivité et stabilité) des six catalyseurs sont comparables. L'introduction de ce nouveau mode de synthèse de la zéolithe de type structural EUO dans la préparation de ce catalyseur d'isomérisation des coupes C8 aromatiques est donc d'un apport tout à fait notable en terme de coût puisque les précurseurs sont moins onéreux et que le temps de synthèse de la zéolithe est réduit et tout en conservant ses propriétés catalytiques. De plus, I'utilisation de ces précurseurs du structurant contenant ABCDEF catalyst EB conversion (%) at t = 36 h 59.6 59.8 59.5 59.3 59.4 59.6 EB conversion (%) at t = 400 h 57.6 57.7 57.3 57 , 4 57.5 57.6 drop in EB conversion (%) 3.3 3.5 3.6 3.2 3.2 3.4 It can be seen that the deactivation of the six catalysts A, B, C, D, E and F over 400 hours is comparable. The catalytic properties (activity, selectivity and stability) of the six catalysts are comparable. The introduction of this new mode of synthesis of the EUO structural type zeolite in the preparation of this catalyst for isomerization of the aromatic C8 cuts is therefore of considerable benefit in terms of cost since the precursors are less expensive and that the synthesis time of the zeolite is reduced and while retaining its catalytic properties. In addition, the use of these precursors of the structuring containing
une monoamine limite les risques liés à la toxicité. a monoamine limits the risks linked to toxicity.
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FR9816411A Expired - Lifetime FR2787779B1 (en) | 1998-11-02 | 1998-12-23 | PROCESS FOR THE PREPARATION OF A ZEOLITE CATALYST WITH EUO STRUCTURE OBTAINED IN THE PRESENCE OF PRECURSORS OF THE ORGANIC STRUCTURANT AND ITS USE IN ISOMERIZATION OF AN AROMATIC C8 CUT |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR2787779B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0042226A1 (en) * | 1980-06-12 | 1981-12-23 | Imperial Chemical Industries Plc | Zeolite EU-1 |
EP0051318A1 (en) * | 1980-11-04 | 1982-05-12 | Teijin Petrochemical Industries Ltd. | A catalyst composition containing as catalytically active components alumina and a cristalline Aluminosilicate zeolite, a process for isomerizing xylenes and ethylbenzene, and use of this catalyst composition |
EP0463768A2 (en) * | 1990-06-22 | 1992-01-02 | Institut Francais Du Petrole | Zeolites |
WO1996029284A1 (en) * | 1995-03-17 | 1996-09-26 | Chevron U.S.A. Inc. | Preparation of zeolites using organic template and amine |
-
1998
- 1998-12-23 FR FR9816411A patent/FR2787779B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2787779B1 (en) | 2001-02-02 |
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