HU213311B - Synthetic porous crystalline composition and process for producing it - Google Patents
Synthetic porous crystalline composition and process for producing it Download PDFInfo
- Publication number
- HU213311B HU213311B HU320590A HU320590A HU213311B HU 213311 B HU213311 B HU 213311B HU 320590 A HU320590 A HU 320590A HU 320590 A HU320590 A HU 320590A HU 213311 B HU213311 B HU 213311B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- composition
- crystalline
- weight
- crystalline composition
- ray diffraction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
A találmány tárgya szintetikus, porózus kristályos anyagkompozíció, melynek összetételét azThe present invention relates to a synthetic, porous crystalline material composition having the composition
X2O3: (n)YO2 mólarány fejezi ki, ahol n értéke legalább 10,X 2 O 3 : (n) Expresses the molar ratio YO 2 where n is at least 10,
X háromvegyértékű elemet és Y négy vegyértékű elemet jelent.X represents a trivalent element and Y represents a trivalent element.
A találmány kiterjed a kompozíció előállítására szolgáló eljárásra is. A találmány szerinti kompozíció szerves vegyületek katalitikus átalakításához használható.The invention also relates to a process for preparing the composition. The composition of the invention can be used for the catalytic conversion of organic compounds.
Természetes és szintetikus zeolitok különböző típusú szénhidrogén-konverziók katalizálására alkalmasak. Egyes zeolit anyagok rendezett, porózus kristályos alumoszilikátok, amelyek röntgendiffrakciós vizsgálatok szerint határozott kristályos szerkezettel rendelkeznek; e szerkezeten belül nagyszámú kisebb üreg helyezkedik el, amelyeket egymással számos még kisebb járat vagy pórus köt össze. Ezek az üregek és pórusok egy adott zeolit anyagban azonos méretűek. Minthogy e pórusok nagysága olyan, hogy bizonyos méretű molekulákat befogadnak és adszorbeálnak, míg a nagyobb méretűeket kizárják, ezek az anyagok „molekulasziták”-ként váltak ismertté és tulajdonságaikat számos úton hasznosították.Natural and synthetic zeolites are capable of catalyzing different types of hydrocarbon conversions. Some zeolite materials are ordered, porous crystalline aluminosilicates having a crystalline structure defined by X-ray diffraction; a large number of smaller cavities are located within this structure, which are interconnected by a number of even smaller passages or pores. These cavities and pores in a given zeolite material are the same size. Because of the size of these pores, they accept and adsorb molecules of a certain size while exclude the larger ones, these materials have become known as "molecular sieves" and have exploited their properties in many ways.
E természetes és szintetikus molekulasziták közé pozitív ionokat tartalmazó kristályos szilikátok széles köre tartozik. E szilikátok [SiO4®-k] és a periódusos rendszer IIIA csoportjába tartozó elemek oxidjainak, [például A104®®-nek] merev, háromdimenziós rácsaként írhatók le, amelyben a tetraéderek keresztirányban egyesülhetnek egymással úgy, hogy egy vagy több O2® ionjuk közös lesz, és így a IIIA csoportbeli elem, például az alumínium, és a szilícium-atomok aránya az O2- atomokhoz viszonyítva 1 : 2 lesz. A IIIA csoport elemét tartalmazó tetraéder elektronvegyértékét egy kation, például alkálifém- vagy alkáliföldfém-kation inklúziója egyenlíti ki a kristályban, ez abban jut kifejezésre, hogy a IIIA csoportbeli elem, például az alumínium, és a különböző kationok, mint Ca2©, Sr2©, NA®, K® vagy Li® ionok aránya 1. A kationok egy típusa részben vagy egészben más típusú kationokkal helyettesíthető ioncserélő módszerek szokásos alkalmazása útján. Az ilyen ioncsere a kation megfelelő megválasztása által lehetővé teszi egy adott szilikát tulajdonságainak megváltoztatását.These natural and synthetic molecular sieves include a wide variety of crystalline silicates containing positive ions. These silicates [SiO4®] and the group IIIA elements of the Periodic Table may be described as a rigid three-dimensional lattice in which the tetrahedrons may be transversely joined so that one or more of their O 2 and thus the ratio of the group IIIA element, such as aluminum, to silicon atoms relative to O 2 atoms is 1: 2. The electron valence of a tetrahedron containing a group IIIA element is compensated by the inclusion of a cation, such as an alkali metal or alkaline earth metal cation, in the expression of a group IIIA element such as aluminum and various cations such as Ca 2 ©, Sr 2 ©, NA®, K® or Li® ion ratio 1. One type of cation can be partially or wholly replaced by other types of ion exchange methods. Such ion exchange, by the proper choice of cation, allows the properties of a given silicate to be changed.
Korábbi technikák segítségével a szintetikus zeolitok széles körét állították elő. E zeolitok közül sokat betűvel vagy más alkalmas szimbólummal jelöltek meg, amire példaként szolgál a zeolit A (2 882 243 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), zeolit X (2 882 244 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), zeolit Y (3 130 007 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), zeolit ZK-5 (3 247 195 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), zeolit ZK-4 (3 314 752 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), zeolit ZSM-5 (3 702 886 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), zeolitZSM-11 (3 709 979 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), zeolit ZSM-12 (3 832 449 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), zeolit ZSM-20 (3 972 983 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás),A variety of synthetic zeolites have been produced using prior techniques. Many of these zeolites are designated by a letter or other suitable symbol, exemplified by zeolite A (U.S. Pat. No. 2,882,243), zeolite X (U.S. Pat. No. 2,882,244), zeolite Y (3,130,007). Zeolite ZK-5 (U.S. Patent 3,247,195), Zeolite ZK-4 (U.S. Patent 3,314,752), Zeolite ZSM-5 (U.S. Patent 3,702,886). zeolite ZSM-11 (U.S. Pat. No. 3,709,979), zeolite ZSM-12 (U.S. Pat. No. 3,832,449), zeolite ZSM-20 (U.S. Pat. No. 3,972,983). description),
ZSM-35 (4 016 245 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) és zeolit ZSM-23 (4 076 842 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás).ZSM-35 (US 4,016,245) and zeolite ZSM-23 (US 4,076,842).
Egy adott zeolit SiO2/Al2O3 aránya gyakran változó. Például a zeolit X SiO2/Al2O3 aránya 2-3, míg a zeolit Y-é 3-6. Egyes zeolitokban a SiO2/Al2O3 aránynak nincs felső határa. Erre példaként hozható fel a ZSM-5, ahol a SiO2/Al2O3 arány legalább 5 és eléri ajelenlegi analitikai mérési technikák határát A 3 941 871 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás porózus, kristályos szilikátot ismertet, amelyet előre meg nem határozott mennyiségű Al2O3-ot tartalmazó keverékből állítanak elő és amelynek röntgen-diffrakciós képe a ZSM-5 zeolitra jellemző. A 4 061 724; 4 073 865 és 4 104 294 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban különböző mennyiségű Al2O3-at és fémet tartalmazó kristályos szilikátot ismertetnek.The SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of a given zeolite is often variable. For example, zeolite X has a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of 2 to 3 and zeolite Y has a 3 to 6 ratio. In some zeolites, there is no upper limit for the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio. An example of this is ZSM-5, where the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio is at least 5 and reaches the limit of current analytical techniques. U.S. Patent 3,941,871 discloses a porous crystalline silicate with an unspecified amount It is prepared from a mixture containing Al 2 O 3 and has an X-ray diffraction pattern typical of ZSM-5 zeolite. A 4,061,724; U.S. Patent Nos. 4,073,865 and 4,104,294 disclose crystalline silicates containing various amounts of Al 2 O 3 and metal.
Első megközelítésben a találmány tárgya szintetikus, porózus kristályos kompozíció, amelynek röngtgendiffrakciós diagramja lényegében a leírás I. táblázatában feltüntetett értékeket tartalmazza, és egyensúlyi adszorpciós kapacitása vízgőzre nézve nagyobb 10 tömeg%-nál, ciklohexángőzre nézve nagyobb 4,5 tömeg%-nál és n-hexángőzre nézve nagyobb 10 tömeg%-nál.In a first aspect, the present invention relates to a synthetic porous crystalline composition having an X-ray diffraction pattern substantially containing the values shown in Table I of this specification and having an equilibrium adsorption capacity of greater than 10% by weight for water vapor, greater than 4.5% by weight for cyclohexane vapor. more than 10% by weight relative to hexane vapor.
Úgy tűnik, hogy a találmány szerinti porózus, kristályos kompozíció rokon a 4 439 409 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban leírt „PSH-3” nevű készítményekkel. A találmány szerinti kristályos kompozíció azonban feltehetően nem tartalmazza a PSH-3 készítményekben jelenlevő összes komponenst. A találmány szerinti készítményt főként nem szennyezik más kristályszerkezetek, mint ZSM-12 vagy ZSM-5, szokatlan szorpciós kapacitással és egyedülálló katalitikus hatékonysággal rendelkezik, összehasonlítva a 4 439 409 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint szintetizált PSH-3 készítményekkel.The porous crystalline composition of the present invention appears to be related to the compositions described in U.S. Patent No. 4,439,409, entitled "PSH-3". However, the crystalline composition of the present invention is not expected to contain all of the components present in the PSH-3 formulations. The composition of the present invention is not substantially contaminated by other crystalline structures, such as ZSM-12 or ZSM-5, having unusual sorption capacity and unique catalytic efficiency as compared to PSH-3 formulations synthesized according to U.S. Patent 4,439,409.
A találmány szerinti kristályos kompozíciót a kívánt oxidok forrásait hexametilén-imin irányító anyaggal együtt tartalmazó keveréket kristályosítjuk. Azt találtuk azonban, hogy a találmány szerinti kristályos kompozíció szilikát, viszonylag magas szilárdanyag-tartalommal rendelkező kovasavat célszerű használni.The crystalline composition of the present invention is crystallized with a mixture of sources of the desired oxides with a hexamethyleneimine directing agent. However, it has been found that the crystalline composition according to the invention is a silicate having a relatively high solids content.
Ezért a találmány tárgya továbbá eljárás a találmány szerinti szintetikus kristályos kompozíció előállítására. Eszerint olyan keveréket készítünk, amelyből kristályosítás folyamán a találmány szerinti anyag tud kialakulni; a keverék elegendő mennyiségű alkáli- vagy alkáliföldfém-kationt, legalább 30 tömeg% szilárd YO2-t tartalmazó négyvegyértékű YO2 oxidforrást, háromvegyértékű X2O3 oxidforrást, vizet és hexametilén-imint tartalmaz, és a keveréket a találmány szerinti anyag kristályainak létrejöttéhez szükséges ideig tartjuk kristályosítási körülmények között.Therefore, the present invention also relates to a process for preparing the synthetic crystalline composition of the invention. Accordingly, a mixture is prepared from which the material according to the invention can be formed during crystallization; the mixture contains sufficient amounts of an alkali or alkaline earth metal cation, a tetravalent YO 2 oxide source containing at least 30 wt% solid YO 2 , a trivalent X 2 O 3 oxide source, water and hexamethyleneimine, and the mixture is required to form crystals of the period under crystallization conditions.
A találmány szerinti kristályos kompozíció összetétele tehát azThe composition of the crystalline composition according to the invention is thus
X2O3: (n)Y02 mólaránnyal adható meg, aholX 2 O 3 : is given by (n) Y0 2 molar ratio, where
X háromvegyértékű elem, mint alumínium, bór, vas és/vagy gallium, előnyösen alumínium,X is a trivalent element such as aluminum, boron, iron and / or gallium, preferably aluminum,
HU213 311 ΒHU213 311 Β
Υ négyvegyértékű elem, mint szilícium és/vagy germánium, előnyösen szilícium, és n értéke legalább 10, általában 10-150, előnyösenΥ is a tetravalent element such as silicon and / or germanium, preferably silicon, and n is at least 10, usually 10-150, preferably
10-60, legelőnyösebben 20-40.10-60, most preferably 20-40.
Vízmentes állapotot feltételezve és oxid-mól per n mól YO2 arányként kifejezve a fentiek szerint szintetizált anyag képlete a következő:Assuming the anhydrous state and expressed as the oxide-mole per n-mol YO 2 ratio, the material synthesized as described above has the formula:
(0,005-0,l)Na2O : (1-4)R : X2O3: nYO2, ahol R szerves csoportot jelent. A Na és az R komponens az anyaghoz kötődik a kristályosítás alatti jelenlétük következtében, és az alábbiakban részletesebben leírt utólagos kristályosító módszerekkel könnyen eltávolíthatók.(0.005-0.1) Na 2 O: (1-4) R: X 2 O 3 : nYO 2 , wherein R is an organic group. The Na and R components are bound to the material by virtue of their presence during crystallization and can be easily removed by the subsequent crystallization methods described in more detail below.
A találmány szerinti kristályos kompozíció hőstabil, nagy [400 m2/g-nál nagyobb] fajlagos felülettel, továbbá szokatlanul nagy szorpciós képességgel rendelkezik, összehasonlítva hasonló kristályos szerkezetekkel. Amint a fenti képletből kitűnik, a találmány szerinti kristályos kompozíciót csaknem nátriumkationoktól mentes formában kristályosítjuk. Ezért savas aktivitású katalizátorként ioncsere nélkül alkalmazható. Mégis a szintetizált kompozíció eredeti nátriumkationjai a kívánt mértékben helyettesíthetők más kationokkal, jól ismert ioncserélő technikák segítségével. Előnyben részesített helyettesítő kationok közé tartoznak fémionok, hidrogénion, hidrogénprekurzor, például ammóniumion és ezek keverékei. Különösen előnyösek azok a kationok, amelyek egyes szénhidrogén-konverzióknál szabályozzák a katalitikus aktivitást. Ezek közé tartozik a hidrogén, ritkaföldfémek és az elemek periódusos rendszerének IIA, IIIA, IVA, IB, IIB, IIIB, IVB és VIII csoportjába tartozó fémek.The crystalline composition of the present invention is thermally stable, has a high specific surface area [greater than 400 m 2 / g] and has an unusually high sorption capacity compared to similar crystalline structures. As can be seen from the above formula, the crystalline composition of the present invention is crystallized in a form substantially free of sodium cations. Therefore, it can be used as a catalyst with acid activity without ion exchange. However, the original sodium cations of the synthesized composition may be replaced to the desired extent with other cations by well known ion exchange techniques. Preferred replacement cations include metal ions, hydrogen ions, hydrogen precursors such as ammonium ions and mixtures thereof. Particularly preferred are the cations which control the catalytic activity at certain hydrocarbon conversions. These include metals of Groups IIA, IIIA, IVA, IB, IIB, IIIB, IVB and VIII of the Periodic Table of the Hydrogen, Rare Earths, and Elements.
Úgy tűnik, hogy a találmány szerinti kompozíciók kalcinált formájában egyetlen kristályfázis alkotja, amely gyakorlatilag nem tartalmaz kristályfázis szennyezéseket és röntgendifffakciós képét az alábbi I. táblázatban felsorolt vonalak megkülönböztetik más ismert kristályos anyagokétól:The compositions of the invention, in their calcined form, appear to be composed of a single crystalline phase which is substantially free of crystalline impurities and an X-ray diffraction pattern distinguished from other known crystalline materials by the lines listed in Table I below:
I. táblázatTable I
Rácssíkok közötti Relatív intenzitás, d távolság 10“ 10m I/Io x100Relative intensity between grid planes, distance d 10 “ 10 m I / I o x 100
30,0±2,2 W-M30.0 ± 2.2 W-M
22,1±1,3 W specifikusabban az alábbi II. táblázatban felsorolt vonalak:22.1 ± 1.3 W more specifically in II. Lines listed in table 1:
II. táblázatII. spreadsheet
Rácssíkok közötti Relatív intenzitás, d távolság 10-10 m I/IOxl00Relative intensity between grid planes, distance d 10 -10 m I / I O x 100
30,0±2,2 W-M30.0 ± 2.2 W-M
22,1±1,3 W22.1 ± 1.3 W
3,91±0,07 M-VS és még specifikusabban az alábbi III. táblázatban felsorolt vonalak:3.91 ± 0.07 M-VS and more specifically in the following III. Lines listed in table 1:
III. táblázatIII. spreadsheet
Ezeket az értékeket standard módszerekkel határoztuk meg. Sugárforrásként a réz K-alfa dublettjét alkalmaztuk és a méréshez szcintillációs számlálóval felszerelt diffraktométert és ehhez csatlakozó számítógépet használtunk. A csúcsmagasságokat és a pozíciókat 2 theta függvényében - ahol theta a Bragg-féle szög algoritmus segítségével határoztuk meg a diffraktométerhez csatlakozó számítógéppel. Ezekből meghatároztuk a 100 * x I/Io relatív intenzitásokat - ahol Io a csúcs legerősebb vonalának az intenzitása 10_1°m-ben - és a síkok közötti d távközt. Az I-IV. táblázatokban a relatív intenzitásokat a következő szimbólumokkal adtuk meg: W = gyenge, M = közepes, S = erős és VS = nagyonThese values were determined by standard methods. A K-alpha doublet of copper was used as the radiation source and a diffractometer equipped with a scintillation counter and a computer connected thereto were used for measurement. Peak heights and positions as a function of 2 theta - where theta was determined by the Bragg angle algorithm with a computer connected to the diffractometer. From these we determined the relative intensities of 100 * x I / I o , where I o is the intensity of the strongest line of the peak at 10 _1 ° m, and the distance between planes d. I-IV. The relative intensities in the tables are given by the following symbols: W = weak, M = medium, S = strong and VS = very
HU213 311 Β erős. Az intenzitások alapján ezek értéke általában az alábbi:HU213 311 Β strong. Based on the intensities, these values are usually as follows:
W = 0-20W = 0-20
M = 20-40M = 20-40
S = 40-60S = 40-60
VS = 60-100VS = 60-100
A röntgensugár diffrakciós kép jellemző a találmány szerinti kristályos kompozíció minden fajtájára. A nátriumforma, valamint más kationos formák lényegében azonos képet adnak kisebb eltolódásokkal a síkok közötti távközben és a relatív intenzitás változásában. Az adott minta Y : X arányától, például a Si: Al aránytól, valamint a hőkezelés fokától függően más kisebb változások fordulhatnak elő.The X-ray diffraction pattern is characteristic of all types of crystalline compositions of the invention. Sodium form and other cationic forms give essentially the same picture with smaller shifts between planes and changes in relative intensity. Other minor changes may occur depending on the Y: X ratio of the sample, such as the Si: Al ratio and the degree of heat treatment.
A találmány szerinti kristályos kompozíció alkálivagy alkáliföldfémet, például nátrium- vagy káliumkationt (M), háromvegyértékű elem (X), például alumínium oxidját, és szerves (R) irányítóanyagot (amelyet alább részletesebben leírunk) és vizet tartalmazó reakciókeverékből állítható elő;The crystalline composition of the present invention can be prepared from a reaction mixture containing an alkali or alkaline earth metal such as sodium or potassium cation (M), a trivalent element (X) such as aluminum oxide and an organic (R) control agent (described in more detail below);
a keverék összetétele - az oxidok mólarányában kifejezve - a következő tartományokat öleli fel:the composition of the mixture, expressed as the molar ratio of oxides, covers the following ranges:
Azt találtuk, hogy a találmány szerinti kompozíció kristályosodását kedvezően befolyásolja ha az YCb-forrás legalább 30 tömeg% szilárd YO2-t tartalmaz, különösen akkor, ha az YO2 SiO2-nek felel meg. Kereskedelmi forgalomban levő alkalmas kovasavforrások közé tartozik az Ultrasil (körülbelül 90 tömeg% kovasavat tartalmazó kicsapott, porlasztva szárított kovasav) és a HiSil (körülbelül 87 tömeg% kovasavat, mintegy 6 tömeg% szabad H2O-t és mintegy 4,5 tömeg% kötött H2O-t (hidrát) tartalmazó kicsapott hidratált SiO2, melynek részecskemérete körülbelül 0,02 pm).It has been found that the crystallization of the composition according to the invention is favorably influenced if the YCl 2 source contains at least 30% by weight of solid YO 2 , especially when YO 2 corresponds to SiO 2 . Commercially available sources of silicic acid include Ultrasil (precipitated spray-dried silica containing about 90% by weight of silica) and HiSil (about 87% by weight of silica, about 6% by weight of free H 2 O and about 4.5% by weight of bound H 2). Precipitated hydrated SiO 2 containing ot (hydrate) having a particle size of about 0.02 µm).
Ha más kovasavforrást alkalmazunk, például Q-Brand-ot (nátrium-szilikát, amely mintegy 28,8 tömeg% SiO2-t, 8,9 tömeg% Na2O-t és 62,3 tömeg% H2O-t tartalmaz), kristályosításkor csak kevés találmány szerinti kristályos kompozíció képződik, vagy egyáltalán nem képződik, és helyette kristályszerkezetek, például ZSM-12 szennyező fázisai alakulnak ki. Ezért előnyösen az YO2-forrás legalább 30 tömeg% szilárd YO2-t, előnyösen kovasavat, még előnyösebben legalább 40 tömeg% szilárd YO2-t tartalmaz.When using another source of silica, such as Q-Brand (sodium silicate containing about 28.8% SiO 2 , 8.9% Na 2 O and 62.3% H 2 O), only crystallization few or no crystalline compositions of the invention are formed and instead become impure phases of crystalline structures such as ZSM-12. Therefore, preferably, the YO 2 source comprises at least 30% by weight of solid YO 2 , preferably silica, more preferably at least 40% by weight of solid YO 2 .
A találmány szerinti kristályos kompozíció előállításakor használt keverékben R szerves irányítóanyagként (1) képletű hexametilén-imint alkalmazunk.In the mixture used to prepare the crystalline composition of the present invention, the organic control agent R is hexamethyleneimine (1).
A találmány szerinti kristályos kompozíció kristályosítása keverés közben vagy anélkül, alkalmas tartályban mint például propilénedényekben, vagy teflonnal bélelt, vagy rozsdamentes acél autoklávokban hajtható végre. A kristályosítást általában 80°-225°C-on, 24 óra és 60 nap közötti idő alatt hajtjuk végre, majd a kristályokat a folyadékból elválasztjuk és izoláljuk.Crystallization of the crystalline composition according to the invention can be carried out with or without stirring in a suitable container such as propylene vessels, or in Teflon-lined or stainless steel autoclaves. The crystallization is generally carried out at 80 to 225 ° C for 24 hours to 60 days, after which the crystals are separated from the liquid and isolated.
A kristályosítás megkönnyíthető, ha a keveréket beoltjuk a kívánt kristályos termék 0,01 t%, előnyösen 0,11%, még előnyösebben 11% mennyiségű kristályával (az összmennyiségre számítva).Crystallization may be facilitated by inoculating the mixture with 0.01% (preferably 0.11%, more preferably 11%) of the desired crystalline product (based on the total amount).
Katalizátorként vagy adszorbensként történő használata előtt a kristályos kompozíciót kalcinálni kell a szerves alkotórészek teljes vagy részleges eltávolítása céljából.Before being used as a catalyst or adsorbent, the crystalline composition must be calcined to remove all or part of the organic constituents.
A találmány szerinti kristályos kompozíció katalizátorként használható hidrogénező komponensekkel, mint wolfrámmal, vanádiummal, molibdénnel, réniummal, nikkellel, kobalttal, krómmal, mangánnal, vagy nemesfémmel, mint platinával vagy palládiummal kombinálva, amikor hidrogénező/dehidrogénező funkciót kell ellátni. Az ilyen komponens a készítménybe keverékkristályosítással, báziscserével, impregnálással vagy fizikai összekeveréssel építhető be. Impregnáláskor például platina esetében platinafémet tartalmazó ion oldatával kezeljük a szilikátot. Ilyen célra használható alkalmas platinavegyületek közé tartozik a klór-platinasav, platina(II)-klorid és platina-amin komplexet tartalmazó különböző vegyületek.The crystalline composition of the present invention can be used as a catalyst in combination with hydrogenation components such as tungsten, vanadium, molybdenum, rhenium, nickel, cobalt, chromium, manganese, or a noble metal such as platinum or palladium to perform hydrogenation / dehydrogenation. Such a component may be incorporated into the composition by blend crystallization, base exchange, impregnation or physical mixing. For impregnation, for example in the case of platinum, the silicate is treated with a solution of a platinum metal ion. Suitable platinum compounds for this purpose include various compounds containing chloroplatinic acid, platinum (II) chloride and platinumamine complexes.
A találmány szerinti kristályos kompozíció nagyon eltérő részecskeméretűvé alakítható. A részecskék formája por, szemcse, vagy pedig formázott termék, mint extrudátum lehet. Az utóbbi esetben a kristályos terméket szárítás előtt extrudálhatjuk, vagy részlegesen megszárítjuk és után extrudáljuk.The crystalline composition of the present invention can be converted to very different particle sizes. The particles may be in the form of powders, granules or a molded product such as an extrudate. In the latter case, the crystalline product may be extruded before drying, or partially dried and then extruded.
Ha a találmány szerinti kristályos kompozíciót adszorbensként vagy katalizátorként használjuk szerves vegyületek konverziós folyamatában, úgy legalább részlegesen dehidratálni kell. Ez hevítéssel történhet 200-595 °C hőmérsékleten, például levegő-, nitrogénatmoszférában, légköri, vagy ennél alacsonyabb vagy magasabb nyomáson, 30 perc és 48 óra közötti időtartam alatt. A dehidratálás szobahőmérsékleten is elvégezhető a kovasavat vákuumba helyezve, de megfelelő dehidratáláshoz hosszabb idő szükséges.When the crystalline composition according to the invention is used as an adsorbent or catalyst in the conversion process of organic compounds, it must be at least partially dehydrated. This can be carried out by heating at 200-595 ° C, for example in air, nitrogen, atmospheric pressure or lower or higher, for a period of 30 minutes to 48 hours. Dehydration can also be performed at room temperature by placing the silica in vacuo, but proper dehydration requires a longer time.
A találmány szerinti kristályos anyag számos szerves átalakítási folyamat katalizálására használható, például 2-7 szénatomos olefinek, mint propilén, alkoholokká és éterekké történő átalakítását 50-300 °C, előnyösen 90-250 °C hőmérsékleten, legalább 5,5*104 Pa, előnyösen legalább 2,2* 105 Pa nyomáson, 0,1-30, előnyösen 0,2-15 víz/olefin mólarányt alkalmazva hajtjuk végre.The crystalline material according to the invention can be used to catalyze a number of organic conversion processes, for example the conversion of C 2 -C 7 olefins such as propylene to alcohols and ethers at temperatures of 50 to 300 ° C, preferably 90 to 250 ° C, at least 5.5 x 10 4 Pa. at a pressure of at least 2.2 x 105 Pa, using a water to olefin molar ratio of 0.1 to 30, preferably 0.2 to 15.
Mint sok más katalizátor esetében, a találmány szerinti kristályos kompozíció hőálló és a szerves átalakítási folyamatoknál alkalmazott egyéb körülményeknek ellenálló más anyagba dolgozható be. Ilyen anyagok közé tartoznak aktív és inaktív anyagok és szintetikus vagy természetes előfordulású zeolitok, valamint szervetlen anyagok, mint agyagok, kovasav és/vagy fémoxidok, mint alumínium-oxid. Az utóbbi természetes előfordulású lehet, vagy kocsonyás csapadékok, vagy kovasav és fémoxidok keverékét tartalmazó gélek formájában fordulhat elő. Ha a találmány szerinti kristályos kompozíció kristályosítása folyamán az újAs with many other catalysts, the crystalline composition of the present invention can be incorporated into other materials that are heat resistant and resistant to other conditions used in organic conversion processes. Such materials include active and inactive materials and synthetic or naturally occurring zeolites, as well as inorganic materials such as clays, silica and / or metal oxides such as alumina. The latter may be naturally occurring or may be in the form of gelatinous precipitates or gels containing a mixture of silica and metal oxides. If it is new during the crystallization of the crystalline composition according to the invention
HU213311 Β kristállyal együtt, azaz vele kombinálva valamely aktív anyagot használunk, akkor az utóbbi egyes szerves konverziós folyamatoknál hajlamos a konverzió és/vagy a katalizátor szelektivitásának a megváltoztatására. Inaktív anyagok hígítókként használhatók az átalakulás mennyiségi szabályozására egy adott folyamatban, úgyhogy a termékek gazdaságosan és szabályozottan állíthatók elő anélkül, hogy a kristályosodási sebesség szabályozására más eszközöket alkalmaznánk. Ezek az anyagok természetes előfordulású agyagokba, például bentonitba és kaolinba dolgozhatók be a katalizátor törőszilárdságának javítása céljából, ipari üzemelési körülmények között. Ezek az anyagok, azaz agyagok, oxidok és mások a katalizátor számára kötőanyagként szolgálnak. Célszerű jó törési ellenállású katalizátort előállítani, mivel az ipari alkalmazásnál kívánatos megakadályozni, hogy a katalizátor porszerű anyagokká töredezzen szét. Ezek az agyag kötőanyagok szokás szerint csak a katalizátor törőszilárdságának javítása céljából használatosak.When an active substance is used in combination with HU213311 Β crystal, i.e. in combination with it, the latter tends to alter the conversion and / or the selectivity of the catalyst in some organic conversion processes. Inactive materials can be used as diluents to control the amount of conversion in a given process so that the products can be produced economically and in a controlled manner without using other means to control the rate of crystallization. These materials can be incorporated into naturally occurring clays such as bentonite and kaolin to improve the breaking strength of the catalyst under industrial operating conditions. These materials, i.e. clays, oxides and others, serve as binders for the catalyst. It is desirable to provide a catalyst with a high refractive resistance, since in industrial applications it is desirable to prevent the catalyst from splitting into powdery materials. These clay binders are customarily used only to improve the breaking strength of the catalyst.
Az új kristállyal összekeverhető, természetes előfordulású agyagok közé tartozik a montmorillonit és kaolin-család, amely magában foglalja a szubbentonitokat és a szokásosan Dixie, McNamee, Georgia és Florida agyagokként ismert kaolinokat, vagy másokat, amelyekben a fő ásványi konstituens a halloysit, kaolinit, dickit, nakrit vagy anauxit. Az ilyen agyagok nyers állapotban az eredeti kinyert formában, vagy előzetesen kalcinált, savkezelt vagy kémiailag módosított formában használhatók. A találmány szerinti kristállyal történő összekeveréshez alkalmas kötőanyagok a szervetlen oxidok, nevezetesen az alumínium-oxid is.Naturally occurring clays that can be mixed with the new crystal include the montmorillonite and kaolin family, which includes the subbentonites and kaolins commonly known as Dixie, McNamee, Georgia, and Florida, or others in which the main mineral constitutent is halloysite, kaolinite, , naked or anauxite. Such clays may be used in their raw state in their original form, or in their pre-calcined, acid-treated or chemically modified forms. Suitable binders for mixing with the crystals of the invention are also inorganic oxides, namely aluminum oxide.
A fenti anyagokon kívül az új kristály porózus mátrix-anyaggal is összekeverhető, így kovasav-timföld, kovasav-magnézia, kovasav-cirkónium-dioxid, kovasav-tóriumoxid, kovasav-berillium-oxid, kovasav-titándioxid, valamint temer kompozíciók, mint kovasav-timföld-tórium-oxid, kovasav-timfold-cirkónium-dioxid, kovasav-timföld-magnézia és kovasav-magnézia-cirkónium-dioxid keverékek is előállíthatok.In addition to the above materials, the new crystal can also be mixed with porous matrix material such as silica alumina, silica magnesium, silica zirconia, silica beryllium oxide, silica titanium dioxide, and temeric compositions such as silica mixtures of alumina-thorium-oxide, silica-thymphold-zirconia, silica-alumina-magnesium and silica-magnesium-zirconia.
A finom eloszlású kristályos kompozíció és a szervetlen oxid-mátrix relatív arányai jelentős mértékben változhatnak, így a kristály tartalom 1-90 tömeg% és általánosabban - különösen gyöngyformájú készítmény előállításakor - a kompozíció 2-80 tömeg%-a.The relative proportions of the finely divided crystalline composition and the inorganic oxide matrix may vary considerably, such that the crystalline content is from 1 to 90% by weight and more generally from 2 to 80% by weight of the composition, particularly in the form of beads.
A találmányt az alábbiakban részletesebben ismertetjük a közölt példákra és a mellékelt rajzokra hivatkozva; ezek közül az 1-5. ábra az 1., 3., 4., 5. illetve 9. példa kalcinált termékeinek röntgendiffrakciós képe. A példákban, ahol szorpciós adatokat tüntetünk fel a vízre, ciklohexánra és/vagy n-hexánra vonatkozó szorpciós kapacitással való összehasonlítás céljából, az egyensúlyi adszorpció-értékeket határoztuk meg az alábbiak szerint:The invention will now be described in more detail with reference to the examples and accompanying drawings; 1-5. Fig. 4A is an X-ray diffraction pattern of the calcined products of Examples 1, 3, 4, 5 and 9. In the examples, where sorption data are reported for comparison with the sorption capacity for water, cyclohexane and / or n-hexane, equilibrium adsorption values were determined as follows:
A kalcinált adszorbens lemért mintáját érintkezésbe hozzuk a kívánt tiszta adszorbátum gőzével 133 Pa-nál kisebb nyomásig evakuált adszorpciós kamrában, és 1600 Pa nyomású vízgőzzel és 5332 Pa nyomású n-hexán- vagy ciklohexángőzzel hozzuk érintkezésbe; e nyomások kisebbek a szóban forgó adszorbeátum 90 °C-on mért gőz-folyadék egyensúlyi nyomásánál. A nyomást állandó értéken tartjuk (±66,6 Pa) oly módon, hogy az adszorbeátum-gőzt manosztáttal szabályozva adagoljuk az adszorpciós periódus folyamán, amely nem haladja meg a 8 órát. Amior az új kristály adszorbeátumot adszorbeált, a nyomáscsökkenés következtében a manosztát egy szelepet nyit meg, ami több adszorbeátumgőzt enged be a kamrába és így visszaállnak a fenti szabályozó nyomások. A szorpció akkor teljes, amikor a nyomásváltozás már nem elégséges a manosztát működtetésére. A súlynövekedést - a minta adszorpciós kapacitását - g/100 g kalcinált adszorbens formájában fejezzük ki. A találmány szerinti szintetikus kompozíció egyensúlyi adszorpció-értékei mindig nagyobbak 10 tömeg%-nál vízgőz esetében, nagyobbak 4,5 tömeg%-nál, általában 7 tömeg%-nál ciklohexángőz esetében és nagyobbak 10 tömeg%-nál n-hexángőz esetében.The weighed sample of the calcined adsorbent is contacted with the desired pure adsorbate vapor in an evacuated adsorption chamber to a pressure of less than 133 Pa and contacted with water vapor at 1600 Pa and n-hexane or cyclohexane vapor at 5332 Pa; these pressures are less than the equilibrium pressure of the adsorbate in question at 90 ° C. The pressure is kept constant (± 66.6 Pa) by adding the adsorbate vapor with manostat control over the adsorption period, which does not exceed 8 hours. As the new crystal adsorbate adsorbs, as a result of the pressure drop, the manostat opens a valve that allows more adsorbate vapor into the chamber and thus restores the above regulatory pressures. Sorption is complete when the change in pressure is no longer sufficient to operate the manostat. The weight gain, the adsorption capacity of the sample, is expressed as g / 100 g of calcined adsorbent. The equilibrium adsorption values of the synthetic composition of the invention are always greater than 10% by weight for water vapor, greater than 4.5% by weight, generally 7% by weight for cyclohexane vapor and greater than 10% for n-hexane vapor.
Az alfa-értékek vizsgálatakor kitűnik, hogy az alfaérték a katalizátor katalitikus krakkoló aktivitásának megközelítő mutatója (standard katalizátorral összehasonlítva) és megadja a relatív reakciósebességi állandót (a n-hexán konverziójának sebessége per katalizátor térfogat per időegység) erősen aktív kovasav-timföld krakkoló katalizátorhoz viszonyítva, amelynek alfa-értékét 1-nek vesszük (sebességi állandó = 0,016 sec-1). Az alfa-tesztet a 3 354 078 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban és a Journal of Catalysis 4, 522-529 (1965) közleményben írják le. Megjegyzendő, hogy számos savkatalizálta reakciónál - így a toluol-diszproporcionálódás, xilol-izomerizáció, alkén-konverzió és metanol-konverzió esetében - a „valódi” sebességi állandók arányosak az adott kristályos szilikát alfaértékével (lásd „The Active Site of Acidic Alumínosilicate Catalysis”, Natúré 309, 589-591 (1984)).Examination of alpha values shows that the alpha value is an approximate indicator of the catalytic cracking activity of the catalyst (compared to a standard catalyst) and gives a relative reaction rate constant (conversion rate of n-hexane per catalyst volume per unit time) relative to highly active silica alumina cracking catalyst with an alpha value of 1 (rate constant = 0.016 sec -1 ). The alpha test is described in U.S. Patent 3,354,078 and in Journal of Catalysis 4, 522-529 (1965). Note that in many acid catalyzed reactions, such as toluene disproportionation, xylene isomerization, alkene conversion, and methanol conversion, the "true" rate constants are proportional to the alpha value of the crystalline silicate in question (see Natur. 309: 589-591 (1984)).
1. példaExample 1
12,86 g nátrium-aluminátot (43,5% A12O3, 32,2 t% Na2O, 25,6 t% H2O) feloldunk 12,8 g 50 t% NaOH-oldatot tartalmazó 1320 g vízben. Ehhez az oldathoz hozzáadunk 67,6 g hexametilén-imint. A kapott oldathoz12.86 g of sodium aluminate (43.5% Al 2 O 3 , 32.2% Na 2 O, 25.6% H 2 O) are dissolved in 1320 g of water containing 12.8 g of 50% NaOH solution . To this solution was added 67.6 g of hexamethyleneimine. To the resulting solution
109,4 g Ultrasil-t adunk (kicsapott, porlasztással szárított kovasav; körülbelül 901% SiO2).109.4 g of Ultrasil (precipitated by spray-dried silica; about 901% SiO 2 ) are added.
A keverék összetétele a következő (mólarányokban kifejezve):The composition of the mixture is as follows (expressed in molar ratios):
SiO2/Al2O3 = 30,0SiO 2 / Al 2 O 3 = 30.0
OH7SiO2 =0,18OH7SiO 2 = 0.18
H2O/S1O2 = 44,9H2O / S1O2 = 44.9
Na/SiO2 =0,18Na / SiO 2 = 0.18
R/SiO2 = 0,35 ahol R = hexametilén-imin.R / SiO 2 = 0.35 where R = hexamethyleneimine.
A keveréket rozsdamentes készülékben keverés közben, 150 °C-on 7 napon át kristályosítjuk. A kristályos terméket leszűrjük, vízzel mossuk és 120 °C-on megszárítjuk. 20 óra múlva 538 °C-on történő kalcinálás után a röntgendiffrakciós diagram az V. táblázatban feltüntetett fő vonalakat tartalmazza. Az 1. ábra a kalcinált termék röntgen diffrakciós diagramj át mutatj a. A kalcinált anyag szorpciós kapacitását megmérve a következő eredményeket kapjuk:The mixture was crystallized in a stainless steel stirrer at 150 ° C for 7 days. The crystalline product is filtered off, washed with water and dried at 120 ° C. After 20 hours of calcination at 538 ° C, the X-ray diffraction diagram contains the major lines shown in Table V. Figure 1 shows an X-ray diffraction diagram of the calcined product. Measuring the sorption capacity of the calcined material gives the following results:
H20(1600Pa) 15,2tömeg%H 2 0 (1600Pa) 15.2% by weight
HU213 311 ΒHU213 311 Β
Ciklohexán (5320 Pa) 14,6 tömeg% n-Hexán (5320 Pa) 16,7 tömeg%Cyclohexane (5320 Pa) 14.6% by weight n-Hexane (5320 Pa) 16.7% by weight
A kalcinált kristályos kompozíció felszíni területe 494 m2/g.The surface area of the calcined crystalline composition is 494 m 2 / g.
A kalcinált termék kémiai összetétele:Chemical composition of the calcined product:
Komponensek Tömeg%Components Weight%
2. példaExample 2
Az. 1. példa szerinti kalcinált kristályos kompozíció egy részét megvizsgáltuk az alfa-teszttel. A kapott alfaérték 224.A portion of the calcined crystalline composition of Example 1 was tested by the alpha test. The resulting alpha value is 224.
3—5. példa3-5. example
Három különböző keverékét állítjuk elő, amelyek összetétele a VI. táblázatban látható. A keverékeket nátrium-alumináttal, nátrium-hidroxiddal, Ultrasil-lel, hexametilén-iminnel (R) és vízzel állítjuk elő.Mixtures of three different compounds having the composition shown in VI. shown in the table. Mixtures are prepared with sodium aluminate, sodium hydroxide, Ultrasil, hexamethyleneimine (R) and water.
A keverékeket 150 °C, 143 °C, illetve 150 °C hőmérsékleten tartjuk 7,8 illetve 6 napon át, keverés (percenkénti 350 fordulat) közben, autogén nyomás alatt álló rozsdamentes acél autoklávban. A szilárd terméket a nem reagált komponensektől szűréssel elválasztjuk, majd vízzel mossuk és 120 °C-on megszárítjuk. A termék kristályait röntgendiffrakcióval, a szorpciós kapacitás, a felszíni terület mérésével és kémiai analízissel elemezzük. Azt találtuk, hogy a termékek a találmány szerinti új kristályos kompozíciónak felelnek meg. A szorpciós vizsgálat, a felszíni területmérés és a kémiai analízis eredményeit is a VI. táblázat tartalmazza. A 3., 4. és 5. példa kalcinált (538 °C, 3h) termékeinek röntgen-diffrakciós diagramjait a 2., 3. illetve 4. ábra szemlélteti. A szorpciós mérést és a felszíni terület mérését a kalcinált terméken hajtottuk végre.The mixtures were maintained at 150 ° C, 143 ° C and 150 ° C for 7.8 and 6 days, respectively, with stirring (350 rpm) in an autogenous stainless steel autoclave. The solid product was separated from the unreacted components by filtration, washed with water and dried at 120 ° C. The product crystals are analyzed by X-ray diffraction, sorption capacity, surface area measurement and chemical analysis. The products have been found to correspond to the novel crystalline composition according to the invention. The results of the sorption test, surface area measurement and chemical analysis are also shown in Table VI. Table. The x-ray diffraction diagrams of the calcined (538 ° C, 3h) products of Examples 3, 4 and 5 are illustrated in Figures 2, 3 and 4, respectively. Sorption measurement and surface area measurement were performed on the calcined product.
VI. táblázatVI. spreadsheet
Termék összetétele, tömeg%Product composition,% by weight
6. példaExample 6
A 3., 4. és 5. példa szerinti kalcinált (538 °C, 3h) kristályos szilikátkompozíció mintáit az alfa-teszttel vizsgáltuk; 227, 180, illetve 187 alfa-értékeket kaptunk.Samples of calcined (538 ° C, 3h) crystalline silicate compositions of Examples 3, 4 and 5 were tested by the alpha test; Alpha values of 227, 180 and 187 were obtained.
7. példaExample 7
A 4. példa kristályos szilikátjának kalcinált mintáját Pt/NH3/4C12 oldattal impregnáljuk körülbelül 1 tömeg% Pt felvételéig. A kompozíciót ezután levegőn 349 °C-on 3 órán át szárítjuk.The calcined sample of the crystalline silicate of Example 4 was impregnated with Pt / NH 3/4 Cl 2 until up to about 1% by weight of Pt. The composition is then air dried at 349 ° C for 3 hours.
8. példaExample 8
A 7. példa szerint kapott kompozíció 1 g-ját katalizátor gyanánt előmelegítővel és beágyazott hőelemmel ellátott kis reaktorba helyezzük. A katalizátort 482 °C-on H2-gázáramban hevítjük a Pt-komponens redukálása céljából. A katalizátor fölé n-dekánt és H2-gázt vezetünk be; dékánban a WHSV érték 0,4h_1 és a hidrogén/szénhidrogén mólarányOne gram of the composition obtained in Example 7 is transferred into a small reactor with a preheater and an embedded thermocell as a catalyst. The catalyst is heated at 482 ° C in a stream of H 2 to reduce the Pt component. N-decane and H 2 gas are introduced above the catalyst; the WHSV value decane 0.4H _1 and a hydrogen / hydrocarbon mole ratio
100/1. A reakciót 130-250 °C hőmérséklet-tartományban, légköri nyomáson haj tj uk végre.100/1. The reaction is carried out at a temperature in the range 130 to 250 ° C at atmospheric pressure.
E kísérlet eredményeit a VII. táblázat tartalmazza. Összehasonlítás céljából ugyanitt találhatók egy olyan hasonló kísérlet eredményei, ahol a kristályos kompozíció helyett ZSM-5-öt (3 702 886 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) és béta-Zeolitot (3 308 069 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) alkalmaztunk. Megfigyelhető, hogy a találmány szerinti kristályos szilikát nagyon aktív katalizátor a n-dekán hidrokonverziójához és jó izomerizációs aktivitással rendelkezik. A VII. táblázatban az „5MN/2MN” jelölés 5-metil-nonán/2-metil-nonán mólarányt jelent. Metilcsoportjának helyzete következtében az 5-metil-nonán térbeli okokból némileg kisebb mértékben tud a zeolit pórusaiba behatolni. Az 5MN/2MN arány felvilágosítást nyújt a vizsgálandó zeolit porozitásáról.The results of this experiment are shown in Table VII. Table. For comparison, the results of a similar experiment where ZSM-5 (U.S. Patent No. 3,702,886) and Zeolite beta (U.S. Patent No. 3,308,069) were used instead of the crystalline composition. It can be observed that the crystalline silicate of the present invention is a very active catalyst for the hydroconversion of n-decane and has good isomerization activity. VII. In the Table, "5MN / 2MN" refers to the 5-methyl-nonane / 2-methyl-nonane molar ratio. Due to the position of its methyl group, 5-methyl-nonane can penetrate into the pores of the zeolite to a lesser extent for spatial reasons. The 5MN / 2MN ratio provides information on the porosity of the zeolite to be tested.
VII. táblázatVII. spreadsheet
9. példaExample 9
E példában a találmány szerinti kristályos kompozíció nagyobb mennyiségének előállítását mutatjuk be. 1200 g hexametilén-imint adunk 268 g nátrium-aluminátot, 267 g 501% NaOH-oldatot és 11 800 g vizet tartalmazó oldathoz, majd a kapott elegyhez 2280 g Ultrasil kovasavat adunk. A keveréket keverés közben (körülbelül percenkénti 200 fordulat) 145 °C-on kristályosítjuk 22,5 liter térfogatú reaktorban. A kristályosodás időtartama 59 óra. A terméket vízzel mossuk és 120°C-on szárítjuk.This example illustrates the preparation of a larger amount of the crystalline composition of the invention. 1200 g of hexamethyleneimine were added to a solution of 268 g of sodium aluminate, 267 g of 501% NaOH solution and 11,800 g of water, and 2280 g of Ultrasil silica were added. The mixture was crystallized with stirring (about 200 rpm) at 145 ° C in a 22.5 liter reactor. The crystallization time was 59 hours. The product was washed with water and dried at 120 ° C.
A kalcinált (538 °C) kristályos termék röntgendiffrakciós diagramját az 5. ábra szemlélteti és azt mutatja, hogy a termék azonos a találmány szerinti kristályos kompozícióval. A termék kémiai összetételének, felszíni területének és adszorpciós elemzésének az eredményei a következők.The X-ray diffraction diagram of the calcined (538 ° C) crystalline product is shown in Figure 5 and shows that the product is identical to the crystalline composition of the present invention. The results of the chemical composition, surface area and adsorption of the product are as follows.
VIII. táblázatVIII. spreadsheet
Termék összetételeProduct composition
C 12,1 tömeg%C, 12.1%
N 1,98 tÖmeg%N, 1.98% by weight
Na 640 ppmNa 640 ppm
AI2O3 5,0 tömeg%Al2O3 5.0% by weight
S1O2 74,9 tömeg%74.9% by weight of S1O2
SÍO2/AI2O3, mólarány 25,4SiO2 / Al2O3, molar ratio 25.4
Adszorpció, tömeg%Adsorption,% by weight
Ciklohexán 9,1 n-Hexán 14,9Cyclohexane 9.1 n-Hexane 14.9
H2O 16,8H 2 O 16.8
Felszíni terület, m2/g 479Surface area, m 2 / g 479
10. példaExample 10
A 9. példa szerinti szilárd kristályos kompozíció 25 gját N2-gázáramban, 538 °C-on 5 órán át kalcináljuk, majd további 16 órán át 538 °C-on 5 tömeg% O2-gázzal átfűvatjuk (N2-balansz).25 g of the solid crystalline composition of Example 9 were calcined in a stream of N 2 gas at 538 ° C for 5 hours and then purged with 5 wt% O 2 for 16 hours at 538 ° C (N 2 balance).
A kalcinált kompozíció egy-egy 3 g-os mintáján ioncserét hajtunk végre 100 ml 0,ln TEABr- [tetraetil-ammónium-bromid), TPABr-, illetve LaC13-oldat segítségével. Az ioncseréket környezeti hőmérsékleten 24 óra alatt hajtjuk végre és háromszor megismételjük. Az ioncserélt mintákat szűréssel összegyűjtjük, vízzel halogénmentesre mossuk és megszárítjuk. Az ioncserélt minták összetételét alább adjuk meg, a találmány szerinti kristályos szilikátnak a különböző ionokkal szembeni kicserélő kapacitásával együtt.One 3 g sample of the calcined composition was subjected to ion exchange using 100 ml of 0. 1 TEABr (tetraethylammonium bromide), TPABr and LaCl 3 solution. The ion exchange was carried out at ambient temperature for 24 hours and repeated three times. The ion-exchanged samples were collected by filtration, washed with water to halogen-free and dried. The composition of the ion-exchanged samples is given below, together with the exchange capacity of the crystalline silicate of the invention for the various ions.
11. példaExample 11
A fenti La-cserélt mintát 14-25 1,19-0,7 mm lyukbőségnek megfelelő részecskeméretüvé alakítjuk és levegőn, 538 °C-on 3 órán át kalcináljuk. A kalcinált anyag alfa-értéke 173.The above La-exchanged sample was converted to a particle size of 14-25 1.19-0.7 mm and calcined in air at 538 ° C for 3 hours. The calcined material has an alpha value of 173.
12. példaExample 12
All. példa szerinti La-cserélt anyag kalcinált mintáját 649 °C-on 100% relatív nedvességtartalmú gőzben 2 órán át erősen gőzöljük. A gőzölt minta alfa-értéke 22, jelezve, hogy a kristályos szilikát nagyon stabil az erőteljes hidrotermális kezelés körülményei között.All. The calcined sample of the La-exchanged material of Example 1b is heavily vaporized for 2 hours at 649 ° C in 100% relative humidity. The alpha value of the steamed sample is 22, indicating that the crystalline silicate is very stable under conditions of vigorous hydrothermal treatment.
13. példaExample 13
Olyan kristályos anyag előállítása céljából, ahol X jelentése bóratom, 6,75 g 45 tömeg% KOH-oldat és 290 g H2O oldatához 17,5 g bórsavat adunk. EzutánTo obtain a crystalline material wherein X is boron, 17.75 g of boric acid are added to a solution of 6.75 g of 45% w / w KOH and 290 g of H 2 O. thereafter
57,8 g Ultrasil kovasavat adunk az oldathoz és a keveréket alaposan homogenizáljuk. A keverékhez 26,2 g hexametilén-imint adunk.Ultrasil silica (57.8 g) was added to the solution and the mixture was thoroughly homogenized. To the mixture was added 26.2 g of hexamethyleneimine.
Az elegy összetétele mólarányok formájában megadva:Composition of the mixture in molar ratios:
SiO2/B2O3 = 6,1SiO 2 / B 2 O 3 = 6.1
OH7SiO2 = 0,06OH7SiO 2 = 0.06
H2O/SiO2 =19,0H 2 O / SiO 2 = 19.0
K/SiO2 = 0,06K / SiO 2 = 0.06
R/SiO2 = 0,30R / SiO 2 = 0.30
HU213 311B ahol R jelentése hexametilén-imin.HU213311B wherein R is hexamethyleneimine.
A keveréket keverés közben rozsdamentes acélreaktorban 150 °C-on 8 napon át kristályosítjuk. A kristályos terméket leszűrjük, vízzel mossuk és 120 °C-on szárítjuk. A termék egy részét 6 órán át 540 °C-on kalcináljuk. A kalcinált termék szorpciós kapacitása:The mixture was crystallized with stirring in a stainless steel reactor at 150 ° C for 8 days. The crystalline product is filtered off, washed with water and dried at 120 ° C. Part of the product was calcined for 6 hours at 540 ° C. Sorption capacity of the calcined product:
11,7 tömeg%11.7% by weight
7,5 tömeg%7.5% by weight
11,4 tömeg% anyag felszíni területe11.4% by weight surface area
H20(1600 Pa)H 2 0 (1600 Pa)
Ciklohexán (5320 Pa) n-Hexán (5320 Pa)Cyclohexane (5320 Pa) n-Hexane (5320 Pa)
A kalcinált kristályos 405 m2/g.The calcined crystalline is 405 m 2 / g.
A kalcinált anyag kémiai összetételének meghatározásakor a következő adatokat kaptuk:When determining the chemical composition of the calcined material, the following data were obtained:
N 1,94 tömeg%N, 1.94%
Na 1,75 ppmNa 1.75 ppm
K 0,60 tömeg%K 0.60% by weight
Bór l,04tömeg%Boron l, 04% by weight
A12C>3 920 ppmA1 2 C> 3 920 ppm
SiO2 75,9 tömeg%SiO 2 75.9% by weight
Hamu 74,11 tömeg%Ash 74.11% by weight
SiO2/A12O3, mólarány = 1406 SiO2 = /(A1+B)2O3, mólarány = 25,8SiO 2 / Al 2 O 3, molar ratio = 1406 SiO 2 = / (Al + B) 2 O 3 , molar ratio = 25.8
14. példaExample 14
A 13. példa szerinti kalcinált kristályos termék egy részét NH4Cl-dal kezeljük és ismét kalcináljuk. A végső kristályos termék alfa-értéke 1 (az alfa-teszt alapján).A portion of the calcined crystalline product of Example 13 was treated with NH 4 Cl and calcined again. The final crystalline product has an alpha value of 1 (based on alpha test).
15. példaExample 15
Olyan kristályos termék előállítása céljából, ahol X jelentése bóratom, 35,0 g bórsavat adunk 16,7 g 50 tömeg% NaOH-oldat és 1160 g víz oldatához. A kapott oldathoz 240 g HiSil kovasavat, majd 105 g hexametilén-imint adunk. A keverék összetétele mólarányok formájában:To obtain a crystalline product wherein X is boron, 35.0 g of boric acid are added to a solution of 16.7 g of 50% NaOH and 1160 g of water. To the resulting solution was added 240 g of HiSil silica followed by 105 g of hexamethyleneimine. Composition of the mixture in molar ratios:
SiO2/B2O3 = 12,3SiO 2 / B 2 O 3 = 12.3
OH7SiO2 = 0,056OH7SiO 2 = 0.056
H2O/SiO2 = 18,6H 2 O / SiO 2 = 18.6
Na7SiO2 = 0,056Na7SiO 2 = 0.056
R/SiO2 = 0,30 ahol R jelentése hexametilén-imin.R / SiO 2 = 0.30 where R is hexamethyleneimine.
A keveréket keverés közben, 300 °C-on 9 napon át kristályosítjuk rozsdamentes acélreaktorban. A kristályos kompozíciót leszűrjük, vízzel mossuk és 120 °C-on szárítjuk. A kalcinált anyag (6 óra 540 °C-on) szorpciós kapacitása:The mixture was crystallized with stirring at 300 ° C for 9 days in a stainless steel reactor. The crystalline composition is filtered off, washed with water and dried at 120 ° C. Sorption capacity of the calcined material (6 hours at 540 ° C):
területeThe area
16. példaExample 16
A 15. példa szerinti kalcinált kristályos termék egy részét alfa-tesztben vizsgálva azt találtuk, hogy a termék alfa-értéke 5.Examining a portion of the calcined crystalline product of Example 15 in an alpha test, the product was found to have an alpha value of 5.
17. példaExample 17
A találmány szerinti eljárásban fontos olyan kovasavforrást alkalmazni, amely legalább 30 tömeg% szilárd kovasavat tartalmaz. Ennek igazolása céljából megismé10 teljük a 3. példa szerinti eljárást, de kovasavforrásként „Q-Brandt” nátrium-szilikátot - amely csak mintegy 29 tömeg% szilárd kovasava tartalmaz - alkalmazunk.It is important to use a source of silica containing at least 30% by weight of solid silica in the process of the invention. To confirm this, the procedure of Example 3 is repeated, but the silica source is "Q-Brandt" sodium silicate, which contains only about 29% by weight of solid silica.
67,6 g alumínium-szulfátot feloldunk 38,1 g H2SO4 (96,1 tömeg%) és 400 g víz oldatában. A kapott oldatot elkeverjük 120 g hexametilén-iminnel és hozzáadjuk67.6 g of aluminum sulfate are dissolved in a solution of 38.1 g of H2SO4 (96.1% by weight) and 400 g of water. The resulting solution was mixed with 120 g of hexamethyleneimine and added
712,5 g „Q-Brandt” nátrium-szilikát (28,8 tömeg% SiO2 és 8,9 tömeg% Na2O) és 3 51 g víz keverékéhez. A kapott keverék összetétele mólarányokban kifejezve:712.5 g of Q-Brandt sodium silicate (28.8 wt% SiO 2 and 8.9 wt% Na 2 O) and 3 51 g water. Composition of the mixture obtained, expressed in molar ratios:
SiO2/Al2O3 = 30,0SiO 2 / Al 2 O 3 = 30.0
OH7SiO2 = 0,18 H2O/SíO2 = 19,4 Na/SiO2 = 0,60 R/SiO2 = 0,35OH7SiO 2 = 0.18 H2 O / SiO2 = 19.4 Na / SiO2 = 0.60 R / SiO2 = 0.35
E keveréket alaposan összekeverjük és rozsdamentes acélreaktorban 246 °C-on 8 napon át kristályosítjuk. A szilárd terméket szűréssel elkülönítjük a nem reagált komponensektől, vízzel mossuk, majd 120 °C-on szárítjuk. A terméket röntgen-diffrakcióval elemezve azt találtuk, hogy az magadiitból és mordenitből álló amorf anyagkeverék. Benne a találmány szerinti kristályok nem mutathatók ki.This mixture was thoroughly mixed and crystallized in a stainless steel reactor at 246 ° C for 8 days. The solid product was isolated by filtration from the unreacted components, washed with water and dried at 120 ° C. The product was analyzed by X-ray diffraction and found to be an amorphous mixture of magadite and mordenite. The crystals of the invention cannot be detected therein.
18. példaExample 18
E példában összehasonlítjuk a találmány szerinti kris35 tályos terméknek a propilén hidratációs tulajdonságaira gyakorolt hatását a 4439409 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás 4. példája szerint előállított ZSM-12 és PSH-3 hasonló aktivitásával.This example compares the effect of the crystalline product of the present invention on the hydration properties of propylene with the similar activity of ZSM-12 and PSH-3 prepared according to Example 4 of U.S. Patent 4,439,409.
A találmány szerinti kristályos termék előállítása céljá40 ból 1,59 g tömegrész hexametilén-imint, 3,5 rész 50 tömeg% NaOH, 3,5 rész nátrium-aluminát, 30,1 tömegrész Ultrasil VN3 kovasav és 156 tömegrész ionmentesített víz keverékéhez adunk. Ezután a keveréket 143 °C-ra melegítjük fel és ezen a hőmérsékleten keverés közben kristályo45 sítjuk. Teljes kristályosodás után a kristályokat a folyadéktól szűréssel elválasztjuk, vízzel mossuk és szárítjuk. A kristályok egy részéhez alumínium-oxidot adva 65 tömeg% zeolitból és 35 rész alumínium-oxidból álló keveréket kapunk. Ehhez annyi vizet adunk, hogy a képződött katalizá50 tor extrudálhatóvá váljék. E katalizátort nitrogénáramban 540 °C-on kalcinálva aktiváljuk, majd vizes In ammónium-nitrát-oldattal ioncserét végzünk és a terméket levegőn 540-650 °C hőmérsékleten kalcináljuk.To obtain the crystalline product of the present invention, 1.59 g of a mixture of hexamethyleneimine, 3.5 parts of 50% NaOH, 3.5 parts of sodium aluminate, 30.1 parts of Ultrasil VN3 silica and 156 parts of deionized water are added. The mixture was then heated to 143 ° C and crystallized at this temperature with stirring. After complete crystallization, the crystals are separated from the liquid by filtration, washed with water and dried. Aluminum oxide was added to some of the crystals to give a mixture of 65% zeolite and 35 parts alumina. To this is added water so that the resulting catalyst can be extruded. This catalyst is activated by calcination in a stream of nitrogen at 540 ° C, then ion-exchanged with an aqueous solution of ammonium nitrate and the product calcined in air at 540-650 ° C.
A ZSM-12 előállításacéljából 1 tömegrész ZSM-12 oltókristályt 41,5 tömegrész „Hi-Sil 233” kovasav, 67,7 rész 50 tömeg% tetraetil-ammónium-bromid, 7,0 rész 50 tömeg% NaOH-oldat és 165,4 tömegrész ionmentesített víz keverékéhez adunk. A keveréket azonnal 138 °C-ra melegítjük fel és ezen a hőmérsékleten keve60 rés közben autoklávban kristályosítjuk. Teljes kristályo8For the preparation of ZSM-12, 1 part by weight of ZSM-12 seed crystal was 41.5 parts by weight of "Hi-Sil 233" silica, 67.7 parts by weight of 50% tetraethylammonium bromide, 7.0 parts by weight of 50% NaOH solution and 165.4 to a mixture of deionized water. The mixture was immediately heated to 138 ° C and crystallized in an autoclave with stirring at this temperature. Full crystalline8
HU 213 311 Β sodás elérése után a kristályokat a fennmaradó folyadéktól szűréssel elválasztjuk, vízzel mossuk és szárítjuk. A kristályok egy részét Al2O3-dal egyesítve 65 tömegrész zeolitot és 35 tömegrész Al2O2-ot tartalmazó keveréket kapunk. E keverékhez annyi vizet adunk, hogy a képző- 5 dött katalizátor extrudátummá legyen alakítható. E katalizátort N2-gázban 540 °C-on kalcinálva aktiváljuk, majd vizes In NH4NO3-oldattal ioncserét végzünk és a katalizátort 650 °C-on kalcináljuk.After reaching a spin, the crystals were separated from the remaining liquid by filtration, washed with water and dried. Combining some of the crystals with Al 2 O 3 gives a mixture of 65 parts zeolite and 35 parts Al 2 O 2 . Water is added to the mixture so that the resulting catalyst can be converted into an extrudate. This catalyst is activated by calcination in N 2 gas at 540 ° C, ion exchange with aqueous NH 4 NO 3 solution and calcined at 650 ° C.
A propilén hidratálását 166 °C-on, 7000 kPa nyomáson 10 hajtjuk végre; a propilén HSV értéke 0,6. A 2 napos gőzölés után kapott eredményeket a IX. táblázatban hasonlítjuk össze:The hydration of the propylene is carried out at 166 ° C and 7000 kPa; the propylene HSV is 0.6. The results obtained after 2 days of steaming are shown in Table IX. table compares:
IX. táblázatIX. spreadsheet
IPA = izopropil-alkohol DIPE = diizopropil-éter A fenti eredmények világosan mutatják a találmány szerinti kompozíció előnyös tulajdonságait PSH-3 és ZSM-12 zeolittal összehasonlítva. A találmány szerinti 30 kompozícióval magasabb konverziós ráta érhető el, amihez a diizopropil-benzol iránti jó szelektivitás és alacsony szintű propilén-oligomer képződés társul.IPA = isopropyl alcohol DIPE = diisopropyl ether The above results clearly show the advantageous properties of the composition of the invention compared to zeolite PSH-3 and ZSM-12. The composition of the present invention achieves a higher conversion rate, coupled with good selectivity for diisopropylbenzene and low levels of propylene oligomer formation.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU320590A HU213311B (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Synthetic porous crystalline composition and process for producing it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU320590A HU213311B (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Synthetic porous crystalline composition and process for producing it |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU903205D0 HU903205D0 (en) | 1990-10-28 |
HUT57153A HUT57153A (en) | 1991-11-28 |
HU213311B true HU213311B (en) | 1997-05-28 |
Family
ID=10963092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU320590A HU213311B (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Synthetic porous crystalline composition and process for producing it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
HU (1) | HU213311B (en) |
-
1990
- 1990-05-25 HU HU320590A patent/HU213311B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HUT57153A (en) | 1991-11-28 |
HU903205D0 (en) | 1990-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2169963C (en) | Synthetic porous crystalline mcm-58, its synthesis and use | |
EP0147034B1 (en) | A process for making zeolite zsm-45 with a dimethyldiethylammonium directing agent | |
US4698217A (en) | Crystalline silicate ZSM-58 and process for its preparation using a methyltropinium cation | |
KR100351717B1 (en) | Synthetic porous crystalline mcm-58, its synthesis and use | |
CZ277495A3 (en) | Synthetic layered material and its use in conversions of organic compounds | |
EP0166513B1 (en) | Preparation of zeolite zsm-12 | |
JPS6215486B2 (en) | ||
KR0146717B1 (en) | A process for the catalytic disproportionation of methylnaphthalenes | |
CA1232595A (en) | Process for making zeolite zsm-45 | |
EP0023089B1 (en) | Method of preparing zeolite zsm-48, the zeolite so prepared and its use as catalyst for organic compound conversion | |
RU2011650C1 (en) | Method of catalytic conversion of hydrocarbon raw involving at least one aromatic compound containing at least 9 carbon atoms to the product containing c6-c8-aromatic compounds | |
US5271920A (en) | Activation of zeolites | |
US5174981A (en) | Synthesis of crystalline ZSM-5-type material | |
AU628056B2 (en) | Zeolite material | |
EP0107370B1 (en) | Zeolite | |
US10214427B2 (en) | Molecular sieve SSZ-109, its synthesis and use | |
HU213311B (en) | Synthetic porous crystalline composition and process for producing it | |
CA2228177A1 (en) | Synthetic porous crystalline mcm-61, its synthesis and use | |
KR0138894B1 (en) | Synthetic porous crystalline material, its synthesis and use | |
RU2058815C1 (en) | Synthetic porous crystalline material and a method of its producing | |
CA1326847C (en) | Synthetic porous crystalline material, its synthesis and use | |
DK175290B1 (en) | Novel synthetic porous crystalline material - used as adsorbent and catalyst for organic conversion reactions | |
JPS6114116A (en) | Manufacture of zeolite zsm-12 | |
US4820502A (en) | Synthetic crystalline silicate | |
PL165909B1 (en) | Synthetic porous crystalline material and method of obtaining same |