JP2000202295A - 結合ゼオライトを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
マーシリカとを含んでなる触媒を製造する方法であっ
て、合成の終わりにおいて得られた懸濁液からのゼオラ
イト結晶相の分離工程をもはや必要としない方法を提供
すること。 【解決手段】 テンプレートとして水酸化テトラ−アル
キルアンモニウムを含有する試薬混合物の自発生圧力に
おける水熱処理によるゼオライトの合成から生ずる懸濁
液に、必要に応じてテトラ−アルキルオルトシリケート
を添加して、急速乾燥させ、そして前記乾燥により生ず
る生成物を焼成することからなる、機械抵抗が高く、ゼ
オライトとオリゴマーシリカとを含んでなる、微小球形
態のゼオライト触媒の製造方法。
Description
とを特徴とする、ゼオライトとオリゴマーシリカとを含
んでなる、微小球形態のゼオライト触媒を製造する新規
な方法に関する。
孔質結晶質材料は、無機結合剤により結合して寸法を増
加させ、それらを工業用プラントにおいて使用できるよ
うにすることが知られている。事実、一方において、小
さい寸法のゼオライトの結晶は試薬および反応生成物の
粒子内拡散に好都合であり、そして得られる触媒能を増
強させることができるが、他方において、この小さい寸
法では固定床反応器における粒子間拡散または混合反応
器における反応媒質からのゼオライト触媒の分離が不可
能となる。これを克服するために、ゼオライトを適当な
結合剤と結合させる。結合ゼオライトを製造する方法
は、触媒活性を明らかに減少させるゼオライト空洞のブ
ロッキングを防止するような方法でなくてはならない。
結合剤部分に触媒が寄与する反応、例えば、多数の酸化
および酸を触媒とする反応、を回避するために、結合剤
として触媒的に不活性である材料、例えば、シリカ、の
使用が特に重要である。しかしながら、シリカは結合性
が低く、したがって、十分な硬度を有する押出製品を提
供することができないので、通常、押出において使用さ
れない。欧州特許(EP)第265,018号明細書に
は、ゼオライトおよびオリゴマーシリカをベースとする
触媒を製造する方法が記載されている。この方法による
微小球形態の結合ゼオライト触媒は、機械抵抗が高いこ
とを特徴とし、流動床またはスラリー反応器において起
こる反応に非常に適している。この方法は、少なくとも
下記の工程からなる。
における結晶化により、結合させるべきゼオライトを製
造し、 b) 工程a)において得られたゼオライト結晶を分離
し、 c) 可能ならば水中で再分散させることによりゼオラ
イトを洗浄し、結晶相を新しく分離し、 d) 2〜120℃の範囲の温度において、0.2〜2
4時間の範囲の時間の間、水酸化テトラ−アルキルアン
モニウム水溶液中でテトラ−アルキルオルトシリケート
の液相中の加水分解により、オリゴマーシリカおよび水
酸化テトラ−アルキルアンモニウムの水溶液を製造し、 e) 工程(c)において得られた結晶質ゼオライト相
を工程(d)に記載する溶液の中に分散させ、 f) 噴霧乾燥機に供給することによって、この分散液
を急速乾燥させ、 g) 乾燥工程において得られた製品の微小球を焼成す
る。
オライトとオリゴマーシリカとを含んでなる触媒を製造
する、かなり簡素化された方法を発見した。この簡素化
された方法によれば、結合相に、特定の特性、例えば、
実質的に中間孔領域の孔分布および高い表面積、を与え
ることができて、これらによって、ゼオライトの触媒特
性の変化を伴わずに、結合剤部分の拡散バリヤーの存在
を確実に避けることができる。同時に、この新規な方法
は、要求される単一操作の数を減少させかつ使用する試
薬の量を減少させる。特に、先行技術と異なり、本発明
の方法は合成の終わりにおいて得られた懸濁液からのゼ
オライト結晶相の分離工程をもはや必要としない。事
実、ゼオライトはその合成においてテンプレート(temp
lating agent)として、すなわち、ゼオライトの構造に
規則的で一定の多孔度を生じさせることができる化合物
として、水酸化テトラ−アルキルアンモニウム(TAA
OH)の存在を必要とし、ゼオライト結晶および溶液中
に残留する水酸化テトラ−アルキルアンモニウムが存在
する、合成終了時に生ずる懸濁液を、それ以上精製およ
び/または濾過しないで、微小球形態のオリゴマーシリ
カで結合されたゼオライトの製造に、そのまま、使用で
きることが思いがけず見出された。ゼオライトの分離工
程を回避できることは、工業的観点から、非常に有利で
あり、特に、通常の技術、例えば、濾過または連続的遠
心により、合成媒質から分離することができず、いっそ
うコストが必要なバッチ操作技術を必要とする、0.5
μより小さい寸法を有するゼオライト結晶を使用して操
作するとき、非常に有利である。
は、テンプレートとして水酸化テトラ−アルキルアンモ
ニウムを含有する試薬混合物の自発生圧力における水熱
処理によるゼオライトの合成から生ずる懸濁液を、必要
に応じてテトラ−アルキルオルトシリケートを前記懸濁
液に添加して、急速乾燥させ、そして前記乾燥により生
ずる生成物を焼成することからなる、ゼオライトとオリ
ゴマーシリカとを含んでなる微小球形態のゼオライト触
媒を製造する方法に関する。
化テトラ−アルキルアンモニウム(TAAOH)の存在
下の水熱処理によりゼオライトの合成終了時に得られた
懸濁液(これを本発明に従い急速乾燥する)の中に、ゼ
オライト結晶、ゼオライトの孔の中に取り込まれていな
い水酸化テトラ−アルキルアンモニウムの部分、および
多分ケイ素の酸化物および他のヘテロ原子が存在するで
あろう。事実、過剰の水酸化テトラ−アルキルアンモニ
ウムを使用することが必要であり、結局、合成終了時に
TAAOHの一部分が反応媒質中の溶液の中に存在する
ことは、ゼオライトの合成において知られている。した
がって、ゼオライトの合成から生ずるこの懸濁液を使用
すると、前述の利点に加えて、先行技術である欧州特許
(EP)第265,018号明細書の方法(この方法で
は、TAAOHとオリゴマーシリカとの混合物を別々に
調製し、ゼオライト結晶に添加し、急速乾燥工程前に、
濾過または遠心により分離することが必要であった)に
おいて必要とされるTAAOHの合計量に関して、オリ
ゴマーシリカと結合したゼオライトの製造方法において
使用されるTAAOHの合計量を減少させることができ
る。
ずる懸濁液を急速乾燥させる前に、これにテトラ−アル
キルオルトシリケートを添加するとき、テトラ−アルキ
ルオルトシリケート、を懸濁液中に含まれるゼオライト
100gにつき0.08〜0.50モルの量で添加す
る。テトラ−アルキルオルトシリケートは、式Si(O
R)4を有する化合物から選択される。式中、置換基R
は、同一であるか、あるいは異なり、1〜4個の炭素原
子を含有するアルキル鎖である。好ましくは、懸濁液の
急速乾燥は噴霧乾燥機へ供給することにより実施され
る。急速乾燥処理の終わりにおいて、微小球が得られ、
これらの微小球を400〜800℃の範囲の温度におい
て焼成する。
媒は、機械抵抗が高いことを特徴とし、0.05〜0.
30の範囲の重量比でオリゴマーシリカおよびゼオライ
トを含み、そしてこのゼオライト触媒はSi−O−Si
架橋により囲まれている、5〜300μmの範囲の直径
を有する微小球の形態にある。本発明の方法によりオリ
ゴマーシリカと結合することができるゼオライトは、そ
の製造に、テンプレートとして水酸化テトラ−アルキル
アンモニウムを使用することを含み、特によく使用する
ことができるゼオライトはMFI、MEL、MFI/M
EL、MOR、FAU、FAU/EMTおよびBEA構
造を有するものから選択することができる。
引き続いて焼成してオリゴマーシリカと結合したゼオラ
イトを製造することができ、この懸濁液は、水熱処理下
に、自発生圧力において、TAAOHの存在において、
先行技術において記載されかつ当業者に知られている方
法に従い実施される合成により生ずる懸濁液である。特
に、本発明の好ましい態様によれば、結合したゼオライ
トは、MFIグループに属するシリカライトであるか、
あるいはMFI、MEL、MFI/MEL、BEA、M
OR、FAUおよびFAU/EMT構造を有するケイ素
およびアルミニウム酸化物から成るゼオライトである。
これらの合成から生ずる懸濁液は、ゼオライト結晶、水
酸化テトラ−アルキルアンモニウム、ケイ素および必要
に応じて酸化アルミニウムを含有する。特に、この場合
において、テトラ−アルキルオルトシリケートの添加は
必要でない。これらの懸濁液を噴霧乾燥機に直接的に供
給し、生ずる微小球を前述の条件下に焼成する。
ライトと、オリゴマーシリカとを含んでなる微小球形態
のゼオライト触媒を製造する方法であり、ここでゼオラ
イトはMFIグループに属するシリカライトから選択さ
れるか、あるいはMFI、MEL、MFI/MEL、B
EA、MOR、FAUおよびFAU/EMT構造を有す
るケイ素およびアルミニウム酸化物から成るゼオライ
ト、から選択される。この方法は、テンプレートとして
水酸化テトラ−アルキルアンモニウムを含有する試薬混
合物の自発生圧力における水熱処理によるゼオライトの
合成により生ずる懸濁液を急速乾燥させ、そして前記乾
燥から生ずる生成物を焼成することからなる。
に知られており、そして通常先行技術文献において記載
されている。例えば、S−1と呼ばれる、MFIグルー
プに属するシリカライト、およびその製造方法は、米国
特許第4,061,724号明細書に記載されている。
ゼオライトベータと呼ばれる、ケイ素およびアルミニウ
ム酸化物から成るBEAゼオライト、およびその製造方
法は、米国特許第3,308,069号明細書に記載さ
れている。ZSM−5と呼ばれる、ケイ素およびアルミ
ニウム酸化物から成るMFIゼオライト、およびその製
造方法は、米国特許第3,702,886号および再発
行米国特許第29948号明細書に記載されている。モ
ルデナイトと呼ばれる、ケイ素およびアルミニウム酸化
物から成るMORゼオライト、およびその製造方法は、
米国特許第4,052,472号明細書に記載されてい
る。N−Yと呼ばれる、ケイ素およびアルミニウム酸化
物から成るFAUゼオライト、およびその製造方法は、
米国特許第3,306,922号明細書に記載されてい
る。ECR−30と呼ばれる、ケイ素およびアルミニウ
ム酸化物から成るFAU/EMTゼオライト、およびそ
の製造方法は、欧州特許(EP)第315,461号明
細書に記載されている。ZSM−5/ZSM−11と呼
ばれる、ケイ素およびアルミニウム酸化物から成るMF
I/MELゼオライト、およびその製造方法は、米国特
許第4,289,607号明細書に記載されている。Z
SM−11と呼ばれる、ケイ素およびアルミニウム酸化
物から成るMELゼオライト、およびその製造方法は、
米国特許第3,709,979号明細書に記載されてい
る。
必要に応じて既知の技術に従い空気中で200〜300
℃において2〜10時間の間処理し、かつ酸形態で交換
して、存在することがあるアルカリ金属を除去する。
させるために最も適当なゼオライトは、シリカライトS
−1である。5〜300μmの直径を有し、0.05〜
0.3のオリゴマーシリカ/シリカライトの重量比にお
いてシリカライトS−1およびオリゴマーシリカから成
り、機械抵抗が高いことを特徴とし、触媒の分野におい
て使用される、微小球形態のゼオライト材料は、新規な
ものであり、本発明の他の目的物である。MFI、ME
L、MFI/MEL、BEA、MOR、FAUおよびF
AU/EMTグループに属するケイ素およびアルミニウ
ム酸化物から成るゼオライトを使用するとき、少量のア
ルミナは最終触媒の結合相の中にも存在する。本発明の
方法に従い製造され、高い機械抵抗を有し、酸触媒反応
としての炭化水素の変換プロセスにおいて有用である、
これらの後者の触媒は、新規なものであり、本発明の他
の目的物である。
すべきゼオライトが、MFI、MFI/MELおよびM
ELグループに属し、必要に応じて他のヘテロ原子なら
びにケイ素を含有するとき、急速乾燥させる懸濁液は、
100%にできるだけい近い、例えば、98〜100%
の、ゼオライトの結晶化収率を得るように、製造された
ゼオライトの合成から誘導された懸濁液である。反応混
合物の中に存在するすべてのシリカおよび可能なヘテロ
原子のゼオライトにおける全回収率に相当する100%
の結晶化収率を得るのような方法において、操作するこ
とが特に好ましい。100%の結晶化収率で製造するた
めに特に適し、したがって、本発明のこの好ましい態様
に従い結合されるMFI、MFI/MELおよびMEL
グループのゼオライトは、下記1)〜3)のものから選
択される。 1) 式pHMO2・qTiO2・SiO2を有するMF
Iゼオライト。式中、Mはアルミニウム、ガリウムおよ
び鉄から選択される金属であり、pは0〜0.04の範
囲の値であり、そしてqは0.0005〜0.03の範
囲の値である。特にpが0であるとき、ゼオライトは米
国特許第4,410,501号明細書に記載されている
チタンシリカライトTS−1である。pが0と異なりか
つMがAl、GaおよびFeであるゼオライトは、それ
ぞれ、欧州特許(EP)第226,257号、欧州特許
(EP)第266,258号および欧州特許(EP)第
226,258号の各明細書にそれぞれ記載されてい
る。 2) 式aAl2O3・(1−a)SiO2を有するMF
Iゼオライト。式中、aは0〜0.02の範囲の値であ
る。特にaが0であるとき、ゼオライトは米国特許第
4,061,724号明細書に記載されているシリカラ
イトS−1である。aが0と異なるとき、ゼオライトは
米国特許第3,702,886号および再発行米国特許
第29,948号の各明細書に記載されている、ZSM
−5である。 3) 式xTiO2・ (1−x)SiO2を有するME
LまたはMFI/MELゼオライト。式中、xは0.0
005〜0.03の範囲の値である。これらのゼオライ
トはベルギー国特許(BE)第1,001,038号明
細書に記載されており、そしてTS−2およびTS−1
/TS−2と呼ばれる。
%より高い、好ましくは100%の結晶化収率を有する
MFIゼオライトの合成から誘導されるような操作の好
ましい態様によれば、本発明は、式pHMO2・qTi
O2・SiO2(式中、Mはアルミニウム、ガリウムおよ
び鉄から選択される金属であり、pは0〜0.04の範
囲の値であり、そしてqは0.0005〜0.03の範
囲の値である)を有するMFIゼオライトおよびオリゴ
マーシリカから成る微小球形態のゼオライト触媒を製造
する方法に関するものである。この方法は、下記工程
a)〜d)からなる。
度において、0.5〜10時間の範囲の時間の間、アル
カリ金属を含まない、ケイ素源、チタン源、必要に応じ
て金属M源、および水酸化テトラプロピルアンモニウム
の混合物を、水熱処理することによってゼオライトを合
成する工程。ここで、前記混合物は、モル比として表し
て、下記の組成を有する。 Si/Ti=35〜2000、M/Si=0〜0.0
4、ここでMはAl、GaおよびFeから選択される、
TPA−OH/Si=0.2〜0.5、ここでTPA=
テトラプロピルアンモニウム、H2O/Si=10〜3
5。 b) 前の工程a)から生ずる懸濁液にテトラ−アルキ
ルオルトシリケートを添加する工程。 c) 工程b)において得られた懸濁液を急速乾燥させ
る工程。 d) 工程c)において得られた生成物を焼成する工
程。
源は、米国特許第4,410,501号、欧州特許(E
P)第226257号、欧州特許(EP)第26682
5号、および欧州特許(EP)第226258号の各明
細書に記載されている。ケイ素源は、好ましくはテトラ
エチルオルトシリケートであり、チタン源は、好ましく
はテトラエチルオルトチタネートであり、金属M源は、
好ましくは当該金属の可溶性塩である。本発明の方法に
よれば好ましい結合されるゼオライトは、チタンシリカ
ライトTS−1である。
好ましくは100%の結晶化収率を有するMFIゼオラ
イトの合成から誘導され、そして結合すべきMFIゼオ
ライトがaAl2O3・(1−a)SiO2であるような
操作の好ましい態様によれば、本発明の他の目的は、式
aAl2O3・(1−a)SiO2(式中、aは0〜0.
02の範囲の値である)を有するMFIゼオライトおよ
びオリゴマーシリカから成る微小球形態のゼオライト触
媒を製造する方法に関するものである。この方法は、下
記工程a)〜d)からなる。
度において、0.5〜10時間の範囲の時間の間、アル
カリ金属を含まない、ケイ素源、必要に応じてアルミニ
ウム源、および水酸化テトラプロピルアンモニウムの混
合物を水熱処理することによってゼオライトを合成する
工程。ここで、前記混合物は、モル比として表して、下
記の組成を有する。 Al/Si=0〜0.04、TPA−OH/Si=0.
2〜0.5、ここでTPA=テトラプロピルアンモニウ
ム、H2O/Si=10〜35。 b) 前の工程a)から生ずる懸濁液にテトラ−アルキ
ルオルトシリケートを添加する工程。 c) 工程b)において得られた懸濁液を急速乾燥させ
る工程。 d) 工程c)において得られた生成物を焼成する工
程。
許第4,061,724号および米国特許第3,70
2,886号各明細書に記載されている。ケイ素源は好
ましくはテトラエチルオルトシリケートであり、そして
アルミニウム源は好ましくはAl(OR)3であり、式
中、Rは3〜4個の炭素原子を含有するアルキルであ
る。
好ましくは100%の結晶化収率を有するMFI/ME
LまたはMELゼオライトの合成から誘導され、そして
結合すべきMFI/MELまたはMELゼオライトがx
TiO2・ (1−x)SiO2であるような操作の好ま
しい態様によれば、本発明の他の目的は、式xTiO2
・ (1−x)SiO2(式中、xは0.0005〜0.
03の範囲の値である)を有するMFI/MELまたは
MELゼオライトおよびオリゴマーシリカから成る微小
球形態のゼオライト触媒を製造する方法に関するもので
ある。この方法は、下記工程a)〜d)からなる。
度において、0.5〜10時間の範囲の時間の間、アル
カリ金属を含まない、ケイ素源、チタン源、および水酸
化テトラ−アルキルアンモニウムの混合物を水熱処理す
ることによってゼオライトを合成する工程。ここで、前
記混合物は、モル比として表して、下記の組成を有す
る。 Si/Ti=35〜2000、TAA−OH/Si=
0.2〜0.5、H2O/Si=10〜35。 b) 前の工程a)から生ずる懸濁液にテトラ−アルキ
ルオルトシリケートを添加する工程。 c) 工程b)において得られた懸濁液を急速乾燥させ
る工程。 d) 工程c)において得られた生成物を焼成する工
程。
アルキルアンモニウムは、また、2成分または3成分の
混合物において使用することができ、ベルギー国特許
(BE)第1,001,038号明細書に記載されてい
る。ケイ素源は好ましくはテトラエチルオルトシリケー
トであり、そしてチタン源は好ましくはテトラエチルオ
ルトチタネートである。前のゼオライト合成工程(a)
における水熱処理は好ましくは200〜230℃の範囲
の温度において実施され、例えば、200℃より高くか
つ230℃より低いか、あるいはそれに等しい温度にお
いて実施される。
の特定の組成物の組み合わせおよび反応温度は、非常に
高い結晶化収率、好ましくは100%の結晶化収率を有
するMFI、MFI/MELおよびまたMEL構造を有
するゼオライト、特にTS−1およびS−1、の製造を
可能とし、それ自体新規であり、本発明の他の態様であ
る。先行技術において記載されたMFI、MELおよび
MFI/MEL構造を有するゼオライトの製造に関する
実施例において、特定したまたは計算可能な結晶化収率
は、また、100%より非常に低い。
組み合わせおよび反応条件を使用すると、工程d)の終
わりに、微小球が得られる。この微小球は、オリゴマー
シリカと結合した、MFI、MEL、またはMFI/M
ELゼオライト、好ましくはTS−1およびS−1から
成り、0.05〜0.3の範囲のオリゴマーシリカ/ゼ
オライトの重量比をもち、高い表面積、実質的に中間細
孔範囲の結合相中の孔分布、および高い機械抵抗を有
し、触媒反応の分野において使用することができる。特
に、5〜300μmの直径を有し、ゼオライトTS−2
またはTS−1/TS−2およびオリゴマーシリカから
成り、0.05〜0.3の範囲のオリゴマーシリカ/ゼ
オライトの重量比を有する微小球形態のゼオライト材料
は、新規であり、本発明の他の目的物である。
ルオルトシリケート(TAOS)、好ましくはテトラエ
チルオルトシリケートを、工程a)の終わりに得られた
懸濁液の中に含まれるゼオライト100gにつき0.0
8〜0.50モルの範囲の量において、添加する。工程
(b)から誘導される懸濁液は、急速乾燥工程の前に、
好ましくは40〜100℃に0.5〜10時間の間加熱
される。前の工程(c)において、工程(b)から得ら
れた懸濁液を、好ましくは噴霧乾燥機を使用して、急速
乾燥して、ゼオライトの微結晶Si−O−Si架橋で緊
密に囲まれている、3次元のシリカ格子から成る微小球
が得られる。工程(c)から生ずる微小球を、400〜
800℃の範囲の温度において焼成する。
アンモニウム(TPA−OH)の14重量%の水溶液を
オートクレーブの中に入れる。次いで、547gのテト
ラエチルオルトシリケート(TEOS)と、547gの
TEOSおよび30gのテトラエチルオルトチタネート
(TEOT)から成る溶液とを閉じた系で操作して、連
続的に添加する。こうして調製した混合物を熟成させな
いで、自発生圧力、200℃および2時間の、水熱処理
を直ちに開始する。結晶化が止んだとき、オートクレー
ブを冷却し、乳化懸濁液を排出させる。
分散させ、再び遠心する。得られた固体を乾燥させ、焼
成し、結晶質相の特性決定に使用する。結晶化収率は1
00%であることが証明され、化学分析により、下記の
結果が得られた。 SiO2=96.8%、TiO2=3.19%。 TEM分析すると、0.3μmの平均直径を有する結晶
質凝集物が観察される。紫外−可視スペクトルを第1図
曲線Aに示す(波長を横座標に、吸収を縦座標に示
す)。
添加し、この混合物を60℃に1時間加熱し、次いで噴
霧乾燥機(Niro Mobile Minor HI
−TEC、流入空気の温度:230℃、流出空気の温
度:150℃、チャンバーの直径:1m)に送る。平均
直径30μmのコンパクトな微小球が得られ、そしてオ
リゴマーシリカ/ゼオライトの重量比は0.1である。
微小球を窒素雰囲気下にマッフルの中に入れ、550℃
に加熱する。窒素中でその温度において2時間滞留させ
た後、雰囲気を窒素から空気に徐々に交換し、生成物を
550℃において空気中にさらに2時間放置する。得ら
れた生成物は下記の組成物を有する。 SiO2=97.05%、TiO2=2.94%。
す。第1図に示すスペクトルを比較すると、双方の試料
において、チタンは全て四面体配位であり、こうしてゼ
オライトの網状構造の中に挿入されていることが理解が
できる。第2図は、グラニュロメーター(Granul
ometter)715 E608により、超音波処理
前(曲線−●−)および1時間超音波処理した後(−□
−)(BransonBath 5200)において測
定した、微小球の寸法分布を示す。微小球の平均直径
(μm)を横座標に示し、微小球の%を縦座標に示す。
図面から観察できるように、粒子分布は超音波処理によ
り変更されず、したがって、触媒はすぐれた機械抵抗を
有する。
ルアンモニウム(TPA−OH)の14重量%の水溶液
を7gのアルミニウムイソプロピレート中に溶解し、次
いで1094gのテトラエチルオルトシリケート(TE
OS)を添加する。得られた溶液をオートクレーブの中
に入れ、自発生圧力、200℃において2時間、水熱処
理をする。結晶化が止んだとき、オートクレーブを冷却
し、乳化懸濁液を排出させる。100gのこの懸濁液を
遠心し、水中に再分散させ、再び遠心する。得られた固
体を乾燥させ、焼成し、結晶質相の特性決定に使用す
る。結晶化収率は100%であることが証明され、化学
分析により、下記の結果が得られた。SiO2= 99.44%、Al2O3=0.56%。 110gのTEOSを残りの乳化懸濁液に添加し、この
混合物を60℃に1時間加熱し、次いで噴霧乾燥機(N
iro Mobile Minor HI−TEC、流
入空気の温度:230℃、流出空気の温度:150℃、
チャンバーの直径:1m)に送る。平均直径30μmの
コンパクトな微小球が得られ、そしてオリゴマーシリカ
/ゼオライトの重量比は0.1である。微小球を窒素雰
囲気下にマッフルの中に入れ、550℃に加熱する。窒
素中でその温度において2時間滞留させた後、雰囲気を
窒素から空気に徐々に交換し、生成物を550℃におい
て空気中にさらに2時間放置する。得られた生成物は下
記の組成物を有する。 SiO2=99.49%、Al2O3=0.51%。
608により、超音波処理前(曲線−●−)および1時
間超音波処理した後(−□−)(Branson Ba
th5200)において測定した、微小球の寸法分布を
示す。微小球の平均直径(μm)を横座標に示し、微小
球の%を縦座標に示す。図面から観察できるように、粒
子分布は超音波処理により変更されず、したがって、触
媒はすぐれた機械抵抗を有する。
のTEOSを、802gの40%のTPA−OHに添加
する。得られた溶液をオートクレーブの中に入れ、18
0℃において3時間水熱処理する。次いで、オートクレ
ーブを冷却し、乳化懸濁液を排出させる。100gのこ
の懸濁液を遠心し、水中に再分散させ、再び遠心する。
得られた固体を乾燥させ、焼成する。結晶化収率は84
%であることが証明される。残りの懸濁液をそのまま噴
霧乾燥機(Buchi 190、入口温度:200℃、
出口温度:140℃)に送る。
608により、超音波処理前(曲線−●−)および1時
間超音波処理した後(−□−)(Branson Ba
th5200)において測定した、微小球の寸法分布を
示す。微小球の平均直径(μm)を横座標に示し、微小
球の%を縦座標に示す。図面から観察できるように、粒
子分布は超音波処理により変更されず、したがって、触
媒はすぐれた機械抵抗を有する。
い製造する。2844gのTEOSおよび153gのT
EOTから成る溶液を、1時間かけて、4662gのT
PAOHの15重量%の水溶液に添加する。得られた最
終溶液をわずかに加熱して加水分解を加速させかつ形成
されたエチルアルコールを蒸発させる。80℃において
約5時間後、5850gの水を添加する。最終溶液をオ
ートクレーブに入れ、自発生圧力において5時間180
℃に加熱する。結晶化が止んだとき、オートクレーブを
冷却し、乳化懸濁液を排出させる。100gのこの懸濁
液を遠心し、水中に再分散させ、再び遠心する。得られ
た固体を乾燥させ、焼成し、結晶質相を特性決定するた
めに使用する。結晶化収率は89%であることが証明さ
れ、化学分析により、下記の結果が得られた。 SiO2=93.97%、TiO2=3.10%。
紫外−可視スペクトルを示すグラフである。
である。
である。
である。
Claims (27)
- 【請求項1】テンプレートとして水酸化テトラ−アルキ
ルアンモニウムを含有する試薬混合物の自発生圧力にお
ける水熱処理によるゼオライトの合成から生ずる懸濁液
を、必要に応じてテトラ−アルキルオルトシリケートを
前記懸濁液に添加して、急速乾燥させ、そして前記乾燥
により生ずる生成物を焼成することからなる、ゼオライ
トとオリゴマーシリカとを含んでなる微小球形態のゼオ
ライト触媒を製造する方法。 - 【請求項2】前記ゼオライトがMFI、MEL、MFI
/MEL、BEA、MOR、FAUおよびFAU/EM
T構造を有するゼオライトから選択される、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】テトラ−アルキルオルトシリケートを、合
成により生ずる懸濁液中に含まれるゼオライト100g
につき0.08〜0.50モルの範囲の量で添加する、
請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】テトラ−アルキルオルトシリケートが式S
i(OR)4[式中、置換基Rは、同一であるか、ある
いは異なり、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル鎖
である]を有する化合物から選択される、請求項3に記
載の方法。 - 【請求項5】噴霧乾燥機に供給することによって、急速
乾燥を実施する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】焼成を400〜800℃の範囲の温度にお
いて実施する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】テンプレートとして水酸化テトラ−アルキ
ルアンモニウムを含有する試薬混合物の自発生圧力にお
ける水熱処理によるゼオライトの合成から生ずる懸濁液
を、急速乾燥させ、そして前記乾燥により生ずる生成物
を焼成することからなり、ここで前記ゼオライトが、M
FIグループに属するシリカライトから選択されるか、
あるいはMFI、MFI/MEL、MEL、BEA、M
OR、FAUおよびFAU/EMT構造を有するケイ素
およびアルミニウム酸化物から成るゼオライト、から選
択される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】下記工程a)〜d)からなる、式pHMO
2・qTiO2・SiO2(式中、Mはアルミニウム、ガ
リウムおよび鉄から選択される金属であり、pは0〜
0.04の範囲の値であり、そしてqは0.0005〜
0.03の範囲の値である)を有するMFIゼオライ
ト、およびオリゴマーシリカ、から成る微小球の形態ゼ
オライト触媒を製造する請求項1に記載の方法。 a) 自発生圧力、190〜230℃の温度において、
0.5〜10時間の範囲の時間の間、アルカリ金属を含
まない、ケイ素源、チタン源、必要に応じて金属M源、
および水酸化テトラプロピルアンモニウムの混合物を水
熱処理することによってゼオライトを合成する工程。こ
こで、前記混合物は、モル比として表して、下記の組成
を有する。 Si/Ti=35〜2000、 M/Si=0〜0.04、ここでMはAl、Gaおよび
Feから選択される、 TPA−OH/Si=0.2〜0.5、ここでTPA=
テトラプロピルアンモニウム、 H2O/Si=10〜35。 b) 前の工程a)から生ずる懸濁液にテトラ−アルキ
ルオルトシリケートを添加する工程。 c) 工程b)において得られた懸濁液を急速乾燥させ
る工程。 d) 工程c)において得られた生成物を焼成する工
程。 - 【請求項9】ケイ素源がテトラエチルオルトシリケート
であり、チタン源がテトラエチルオルトチタネートであ
り、そして金属M源が当該金属の可溶性塩である、請求
項8に記載の方法。 - 【請求項10】ゼオライトがチタン−シリカライトTS
−1である、請求項8に記載の方法。 - 【請求項11】下記工程a)〜d)からなる、式aAl
2O3・(1−a)SiO2(式中、aは0〜0.02の
範囲の値である)を有するMFIゼオライト、およびオ
リゴマーシリカ、から成る微小球形態のゼオライト触媒
を製造する請求項1に記載の方法。 a) 自発生圧力、190〜230℃の温度において、
0.5〜10時間の範囲の時間の間、アルカリ金属を含
まない、ケイ素源、必要に応じてアルミニウム源、およ
び水酸化テトラプロピルアンモニウムの混合物を水熱処
理することによってゼオライトを合成する工程。ここ
で、前記混合物は、モル比として表して、下記の組成を
有する。 Al/Si=0〜0.04、 TPA−OH/Si=0.2〜0.5、ここでTPA=
テトラプロピルアンモニウム、 H2O/Si=10〜35。 b) 前の工程a)から生ずる懸濁液にテトラ−アルキ
ルオルトシリケートを添加する工程。 c) 工程b)において得られた懸濁液を急速乾燥させ
る工程。 d) 工程c)において得られた生成物を焼成する工
程。 - 【請求項12】ケイ素源がテトラエチルオルトシリケー
トであり、そしてアルミニウム源がAl(OR)3[式
中、Rは3〜4個の炭素原子を含有するアルキルであ
る]である、請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】ゼオライトがシリカライトS−1であ
る、請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】下記工程a)〜d)からなる、式xTi
O2・ (1−x)SiO2(式中、xは0.0005〜
0.03の範囲の値である)を有するMFI/MELま
たはMELゼオライト、およびオリゴマーシリカ、から
成る微小球の形態ゼオライト触媒を製造する請求項1に
記載の方法。 a) 自発生圧力、190〜230℃の温度において、
0.5〜10時間の範囲の時間の間、アルカリ金属を含
まない、ケイ素源、チタン源、および水酸化テトラ−ア
ルキルアンモニウムの混合物を水熱処理することによっ
てゼオライトを合成する工程。ここで、前記混合物は、
モル比として表して、下記の組成を有する。 Si/Ti=35〜2000、 TAA−OH/Si=0.2〜0.5、 H2O/Si=10〜35。 b) 前の工程a)から生ずる懸濁液にテトラ−アルキ
ルオルトシリケートを添加する工程。 c) 工程b)において得られた懸濁液を急速乾燥させ
る工程。 d) 工程c)において得られた生成物を焼成する工
程。 - 【請求項15】ケイ素源がテトラエチルオルトシリケー
トであり、そしてチタン源がテトラエチルオルトチタネ
ートである、請求項14に記載の方法。 - 【請求項16】工程a)における水熱処理を200〜2
30℃の範囲の温度において実施する、請求項8、11
および14に記載の方法。 - 【請求項17】工程b)において、テトラ−アルキルオ
ルトシリケートを、工程a)から生ずる懸濁液中に含ま
れるゼオライト100gにつき0.08〜0.50モル
の範囲の量で添加する、請求項8、11および14に記
載の方法。 - 【請求項18】工程b)において、テトラ−アルキルオ
ルトシリケートがテトラエチルオルトシリケートであ
る、請求項8、11および14に記載の方法。 - 【請求項19】工程c)における焼成を400〜800
℃の範囲の温度において実施する、請求項8、11およ
び14に記載の方法。 - 【請求項20】自発生圧力、190〜230℃の温度に
おいて、0.5〜10時間の範囲の時間の間、アルカリ
金属を含まない、ケイ素源、チタン源、必要に応じて金
属M源および水酸化テトラプロピルアンモニウムの混合
物を水熱処理することによってゼオライトを合成するこ
とからなり、ここで、前記混合物がモル比として表し
て、下記の組成を有し、 Si/Ti=35〜2000、 M/Si=0〜0.04、ここでMはAl、Gaおよび
Feから選択される、 TPA−OH/Si=0.2〜0.5、ここでTPA=
テトラプロピルアンモニウム、 H2O/Si=10〜35、 式pHMO2・qTiO2・SiO2(式中、Mはアルミ
ニウム、ガリウムおよび鉄から選択される金属であり、
pは0〜0.04の範囲の値であり、そしてqは0.0
005〜0.03の範囲の値である)を有するMFIゼ
オライトを製造する方法。 - 【請求項21】ゼオライトがTS−1である、請求項2
0に記載の方法。 - 【請求項22】自発生圧力、190〜230℃の温度に
おいて、0.5〜10時間の範囲の時間の間、アルカリ
金属を含まない、ケイ素源、必要に応じてアルミニウム
源および水酸化テトラプロピルアンモニウムの混合物を
水熱処理することによってゼオライトを合成することか
らなり、ここで、前記混合物が、モル比として表して、
下記の組成を有し、 Al/Si=0〜0.04、 TPA−OH/Si=0.2〜0.5、ここでTPA=
テトラプロピルアンモニウム、 H2O/Si=10〜35、 式aAl2O3・(1−a)SiO2(式中、aは0〜
0.02の範囲の値である)を有するMFIグループの
ゼオライトを製造する方法。 - 【請求項23】ゼオライトがシリカライトS−1であ
る、請求項22に記載の方法。 - 【請求項24】自発生圧力、190〜230℃の温度に
おいて、0.5〜10時間の範囲の時間の間、アルカリ
金属を含まない、ケイ素源、チタン源、および水酸化テ
トラ−アルキルアンモニウム(TAAOH)の混合物を
水熱処理することによってゼオライトを合成することか
らなり、ここで、前記混合物が、モル比として表して、
下記の組成を有し、 Si/Ti=35〜2000、 TAA−OH/Si=0.2〜0.5、 H2O/Si=10〜35、 式xTiO2・ (1−x)SiO2(式中、xは0.0
005〜0.03の範囲の値である)を有するMFI/
MELまたはMELゼオライトを製造する方法。 - 【請求項25】ゼオライトが、請求項7に記載の方法に
従い製造された、MFI、MFI/MEL、MEL、B
EA、MOR、FAUおよびFAU/EMTグループに
属する、ケイ素およびアルミニウム酸化物から成るゼオ
ライトである、ゼオライトおよびオリゴマーシリカを含
んでなる微小球形態のゼオライト触媒。 - 【請求項26】0.05〜0.3の範囲のオリゴマーシ
リカ/シリカライトの重量比において、シリカライトお
よびオリゴマーシリカから成る、5〜300μmの範囲
の直径を有する微小球形態ゼオライト触媒。 - 【請求項27】0.05〜0.3の範囲のオリゴマーシ
リカ/ゼオライトの重量比において、オリゴマーシリ
カ、およびTS−2とTS−1/TS−2とから選択さ
れるゼオライト、から成る、5〜300μmの範囲の直
径を有する微小球形態のゼオライト触媒。
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