JP2002519281A - モレキュラーシーブcit−6 - Google Patents

モレキュラーシーブcit−6

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JP2002519281A JP2000556993A JP2000556993A JP2002519281A JP 2002519281 A JP2002519281 A JP 2002519281A JP 2000556993 A JP2000556993 A JP 2000556993A JP 2000556993 A JP2000556993 A JP 2000556993A JP 2002519281 A JP2002519281 A JP 2002519281A
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oxide
molecular sieve
cit
catalyst
mixture
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タケワキ、タカヒコ
デービス、マーク、イー
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California Institute of Technology CalTech
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ゼオライトベータのトポロジーを有する、新しい結晶性のモレキュラーシーブCIT−6に関する。CIT−6は、すべてシリカの型、亜鉛がその結晶フレームワーク中にある型、または酸化ケイ素と非ケイ素酸化物を含有する型でもよい。好適な実施態様において、CIT−6は1ミクロン未満の結晶サイズ、および0.05 g/g未満の吸水能力を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の背景) (発明の分野) 本発明は、新規な結晶性モレキュラーシーブCIT−6、テトラエチルアンモ
ニウム陽イオン型取り物質(templating agent)を使用するCIT−6の製造方
法、他の結晶性モレキュラーシーブを製造するための前駆体としてCIT−6を
使用する方法、およびCIT−6を触媒として使用するプロセスに関する。
【0002】 (技術の現状) ユニークなふるい特性ならびに触媒性のために、結晶性モレキュラーシーブは
、炭化水素転化(変換)、ガス乾燥および分離などの応用に特に有用である。多
くの異なる結晶性モレキュラーシーブが開示されているが、ガス分離と乾燥、炭
化水素と化学的変換、および他の応用について好ましい性質を有する、新しいモ
レキュラーシーブに対して依然としてニーズがある。新しいモレキュラーシーブ
は、これらのプロセスにおいて選択性が向上した新規な内孔構造を有する。
【0003】 本出願は、1998年6月29日に出願された出願番号09/106,598
の一部継続出願である。
【0004】 (発明の要約) 本発明は、「モレキュラーシーブCIT−6」または単に「CIT−6」と呼
ばれるユニークな性質を有する結晶性モレキュラーシーブに関する。CIT−6
が金属(または非ケイ素)酸化物(例えば酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化
チタンまたは酸化鉄)を含有する時、これは「触媒活性のある」CIT−6と呼
ばれる。
【0005】 CIT−6は、2つの型で製造される。第1は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、およ
び場合により金属(または非ケイ素)酸化物(例えば、酸化アルミニウム)を含
有し、亜鉛は、CIT−6のその結晶フレームワーク中にある。CIT−6のこ
の型は、本明細書において「Zn−CIT−6」と呼ぶ。
【0006】 CIT−6の別の型は、モレキュラーシーブが酸化ケイ素のみから構成される
ものである。この型のCIT−6は、「all−Si CIT−6」と呼ぶ。
【0007】 Zn−CIT−6とall−Si CIT−6は、それぞれゼオライトベータ
のトポロジーを有する。
【0008】 本発明において、ケイ素酸化物と亜鉛酸化物を含み、ゼオライトベータのフレ
ームワーク(framework:骨格)トポロジーを有し、その結晶フレームワーク中
に亜鉛を含有するモレキュラーシーブが提供される。
【0009】 本発明はさらに、ゼオライトベータのトポロジーを有する、ゼオライトベータ
のトポロジーを有し、以下のモル比の組成(合成されたままの、無水状態で): SiO2/ZnO 10〜100 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物であり;Q
はテトラエチルアンモニウム陽イオンである)を有するモレキュラーシーブであ
って、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上記モレキュラーシーブを提
供する。
【0010】 また本発明において、酸化ケイ素、酸化亜鉛、および酸化アルミニウム、酸化
ホウ素、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化スズまたはこれらの混合物から選択される酸化物とを含んでなり、かつ
ゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有するモレキュラーシーブであ
って、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上記モレキュラーシーブが提
供される。
【0011】 本発明はまた、ゼオライトベータのトポロジーを有し、以下のモル比の組成(
合成されたままの、無水状態で): SiO2/ZnO 10〜100 SiO2/W 30〜250 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、Wは、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、バナジウム、鉄、チタンの酸
化物またはこれらの混合物であり、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ
金属との混合物であり;Qはテトラエチルアンモニウム陽イオンである)を有す
るモレキュラーシーブであって、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上
記モレキュラーシーブを提供する。
【0012】 また本発明において、ケイ素酸化物と亜鉛酸化物とを含んでなり、かつゼオラ
イトベータのフレームワークトポロジーを有する結晶性物質の製造方法であって
、モレキュラーシーブは、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有し、該方法は
、混合物中で結晶化条件下で、該酸化物の供給源と、リチウムの供給源またはリ
チウムと別のアルカリ金属との混合物と、テトラエチルアンモニウム陽イオンを
含む型取り物質とを接触させることを含んでなる方法が提供される。
【0013】 本発明はまた、ケイ素酸化物、亜鉛酸化物、および酸化アルミニウム、酸化ホ
ウ素、酸化ガリウム、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化チタンまたはこれらの混合
物から選択される酸化物とを含んでなり、かつゼオライトベータのフレームワー
クトポロジーを有する結晶性物質の製造方法であって、モレキュラーシーブはそ
の結晶フレームワーク中に亜鉛を含有し、該方法は、混合物中で結晶化条件下で
、該酸化物の供給源と、リチウムの供給源またはリチウムと別のアルカリ金属と
の混合物と、テトラエチルアンモニウム陽イオンを含む型取り物質とを接触させ
ることを含んでなる方法を提供する。
【0014】 さらに本発明により、モレキュラーシーブの孔からテトラエチルアンモニウム
有機鋳型(organic template)を除去する方法であって、モレキュラーシーブに
、酢酸または酢酸とピリジンの混合物を、高温で、モレキュラーシーブから実質
的にすべてのテトラエチルアンモニウム有機鋳型を除去するのに充分な時間、接
触させることを含んでなる上記方法が提供される。好適な実施態様において、モ
レキュラーシーブは、ゼオライトベータのトポロジーを有する。
【0015】 本発明はさらに、モレキュラーシーブの孔から有機鋳型を除去し、同時にモレ
キュラーシーブのフレームワークから亜鉛原子を除去する方法であって、モレキ
ュラーシーブは、ケイ素酸化物、亜鉛酸化物、および場合により、酸化アルミニ
ウム、酸化ホウ素、酸化ガリウム、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化チタンまたは
これらの混合物から選択される酸化物とを含んでなり、かつモレキュラーシーブ
はゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有し、該方法は、モレキュラ
ーシーブに、酢酸または酢酸とピリジンの混合物を、高温で、モレキュラーシー
ブから実質的にすべての有機鋳型と亜鉛を除去するのに充分な時間、接触させる
ことを含んでなる方法を提供する。本発明はまた、本方法の生成物を提供する。
【0016】 また本発明により、結晶性物質の製造方法であって、(1)混合物中で結晶化
条件下で、酸化ケイ素の供給源、酸化亜鉛の供給源、リチウムの供給源またはリ
チウムと別のアルカリ金属との混合物、およびテトラエチルアンモニウム陽イオ
ンを含む型取り物質を、ケイ素と亜鉛の酸化物を含み、かつゼオライトベータの
トポロジーを有する結晶性物質が形成されるまで、接触させ、(2)結晶に、酢
酸または酢酸とピリジンの混合物とを、約60℃またはそれ以下の高温で、結晶
から実質的にすべての有機鋳型と亜鉛を除去するのに充分な時間、接触させ、そ
して(3)結晶に、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、鉄、バナジウム、チタン
、ジルコニウム、スズまたはこれらの混合物の供給源を含有する溶液を接触させ
る、ことを含んでなる上記方法が提供される。本発明はまた、本方法の生成物を
提供する。
【0017】 本発明はまた、ゼオライトベータのトポロジー、1ミクロン未満の結晶サイズ
、および0.05 g/gモレキュラーシーブ未満の吸水能力を有する、結晶性モレ
キュラーシーブを提供する
【0018】 さらに本発明により、ゼオライトベータのトポロジー、1ミクロン未満の結晶
サイズ、および0.05 g/gモレキュラーシーブ未満の吸水能力を有する、結晶
性ケイ酸塩モレキュラーシーブが提供される。
【0019】 さらに本発明は、ゼオライトベータのトポロジーを有する結晶性物質の製造方
法であって、シリカ含有メソ細孔物質に、ゼオライトベータのトポロジーを有す
る結晶性生成物を形成するのに充分な量のテトラエチルアンモニウム陽イオンを
含む水溶液を含浸させ、ここで水対メソ細孔物質のモル比は、約0.5〜約2で
あり、含浸したメソ細孔物質を、ゼオライトベータのトポロジーを有する物質の
結晶を形成するのに充分な時間、熱と圧力の結晶化条件下に置くことを含んでな
る、上記方法を提供する。
【0020】 さらに本発明は、炭化水素の変換(converting:転化)方法であって、炭化水
素原料に炭化水素変換条件下で、酸化ケイ素、酸化亜鉛、および酸化アルミニウ
ム、酸化ホウ素、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化スズまたはこ
れらの混合物から選択される酸化物とを含んでなり、かつゼオライトベータのフ
レームワークトポロジーを有する、触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触
媒を、接触させることを含んでなり、モレキュラーシーブはその結晶フレームワ
ーク中に亜鉛を含有する、上記方法を提供する。モレキュラーシーブは、方法に
依存して、主に水素型であるか、部分的に酸性または実質的に酸性ではない。
【0021】 さらに本発明により、炭化水素原料(feedstock:フィードストック)に水素
化分解条件下で、好ましくは主に水素型の本発明の触媒活性のあるモレキュラー
シーブを含む触媒を接触させることを含んでなる水素化分解方法が提供される。
【0022】 本発明はまた、炭化水素原料に脱ろう条件下で、好ましくは主に水素型の本発
明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒を、接触させることを含んで
なる脱ろう法を包含する。
【0023】 本発明はまた、ろう質の炭化水素原料に、異性体化脱ろう条件下で、好ましく
は主に水素型の本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒を接触さ
せることを含んでなる、ろう質の炭化水素原料の脱ろう化生成物の粘度指数を改
良する方法を包含する。
【0024】 本発明はさらに、C20+オレフィン原料からC20+潤滑油を製造するための方法
であって、異性体化条件下で、少なくとも1つのVIII族金属と本発明の触媒活性
のあるモレキュラーシーブとを含む触媒上で、該オレフィン原料を異性体化する
ことを含んでなる上記方法を包含する。このモレキュラーシーブは、主に水素型
である。
【0025】 本発明において、約350°F以上で沸騰し、直鎖とわずかに分岐した鎖の炭
化水素を含有する炭化水素油原料を接触脱ろうする方法であって、該炭化水素油
原料に、添加した水素ガスの存在下で約15〜3000psiの水素圧で、少なく
とも1つのVIII族金属と本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブ(好ましく
は主に水素型)とを含む触媒を、接触させることを含んでなる上記方法が提供さ
れる。触媒は、少なくとも1つのVIII族金属と本発明の触媒活性のあるモレキュ
ラーシーブとを含む第1の層と、該第1の層の触媒活性のあるモレキュラーシー
ブより形状選択性が高いアルミノケイ酸塩ゼオライトを含む第2の層とを含んで
なる重層化触媒でもよい。
【0026】 本発明はまた、潤滑油を製造するための方法であって、水素化分解ゾーン中で
炭化水素原料を水素化分解して、水素化分解した油を含む流出物を得る工程と、
水素化分解した油を含む該流出物を、少なくとも約400°Fの温度で約15ps
ig〜約3000psigの圧力で、添加した水素ガスの存在下で、少なくとも1つの
VIII族金属と本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブとを含む触媒を用いて
、接触脱ろうする工程とを含んでなる上記方法を包含する。モレキュラーシーブ
は、主に水素型である。
【0027】 本発明にはさらに、ラフィネートに、添加した水素ガスの存在下で、少なくと
も1つのVIII族金属と本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブとを含む触媒
を接触させることを含んでなる、ラフィネートを異性体化脱ろうする方法が包含
される。ラフィネートはブライトストックであり、モレキュラーシーブは主に水
素型である。
【0028】 本発明にはさらに、炭化水素原料のオクタンを増加させて、芳香族含量が増加
した生成物を製造する方法であって、約40℃以上で約200℃未満の範囲の沸
点を有する、通常の(normal)及びわずかに分岐した炭化水素を含む炭化水素原
料に、塩基性金属でモレキュラーシーブを中和して実質的に酸性をなくした、本
発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒を接触させることを含んで
なる、上記方法が包含される。また本発明では、モレキュラーシーブがVIII族金
属成分を含有する方法が提供される。
【0029】 また本発明では、反応ゾーン中の炭化水素原料に、接触水素化分解条件下で、
添加水素の非存在下で、好ましくは主に水素型である本発明の触媒活性のあるモ
レキュラーシーブを含む触媒を接触させることを含んでなる、接触水素化分解法
が提供される。また本発明には、触媒が、孔の大きい結晶性水素化分解成分をさ
らに含む、接触水素化分解法が包含される。
【0030】 また本発明により、アルキル化条件下で、少なくとも1モル過剰の芳香族炭化
水素に、C2〜C20オレフィンを、少なくとも部分的な液相条件下で、かつ好ま
しくは主に水素型である本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒
の存在下で、接触させることを含んでなる、芳香族炭化水素をアルキル化するた
めの方法が提供される。オレフィンはC2〜C4オレフィンであり、芳香族炭化水
素とオレフィンは、それぞれ約4:1〜約20:1のモル比で存在してもよい。
芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、またはこ
れらの混合物よりなる群から選択される。
【0031】 さらに本発明では、アルキル交換条件下で、芳香族炭化水素にポリアルキル芳
香族炭化水素を、少なくとも部分的な液相条件下で、かつ好ましくは主に水素型
である本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒の存在下で、接触
させることを含んでなる、芳香族炭化水素をアルキル交換するための方法が提供
される。芳香族炭化水素とポリアルキル芳香族炭化水素は、それぞれ約1:1〜
約25:1のモル比で存在してもよい。芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン
、エチルベンゼン、キシレン、またはこれらの混合物よりなる群から選択され、
ポリアルキル芳香族炭化水素はジアルキルベンゼンでもよい。
【0032】 さらに本発明により、パラフィンを芳香族化合物に変換する条件下で、本発明
の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒であって、ガリウム、亜鉛、ま
たはガリウムもしくは亜鉛の化合物を含む触媒を、パラフィンに接触させること
を含んでなる、パラフィンを芳香族化合物に変換する方法が提供される。
【0033】 本発明では、オレフィンの異性体化(isomerization:異性化)を引き起こす
条件下で、オレフィンに本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒
を接触させることを含んでなる、オレフィンの異性体化法(isomerizing:異性
化)が提供される。
【0034】 さらに本発明において、キシレン異性体またはキシレン異性体とエチルベンゼ
ンとの混合物の芳香族C8流を含む異性体化原料を異性体化する方法であって、
オルト−、メタ−およびパラ−キシレンのほとんど平衡比が得られ、該方法は、
該原料に異性体化条件下で、本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む
触媒を接触させることを含んでなる上記方法が提供される。
【0035】 本発明はさらに、オリゴマー化条件下でオレフィンに、本発明の触媒活性のあ
るモレキュラーシーブを含む触媒を接触させることを含んでなる、オレフィンの
オリゴマー化法を提供する。
【0036】 本発明はまた、低級アルコールと他の酸素添加(oxygenated:含酸素)炭化水
素の変換方法であって、該低級アルコールまたは他の酸素添加炭化水素に、本発
明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒を、液体生成物を生成する条
件下で、接触させることを含んでなる上記方法を提供する。
【0037】 また本発明により、ガス流にモレキュラーシーブを接触させることを含んでな
る、酸素の存在下での、ガス流中に含有される窒素酸化物の改良された還元法に
おいて、本発明のモレキュラーシーブをモレキュラーシーブとして使用すること
を含んでなる改良が提供される。モレキュラーシーブは、窒素酸化物の還元を触
媒することができる金属または金属イオン(例えば、コバルト、銅、またはこれ
らの混合物)を含有してもよく、化学量論的過剰の酸素の存在下で行われる。好
適な実施態様において、ガス流は、内燃機関の排気ガス流である。
【0038】 さらに本発明により、液体有機化合物と水との混合物から液体有機化合物を除
去する方法であって、ゼオライトベータのフレームワークトポロジー、1ミクロ
ン未満の結晶サイズ、および0.05 g/gモレキュラーシーブ未満の吸水能力を
有する、すべてシリカのモレキュラーシーブを、混合物に接触させることを含ん
でなる上記方法が提供される。
【0039】 本発明はさらに、液体有機化合物と水との混合物から液体有機化合物を除去す
る方法であって、ケイ素酸化物、亜鉛酸化物、および場合により酸化アルミニウ
ム、酸化ホウ素、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化ジ
ルコニウム、酸化スズおよびこれらの混合物から選択される酸化物とを含んでな
り、かつゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有し、その結晶フレー
ムワーク中に亜鉛を含有するモレキュラーシーブを、混合物に接触させることを
含んでなる上記方法を提供する。
【0040】 (発明の詳細な説明) CIT−6モレキュラーシーブの調製において、テトラエチルアンモニウム陽
イオン(「TEA」)が結晶化鋳型(構造支配物質、すなわちSDAとも呼ばれ
る)として使用される。陽イオンに結合する陰イオンは、モレキュラーシーブの
形成に有害ではない任意の陰イオンである。代表的な陰イオンには、ハロゲン(
例えば、フッ化物、塩化物、臭化物、およびヨウ化物)、水酸化物、酢酸塩、硫
酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、カルボン酸塩などがある。水酸化物が最も好ま
しい陰イオンである。
【0041】 一般にZn−CIT−6は、酸化ケイ素の活性供給源、酸化亜鉛の活性供給源
、リチウムの活性供給源またはリチウムと別のアルカリ金属との混合物に、TE
A型取り物質を接触させることにより調製される。
【0042】 Zn−CIT−6は、以下の組成を有する反応混合物から調製される: bM:cTEA:aZnO:SiO2:dH2O (式中、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物であり、b
=0.05〜0.1;c=0.55−0.7;a=0.03〜0.05;d=3
0〜40である)。Li+、Zn2+およびTEAOHの濃度は、Zn−CIT−
6の形成にとって決定的に重要であると考えられる。
【0043】 別の金属酸化物(例えば、酸化アルミニウム)と一緒に酸化亜鉛を含有するZ
n−CIT−6を調製することが好ましい時、以下の組成: bM:cTEA:aZnO:SiO2:e:dH2O (式中、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物であり、W
は、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、バナジウム、鉄、チタン、またはこれら
の混合物の酸化物であり;b、C、aおよびdは、上記で定義されたものであり
、e=0.005〜0.1である)を有する反応混合物。
【0044】 実際にはZn−CIT−6は、 (a)酸化ケイ素、酸化亜鉛、リチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属と
の混合物、Zn−CIT−6の形成にとって有害ではない陰イオン性対イオンを
有するTEA、および場合により、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化ガリウ
ム、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化チタン、またはこれらの混合物から選択され
る酸化物の供給源を含有する水溶液を調製し; (b)Zn−CIT−6の結晶を形成するのに充分な条件下で、水溶液を維持
し;そして (c)Zn−CIT−6の結晶を回収する、 ことを含んでなる方法により調製される。
【0045】 工程(a)で調製される水溶液は、清澄な溶液である。ある場合には、白色の
曇った混合物である反応混合物を室温で加熱すると、混合物が清澄な溶液に変換
され、ここからZn−CIT−6が形成される。
【0046】 多量のTEAと低い反応温度が、Zn−CIT−6の形成を促進することが発
見されている。
【0047】 酸化ケイ素の典型的な供給源には、ケイ酸塩、シリカヒドロゲル、ケイ酸、ヒ
ュームドシリカ、コロイドシリカ、テトラアルキルオルトケイ酸塩、および水酸
化シリカがある。酸化亜鉛の典型的な供給源には、水溶性亜鉛塩(例えば、酢酸
亜鉛)がある。反応混合物ための酸化アルミニウムの典型的な供給源には、アル
ミン酸塩、アルミナ、アルミニウムコロイド、シリカゾル上にコーティングされ
た酸化アルミニウム、および水和アルミナゲル(例えば、Al(OH)3)があ
る。ケイ素やアルミニウムについてリストしたものと類似のホウ素、ガリウム、
バナジウム、鉄およびチタン化合物の供給源は、当該分野で公知である。
【0048】 リチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物が、反応混合物に加え
られる。種々の供給源が使用され、例えばアルカリ金属水酸化物やアルカリ金属
炭酸塩があり、水酸化リチウムが特に好ましい。リチウム陽イオンは、その中の
価電子電荷をバランスさせるために、合成されたままの結晶性酸化物質の一部で
もよい。リチウムと一緒に使用可能な他のアルカリ金属には、ナトリウムとカリ
ウムがあり、水酸化物が好ましいが、組合せ中でリチウムが主要なアルカリ金属
である。アルカリ金属(すなわち、リチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属
との混合物)は、シリカ1モル当たり約0.05〜約0.1モルのアルカリ金属
の量で使用される。
【0049】 反応混合物は、Zn−CIT−6モレキュラーシーブが形成されるまで、高温
で維持される。熱水結晶化は、通常自己圧力で、約100℃〜約150℃未満で
行われる。高い反応温度(例えば、150℃およびそれ以上)が、ゼオライトベ
ータのトポロジーを有する所望のモレキュラーシーブではなくゼオライトVPI
−8のトポロジーを有するモレキュラーシーブの形成を促進することが発見され
ている。好ましくは反応温度は、約135℃〜150℃であるべきである。
【0050】 結晶化期間は、典型的には1日より多く7日未満である。Zn−CIT−6結
晶は、ある条件下で、形成後あまりにも長時間反応混合物中に維持されると、V
PI−8のトポロジーを有するモレキュラーシーブに変換されることが発見され
ているため、これは、形成後直ちに反応混合物から回収すべきである。
【0051】 熱水結晶化工程の間、Zn−CIT−6結晶は、反応混合物から自然に核形成
させられる。種物質としてのZn−CIT−6結晶の使用は、完全な結晶化が起
きるのに必要な時間を低減するのに有用である。さらに、種物質添加は、好まし
くない相ではなくZn−CIT−6の核形成および/または生成を促進すること
により、得られる生成物の純度を上昇させる。種物質として使用される時、Zn
−CIT−6結晶は、反応混合物で使用されるシリカの重量の0.1〜10重量
%で加えられる。
【0052】 いったんモレキュラーシーブ結晶が形成されると、この固形生成物は、標準的
な機械的分離法(例えば、ろ過)により反応混合物から分離される。結晶は水洗
され、次に例えば90℃〜150℃で8〜24時間乾燥されて、合成されたまま
のZn−CIT−6モレキュラーシーブ結晶が得られる。この乾燥工程は、大気
圧または真空下で行うことができる。
【0053】 Zn−CIT−6は、表Bに示すモル比の組成(合成されたままの、無水状態
で)を有する。
【0054】 表B 合成されたままのZn−CIT−6 SiO2/ZnO 10〜100 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、MとQは前記で定義したものである)。
【0055】 Zn−CIT−6は、表Cに示すモル比の組成(合成されたままの、無水状態
で)を有する。
【0056】 表C 合成されたままのZn−CIT−6 SiO2/ZnO 10〜100 SiO2/W 30〜250 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、W、MおよびQは前記で定義したものである)。
【0057】 固相29Si NMR分析と酸性度測定値は、少なくとも一部の亜鉛は、Zn−
CIT−6結晶のフレームワーク中にあることを示している。確かにある実施態
様において、Zn−CIT−6結晶フレームワークは、ケイ素、亜鉛および酸素
原子のみを含み、すなわちこの型のZn−CIT−6には他の金属が存在しない
【0058】 いったんZn−CIT−6結晶が形成され回収されたら、有機鋳型を除去しな
ければならない。これは典型的には、有機鋳型が除去されるまで、高温で結晶を
焼成することにより行われる。しかし、モレキュラーシーブから有機鋳型を抽出
することにより、焼成を避けることができることが発見されている。この抽出法
は、焼成より利点がある。例えば焼成装置が必要ない。また有機鋳型は抽出によ
り破壊されることがなく、従ってこれを再循環し、こうしてモレキュラーシーブ
を製造するコストを低減することができる。
【0059】 有機鋳型は、Zn−CIT−6結晶に、酢酸または酢酸とピリジンとの混合物
を、約80℃〜約135℃の温度で、結晶から実質的にすべての有機鋳型を除去
するのに充分な期間(典型的には約2日間)、接触させることにより除去するこ
とができる。同時に、結晶から亜鉛が除去され、これらはall−Si CIT
−6(すなわち、ゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有するすべて
シリカの結晶)に変換される。吸水等温線により示されるように、all−Si
CIT−6はきわめて疎水性である。29Si NMR分析は、結晶格子が実質
的に欠陥がないことを、さらに示している。
【0060】 驚くべきことに、上記したように調製したCIT−6、すなわち調製し、次に
酢酸または酢酸とピリジンとの混合物に約80℃〜約135℃の温度で接触(本
明細書において「抽出」と呼ぶ)させたCIT−6は、きわめて疎水性であるこ
とが見いだされた。これは、有機鋳型が焼成により除去されているCIT−6ま
たはベータゼオライトとは、顕著に異なっている。
【0061】 この現象を図1に示す。以下の物質について5つの吸水等温線を示す: (a)135℃で抽出して調製したall−Si CIT−6 (b)焼成を使用して調製したZn−CIT−6 (c)60℃で抽出した後アルミニウムを挿入したシリコアルミノ−CIT−
6 (d)生成物を135℃で抽出した反応混合物中の酸化アルミニウムを使用し
て調製したシリコアルミノ−CIT−6 (e)焼成したすべてシリカのベータゼオライト
【0062】 このデータは、抽出したアルミニウム含有CIT−6(試料d)は、アルミニ
ウム挿入により調製した試料(試料c)より疎水性が高く、焼成したゼオライト
ベータ(試料e)よりはるかに疎水性が高いことを示している。焼成したZn−
CIT−6(試料b)は同様に、焼成したゼオライトベータよりはるかに疎水性
が高く、抽出したall−Si−CIT−6(試料a)は、最も高い疎水性を示
す。
【0063】 あるいは、Zn−CIT−6からの有機鋳型の抽出または除去は、Zn−CI
T−6結晶に酢酸または酢酸とピリジンとの混合物を、約60℃またはそれ以下
の高温で、結晶から実質的にすべての有機鋳型を除去するのに充分な期間、接触
させることにより達成される。
【0064】 この後者の抽出操作はまた、結晶フレームワークから一部またはすべての亜鉛
原子も除去することが見いだされている。しかしこの場合、得られるモレキュラ
ーシーブは、内部シラノール基を含有し、他の金属(または非ケイ素原子)、例
えばアルミニウム、ホウ素、ガリウム、バナジウム、鉄、チタン、ジルコニウム
、スズ、またはこれらの混合物を、その結晶フレームワーク中に挿入して亜鉛を
置換することができる。
【0065】 金属は、モレキュラーシーブに、所望の金属の供給源(例えば、塩)を含有す
る溶液を接触させることにより、結晶フレームワーク中に挿入することができる
。広範囲の供給源が利用できるが、塩化物や他のハロゲン化物、酢酸塩、硝酸塩
、および硫酸塩が特に好ましい。好適な金属(または非ケイ素原子)は、アルミ
ニウム、ホウ素、ガリウム、鉄、チタン、バナジウム、ジルコニウム、スズ、亜
鉛およびこれらの混合物である。金属を挿入するための代表的な方法は、広範囲
の特許で開示されており、例えば米国特許第3,140,249号(1964年
7月7日発行、プランク(Plank)ら);米国特許第3,140,251号(1
964年7月7日発行、プランク(Plank)ら);米国特許第3,140,25
3号(1964年7月7日発行、プランク(Plank)ら)がある(これらの各々
は、参照により本明細書に組み込まれる)。例えば、前記したように亜鉛を抽出
(約60℃で)し、次にモレキュラーシーブに硝酸アルミニウム溶液に、シーブ
:硝酸アルミニウム:水を約1:2:50の重量比で、約80℃で約1日間、接
触させることにより、一部またはすべての亜鉛の代わりに、アルミニウムをモレ
キュラーシーブ中に挿入することができる。
【0066】 Zn−CIT−6を作成し、亜鉛を抽出し、例えばアルミニウムを挿入する代
替法として、上記し例27に記載したようにアルミノ亜鉛ケイ酸塩CIT−6を
合成し、次に高温(135℃)で亜鉛を抽出することにより、アルミノケイ酸塩
を直接作成することができる。これは、CIT−6から亜鉛を除去し、ゼオライ
トベータのトポロジーを有するアルミノケイ酸モレキュラーシーブが残る。こう
して作成したアルミノケイ酸塩の27Al NMR分析は、アルミニウムがその結
晶フレームワーク中に残ることを示している。
【0067】 all−Si CIT−6は、上記したようにZn−CIT−6を調製し、次
に亜鉛を抽出することにより作成することができる。驚くべきことに、この方法
で作成したall−Si CIT−6は、従来法で作成したすべてシリカのゼオ
ライトベータより、吸水能力がはるかに低いことがわかった。この方法で作成さ
れるall−Si CIT−6は、結晶サイズが約1ミクロン未満であるが、従
来法で作成したすべてシリカのゼオライトベータは、結晶サイズが1ミクロンよ
り大きく、例えば5ミクロンのオーダーである。さらにこの方法で作成したal
l−Si CIT−6は、実質的に欠陥(すなわち、Si−O−Siの代わりに
Si−OH)部位がないが、従来法で作成したすべてシリカのゼオライトベータ
は、水を吸収する欠陥部位を含有する。
【0068】 M41Sと呼ぶ一連のシリカ含有メソ細孔物質が報告されている。これらの物
質はさらに分類されており、例えばMCM−41(六方晶系)、MCM−48(
立方晶系)などがある。これらの物質は、直径1.5〜10nmの均一な孔を有し
、構造支配物質として種々の界面活性剤を使用して作成することができる。メソ
細孔物質を含有する非ケイ素原子(例えば、Al、B、Ga、Ti、V、Zr、
Fe、Mn、Sn、Zn、CuおよびNb)も調製されている。
【0069】 MCM−41の無機部分は、局所的構造と結合が、結晶性モレキュラーシーブ
ではなく無定形シリカに似ているが、多くの特異な性質を有する。これは、薄い
壁(約10オングストローム)を有する均一なサイズのメソ細孔を有し、疎水性
吸収挙動を示す。
【0070】 ゼオライトベータのトポロジーを有するゼオライトは、すべてシリカの型もケ
イ素酸化物や金属(非ケイ素)酸化物を含有する型も、秩序だったメソ細孔物質
の無機部分を試薬として使用して、作成することができる。メソ細孔物質はすべ
てシリカでもよく、またはこれらは、ケイ素酸化物や金属(または、非ケイ素)
酸化物(例えば、酸化アルミニウム)を含有してもよい。そのようなメソ細孔物
質の例には、特に限定されないがMCM−41やMCM−48がある。
【0071】 メソ細孔物質は、テトラエチルアンモニウム陽イオン有機鋳型物質、例えば水
酸化テトラエチルアンモニウム(TEAOH)とともに使用される。ゼオライト
ベータが実質的の欠陥部位が無いことを確保するためには、メソ細孔物質とTE
AOHを含む反応混合物は、「乾燥ゲル」の型であるべきことが見いだされてい
る。乾燥ゲルは、メソ細孔物質にTEAOH水溶液に含浸させ、得られる含浸物
質を、室温で約1日乾燥させることにより作成される。こうして含浸された生成
物は、水対メソ細孔物質のモル比が約0.5対約2であり、ベータ構造の形成を
引き起こすのに充分なTEAOHを含有する。次に含浸した物質を、オートクレ
ーブ中で結晶化条件下に置く。得られる結晶性生成物は、焼成してTEAOHを
除去するか、または上記の抽出を行って、生成物を基本的に欠陥のないものにす
ることができる。
【0072】 最終生成物が酸化ケイ素および金属(または非ケイ素)酸化物を含有すること
が好ましいなら、メソ細孔物質は、酸化ケイ素と所望の金属(または非ケイ素)
酸化物を含有することができる。金属酸化物(例えば、酸化アルミニウム、酸化
チタン、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、および酸化マグネシウ
ム)ならびに非ケイ素酸化物(例えば、酸化ホウ素)は、こうしてゼオライトベ
ータ構造中に取り込むことができる。
【0073】 これらの2つの方法のいずれかで作成したモレキュラーシーブは、非常に疎水
性が高い。図2は、焼成したすべてシリカのベータゼオライト(線1)、MCM
−41から作成し焼成ではなく抽出して作成したall−Si CIT−6(線
2)、および抽出により作成したZn−CIT−6(線3)の吸水等温線の結果
を示す。図から明らかなように、all−Si CIT−6とZn−CIT−6
の両方の吸水能力は、焼成したすべてシリカのベータゼオライトの吸水能力より
大幅に低い。
【0074】 触媒中で使用される時、モレキュラーシーブは、水素化−脱水素化機能が好ま
しい応用について、水素化成分(例えば、タングステン、バナジウム、モリブデ
ン、レニウム、ニッケル、コバルト、クロム、マンガン、またはパラジウムや白
金のような貴金属)と均質に組合せて使用することができる。
【0075】 イオン交換法によりモレキュラーシーブ中の陽イオンの一部を金属陽イオンで
置換することにより、金属はまた、モレキュラーシーブ中に導入される(例えば
、米国特許第3,140,249号、1964年7月7日発行、プランク(Plan
k)ら;米国特許第3,140,251号、1964年7月7日発行、プランク
(Plank)ら;米国特許第3,140,253号、1964年7月7日発行、プ
ランク(Plank)らを参照されたい)。典型的な置換陽イオンには、金属陽イオ
ン、例えば希土類、IA族、IIA族およびVIII族金属ならびにこれらの混合物があ
る。置換性金属陽イオンのうち、希土類、Mn、Ca、Mg、Zn、Cd、Pt
、Pd、Ni、Co、Ti、Al、Sn、およびFeのような金属の陽イオンが
特に好ましい。
【0076】 水素、アンモニウムおよび金属成分は、触媒活性のあるCIT−6中にイオン
交換される。モレキュラーシーブはまた、金属を含浸させるか、または金属は、
当該分野で公知の標準的方法を使用して、モレキュラーシーブと物理的かつ均質
に混合される。
【0077】 典型的なイオン交換法には、合成モレキュラーシーブに、所望の置換性陽イオ
ンの塩を含有する溶液を接触させる方法がある。広範囲の塩が使用できるが、塩
化物および他のハロゲン化物、酢酸塩、硝酸塩、および硫酸塩が特に好ましい。
モレキュラーシーブは通常イオン交換前に焼成され、チャネル中と表面上に存在
する有機物質が除去される。これは、より有効なイオン交換が行われるためであ
る。代表的なイオン交換法は、米国特許第3,140,249号、1964年7
月7日発行、プランク(Plank)ら;米国特許第3,140,251号、196
4年7月7日発行、プランク(Plank)ら;米国特許第3,140,253号、
1964年7月7日発行、プランク(Plank)らを含む種々の特許中に開示され
ている。
【0078】 所望の置換性陽イオンの塩溶液と接触させた後、モレキュラーシーブは典型的
には水洗され、65℃〜約200℃の範囲の温度で乾燥される。洗浄後、モレキ
ュラーシーブは、空気または不活性ガス中で約200℃〜約800℃の範囲の温
度で、1〜48時間またはそれ以上焼成して、炭化水素変換法で特に有用な触媒
活性のある生成物が得られる。
【0079】 合成型のCIT−6中に存在する陽イオンとは無関係に、モレキュラーシーブ
の基本的な結晶格子を形成する原子の立体配置は、基本的に不変である。
【0080】 触媒活性のあるCIT−6は、種々の物理的形状に形成することができる。一
般にモレキュラーシーブは、粉末、顆粒、または成形物、例えば2メッシュ(タ
イラー(Tyler))スクリーンを通過し400メッシュ(タイラー(Tyler))ス
クリーンで保持されるのに充分な粒子サイズを有する押出物でもよい。触媒が成
形される場合(例えば、有機バインダーによる押出し)は、モレキュラーシーブ
は乾燥前に押し出すか、または部分的に乾燥し次に押し出すことができる。
【0081】 触媒活性のあるCIT−6は、温度や、有機変換法で使用される他の条件に耐
性の他の物質と組合せられる。かかるマトリックス物質には、活性および不活性
物質、そして合成および天然に存在するゼオライト、ならびに無機物質(例えば
、粘土、シリカおよび金属酸化物)がある。かかる物質やこれらが使用される方
法の例は、米国特許第4,910,006号、1990年5月20日発行、ゾー
ンズ(Zones)ら、と米国特許第5,316,753号、1994年5月31日
発行、ナカガワ(Nakagawa)ら(いずれも、参照により本明細書に組み込まれる
)に開示されている。
【0082】炭化水素変換法 触媒活性のあるCIT−6モレキュラーシーブは、炭化水素変換反応に有用で
ある。炭化水素変換反応は、炭素含有化合物が、異なる炭素含有化合物に変換さ
れる化学的および触媒性プロセスである。触媒活性のあるCIT−6が有用であ
ると予測される炭化水素変換反応の例には、水素化分解、脱ろう、接触熱分解、
およびオレフィンと芳香族物質形成反応がある。触媒はまた、他の石油精製や炭
化水素変換反応(例えば、イソブチレンやブテン−1のようなオレフィン系また
はアセチレン系化合物の重合およびオリゴマー化)、改質、ポリアルキル置換芳
香族化合物(例えば、m−キシレン)の異性体化、およびベンゼン、キシレンお
よび高級メチルベンゼンを提供するための芳香族化合物(例えば、トルエン)の
不均化、および酸化反応に有用であると予測される。また、種々のナフタレン誘
導体を作成するための転位反応が含まれる。触媒活性のあるCIT−6触媒は、
高い選択性を有し、炭化水素変換条件下で、総生成物に対して高率の所望の生成
物を提供する。
【0083】 触媒活性のあるCIT−6モレキュラーシーブは、炭化水素原料を処理するの
に使用することができる。炭化水素原料は、炭素化合物を含有し、多くの異なる
供給源(例えば、直留石油画分、再循環石油画分、シェール油、液化石炭、ター
ルサンド油、NAOからの合成パラフィン、再循環プラスチック原料)から得ら
れ、一般にゼオライト沸石性触媒反応に感受性の原料を含有する任意の炭素でよ
い。炭化水素原料が受ける処理の型に依存して、原料は金属を含有できるかまた
は金属が無くても良く、高または低窒素もしくはイオウ不純物を有することがで
きる。しかし原料の金属、窒素およびイオウ含量が低いほど、一般に処理はより
効率的(および触媒はより活性)となる。
【0084】 炭化水素原料の変換は、所望の処理の型に依存して、任意の便利なモード(例
えば流動床、移動床、または固定床反応槽)で起きる。触媒粒子の調製は、変換
法と操作法に依存して変化するであろう。
【0085】 金属(例えば、白金のようなVIII族金属)を含有する本発明の触媒を使用して
行われる他の反応には、水素化−脱水素化反応、脱窒素化および脱硫反応がある
【0086】 触媒される反応の型に依存して、モレキュラーシーブは主に水素型、部分的に
酸性、または実質的に酸性無しでもよい。本明細書において「主に水素型」とは
、焼成後、陽イオン部位の少なくとも80%は、水素イオンおよび/または希土
類イオンで占められることを意味する。
【0087】 以下の表は、本発明の炭化水素変換反応で触媒活性のあるCIT−6を含む触
媒を使用して行われる典型的な反応条件を示す。好適な条件はカッコで示す。
【0088】
【表1】 1 数百気圧2 ガス相反応3 炭化水素分圧4 液相反応5 WHSV
【0089】 他の条件とパラメータを以下に示す。
【0090】水素化分解 触媒活性のあるCIT−6(好ましくは主に水素型である)を含む触媒と水素
添加プロモーターを使用して、重油残存原料、循環性原料および他の水素化分解
生成物充填原料は、前記米国特許第4,910,006号と米国特許第5,31
6,753号に開示されているプロセス条件と触媒成分を使用して水素化分解さ
れる。
【0091】 水素化分解触媒は、水素化分解触媒でふつうに使用される型の少なくとも1つ
の水素化分解成分の有効量を含有する。水素化分解成分は一般に、1つまたはそ
れ以上のVIB族およびVIII族金属(それらを含有する塩、複合体および溶液を含
む)からなる水素化分解触媒の群から選択される。水素化分解触媒は好ましくは
、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムおよびこれらの混合物
の少なくとも1つよりなる群、またはニッケル、モリブデン、コバルト、タング
ステン、チタン、クロムおよびこれらの混合物の少なくとも1つよりなる群の金
属、塩、および複合体から選択される。触媒活性のある金属への言及は、元素状
態、または酸化物、硫化物、ハロゲン化物、カルボン酸塩などのある型の金属を
包含することを意味する。水素添加触媒は、水素化分解触媒の水素添加機能を提
供するのに有効な量、および好ましくは0.05〜25重量%の範囲の量で存在
する。
【0092】脱ろう 触媒活性のあるCIT−6(好ましくは主に水素型である)は、直鎖パラフィ
ンを選択的に除去することにより、炭化水素原料を脱ろうするのに使用すること
ができる。ろう性の原料を、異性体化脱ろう条件下で、触媒活性のあるCIT−
6と接触させると、典型的には脱ろう生成物の粘度指数は改善する(ろう性原料
と比較して)。
【0093】 接触性脱ろう条件は大体、使用される原料と所望の流動点に依存する。水素は
好ましくは、接触性脱ろう反応の間、反応ゾーン中に存在する。水素対原料の比
は、典型的には約500〜約30,000SCF/bbl(標準的立法フィート/バレ
ル)、好ましくは約1000〜約20,000SCF/bblである。一般に水素は、
生成物から分離され、反応ゾーンに再循環される。典型的な原料には、軽質ガス
油、重質ガス油、および約350°F以上で沸騰する還元常圧蒸留残油がある。
【0094】 典型的な脱ろう反応は、炭化水素油原料を、添加した水素ガスの存在下で約1
5〜3000psiの水素圧で、触媒活性のあるCIT−6と少なくとも1つのVII
I族金属を含む触媒に接触させることによる、約350°F以上で沸騰し直鎖お
よびわずかに分岐した鎖炭化水素を含有する炭化水素油原料の接触性脱ろうであ
る。
【0095】 触媒活性のあるCIT−6水素脱ろう触媒は場合により、脱ろう触媒でふつう
に使用される型の水素添加成分を含有してもよい。これらの水素添加成分の例に
ついては、前記米国特許第4,910,006号と米国特許第5,316,75
3号を参照されたい。
【0096】 水素添加成分は、好ましくは約0.05〜5重量%の範囲の、有効な水素脱ろ
うと水素異性体化触媒を提供するのに有効な量で存在する。分解反応を犠牲にし
てイソ脱ろうを増加させるモードで、触媒が使用される。
【0097】 原料は、水素分解され、次に脱ろうされる。この型の2つの段階の反応および
典型的な水素化分解条件は、米国特許第4,921,594号(1990年5月
1日発行、ミラー(Miller)ら)に記載されている(これは参照により本明細書
に組み込まれる)。
【0098】 触媒活性のあるCIT−6はまた、重層化触媒の形で脱ろう性触媒として使用
される。すなわち触媒は、触媒活性のあるモレキュラーシーブCIT−6と少な
くとも1つのVIII族金属を含む第1の層と、触媒活性のあるモレキュラーシーブ
CIT−6より形状選択性が高いアルミノケイ酸塩ゼオライトを含む第2の層と
を含んでなる。重層化触媒の使用は、米国特許第5,149,421号(199
2年9月22日発行、ミラー(Miller)ら)に開示されている(これは参照によ
り本明細書に組み込まれる)。重層はまた、水素化分解またはヒドロフィニッシ
ング(hydrofinishing:ハイドロフィニッシング)について設計された非ゼオラ
イト成分を重層した触媒活性のあるCIT−6床を含む。
【0099】 触媒活性のあるCIT−6はまた、米国特許第4,181,598号(198
0年1月1日発行、ギレスピー(Gillespie)ら)(これは、参照によりその全
体が本明細書に組み込まれる)に開示のように条件下で、ラフィネート(ブライ
トストックを含む)を脱ろうするのに使用される。
【0100】 より安定な脱ろう生成物を生成するために、穏やかな水素化(時に、ヒドロフ
ィニッシング(hydrofinishing)と呼ばれる)を使用することが好ましいことが
、しばしばある。ヒドロフィニッシング(hydrofinishing)工程は、脱ろう工程
の前または後に行うことができ、好ましくは後に行われる。ヒドロフィニッシン
グ(hydrofinishing)は典型的には、約190℃〜約340℃の範囲の温度で、
約400psig〜約3000psigの圧力で、約0.1〜20の空間速度(LHSV
)で、かつ約400〜1500SCF/bblの水素再循環速度で、行われる。使用さ
れる水素化触媒は、オレフィン、ジオレフィンおよび存在するかも知れない色体
(color body)を水素化するだけでなく、芳香族化合物の含量を低減するのに、
充分活性でなければならない。適当な水素化触媒は、米国特許第4,921,5
94号(1990年5月1日発行、ミラー(Miller)ら)に開示されている(こ
れは参照により本明細書に組み込まれる)。水素化分解された原料から調製され
る脱ろう生成物は、空気や光に不安定になりやすく、自然にかつ急速にスラッジ
を形成しやすいため、ヒドロフィニッシング(hydrofinishing)工程は、許容さ
れる安定な生成物(例えば、潤滑油)を調製するのに有用である。
【0101】 触媒活性のあるCIT−6を使用して、潤滑油が調製される。例えばC20+
滑油は、水素型の触媒活性のあるCIT−6と少なくとも1つのVIII族金属とを
含む触媒上で、C20+オレフィン原料を異性体化することにより作成される。あ
るいは潤滑油は、水素化分解ゾーン中で炭化水素原料を水素化分解して、水素化
分解油を含む流出物を得て、この流出物を触媒的に、少なくとも約400°Fの
温度で、かつ約15psig〜約3000psigの圧力で、添加水素ガスの存在下で、
水素型の触媒活性のあるCIT−6と少なくとも1つのVIII族金属とを含む触媒
で脱ろうすることにより作成される。
【0102】芳香族形成 触媒活性のあるCIT−6は、軽質直留ナフサと同様の混合物を、芳香族性の
高い混合物に変換するのに使用することができる。すなわち通常およびわずかに
分岐した鎖の炭化水素(好ましくは、約40℃以上で約200℃未満の沸点範囲
を有する)は、炭化水素原料に、触媒活性のあるCIT−6を含む触媒を接触さ
せることにより、実質的に高いオクタン芳香族化合物含量を有する生成物に変換
することができる。また、触媒活性のあるCIT−6を含む触媒を使用して、価
値のあるより重い原料を、有用なBTXまたはナフタレン誘導体に変換すること
もできる。
【0103】 変換触媒は好ましくは、商業的使用のための充分な活性を有するように、VIII
族金属化合物を含有する。本明細書においてVIII族金属化合物とは、金属自身ま
たはその化合物を意味する。VIII族貴金属とその化合物、白金、パラジウム、お
よびイリジウム、またはこれらの組合せを使用することができる。レニウムもし
くはスズまたはこれらの混合物も、VIII族金属化合物と一緒に使用され、好まし
くは貴金属化合物と一緒に使用される。最も好適な金属は、白金である。変換触
媒中に存在するVIII族金属の量は、触媒の改質に使用される通常の範囲、約0.
05〜2.0重量%、好ましくは0.2〜0.8重量%の範囲である。
【0104】 例えばモレキュラーシーブを塩基性金属(例えば、アルカリ金属)化合物で中
和することにより、変換触媒が実質的に酸性ではないことは、芳香族化合物を有
用な量で選択的に産生するのに決定的に重要である。触媒を酸性が無いようにす
るための方法は、当該分野で公知である。そのような方法の説明については、前
記米国特許第4,910,006号と米国特許第5,316,753号を参照さ
れたい。
【0105】 好適なアルカリ金属は、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムで
ある。
【0106】接触分解 炭化水素分解原料は、好ましくは主に水素型の触媒活性のあるCIT−6を使
用することにより、水素の非存在下で接触分解することができる
【0107】 水素の非存在下で接触分解触媒として触媒活性のあるCIT−6が使用される
時、触媒は、従来の分解触媒(例えば、分解触媒中で成分として、これまで使用
されているアルミノケイ酸塩)とともに使用されてよい。典型的には、これらは
大きい孔の結晶性アルミノケイ酸塩である。これらの従来の分解触媒の例は、前
記米国特許第4,910,006号と米国特許第5,316,753号に開示さ
れている。従来の分解触媒(TC)成分が使用される時、TC対触媒活性のある
CIT−6の相対的重量比は、一般に約1:10〜約500:1であり、望まし
くは約1:10〜約200:1であり、好ましくは約1:2〜約50:1であり
、最も好ましくは約1:1〜約20:1である。新規モレキュラーシーブおよび
/または従来の分解成分は、選択性を変更するために、希土類イオンとイオン交
換されてもよい。
【0108】 該分解触媒は典型的には、無機酸化物マトリックス成分とともに使用される。
マトリックス成分の例については、前記米国特許第4,910,006号と米国
特許第5,316,753号を参照されたい。
【0109】アルキル化とアルキル交換反応 触媒活性のあるCIT−6は、芳香族炭化水素のアルキル化またはアルキル交
換反応に使用することができる。この方法は、芳香族炭化水素に、C2〜C16
レフィンアルキル化剤またはポリアルキル芳香族炭化水素アルキル交換反応剤を
、少なくとも部分的な液相条件下で、かつ触媒活性のあるCIT−6触媒の存在
下で、接触させることを含んでなる。
【0110】 触媒活性のあるCIT−6はまた、上記のようにベンゼンをアルキル化して、
ガソリンからアルキル化生成物を除去することにより、ガソリンからベンゼンを
除去することができる。
【0111】 高触媒活性のために、触媒活性のあるCIT−6モレキュラーシーブは、主に
水素イオン型である。焼成後、少なくとも80%の陽イオン部位が、水素イオン
および/または希土類イオンで占められることが好ましい。
【0112】 本発明の方法によりアルキル化されるかまたはアルキル交換反応を受ける適当
な芳香族炭化水素原料の例には、ベンゼン、トルエンおよびキシレンのような芳
香族化合物がある。好適な芳香族炭化水素はベンゼンである。ナフタレン誘導体
が好ましい場合もある。芳香族炭化水素の混合物を使用してもよい。
【0113】 芳香族炭化水素のアルキル化ための適当なオレフィンは、2〜20個、好まし
くは2〜4個の炭素原子を含有するものであり、例えばエチレン、プロピレン、
ブテン−1、trans−ブテン−2およびcis−ブテン−2、またはこれら
の混合物である。ペンテンが好ましい場合もある。好適なオレフィンは、エチレ
ンとプロピレンである。より長鎖のアルファオレフィンも同様に使用できる。
【0114】 アルキル交換反応が所望の場合、アルキル交換反応剤は、2つまたはそれ以上
のアルキル基(各々が2〜約4個の炭素原子を有する)を含有するポリアルキル
芳香族炭化水素である。例えば、適当なポリアルキル芳香族炭化水素には、ジ−
、トリ−およびテトラ−アルキル芳香族炭化水素(例えば、ジエチルベンゼン、
トリエチルベンゼン、ジエチルメチルベンゼン(ジエチルトルエン)、ジ−イソ
プロピルベンゼン、ジ−イソプロピルトルエン、ジブチルベンゼン)などがある
。好適なポリアルキル芳香族炭化水素は、ジアルキルベンゼンである。特に好ま
しいポリアルキル芳香族炭化水素は、ジ−イソプロピルベンゼンである。
【0115】 アルキル化が行われる時、反応条件は以下の通りである。芳香族炭化水素原料
は、化学量論的過剰量で存在すべきである。触媒が急速に汚れるのを防ぐために
、芳香族化合物対オレフィンのモル比は、4対1より大きくなければならない。
反応温度は、100°F〜600°F、好ましくは250°F〜450°Fの範
囲である。反応圧力は、触媒が汚れるのを遅らせるために、少なくとも部分的液
相を維持するのに充分な圧力でなければならない。これは、原料と反応温度に依
存して、典型的には約50psig〜1000psigである。接触時間は、10秒〜1
0時間の範囲であるが、通常5分〜1時間である。重量時間当たり空間速度(W
HSV)は、1時間当たり触媒1グラム(ポンド)当たりの芳香族炭化水素とオ
レフィンのグラム(ポンド)数で、一般に約0.5〜50の範囲である。
【0116】 アルキル交換反応が行われる場合、芳香族炭化水素のモル比は一般に、約1:
1〜25:1、および好ましくは約2:1〜20:1の範囲である。反応温度は
、約100°F〜600°Fであるが、好ましくは約250°F〜450°Fの
範囲である。反応圧力は、少なくとも部分的液相を維持するのに充分な圧力でな
ければならず、典型的には約50psig〜1000psig、好ましくは300psig〜
600psigである。重量時間当たり空間速度は、約0.1〜10の範囲である。
米国特許第5,082,990号(1992年1月21日、フシエ(Hsieh
)ら)は、そのような方法を開示しており、これは参照により本明細書に組み込
まれる。
【0117】オレフィンの異性体化 触媒活性のあるCIT−6は、オレフィンを異性体化するのに使用することが
できる。原料流は、少なくとも1つのC4-6オレフィン、好ましくはC4-6の通常
(normal)のオレフィン、さらに好ましくは通常のブテンを含有する炭化水素流
である。本明細書において使用される通常のブテンは、すべての型の通常のブテ
ンであり、例えば1−ブテン、cis−2−ブテン、およびtrans−2−ブ
テンを意味する。典型的には、通常のブテン以外の炭化水素または他のC4-6
通常のオレフィンが、この原料流中に存在するであろう。他の炭化水素は、例え
ばアルカン、他のオレフィン、芳香族化合物、水素、および不活性ガスを含んで
よい。
【0118】 原料流は典型的には、液体接触性分解ユニットまたはメチル−tert−ブチ
ルエーテルユニットからの流出物でもよい。液体接触性分解ユニット流出物は、
典型的には約40〜60重量%の通常のブテンを含有する。メチル−tert−
ブチルエーテルユニット流出物は、典型的には約40〜100重量%の通常のブ
テンを含有する。原料流は好ましくは、少なくとも約40重量%の通常のブテン
、さらに好ましくは少なくとも約65重量%の通常のブテンを含有する。イソオ
レフィンおよびメチル分岐鎖イソオレフィンという用語は、本明細書では相互に
交換可能に使用される。
【0119】 この方法は、異性体化条件下で行われる。炭化水素原料は、蒸気相中で、触媒
活性のあるCIT−6を含む触媒と接触させられる。この方法は、一般にブテン
については約625°F〜950°F(329〜510℃)さらに好ましくは約
700°F〜900°F(371〜482℃)、およびペンテンとヘキサンにつ
いては約350°F〜約650°F(177〜343℃)で行われる。圧力の範
囲は、大気圧以下〜約200psig、好ましくは約15psig〜約200psig、およ
びさらに好ましくは約1psig〜約150psigである。
【0120】 接触中の液体時間当たり空間速度は一般に、炭化水素原料に基づき約0.1〜
50hr-1であり、好ましくは約0.1〜20hr-1、さらに好ましくは約0.2〜
約10hr-1、最も好ましくは約1〜5hr-1である。水素/炭化水素のモル比は、
約0〜約30またはそれ以上で維持される。水素は、原料流中に直接、または異
性体化ゾーン中に直接加えることができる。反応は好ましくは、実質的に水を含
有せず、典型的には原料の約2重量%未満である。この方法は、充填床反応槽、
固定床、流動床反応槽、または移動床反応槽中で実施することができる。触媒の
床は、上または下に動くことができる。例えば通常のブテン対イソブテンの変換
モルパーセントは、少なくとも10、好ましくは少なくとも25、およびさらに
好ましくは少なくとも35である。
【0121】パラフィンから芳香族化合物への変換 触媒活性のあるCIT−6は、軽質ガスC2−C6パラフィンを高分子量炭化水
素(芳香族化合物を含む)に変換するのに使用することができる。好ましくはモ
レキュラーシーブは、触媒金属または金属酸化物を含有し、ここで該金属は、周
期律表のIB族、IIB族、VIII族、およびVIIIA族よりなる群から選択される。好ま
しくは金属は、約0.05〜5重量%のガリウム、ニオビウム、インジウムまた
は亜鉛である。
【0122】キシレン異性体化 触媒活性のあるCIT−6はまた、C8芳香族原料中の1つまたはそれ以上の
キシレン異性体を異性体化して、オルト−、メタ−、およびパラ−キシレンを平
衡値に近い比率で得る方法に有用である。特にキシレンの異性体化は、パラキシ
レンを製造するための別のプロセスとともに使用される。例えば混合C8芳香族
流中のパラキシレンの一部は、結晶化と遠心分離により回収される。晶析装置か
らの母液を次に、キシレン異性体化条件下で反応させて、オルト−、メタ−、お
よびパラ−キシレンをほぼ平衡値に近い比率で得ることができる。同時に母液中
のエチルベンゼンの一部が、キシレンに、またはろ過により容易に分離される生
成物に変換される。異性体化物は、新鮮な原料と混合され、組合さった流れは蒸
留されて、重いかつ軽い副産物が除去される。次に得られるC8芳香族流は、晶
析装置に送られてサイクルが繰り返される。
【0123】 場合により、蒸気相中の異性体化は、アルキルベンゼン(例えば、エチルベン
ゼン)1モル当たり3.0〜30.0モルの水素の存在下で行われる。もし水素
が使用されるなら、触媒は、(周期律表の)VIII族金属成分から選択される約0
.1〜2.0重量%の水素化/脱水素化成分(特に白金またはニッケル)を含ま
なければならない。VIII族金属成分とは、金属とその成分(例えば、酸化物およ
び硫化物)を意味する。
【0124】 場合により、異性体化原料は、10〜90重量%の希釈剤(例えば、トルエン
、トリメチルベンゼン、ナフタレンまたはパラフィン)を含有してもよい。
【0125】オリゴマー化 触媒活性のあるCIT−6はまた、約2〜21個および好ましくは2〜5炭素
原子を有する直鎖および分岐鎖オレフィンをオリゴマー化するのに使用できるこ
とが予測される。方法の生成物であるオリゴマーは、両方の燃料(すなわち、ガ
ソリンまたはガソリン混合原料および化学品)に使用される中〜重オレフィンで
ある。
【0126】 オリゴマー化法は、気体相または液体相のオレフィン原料に、触媒活性のある
CIT−6を含む触媒を接触させることを含んでなる。
【0127】 本モレキュラーシーブは、当該分野で公知の技術に従って広範な他の陽イオン
で置換された、結合した元々の陽イオンを有する。典型的な陽イオンは、水素、
アンモニウムおよび金属陽イオン(この混合物を含む)であろう。置換性金属陽
イオンのうち、金属(例えば、希土類金属、マンガン、カルシウム、ならびに周
期律表のII族の金属例えば亜鉛、周期律表のVIII族の金属例えばニッケル)の陽
イオンが特に言及される。主要な要件の1つは、モレキュラーシーブがかなり低
い芳香族化活性を有すること、すなわち生成される芳香族化合物の量は約20重
量%以下であることである。これは、約0.1〜約120、好ましくは約0.1
〜約100(n−ヘキサンを分解する能力により測定)の制御酸活性[アルファ
値]を用いて、モレキュラーシーブを使用して行われる。
【0128】 アルファ値は、当該分野で公知の標準的試験(例えば、米国特許第3,960
,978号、1976年6月1日発行、ギベンス(Givens)ら)(これは、参照
により本明細書に組み込まれる)により定義される。必要であれば、かかるモレ
キュラーシーブは、蒸煮により、変換法でまたは当業者に公知の任意の他の方法
により得られる。
【0129】アルコールの縮合 触媒活性のあるCIT−6は、1〜10個の炭素原子を有する低級脂肪族アル
コールを縮合して、混合脂肪族および芳香族炭化水素を有するガソリン沸点炭化
水素生成物にするのに使用することができる。米国特許第3,894,107号
(1975年7月8日発行、バター(Butter)ら)は、この方法で使用される方
法条件を記載している(この特許は、参照により本明細書に組み込まれる)。
【0130】 この触媒は水素型であり得るか、またはアンモニウムまたは金属陽イオン相補
物を、好ましくは約0.05〜5重量%の範囲で含有するように、塩基交換また
は含浸させてもよい。存在する金属陽イオンは、周期律表のI族〜VIII族の任意
の金属を含有する。しかしIA族の金属の場合は、陽イオン含量は、触媒を効果的
に不活性化するほど大きくてはならず、または交換がすべての酸性を排除するも
のではならない。塩基性触媒が好ましい酸素化基質の処理を含む他の方法がある
【0131】CIT−6の他の用途 CIT−6はまた、モレキュラーシーブ挙動に基づきかつ孔内の優先的炭化水
素充填に基づく、高い選択性を有する吸着物質として使用することができる。
【0132】 CIT−6は、水から一部の有機化合物を除去するのに使用することができる
疎水性物質である。
【0133】 CIT−6はまた、ガス流中の窒素酸化物の接触性還元に使用される。典型的
にはガス流はまた、酸素(しばしば、その化学量論的過剰量)を含有する。また
CIT−6は、この窒素酸化物の還元を触媒することができる金属または金属イ
オンを、その中または上に含有してもよい。そのような金属、または金属イオン
の例には、銅、コバルト、およびこれらの混合物がある。
【0134】 モレキュラーシーブの存在下の窒素酸化物のそのような接触性還元法の1つの
例は、米国特許第4,297,328号(1981年10月27日、リッチャー
(Ritscher)ら)に開示されている(これは参照により本明細書に組み込まれる
)。ここでは、触媒プロセスは、一酸化炭素と炭化水素の燃焼と、ガス流(例え
ば、内燃機関からの排出ガス)中に含有される窒素酸化物の接触性還元である。
使用されるモレキュラーシーブは、モレキュラーシーブ内または上で触媒性銅金
属または銅イオンの有効量を提供するように、充分に金属イオンが交換、注入ま
たは充填された金属である。さらにこの方法は、酸化物質(例えば、酸素)の過
剰中で行われる。
【0135】酸化 チタン含有CIT−6は酸化反応における触媒として使用される。
【0136】 本発明の酸化プロセスに使用される酸化剤は、過酸化水素(H22)または過
酸化水素前駆体(例えば、酸化反応条件下で過酸化水素を発生するまたは解放す
る化合物)のような過酸化水素源である。
【0137】 基体の量に関連する過酸化水素の量は、臨界的ではないが、基体に少なくとも
いくらかの酸化を生じさせるのに十分でなければならない。典型的には、過酸化
水素:基体のモル比は、約100:1〜約1:100、好ましくは約10:1〜
約1:10である。基体が1つより多くの炭素−炭素二重結合を含有するオレフ
ィンであるときは、追加の過酸化水素が必要であるかもしれない。理論的には、
過酸化水素の1当量がモノ不飽和基体の1当量を酸化するのに必要であるが、エ
ポキシドへの選択をできるだけ効果的にするために1つの反応体の過剰を使用す
ることが好ましい。特に、過酸化水素に関連してオレフィンの適度な大過剰(例
えば50〜200%)の使用は、ある種の基体のために有利である。
【0138】 さらに、所望により、Ti含有CIT−6より他の反応体を溶解させるために
、よりよい温度調節を提供するために、または酸化速度および選択性によい影響
を与えるために、酸化反応の間に溶剤を存在させてもよい。溶剤は、所望により
、全酸化反応混合物の1〜99重量%を含ませ、かつ好ましくは酸化反応温度に
おいて液体であるように選定する。一般的に、大気圧において約50℃〜1約1
50℃の沸点を有する有機化合物が使用するために好ましい。過剰の炭化水素は
溶剤または希釈剤として役立つ。他の適当な溶剤の例示的な例には、ケトン類(
例えば、アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノン)、エーテル類(例え
ば、テトラヒドロフラン、ブチルエーテル)、ニトリル類(例えば、アセトニト
リル)、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素、ハロゲン炭化水素、およびアル
コール類(例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、t−ブ
チルアルコール、アルファーメチルベンジルアルコール、シクロヘキサノール)
が含まれるが、これらに限定されない。1種より多くのタイプの溶剤を使用して
もよい。また、溶剤または希釈剤として水を使用してもよい。
【0139】 反応温度は臨界的ではないが、無理のない短時間以内に基体の実質的な転化を
達成させるのに十分にすべきである。一般的に、合理的な選択性と矛盾しないで
、できるだけ高い過酸化水素の転化、好ましくは少なくとも約50%、さらに好
ましくは少なくとも約90%、最も好ましくは少なくとも約95%の過酸化水素
の転化を達成するように反応を実施することが有利である。最適な反応温度は、
他の因子の間で、触媒の活性、基体の反応活性、反応体の濃度、および使用する
溶剤のタイプによって影響されるが、典型的には約0℃〜約150℃(さらに好
ましくは約25℃〜約120℃)の範囲である。典型的には、約1分〜約48時
間(さらに好ましくは約10分〜約8時間)の反応時間または滞留時間が前述の
変動により適当である。大気圧により低い圧力が使用できるが、反応は好ましく
は大気圧において、または特に基体の沸点が酸化反応温度以下であるときは高圧
(典型的には1〜100気圧)において、実施される。一般的に、反応成分が液
相混合物として十分に維持されるように反応容器を加圧することが望ましい。好
ましくは、基体の大部分(50%以上)は液相において存在させなければならな
い。
【0140】 本発明の酸化プロセスは、固定床、移動床、流動床、攪拌されたスラリー、ま
たはCSTR反応器のようなあらゆる適当なタイプの反応容器または装置を使用
して、バッチ式、連続式、または半連続式の方法において実施される。反応体は
、同時にまたは連続して一緒にしてよい。例えば、過酸化水素または過酸化水素
前駆体を増加させながら反応体に加えてよい。また、過酸化水素を酸化が起こる
同じ反応器体の内部の現場で発生させることもできる。
【0141】 酸化を行って所望の程度に転化したら、酸化生成物を、分別蒸留、抽出蒸留、
液−液抽出、結晶化、等、のような適当な技術を使用して混合物から分離し回収
する。
【0142】 酸化反応に関する追加の詳細は1999年2月9日に公告された米国特許第5
,869,706号(ダート(Dartt)およびディビス(Davis))に開示されて
おり、その特許明細書の全記載は本明細書の記載の一部として本明細書に加入さ
れる。
【0143】 バナジウム含有CIT−6は、炭化水素の酸化/脱水素化における触媒として
使用される。例えば、バナジウム含有CIT−6は、酸素(空気)または過酸化
水素の存在において、炭化水素を部分的に(または完全に)酸化するのに使用さ
れる。酸化は、完全な酸化、例えば炭化水素を二酸化水素に酸化する、またはプ
ロパンをプロピレンに酸化するような部分的酸化のいずれでもよい。反応は、所
望の程度の酸化を生じかつ当業界において知られてる条件下で実施される。
【0144】実施例 次の実施例によって説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
【0145】実施例1〜25 Zn−CIT−6の合成 Zn−CIT−6反応混合物を次の方法により造った。有機カチオンおよび無
機カチオンを蒸留水に溶解後、酢酸亜鉛二水和物を加えた。次いで、シリカを加
え、混合物を2時間攪拌した。
【0146】 内側をテフロンでおおわれたステンレス製オートクレーブの中に出発混合物を
それぞれ仕込み、熱対流炉で静的に加熱した。生成物を真空濾過によって集め、
蒸留水で洗い、室温において空気中で乾燥した。吸蔵された有機分子を除去する
ために、生成物を6時間以内に空気中で540℃に加熱し、この温度において6
時間維持した。造られたZn−CIT−6を80℃において10時間1M硝酸ア
ンモニウム水溶液で処理した。処理された試料を真空濾過によって回収し、蒸留
水で洗った。この手順を4回繰り返した。最後の物質を室温において空気中で乾
燥した。
【0147】 前述の手順を使用し、以下に示した生成物を次の組成: bLiOH:cTEAOH:aZn(CH3COO)2H2O:SiO2: dH2O を有する反応混合物から造った。
【0148】
【表2】
【0149】 (注):(1) LiOHの代わりに使用されたNaOH。 (2) シリカ源はCab−O−Sil M5ヒュームドシリカである 。全ての他の物質はHS−30である。 (3) 透明溶液を得るために80℃において3時間加熱された乳白色 混合物。
【0150】 前述の結果は次のことを明示している:(1)長すぎる反応時間は、Zn−C
IT−6の代わりにVIP−8を造ることができる(実施例3、9、12、14
および17);(2)高すぎる反応温度は、Zn−CIT−6を造らない(実施
例5および6);(3)リチウムの存在および濃度は、Zn−CIT−6の生成
に重要である(実施例4、18および22);そして亜鉛の存在および濃度は、
Zn−CIT−6の生成に重要である(実施例19、20および21)。
【0151】実施例26 ジンコアルミノシリケート(Zincoalminosilicate)CIT
−6の合成 テトラエチルアンモニウムヒドロキシドの溶液(35重量%の溶液4.10g
)を水の3.34gに加えた。これに、LiOHの0.018g、酢酸亜鉛二水
和物の0.098g、およびAl(NO33・9H2Oの0.056gを加え、
その結果得られた混合物を攪拌した。ルドックス(Ludox)HS−30シリカの
3gを加え、結果として生じた混合物を2時間攪拌した。得られた溶液を、内側
をテフロンでおおわれたオートクレーブの中に仕込み、150℃において4日間
(静的に)加熱した。生成物は結晶骨格の中に亜鉛とアルミニウムの両方を含有
するCIT−6であった。
【0152】実施例27 TEAおよび亜鉛の抽出 アルミノジンコシリケートCIT−6の0.1gを、6mLの酢酸、1mLの
ピリジンおよび10mLの水を含有する溶液と、135℃において2日間接触さ
せることにより、実施例26で造られたCIT−6からTEAおよび亜鉛を抽出
した。TEAおよび亜鉛はCIT−6から抽出されるが、27Al NMRによっ
て示されるように、アルミニウムは結晶骨格の中に残留する。
【0153】実施例28 シクロヘキサンの吸収 Zn−CIT−6について蒸気相シクロヘキサン(99.5%、EM)の吸収
量をマックベイン−ベーカーのはかり(McBaine-Bakr balance)を使用して25
℃において測定した。吸収実験の前に、CIT−6の焼成された試料を350℃
において真空下で5時間脱水した。シクロヘキサンの飽和圧力Poは97.5m
mHgであった。吸収は30mmHgのシクロヘキサンの圧力において行った。
Zn−CIT−6試料に吸収されたシクロヘキサンの量は0.16mL/gであ
った。この値はアミノシリケートベーターの値より僅かに少なかった(0.22
mL/g)。
【0154】実施例29 TEAおよび亜鉛の抽出 CIT−6の0.1gを6mLの酢酸、0.1mLのピリジンおよび10mL
の水を含む溶液と60℃において3日間接触させることにより、TEAおよび亜
鉛をZn−CIT−6から抽出した。
【0155】実施例30 アルミニウムの挿入 実施例29の生成物を、Zn−CIT−6:硝酸アルミニウム:水の1:2:
50の重量比における硝酸アルミニウムの水溶液と80℃において1日間接触さ
せることにより、アルミニウムを実施例29の生成物の中に挿入した。
【0156】実施例31 チタンの挿入 窒素雰囲気下で、実施例29の生成物を、1.5mLの1M TiCl4トル
エン溶液および10mLのトルエンと80℃において12時間接触させることに
より、実施例29の生成物の中にチタンを挿入した。処理後、試料を濾過しアセ
トンで洗い乾燥した。その結果として得られた生成物のUV分析は、チタンが生
成物の中に挿入されたことを示した。
【0157】実施例32 Pd−Zn−CIT−6の製造 実施例1のように合成したZn−CIT−6の2.84gを空気および窒素の
混合物中で540℃に焼成し、次いで85℃において2時間硝酸アンモニウムで
一回イオン交換し、回収し、そして300℃に乾燥した。トルエン(2.25m
L)中のPdアセチルアセトネート(0.0286g)を、加熱されたZn−C
IT−6を入れたシールしたビンの中に入れた。これを室温においていくらか真
空にした。溶液を注入器により入れながらビンを手で振り動かした。湿った固体
を夜通し放置した。次いで、この物質を空気中で425℃に焼成した。
【0158】実施例33 触媒活性 実施例30において造られたPd−Zn−CIT−6をステンレス鋼製反応器
の中に24〜40メッシュの粒子として入れた。0.50gを、ゼオライト床の
両側上にアランダム(alundum)を有する3/8インチのステンレス鋼製管の中
に入れた。リンドブルグロ炉(Lindburg futnace)を反応器の管を加熱するため
に使用した。ヘリウムを10cc/分および大気圧において反応器管の中に導入
した。反応器を約372℃に加熱し、n−ヘキサンおよび3−メチルペンタンの
50/50(W/W)供給物を8μL/分の速度において反応器の中に導入した
。供給物の供給はブラウンリーポンプ(Brownlee pump)により行った。供給物
の導入10分後にガスクロマトグラフの中に直接サンプリングし始めた。流れに
ついて800°F(427℃)および10分において、触媒は47%の転化を与
え、その生成物は、約1/3の芳香族物、1/3の異性化されたC6および脱水
素化からの3分の1のオレフィンであった。数%の分解生成物があった。いずれ
の異性体の反応についても優位性はなかった。
【0159】実施例34 オール−シリカメソポーラス(All−silica Mesoporous)
物質からオール−Si CIT−6(All−Si CIT−6)の合成 MCM−41を、C16TMAがヘキサデシルトリメチルアンモニウムである次
のゲル組成物: SiO2/0.39Na2O/0.26(C16TMA)2O/0.14H2SO4
/0.51HBr/62.53H2O を使用して造った。このゲルを120℃において3日間オートクレーブ中におい
た。その結果得られたMCM−41の結晶を回収し、540℃において10時間
焼成した。
【0160】 焼成されたMCM−41(0.1g)に35重量%のTEAOH水溶液の0.
3gを含浸させ、室温において1日間乾燥した(TEAOH/Si=0.4、H 2 O/Si=〜2)。結果として得られた粉末をオートクレーブの中に仕込み、
150℃において7日間加熱した。生成物はオール−シリカゼオライトベータで
あった。
【0161】 (まだ、TEAOHを含む)オール−シリカゼオライトベータの0.1gを、
6mLの酢酸および10mLの水の混合液を用いて135℃において2日間処理
した。ほとんど全てのTEAOHを物質から除去し、ベータゼオライト構造を残
した。結果として得られた生成物は高い疎水性であった。
【0162】実施例35 Si−MCM−41の合成 29重量%NH4OH溶液(EM)の2.4gを29重量%ヘキサデシルトリ
メチルアンモニウムクロライド(C16TMACl)溶液の26.4gに加えるこ
とによって、Si−MCM−41物質(Si−1−MCM−41)を造った。こ
の溶液を、攪拌しながら、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド五水和物(
TMAOH 5H2O)の2.3g、テトラメチルアンモニウムシリケート(1
0重量%SiO2、TMA/Si=0.5)の20gおよびヒュームドシリカ(
カボット(cabot)からのCab−O−Sil M−5)の4.5gと一緒にし
た。結果として得られたゲルの組成は: SiO2:0.11(C16TMA)2O:0.09(NH42O: 0.11HCl:19.3H2O であった。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オートク
レーブの中に仕込み、140℃において3日間静的に加熱した。生成物を真空濾
過によって集め、水洗いし、そして空気中で室温において乾燥した。吸蔵された
分子を除去するために、造られた試料を空気中で550℃において6時間以内に
焼成し、この温度において6時間維持した。生成物をMCM−41として同定し
、Si−1−MCM−41と称した。
【0163】実施例36 Si−MCM−41の合成 攪拌しながら、濃H2SO4(1.2g)を、水42.8gの中にケイ酸ナトリ
ウム(10.8重量%のNa2O、27.0重量%のSiO2、および62.2重
量%のH2O)の20gに、滴下しながら加えた。次いで、その溶液に、水50
.3g中のC16TMABrの16.8gを加え、結果として得られた混合物を2
時間攪拌した。得られたゲルは、組成: SiO2:0.26(C16TMA)2O:0.39Na2O:0.14H2SO4
:0.51HBr:62.5H2O を有していた。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オー
トクレーブの中に仕込み、120℃において3日間静的に加熱した。生成物を真
空濾過によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、空気中で550
℃において6時間以内焼成し、そしてこの温度において6時間維持し、有機分子
を除去した。また、造られた試料を、室温において、ジエチルエーテル中の1M
HCl溶液と接触させることによって、物質の孔の中に吸蔵された有機分子を
除去した。生成物をMCM−41と同定し、Si−2−MCM−41と称した。
【0164】実施例37 MCM−48の合成 NaOH(0.8g)を水44gに溶解した。この溶液に、C16TMABrの
8.89gを加え、そして最後に、それにTEOSの8.33gを加えた。結果
として得られた混合物を室温において2時間攪拌した。この混合物は次の組成: SiO2:0.61C16TMABr:60H2O:0.5NaOH:4EtOH
を有していた。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オー
トクレーブの中に仕込み、105℃において3日間静的に加熱した。生成物を真
空濾過によって集め、水洗し、室温において乾燥し、空気中で550℃において
6時間以内に焼成し、そしてこの温度において6時間維持し、有機分子を除去し
た。生成物をMCM−48として同定した。
【0165】実施例38 Al含有MCM−41の合成 29重量%NH4OH溶液の2.4gを29重量%C16TMACl溶液の26
.4gに加えた。これに、アルミン酸ナトリウム(54重量%Al23、41重
量%Na2O、5重量%H2O)の0.37gを加え、その溶液を、攪拌しながら
、TMAOH 5H2Oの2.3g、テトラメチルアンモニウムシリケート(1
0重量%SiO2、TMA/Si=0.5)の20gおよびフュームドリシカ(
Cab−0−Sil M−5)の4.5gと一緒にした。結果として得られたゲ
ルの組成は: SiO2:0.02Al23:0.02Na2O:0.11(C16TMA)2
:0.13(TMA)2O:0.09(NH42O:0.22HCl:
19.3H2O であった。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オートク
レーブの中に仕込み、135℃において3日間静的に加熱した。生成物を真空濾
過によって集め、水洗し、そして空気中で室温において乾燥した。吸蔵された分
子を除去するために造られたままの試料を550℃で空気中で焼成し、この温度
において6時間維持した。生成物は、その骨格の中にアルミニウムを含有するM
CM−41と同定し、Al−MCM−41と称した。
【0166】実施例39 B含有MCM−41の合成 激しく攪拌しながら、フュームドシリカ(Cab−O−Sil M5)の1g
および6.4gの混合物を混合した。10分間混合後、このスラリーに、水21
.7g中のC16TMABrの3.3gの溶液を加えた。もう10分間攪拌後、ス
ラリーに、テトラメチルアンモニウムシリケート溶液(10重量%SiO2、T
MA/Si=0.5)の2.9gおよびケイ酸ナトリウムの1.4gを含有する
第3の溶液を加えた。H3BO3(0.034g)を加え、混合を30分間続けた
。結果として得られたゲルは、組成: SiO2:0.02H3BO3:0.16C16TMABr:0.085Na2O:
63H2O を有していた。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オー
トクレーブの中に仕込み、100℃において1日間静的に加熱した。生成物を真
空濾過によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、6時間以内に5
50℃までの温度で窒素下で焼成し、窒素から空気にゆっくり取りかえる前に、
この温度において2時間維持した。500℃において4時間追加後、試料を室温
に冷却した。生成物は、その骨格の中にホウ素を含有するMCM−41として同
定し、B−MCM−41と称した。
【0167】実施例40 V含有MCM−41の合成 テトラエチルオルソシリケート(TEOS)の6.24g、バナジルアセチル
アセトネートの0.16g、エタノールの9g、およびイソプロピルアルコール
の1.8gを一緒に混合した(溶液A)。第2の溶液(B)には、ドデシルアミ
ン(C12A)の1.5g、1N HClの0.6gおよび水の19gを含有させ
た。激しく攪拌しながら、溶液Aを溶液Bにゆっくり加えた。結果として得られ
た反応混合物は次の組成: SiO2:0.02VO(acac)2:0.27C12A:0.02HCl:
36H2O:10.5EtOH:1iPrOH を有していた。この混合物を室温において12時間攪拌した。生成物を真空濾過
によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、空気中で550℃にお
いて6時間以内に焼成し、そしてこの温度において6時間維持して有機分子を除
去した。生成物はその骨格の中にバナジウムを含有するMCM−41として同定
し、V−MCM−41と称した。
【0168】実施例41 Zr含有MCM−41の合成 TEOSの10.42g、過酸化ジルコニウム(1−プロパノール中の70重
量%溶液)の0.47gを混合することによって溶液Aを造った。第2の溶液(
B)は、オクタデシルアミン(C18A)4g、エタノール15gおよび水27g
を含んでいた。激しく攪拌しながら、溶液Aを溶液Bにゆっくり加えた。結果と
して得られた反応混合物は、次の組成: SiO2:0.02ZrO2:0.3C18A:30H2O:10.5EtOH:
2.5PrOH を有していた。この混合物とを室温において12時間攪拌した。生成物を真空濾
過によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、空気中で550℃に
おいて6時間以内に焼成し、そしてこの温度において6時間維持して有機分子を
除去した。生成物はその骨格の中にジルコニウムを含有するMCM−41として
同定し、Zr−MCM−41と称した。
【0169】実施例42 Zn含有MCM−41の合成 酢酸亜鉛二水和物(Zn(OAc)2 2H2O)の0.18gおよびNaOH
の0.8gを水44gに溶解した。この溶液にC16TMABrの8.89gを加
え、最後にTEOSの8.33gを加えた。その結果得られた混合物を室温にお
いて2時間攪拌した。この反応混合物は、次の組成: SiO2:0.02(OAc)2:0.61C16TMABr:60H2O:
0.5NaOH:4EtOH を有していた。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オー
トクレーブの中に仕込み、105℃において3日間静的に加熱した。生成物を真
空濾過によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、空気中で550
℃において6時間以内に焼成し、そしてこの温度において6時間維持して有機分
子を除去した。生成物は、その骨格の中に亜鉛を含有するMCM−41として同
定し、Zn−MCM−41と称した。
【0170】実施例43〜49 メソポーラス物質(Mesoporous Material)からCIT−6
の合成 焼成されたメソポーラス物質を、それぞれ順に、35重量%TEAOH水溶液
で含浸し、室温において12時間乾燥した。結果として得られた粉末を内側をテ
フロンでおおわれたオートクレーブの中に仕込み、150℃において静的に加熱
した。生成物を蒸留水で洗い、空気中で室温において乾燥した。吸蔵された分子
を除去するために、造られた試料を空気中で550℃において6時間以内に焼成
し、そしてこの温度において6時間維持した。また、造られた試料の孔の中に吸
蔵された有機分子は、造られた試料を酢酸と135℃において2日間接触させる
ことによって除去した。
【0171】 典型的な手順を次に示す:焼成されたSi−MCM−41の0.1gを35重
量%TEAOH水溶液(TEAOH/Si=0.4)の0.3gで含浸し、室温
において12時間乾燥した(H2O/SiO2のモル比は約1.5であった)。結
果として得られた粉末をオートクレーブ中で150℃において1週間加熱した。
焼成後の結晶性固体の収率は約80%であった。特別な物質の条件を次表に示し
た。
【0172】
【表3】
【0173】 (注)(a) カッコ内の値は、元素分析によって測定された、造られた生成物
中のSi/Yモル比(Y=Al、B、Ti、V、ZrまたはZn)である。
【0174】 次いで造られた物質を焼成してカチオンを除去した。
【0175】実施例50 Ti含有CIT−6の合成 焼成されたSi−MCM−41に、チタンテトライソプロポキシド(Ti/S
i=0.02)を含有する溶液およびTEAOH(TEA/Si=0.4)の3
5重量%水溶液を含浸させた。含浸された固体を実施例43〜49に記載された
ように処理した。結果として得られた生成物は、その骨格の中にチタンを含有す
るCIT−6であった。
【0176】 前述の結果は、高結晶性オール−Si−CIT−6が、有機鋳型(organic te
mplete)(または構造指向性剤(structure directing agent))としてTEA
OHを使用するSi−MCM−41から生成されることを明らかに示している。
Na+が反応混合物に添加されたとき、オール−Si−CIT−6は、Na+の不
存在の時よりも速く生成されることが見出された。また、フュームドシリカがシ
リカ源として使用されたときは、Na+が添加されていてさえも、非晶質相だけ
が得られることが見出された。従来の水熱反応(hydrothermal reaction)(H2 O/Si=20)は、同様に非晶質生成物だけを生じる。また、MCM−48を
シリカ源として使用するときは、オール−Si−CIT−6が生成される。これ
らのデータは、MCM−41およびMCM−48のようなメソポーラスシリカを
使用して、Na+カチオンがオール−Si−CIT−6への転化を促進し、かつ
またメソポーラス物質がCIT−6を造るのに使用できる、オール−Si−CI
T−6を合成できることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のモレキュラーシーブとベータゼオライトの25℃での吸水等温線の結
果を示す。
【図2】 本発明のモレキュラーシーブとベータゼオライトの25℃での吸水等温線の結
果を示す。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年5月3日(2000.5.3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 モレキュラーシーブCIT−6
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の背景) (発明の分野) 本発明は、新規な結晶性モレキュラーシーブCIT−6、テトラエチルアンモ
ニウム陽イオン型取り物質(templating agent)を使用するCIT−6の製造方
法、他の結晶性モレキュラーシーブを製造するための前駆体としてCIT−6を
使用する方法、およびCIT−6を触媒として使用するプロセスに関する。
【0002】 (技術の現状) ユニークなふるい特性ならびに触媒性のために、結晶性モレキュラーシーブは
、炭化水素転化(変換)、ガス乾燥および分離などの応用に特に有用である。多
くの異なる結晶性モレキュラーシーブが開示されているが、ガス分離と乾燥、炭
化水素と化学的変換、および他の応用について好ましい性質を有する、新しいモ
レキュラーシーブに対して依然としてニーズがある。新しいモレキュラーシーブ
は、これらのプロセスにおいて選択性が向上した新規な内孔構造を有する。
【0003】 本出願は、1998年6月29日に出願された出願番号09/106,598
の一部継続出願である。
【0004】 (発明の要約) 本発明は、「モレキュラーシーブCIT−6」または単に「CIT−6」と呼
ばれるユニークな性質を有する結晶性モレキュラーシーブに関する。CIT−6
が金属(または非ケイ素)酸化物(例えば酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化
チタンまたは酸化鉄)を含有する時、これは「触媒活性のある」CIT−6と呼
ばれる。
【0005】 CIT−6は、2つの型で製造される。第1は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、およ
び場合により金属(または非ケイ素)酸化物(例えば、酸化アルミニウム)を含
有し、亜鉛は、CIT−6のその結晶フレームワーク中にある。CIT−6のこ
の型は、本明細書において「Zn−CIT−6」と呼ぶ。
【0006】 CIT−6の別の型は、モレキュラーシーブが酸化ケイ素のみから構成される
ものである。この型のCIT−6は、「all−Si CIT−6」と呼ぶ。
【0007】 Zn−CIT−6とall−Si CIT−6は、それぞれゼオライトベータ
のトポロジーを有する。
【0008】 本発明において、ケイ素酸化物と亜鉛酸化物を含み、ゼオライトベータのフレ
ームワーク(framework:骨格)トポロジーを有し、その結晶フレームワーク中
に亜鉛を含有するモレキュラーシーブが提供される。
【0009】 本発明はさらに、ゼオライトベータのトポロジーを有する、ゼオライトベータ
のトポロジーを有し、以下のモル比の組成(合成されたままの、無水状態で): SiO2/ZnO 10〜100 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物であり;Q
はテトラエチルアンモニウム陽イオンである)を有するモレキュラーシーブであ
って、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上記モレキュラーシーブを提
供する。
【0010】 また本発明において、酸化ケイ素、酸化亜鉛、および酸化アルミニウム、酸化
ホウ素、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化スズまたはこれらの混合物から選択される酸化物とを含んでなり、かつ
ゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有するモレキュラーシーブであ
って、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上記モレキュラーシーブが提
供される。
【0011】 本発明はまた、ゼオライトベータのトポロジーを有し、以下のモル比の組成(
合成されたままの、無水状態で): SiO2/ZnO 10〜100 SiO2/W 30〜250 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、Wは、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、バナジウム、鉄、チタンの酸
化物またはこれらの混合物であり、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ
金属との混合物であり;Qはテトラエチルアンモニウム陽イオンである)を有す
るモレキュラーシーブであって、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上
記モレキュラーシーブを提供する。
【0012】 また本発明において、ケイ素酸化物と亜鉛酸化物とを含んでなり、かつゼオラ
イトベータのフレームワークトポロジーを有する結晶性物質の製造方法であって
、モレキュラーシーブは、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有し、該方法は
、混合物中で結晶化条件下で、該酸化物の供給源と、リチウムの供給源またはリ
チウムと別のアルカリ金属との混合物と、テトラエチルアンモニウム陽イオンを
含む型取り物質とを接触させることを含んでなる方法が提供される。
【0013】 本発明はまた、ケイ素酸化物、亜鉛酸化物、および酸化アルミニウム、酸化ホ
ウ素、酸化ガリウム、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化チタンまたはこれらの混合
物から選択される酸化物とを含んでなり、かつゼオライトベータのフレームワー
クトポロジーを有する結晶性物質の製造方法であって、モレキュラーシーブはそ
の結晶フレームワーク中に亜鉛を含有し、該方法は、混合物中で結晶化条件下で
、該酸化物の供給源と、リチウムの供給源またはリチウムと別のアルカリ金属と
の混合物と、テトラエチルアンモニウム陽イオンを含む型取り物質とを接触させ
ることを含んでなる方法を提供する。
【0014】 さらに本発明により、モレキュラーシーブの孔からテトラエチルアンモニウム
有機鋳型(organic template)を除去する方法であって、モレキュラーシーブに
、酢酸または酢酸とピリジンの混合物を、高温で、モレキュラーシーブから実質
的にすべてのテトラエチルアンモニウム有機鋳型を除去するのに充分な時間、接
触させることを含んでなる上記方法が提供される。好適な実施態様において、モ
レキュラーシーブは、ゼオライトベータのトポロジーを有する。
【0015】 本発明はさらに、モレキュラーシーブの孔から有機鋳型を除去し、同時にモレ
キュラーシーブのフレームワークから亜鉛原子を除去する方法であって、モレキ
ュラーシーブは、ケイ素酸化物、亜鉛酸化物、および場合により、酸化アルミニ
ウム、酸化ホウ素、酸化ガリウム、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化チタンまたは
これらの混合物から選択される酸化物とを含んでなり、かつモレキュラーシーブ
はゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有し、該方法は、モレキュラ
ーシーブに、酢酸または酢酸とピリジンの混合物を、高温で、モレキュラーシー
ブから実質的にすべての有機鋳型と亜鉛を除去するのに充分な時間、接触させる
ことを含んでなる方法を提供する。本発明はまた、本方法の生成物を提供する。
【0016】 また本発明により、結晶性物質の製造方法であって、(1)混合物中で結晶化
条件下で、酸化ケイ素の供給源、酸化亜鉛の供給源、リチウムの供給源またはリ
チウムと別のアルカリ金属との混合物、およびテトラエチルアンモニウム陽イオ
ンを含む型取り物質を、ケイ素と亜鉛の酸化物を含み、かつゼオライトベータの
トポロジーを有する結晶性物質が形成されるまで、接触させ、(2)結晶に、酢
酸または酢酸とピリジンの混合物とを、約60℃またはそれ以下の高温で、結晶
から実質的にすべての有機鋳型と亜鉛を除去するのに充分な時間、接触させ、そ
して(3)結晶に、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、鉄、バナジウム、チタン
、ジルコニウム、スズまたはこれらの混合物の供給源を含有する溶液を接触させ
る、ことを含んでなる上記方法が提供される。本発明はまた、本方法の生成物を
提供する。
【0017】 本発明はまた、ゼオライトベータのトポロジー、1ミクロン未満の結晶サイズ
、および0.05 g/gモレキュラーシーブ未満の吸水能力を有する、結晶性モレ
キュラーシーブを提供する
【0018】 さらに本発明により、ゼオライトベータのトポロジー、1ミクロン未満の結晶
サイズ、および0.05 g/gモレキュラーシーブ未満の吸水能力を有する、結晶
性ケイ酸塩モレキュラーシーブが提供される。
【0019】 さらに本発明は、ゼオライトベータのトポロジーを有する結晶性物質の製造方
法であって、シリカ含有メソ細孔物質に、ゼオライトベータのトポロジーを有す
る結晶性生成物を形成するのに充分な量のテトラエチルアンモニウム陽イオンを
含む水溶液を含浸させ、ここで水対メソ細孔物質のモル比は、約0.5〜約2で
あり、含浸したメソ細孔物質を、ゼオライトベータのトポロジーを有する物質の
結晶を形成するのに充分な時間、熱と圧力の結晶化条件下に置くことを含んでな
る、上記方法を提供する。
【0020】 さらに本発明は、炭化水素の変換(converting:転化)方法であって、炭化水
素原料に炭化水素変換条件下で、酸化ケイ素、酸化亜鉛、および酸化アルミニウ
ム、酸化ホウ素、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化スズまたはこ
れらの混合物から選択される酸化物とを含んでなり、かつゼオライトベータのフ
レームワークトポロジーを有する、触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触
媒を、接触させることを含んでなり、モレキュラーシーブはその結晶フレームワ
ーク中に亜鉛を含有する、上記方法を提供する。モレキュラーシーブは、方法に
依存して、主に水素型であるか、部分的に酸性または実質的に酸性ではない。
【0021】 さらに本発明により、炭化水素原料(feedstock:フィードストック)に水素
化分解条件下で、好ましくは主に水素型の本発明の触媒活性のあるモレキュラー
シーブを含む触媒を接触させることを含んでなる水素化分解方法が提供される。
【0022】 本発明はまた、炭化水素原料に脱ろう条件下で、好ましくは主に水素型の本発
明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒を、接触させることを含んで
なる脱ろう法を包含する。
【0023】 本発明はまた、ろう質の炭化水素原料に、異性体化脱ろう条件下で、好ましく
は主に水素型の本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒を接触さ
せることを含んでなる、ろう質の炭化水素原料の脱ろう化生成物の粘度指数を改
良する方法を包含する。
【0024】 本発明はさらに、C20+オレフィン原料からC20+潤滑油を製造するための方法
であって、異性体化条件下で、少なくとも1つのVIII族金属と本発明の触媒活性
のあるモレキュラーシーブとを含む触媒上で、該オレフィン原料を異性体化する
ことを含んでなる上記方法を包含する。このモレキュラーシーブは、主に水素型
である。
【0025】 本発明において、約350°F(177℃)以上で沸騰し、直鎖とわずかに分
岐した鎖の炭化水素を含有する炭化水素油原料を接触脱ろうする方法であって、
該炭化水素油原料に、添加した水素ガスの存在下で約15〜3000psi(0.
103〜20.7MPa)の水素圧で、少なくとも1つのVIII族金属と本発明の触
媒活性のあるモレキュラーシーブ(好ましくは主に水素型)とを含む触媒を、接
触させることを含んでなる上記方法が提供される。触媒は、少なくとも1つのVI
II族金属と本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブとを含む第1の層と、該
第1の層の触媒活性のあるモレキュラーシーブより形状選択性が高いアルミノケ
イ酸塩ゼオライトを含む第2の層とを含んでなる重層化触媒でもよい。
【0026】 本発明はまた、潤滑油を製造するための方法であって、水素化分解ゾーン中で
炭化水素原料を水素化分解して、水素化分解した油を含む流出物を得る工程と、
水素化分解した油を含む該流出物を、少なくとも約400°F(204℃)の温
度で約15psi〜約3000psi(0.103〜20.7MPa)のゲージ圧力で、
添加した水素ガスの存在下で、少なくとも1つのVIII族金属と本発明の触媒活性
のあるモレキュラーシーブとを含む触媒を用いて、接触脱ろうする工程とを含ん
でなる上記方法を包含する。モレキュラーシーブは、主に水素型である。
【0027】 本発明にはさらに、ラフィネートに、添加した水素ガスの存在下で、少なくと
も1つのVIII族金属と本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブとを含む触媒
を接触させることを含んでなる、ラフィネートを異性体化脱ろうする方法が包含
される。ラフィネートはブライトストックであり、モレキュラーシーブは主に水
素型である。
【0028】 本発明にはさらに、炭化水素原料のオクタンを増加させて、芳香族含量が増加
した生成物を製造する方法であって、約40℃以上で約200℃未満の範囲の沸
点を有する、通常の(normal)及びわずかに分岐した炭化水素を含む炭化水素原
料に、塩基性金属でモレキュラーシーブを中和して実質的に酸性をなくした、本
発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒を接触させることを含んで
なる、上記方法が包含される。また本発明では、モレキュラーシーブがVIII族金
属成分を含有する方法が提供される。
【0029】 また本発明では、反応ゾーン中の炭化水素原料に、接触水素化分解条件下で、
添加水素の非存在下で、好ましくは主に水素型である本発明の触媒活性のあるモ
レキュラーシーブを含む触媒を接触させることを含んでなる、接触水素化分解法
が提供される。また本発明には、触媒が、孔の大きい結晶性水素化分解成分をさ
らに含む、接触水素化分解法が包含される。
【0030】 また本発明により、アルキル化条件下で、少なくとも1モル過剰の芳香族炭化
水素に、C2〜C20オレフィンを、少なくとも部分的な液相条件下で、かつ好ま
しくは主に水素型である本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒
の存在下で、接触させることを含んでなる、芳香族炭化水素をアルキル化するた
めの方法が提供される。オレフィンはC2〜C4オレフィンであり、芳香族炭化水
素とオレフィンは、それぞれ約4:1〜約20:1のモル比で存在してもよい。
芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、またはこ
れらの混合物よりなる群から選択される。
【0031】 さらに本発明では、アルキル交換条件下で、芳香族炭化水素にポリアルキル芳
香族炭化水素を、少なくとも部分的な液相条件下で、かつ好ましくは主に水素型
である本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒の存在下で、接触
させることを含んでなる、芳香族炭化水素をアルキル交換するための方法が提供
される。芳香族炭化水素とポリアルキル芳香族炭化水素は、それぞれ約1:1〜
約25:1のモル比で存在してもよい。芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン
、エチルベンゼン、キシレン、またはこれらの混合物よりなる群から選択され、
ポリアルキル芳香族炭化水素はジアルキルベンゼンでもよい。
【0032】 さらに本発明により、パラフィンを芳香族化合物に変換する条件下で、本発明
の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒であって、ガリウム、亜鉛、ま
たはガリウムもしくは亜鉛の化合物を含む触媒を、パラフィンに接触させること
を含んでなる、パラフィンを芳香族化合物に変換する方法が提供される。
【0033】 本発明では、オレフィンの異性体化(isomerization:異性化)を引き起こす
条件下で、オレフィンに本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒
を接触させることを含んでなる、オレフィンの異性体化(isomerization:異性
化)法が提供される。
【0034】 さらに本発明において、キシレン異性体またはキシレン異性体とエチルベンゼ
ンとの混合物の芳香族C8 流を含む異性体化原料を異性体化する方法であって、
オルト−、メタ−およびパラ−キシレンのほとんど平衡比が得られ、該方法は、
該原料に異性体化条件下で、本発明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む
触媒を接触させることを含んでなる上記方法が提供される。
【0035】 本発明はさらに、オリゴマー化条件下でオレフィンに、本発明の触媒活性のあ
るモレキュラーシーブを含む触媒を接触させることを含んでなる、オレフィンの
オリゴマー化法を提供する。
【0036】 本発明はまた、低級アルコールと他の酸素添加(oxygenated:含酸素)炭化水
素の変換方法であって、該低級アルコールまたは他の酸素添加炭化水素に、本発
明の触媒活性のあるモレキュラーシーブを含む触媒を、液体生成物を生成する条
件下で、接触させることを含んでなる上記方法を提供する。
【0037】 また本発明により、ガス流にモレキュラーシーブを接触させることを含んでな
る、酸素の存在下での、ガス流中に含有される窒素酸化物の改良された還元法に
おいて、本発明のモレキュラーシーブをモレキュラーシーブとして使用すること
を含んでなる改良が提供される。モレキュラーシーブは、窒素酸化物の還元を触
媒することができる金属または金属イオン(例えば、コバルト、銅、またはこれ
らの混合物)を含有してもよく、化学量論的過剰の酸素の存在下で行われる。好
適な実施態様において、ガス流は、内燃機関の排気ガス流である。
【0038】 さらに本発明により、液体有機化合物と水との混合物から液体有機化合物を除
去する方法であって、ゼオライトベータのフレームワークトポロジー、1ミクロ
ン未満の結晶サイズ、および0.05 g/gモレキュラーシーブ未満の吸水能力を
有する、すべてシリカのモレキュラーシーブを、混合物に接触させることを含ん
でなる上記方法が提供される。
【0039】 本発明はさらに、液体有機化合物と水との混合物から液体有機化合物を除去す
る方法であって、ケイ素酸化物、亜鉛酸化物、および場合により酸化アルミニウ
ム、酸化ホウ素、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化ジ
ルコニウム、酸化スズおよびこれらの混合物から選択される酸化物とを含んでな
り、かつゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有し、その結晶フレー
ムワーク中に亜鉛を含有するモレキュラーシーブを、混合物に接触させることを
含んでなる上記方法を提供する。
【0040】 (発明の詳細な説明) CIT−6モレキュラーシーブの調製において、テトラエチルアンモニウム陽
イオン(「TEA」)が結晶化鋳型(構造支配物質、すなわちSDAとも呼ばれ
る)として使用される。陽イオンに結合する陰イオンは、モレキュラーシーブの
形成に有害ではない任意の陰イオンである。代表的な陰イオンには、ハロゲン(
例えば、フッ化物、塩化物、臭化物、およびヨウ化物)、水酸化物、酢酸塩、硫
酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、カルボン酸塩などがある。水酸化物が最も好ま
しい陰イオンである。
【0041】 一般にZn−CIT−6は、酸化ケイ素の活性供給源、酸化亜鉛の活性供給源
、リチウムの活性供給源またはリチウムと別のアルカリ金属との混合物に、TE
A型取り物質を接触させることにより調製される。
【0042】 Zn−CIT−6は、以下の組成を有する反応混合物から調製される: bM:cTEA:aZnO:SiO2:dH2O (式中、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物であり、b
=0.05〜0.1;c=0.55−0.7;a=0.03〜0.05;d=3
0〜40である)。Li+、Zn2+およびTEAOHの濃度は、Zn−CIT−
6の形成にとって決定的に重要であると考えられる。
【0043】 別の金属酸化物(例えば、酸化アルミニウム)と一緒に酸化亜鉛を含有するZ
n−CIT−6を調製することが好ましい時、以下の組成: bM:cTEA:aZnO:SiO2:e:dH2O (式中、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物であり、W
は、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、バナジウム、鉄、チタン、またはこれら
の混合物の酸化物であり;b、C、aおよびdは、上記で定義されたものであり
、e=0.005〜0.1である)を有する反応混合物。
【0044】 実際にはZn−CIT−6は、 (a)酸化ケイ素、酸化亜鉛、リチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属と
の混合物、Zn−CIT−6の形成にとって有害ではない陰イオン性対イオンを
有するTEA、および場合により、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化ガリウ
ム、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化チタン、またはこれらの混合物から選択され
る酸化物の供給源を含有する水溶液を調製し; (b)Zn−CIT−6の結晶を形成するのに充分な条件下で、水溶液を維持
し;そして (c)Zn−CIT−6の結晶を回収する、 ことを含んでなる方法により調製される。
【0045】 工程(a)で調製される水溶液は、清澄な溶液である。ある場合には、白色の
曇った混合物である反応混合物を室温で加熱すると、混合物が清澄な溶液に変換
され、ここからZn−CIT−6が形成される。
【0046】 多量のTEAと低い反応温度が、Zn−CIT−6の形成を促進することが発
見されている。
【0047】 酸化ケイ素の典型的な供給源には、ケイ酸塩、シリカヒドロゲル、ケイ酸、ヒ
ュームドシリカ、コロイドシリカ、テトラアルキルオルトケイ酸塩、および水酸
化シリカがある。酸化亜鉛の典型的な供給源には、水溶性亜鉛塩(例えば、酢酸
亜鉛)がある。反応混合物ための酸化アルミニウムの典型的な供給源には、アル
ミン酸塩、アルミナ、アルミニウムコロイド、シリカゾル上にコーティングされ
た酸化アルミニウム、および水和アルミナゲル(例えば、Al(OH)3 )があ
る。ケイ素やアルミニウムについてリストしたものと類似のホウ素、ガリウム、
バナジウム、鉄およびチタン化合物の供給源は、当該分野で公知である。
【0048】 リチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物が、反応混合物に加え
られる。種々の供給源が使用され、例えばアルカリ金属水酸化物やアルカリ金属
炭酸塩があり、水酸化リチウムが特に好ましい。リチウム陽イオンは、その中の
価電子電荷をバランスさせるために、合成されたままの結晶性酸化物質の一部で
もよい。リチウムと一緒に使用可能な他のアルカリ金属には、ナトリウムとカリ
ウムがあり、水酸化物が好ましいが、組合せ中でリチウムが主要なアルカリ金属
である。アルカリ金属(すなわち、リチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属
との混合物)は、シリカ1モル当たり約0.05〜約0.1モルのアルカリ金属
の量で使用される。
【0049】 反応混合物は、Zn−CIT−6モレキュラーシーブが形成されるまで、高温
で維持される。熱水結晶化は、通常自己圧力で、約100℃〜約150℃未満で
行われる。高い反応温度(例えば、150℃およびそれ以上)が、ゼオライトベ
ータのトポロジーを有する所望のモレキュラーシーブではなくゼオライトVPI
−8のトポロジーを有するモレキュラーシーブの形成を促進することが発見され
ている。好ましくは反応温度は、約135℃〜150℃であるべきである。
【0050】 結晶化期間は、典型的には1日より多く7日未満である。Zn−CIT−6結
晶は、ある条件下で、形成後あまりにも長時間反応混合物中に維持されると、V
PI−8のトポロジーを有するモレキュラーシーブに変換されることが発見され
ているため、これは、形成後直ちに反応混合物から回収すべきである。
【0051】 熱水結晶化工程の間、Zn−CIT−6結晶は、反応混合物から自然に核形成
させられる。種物質としてのZn−CIT−6結晶の使用は、完全な結晶化が起
きるのに必要な時間を低減するのに有用である。さらに、種物質添加は、好まし
くない相ではなくZn−CIT−6の核形成および/または生成を促進すること
により、得られる生成物の純度を上昇させる。種物質として使用される時、Zn
−CIT−6結晶は、反応混合物で使用されるシリカの重量の0.1〜10重量
%で加えられる。
【0052】 いったんモレキュラーシーブ結晶が形成されると、この固形生成物は、標準的
な機械的分離法(例えば、ろ過)により反応混合物から分離される。結晶は水洗
され、次に例えば90℃〜150℃で8〜24時間乾燥されて、合成されたまま
のZn−CIT−6モレキュラーシーブ結晶が得られる。この乾燥工程は、大気
圧または真空下で行うことができる。
【0053】 Zn−CIT−6は、表Bに示すモル比の組成(合成されたままの、無水状態
で)を有する。
【0054】 表B 合成されたままのZn−CIT−6 SiO2/ZnO 10〜100 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、MとQは前記で定義したものである)。
【0055】 Zn−CIT−6は、表Cに示すモル比の組成(合成されたままの、無水状態
で)を有する。
【0056】 表C 合成されたままのZn−CIT−6 SiO2/ZnO 10〜100 SiO2/W 30〜250 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、W、MおよびQは前記で定義したものである)。
【0057】 固相29Si NMR分析と酸性度測定値は、少なくとも一部の亜鉛は、Zn−
CIT−6結晶のフレームワーク中にあることを示している。確かにある実施態
様において、Zn−CIT−6結晶フレームワークは、ケイ素、亜鉛および酸素
原子のみを含み、すなわちこの型のZn−CIT−6には他の金属が存在しない
【0058】 いったんZn−CIT−6結晶が形成され回収されたら、有機鋳型を除去しな
ければならない。これは典型的には、有機鋳型が除去されるまで、高温で結晶を
焼成することにより行われる。しかし、モレキュラーシーブから有機鋳型を抽出
することにより、焼成を避けることができることが発見されている。この抽出法
は、焼成より利点がある。例えば焼成装置が必要ない。また有機鋳型は抽出によ
り破壊されることがなく、従ってこれを再循環し、こうしてモレキュラーシーブ
を製造するコストを低減することができる。
【0059】 有機鋳型は、Zn−CIT−6結晶に、酢酸または酢酸とピリジンとの混合物
を、約80℃〜約135℃の温度で、結晶から実質的にすべての有機鋳型を除去
するのに充分な期間(典型的には約2日間)、接触させることにより除去するこ
とができる。同時に、結晶から亜鉛が除去され、これらはall−Si CIT
−6(すなわち、ゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有するすべて
シリカの結晶)に変換される。吸水等温線により示されるように、all−Si CIT−6はきわめて疎水性である。29Si NMR分析は、結晶格子が実質
的に欠陥がないことを、さらに示している。
【0060】 驚くべきことに、上記したように調製したCIT−6、すなわち調製し、次に
酢酸または酢酸とピリジンとの混合物に約80℃〜約135℃の温度で接触(本
明細書において「抽出」と呼ぶ)させたCIT−6は、きわめて疎水性であるこ
とが見いだされた。これは、有機鋳型が焼成により除去されているCIT−6ま
たはベータゼオライトとは、顕著に異なっている。
【0061】 この現象を図1に示す。以下の物質について5つの吸水等温線を示す: (a)135℃で抽出して調製したall−Si CIT−6 (b)焼成を使用して調製したZn−CIT−6 (c)60℃で抽出した後アルミニウムを挿入したシリコアルミノ−CIT−
6 (d)生成物を135℃で抽出した反応混合物中の酸化アルミニウムを使用し
て調製したシリコアルミノ−CIT−6 (e)焼成したすべてシリカのベータゼオライト
【0062】 このデータは、抽出したアルミニウム含有CIT−6(試料d)は、アルミニ
ウム挿入により調製した試料(試料c)より疎水性が高く、焼成したゼオライト
ベータ(試料e)よりはるかに疎水性が高いことを示している。焼成したZn−
CIT−6(試料b)は同様に、焼成したゼオライトベータよりはるかに疎水性
が高く、抽出したall−Si−CIT−6(試料a)は、最も高い疎水性を示
す。
【0063】 あるいは、Zn−CIT−6からの有機鋳型の抽出または除去は、Zn−CI
T−6結晶に酢酸または酢酸とピリジンとの混合物を、約60℃またはそれ以下
の高温で、結晶から実質的にすべての有機鋳型を除去するのに充分な期間、接触
させることにより達成される。
【0064】 この後者の抽出操作はまた、結晶フレームワークから一部またはすべての亜鉛
原子も除去することが見いだされている。しかしこの場合、得られるモレキュラ
ーシーブは、内部シラノール基を含有し、他の金属(または非ケイ素原子)、例
えばアルミニウム、ホウ素、ガリウム、バナジウム、鉄、チタン、ジルコニウム
、スズ、またはこれらの混合物を、その結晶フレームワーク中に挿入して亜鉛を
置換することができる。
【0065】 金属は、モレキュラーシーブに、所望の金属の供給源(例えば、塩)を含有す
る溶液を接触させることにより、結晶フレームワーク中に挿入することができる
。広範囲の供給源が利用できるが、塩化物や他のハロゲン化物、酢酸塩、硝酸塩
、および硫酸塩が特に好ましい。好適な金属(または非ケイ素原子)は、アルミ
ニウム、ホウ素、ガリウム、鉄、チタン、バナジウム、ジルコニウム、スズ、亜
鉛およびこれらの混合物である。金属を挿入するための代表的な方法は、広範囲
の特許で開示されており、例えば米国特許第3,140,249号(1964年
7月7日発行、プランク(Plank)ら);米国特許第3,140,251号(1
964年7月7日発行、プランク(Plank)ら);米国特許第3,140,25
3号(1964年7月7日発行、プランク(Plank)ら)がある(これらの各々
は、参照により本明細書に組み込まれる)。例えば、前記したように亜鉛を抽出
(約60℃で)し、次にモレキュラーシーブに硝酸アルミニウム溶液に、シーブ
:硝酸アルミニウム:水を約1:2:50の重量比で、約80℃で約1日間、接
触させることにより、一部またはすべての亜鉛の代わりに、アルミニウムをモレ
キュラーシーブ中に挿入することができる。
【0066】 Zn−CIT−6を作成し、亜鉛を抽出し、例えばアルミニウムを挿入する代
替法として、上記し例27に記載したようにアルミノ亜鉛ケイ酸塩CIT−6を
合成し、次に高温(135℃)で亜鉛を抽出することにより、アルミノケイ酸塩
を直接作成することができる。これは、CIT−6から亜鉛を除去し、ゼオライ
トベータのトポロジーを有するアルミノケイ酸モレキュラーシーブが残る。こう
して作成したアルミノケイ酸塩の27Al NMR分析は、アルミニウムがその結
晶フレームワーク中に残ることを示している。
【0067】 all−Si CIT−6は、上記したようにZn−CIT−6を調製し、次
に亜鉛を抽出することにより作成することができる。驚くべきことに、この方法
で作成したall−Si CIT−6は、従来法で作成したすべてシリカのゼオ
ライトベータより、吸水能力がはるかに低いことがわかった。この方法で作成さ
れるall−Si CIT−6は、結晶サイズが約1ミクロン未満であるが、従
来法で作成したすべてシリカのゼオライトベータは、結晶サイズが1ミクロンよ
り大きく、例えば5ミクロンのオーダーである。さらにこの方法で作成したal
l−Si CIT−6は、実質的に欠陥(すなわち、Si−O−Siの代わりに
Si−OH)部位がないが、従来法で作成したすべてシリカのゼオライトベータ
は、水を吸収する欠陥部位を含有する。
【0068】 M41Sと呼ぶ一連のシリカ含有メソ細孔物質が報告されている。これらの物
質はさらに分類されており、例えばMCM−41(六方晶系)、MCM−48(
立方晶系)などがある。これらの物質は、直径1.5〜10nmの均一な孔を有し
、構造支配物質として種々の界面活性剤を使用して作成することができる。メソ
細孔物質を含有する非ケイ素原子(例えば、Al、B、Ga、Ti、V、Zr、
Fe、Mn、Sn、Zn、CuおよびNb)も調製されている。
【0069】 MCM−41の無機部分は、局所的構造と結合が、結晶性モレキュラーシーブ
ではなく無定形シリカに似ているが、多くの特異な性質を有する。これは、薄い
壁(約10オングストローム)を有する均一なサイズのメソ細孔を有し、疎水性
吸収挙動を示す。
【0070】 ゼオライトベータのトポロジーを有するゼオライトは、すべてシリカの型もケ
イ素酸化物や金属(非ケイ素)酸化物を含有する型も、秩序だったメソ細孔物質
の無機部分を試薬として使用して、作成することができる。メソ細孔物質はすべ
てシリカでもよく、またはこれらは、ケイ素酸化物や金属(または、非ケイ素)
酸化物(例えば、酸化アルミニウム)を含有してもよい。そのようなメソ細孔物
質の例には、特に限定されないがMCM−41やMCM−48がある。
【0071】 メソ細孔物質は、テトラエチルアンモニウム陽イオン有機鋳型物質、例えば水
酸化テトラエチルアンモニウム(TEAOH)とともに使用される。ゼオライト
ベータが実質的の欠陥部位が無いことを確保するためには、メソ細孔物質とTE
AOHを含む反応混合物は、「乾燥ゲル」の型であるべきことが見いだされてい
る。乾燥ゲルは、メソ細孔物質にTEAOH水溶液に含浸させ、得られる含浸物
質を、室温で約1日乾燥させることにより作成される。こうして含浸された生成
物は、水対メソ細孔物質のモル比が約0.5対約2であり、ベータ構造の形成を
引き起こすのに充分なTEAOHを含有する。次に含浸した物質を、オートクレ
ーブ中で結晶化条件下に置く。得られる結晶性生成物は、焼成してTEAOHを
除去するか、または上記の抽出を行って、生成物を基本的に欠陥のないものにす
ることができる。
【0072】 最終生成物が酸化ケイ素および金属(または非ケイ素)酸化物を含有すること
が好ましいなら、メソ細孔物質は、酸化ケイ素と所望の金属(または非ケイ素)
酸化物を含有することができる。金属酸化物(例えば、酸化アルミニウム、酸化
チタン、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、および酸化マグネシウ
ム)ならびに非ケイ素酸化物(例えば、酸化ホウ素)は、こうしてゼオライトベ
ータ構造中に取り込むことができる。
【0073】 これらの2つの方法のいずれかで作成したモレキュラーシーブは、非常に疎水
性が高い。図2は、焼成したすべてシリカのベータゼオライト(線1)、MCM
−41から作成し焼成ではなく抽出して作成したall−Si CIT−6(線
2)、および抽出により作成したZn−CIT−6(線3)の吸水等温線の結果
を示す。図から明らかなように、all−Si CIT−6とZn−CIT−6
の両方の吸水能力は、焼成したすべてシリカのベータゼオライトの吸水能力より
大幅に低い。
【0074】 触媒中で使用される時、モレキュラーシーブは、水素化−脱水素化機能が好ま
しい応用について、水素化成分(例えば、タングステン、バナジウム、モリブデ
ン、レニウム、ニッケル、コバルト、クロム、マンガン、またはパラジウムや白
金のような貴金属)と均質に組合せて使用することができる。
【0075】 イオン交換法によりモレキュラーシーブ中の陽イオンの一部を金属陽イオンで
置換することにより、金属はまた、モレキュラーシーブ中に導入される(例えば
、米国特許第3,140,249号、1964年7月7日発行、プランク(Plan
k)ら;米国特許第3,140,251号、1964年7月7日発行、プランク
(Plank)ら;米国特許第3,140,253号、1964年7月7日発行、プ
ランク(Plank)らを参照されたい)。典型的な置換陽イオンには、金属陽イオ
ン、例えば希土類、IA族、IIA族およびVIII族金属ならびにこれらの混合物があ
る。置換性金属陽イオンのうち、希土類、Mn、Ca、Mg、Zn、Cd、Pt
、Pd、Ni、Co、Ti、Al、Sn、およびFeのような金属の陽イオンが
特に好ましい。
【0076】 水素、アンモニウムおよび金属成分は、触媒活性のあるCIT−6中にイオン
交換される。モレキュラーシーブはまた、金属を含浸させるか、または金属は、
当該分野で公知の標準的方法を使用して、モレキュラーシーブと物理的かつ均質
に混合される。
【0077】 典型的なイオン交換法には、合成モレキュラーシーブに、所望の置換性陽イオ
ンの塩を含有する溶液を接触させる方法がある。広範囲の塩が使用できるが、塩
化物および他のハロゲン化物、酢酸塩、硝酸塩、および硫酸塩が特に好ましい。
モレキュラーシーブは通常イオン交換前に焼成され、チャネル中と表面上に存在
する有機物質が除去される。これは、より有効なイオン交換が行われるためであ
る。代表的なイオン交換法は、米国特許第3,140,249号、1964年7
月7日発行、プランク(Plank)ら;米国特許第3,140,251号、196
4年7月7日発行、プランク(Plank)ら;米国特許第3,140,253号、
1964年7月7日発行、プランク(Plank)らを含む種々の特許中に開示され
ている。
【0078】 所望の置換性陽イオンの塩溶液と接触させた後、モレキュラーシーブは典型的
には水洗され、65℃〜約200℃の範囲の温度で乾燥される。洗浄後、モレキ
ュラーシーブは、空気または不活性ガス中で約200℃〜約800℃の範囲の温
度で、1〜48時間またはそれ以上焼成して、炭化水素変換法で特に有用な触媒
活性のある生成物が得られる。
【0079】 合成型のCIT−6中に存在する陽イオンとは無関係に、モレキュラーシーブ
の基本的な結晶格子を形成する原子の立体配置は、基本的に不変である。
【0080】 触媒活性のあるCIT−6は、種々の物理的形状に形成することができる。一
般にモレキュラーシーブは、粉末、顆粒、または成形物、例えば2メッシュ(タ
イラー(Tyler))スクリーンを通過し400メッシュ(タイラー(Tyler))ス
クリーンで保持されるのに充分な粒子サイズを有する押出物でもよい。触媒が成
形される場合(例えば、有機バインダーによる押出し)は、モレキュラーシーブ
は乾燥前に押し出すか、または部分的に乾燥し次に押し出すことができる。
【0081】 触媒活性のあるCIT−6は、温度や、有機変換法で使用される他の条件に耐
性の他の物質と組合せられる。かかるマトリックス物質には、活性および不活性
物質、そして合成および天然に存在するゼオライト、ならびに無機物質(例えば
、粘土、シリカおよび金属酸化物)がある。かかる物質やこれらが使用される方
法の例は、米国特許第4,910,006号、1990年5月20日発行、ゾー
ンズ(Zones)ら、と米国特許第5,316,753号、1994年5月31日
発行、ナカガワ(Nakagawa)ら(いずれも、参照により本明細書に組み込まれる
)に開示されている。
【0082】炭化水素変換法 触媒活性のあるCIT−6モレキュラーシーブは、炭化水素変換反応に有用で
ある。炭化水素変換反応は、炭素含有化合物が、異なる炭素含有化合物に変換さ
れる化学的および触媒性プロセスである。触媒活性のあるCIT−6が有用であ
ると予測される炭化水素変換反応の例には、水素化分解、脱ろう、接触熱分解、
およびオレフィンと芳香族物質形成反応がある。触媒はまた、他の石油精製や炭
化水素変換反応(例えば、イソブチレンやブテン−1のようなオレフィン系また
はアセチレン系化合物の重合およびオリゴマー化)、改質、ポリアルキル置換芳
香族化合物(例えば、m−キシレン)の異性体化、およびベンゼン、キシレンお
よび高級メチルベンゼンを提供するための芳香族化合物(例えば、トルエン)の
不均化、および酸化反応に有用であると予測される。また、種々のナフタレン誘
導体を作成するための転位反応が含まれる。触媒活性のあるCIT−6触媒は、
高い選択性を有し、炭化水素変換条件下で、総生成物に対して高率の所望の生成
物を提供する。
【0083】 触媒活性のあるCIT−6モレキュラーシーブは、炭化水素原料を処理するの
に使用することができる。炭化水素原料は、炭素化合物を含有し、多くの異なる
供給源(例えば、直留石油画分、再循環石油画分、シェール油、液化石炭、ター
ルサンド油、NAOからの合成パラフィン、再循環プラスチック原料)から得ら
れ、一般にゼオライト沸石性触媒反応に感受性の原料を含有する任意の炭素でよ
い。炭化水素原料が受ける処理の型に依存して、原料は金属を含有できるかまた
は金属が無くても良く、高または低窒素もしくはイオウ不純物を有することがで
きる。しかし原料の金属、窒素およびイオウ含量が低いほど、一般に処理はより
効率的(および触媒はより活性)となる。
【0084】 炭化水素原料の変換は、所望の処理の型に依存して、任意の便利なモード(例
えば流動床、移動床、または固定床反応槽)で起きる。触媒粒子の調製は、変換
法と操作法に依存して変化するであろう。
【0085】 金属(例えば、白金のようなVIII族金属)を含有する本発明の触媒を使用して
行われる他の反応には、水素化−脱水素化反応、脱窒素化および脱硫反応がある
【0086】 触媒される反応の型に依存して、モレキュラーシーブは主に水素型、部分的に
酸性、または実質的に酸性無しでもよい。本明細書において「主に水素型」とは
、焼成後、陽イオン部位の少なくとも80%は、水素イオンおよび/または希土
類イオンで占められることを意味する。
【0087】 以下の表は、本発明の炭化水素変換反応で触媒活性のあるCIT−6を含む触
媒を使用して行われる典型的な反応条件を示す。好適な条件はカッコで示す。圧
力のメートル法での同等の値は、イタリック体で示してある。
【0088】
【表1】 1 数百気圧2 ガス相反応3 炭化水素分圧4 液相反応5 WHSV
【0089】 他の条件とパラメータを以下に示す。
【0090】水素化分解 触媒活性のあるCIT−6(好ましくは主に水素型である)を含む触媒と水素
添加プロモーターを使用して、重油残存原料、循環性原料および他の水素化分解
生成物充填原料は、前記米国特許第4,910,006号と米国特許第5,31
6,753号に開示されているプロセス条件と触媒成分を使用して水素化分解さ
れる。
【0091】 水素化分解触媒は、水素化分解触媒でふつうに使用される型の少なくとも1つ
の水素化分解成分の有効量を含有する。水素化分解成分は一般に、1つまたはそ
れ以上のVIB族およびVIII族金属(それらを含有する塩、複合体および溶液を含
む)からなる水素化分解触媒の群から選択される。水素化分解触媒は好ましくは
、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムおよびこれらの混合物
の少なくとも1つよりなる群、またはニッケル、モリブデン、コバルト、タング
ステン、チタン、クロムおよびこれらの混合物の少なくとも1つよりなる群の金
属、塩、および複合体から選択される。触媒活性のある金属への言及は、元素状
態、または酸化物、硫化物、ハロゲン化物、カルボン酸塩などのある型の金属を
包含することを意味する。水素添加触媒は、水素化分解触媒の水素添加機能を提
供するのに有効な量、および好ましくは0.05〜25重量%の範囲の量で存在
する。
【0092】脱ろう 触媒活性のあるCIT−6(好ましくは主に水素型である)は、直鎖パラフィ
ンを選択的に除去することにより、炭化水素原料を脱ろうするのに使用すること
ができる。ろう性の原料を、異性体化脱ろう条件下で、触媒活性のあるCIT−
6と接触させると、典型的には脱ろう生成物の粘度指数は改善する(ろう性原料
と比較して)。
【0093】 接触性脱ろう条件は大体、使用される原料と所望の流動点に依存する。水素は
好ましくは、接触性脱ろう反応の間、反応ゾーン中に存在する。標準的立法フィ
ート/バレル(SCF/bbl)の水素対原料の比は、典型的には約500〜約30,
000SCF/bbl(89〜5340m3水素/m3原料)、好ましくは約1000〜約
20,000SCF/bbl(178〜3560m3水素/m3原料)である。一般に水素
は、生成物から分離され、反応ゾーンに再循環される。典型的な原料には、軽質
ガス油、重質ガス油、および約350°F(177℃)以上で沸騰する還元常圧
蒸留残油がある。
【0094】 典型的な脱ろう反応は、炭化水素油原料を、添加した水素ガスの存在下で約1
5〜3000psi(0.103〜20.7MPa)の水素圧で、触媒活性のあるCI
T−6と少なくとも1つのVIII族金属を含む触媒に接触させることによる、約3
50°F(177℃)以上で沸騰し直鎖およびわずかに分岐した鎖炭化水素を含
有する炭化水素油原料の接触性脱ろうである。
【0095】 触媒活性のあるCIT−6水素脱ろう触媒は場合により、脱ろう触媒でふつう
に使用される型の水素添加成分を含有してもよい。これらの水素添加成分の例に
ついては、前記米国特許第4,910,006号と米国特許第5,316,75
3号を参照されたい。
【0096】 水素添加成分は、好ましくは約0.05〜5重量%の範囲の、有効な水素脱ろ
うと水素異性体化触媒を提供するのに有効な量で存在する。分解反応を犠牲にし
てイソ脱ろうを増加させるモードで、触媒が使用される。
【0097】 原料は、水素分解され、次に脱ろうされる。この型の2つの段階の反応および
典型的な水素化分解条件は、米国特許第4,921,594号(1990年5月
1日発行、ミラー(Miller)ら)に記載されている(これは参照により本明細書
に組み込まれる)。
【0098】 触媒活性のあるCIT−6はまた、重層化触媒の形で脱ろう性触媒として使用
される。すなわち触媒は、触媒活性のあるモレキュラーシーブCIT−6と少な
くとも1つのVIII族金属を含む第1の層と、触媒活性のあるモレキュラーシーブ
CIT−6より形状選択性が高いアルミノケイ酸塩ゼオライトを含む第2の層と
を含んでなる。重層化触媒の使用は、米国特許第5,149,421号(199
2年9月22日発行、ミラー(Miller)ら)に開示されている(これは参照によ
り本明細書に組み込まれる)。重層はまた、水素化分解またはヒドロフィニッシ
ング(hydrofinishing:ハイドロフィニッシング)について設計された非ゼオラ
イト成分を重層した触媒活性のあるCIT−6床を含む。
【0099】 触媒活性のあるCIT−6はまた、米国特許第4,181,598号(198
0年1月1日発行、ギレスピー(Gillespie)ら)(これは、参照によりその全
体が本明細書に組み込まれる)に開示のように条件下で、ラフィネート(ブライ
トストックを含む)を脱ろうするのに使用される。
【0100】 より安定な脱ろう生成物を生成するために、穏やかな水素化(時に、ヒドロフ
ィニッシング(hydrofinishing)と呼ばれる)を使用することが好ましいことが
、しばしばある。ヒドロフィニッシング(hydrofinishing)工程は、脱ろう工程
の前または後に行うことができ、好ましくは後に行われる。ヒドロフィニッシン
グ(hydrofinishing)は典型的には、約190℃〜約340℃の範囲の温度で、
約400psi(2.76MPa)〜約3000psi(206.8MPa)のゲージ圧力で
、約0.1〜20の空間速度(LHSV)で、かつ約400〜1500SCF/bbl
(71.2〜267m3水素/m3原料)の水素再循環速度で、行われる。使用され
る水素化触媒は、オレフィン、ジオレフィンおよび存在するかも知れない色体(
color body)を水素化するだけでなく、芳香族化合物の含量を低減するのに、充
分活性でなければならない。適当な水素化触媒は、米国特許第4,921,59
4号(1990年5月1日発行、ミラー(Miller)ら)に開示されている(これ
は参照により本明細書に組み込まれる)。水素化分解された原料から調製される
脱ろう生成物は、空気や光に不安定になりやすく、自然にかつ急速にスラッジを
形成しやすいため、ヒドロフィニッシング(hydrofinishing)工程は、許容され
る安定な生成物(例えば、潤滑油)を調製するのに有用である。
【0101】 触媒活性のあるCIT−6を使用して、潤滑油が調製される。例えばC20+
滑油は、水素型の触媒活性のあるCIT−6と少なくとも1つのVIII族金属とを
含む触媒上で、C20+オレフィン原料を異性体化することにより作成される。あ
るいは潤滑油は、水素化分解ゾーン中で炭化水素原料を水素化分解して、水素化
分解油を含む流出物を得て、この流出物を触媒的に、少なくとも約400°F(
204℃)の温度で、かつ約15psg〜約3000psi(0.103〜20.7MP
a)の圧力で、添加水素ガスの存在下で、水素型の触媒活性のあるCIT−6と
少なくとも1つのVIII族金属とを含む触媒で脱ろうすることにより作成される。
【0102】芳香族形成 触媒活性のあるCIT−6は、軽質直留ナフサと同様の混合物を、芳香族性の
高い混合物に変換するのに使用することができる。すなわち通常およびわずかに
分岐した鎖の炭化水素(好ましくは、約40℃以上で約200℃未満の沸点範囲
を有する)は、炭化水素原料に、触媒活性のあるCIT−6を含む触媒を接触さ
せることにより、実質的に高いオクタン芳香族化合物含量を有する生成物に変換
することができる。また、触媒活性のあるCIT−6を含む触媒を使用して、価
値のあるより重い原料を、有用なBTXまたはナフタレン誘導体に変換すること
もできる。
【0103】 変換触媒は好ましくは、商業的使用のための充分な活性を有するように、VIII
族金属化合物を含有する。本明細書においてVIII族金属化合物とは、金属自身ま
たはその化合物を意味する。VIII族貴金属とその化合物、白金、パラジウム、お
よびイリジウム、またはこれらの組合せを使用することができる。レニウムもし
くはスズまたはこれらの混合物も、VIII族金属化合物と一緒に使用され、好まし
くは貴金属化合物と一緒に使用される。最も好適な金属は、白金である。変換触
媒中に存在するVIII族金属の量は、触媒の改質に使用される通常の範囲、約0.
05〜2.0重量%、好ましくは0.2〜0.8重量%の範囲である。
【0104】 例えばモレキュラーシーブを塩基性金属(例えば、アルカリ金属)化合物で中
和することにより、変換触媒が実質的に酸性ではないことは、芳香族化合物を有
用な量で選択的に産生するのに決定的に重要である。触媒を酸性が無いようにす
るための方法は、当該分野で公知である。そのような方法の説明については、前
記米国特許第4,910,006号と米国特許第5,316,753号を参照さ
れたい。
【0105】 好適なアルカリ金属は、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムで
ある。
【0106】接触分解 炭化水素分解原料は、好ましくは主に水素型の触媒活性のあるCIT−6を使
用することにより、水素の非存在下で接触分解することができる
【0107】 水素の非存在下で接触分解触媒として触媒活性のあるCIT−6が使用される
時、触媒は、従来の分解触媒(例えば、分解触媒中で成分として、これまで使用
されているアルミノケイ酸塩)とともに使用されてよい。典型的には、これらは
大きい孔の結晶性アルミノケイ酸塩である。これらの従来の分解触媒の例は、前
記米国特許第4,910,006号と米国特許第5,316,753号に開示さ
れている。従来の分解触媒(TC)成分が使用される時、TC対触媒活性のある
CIT−6の相対的重量比は、一般に約1:10〜約500:1であり、望まし
くは約1:10〜約200:1であり、好ましくは約1:2〜約50:1であり
、最も好ましくは約1:1〜約20:1である。新規モレキュラーシーブおよび
/または従来の分解成分は、選択性を変更するために、希土類イオンとイオン交
換されてもよい。
【0108】 該分解触媒は典型的には、無機酸化物マトリックス成分とともに使用される。
マトリックス成分の例については、前記米国特許第4,910,006号と米国
特許第5,316,753号を参照されたい。
【0109】アルキル化とアルキル交換反応 触媒活性のあるCIT−6は、芳香族炭化水素のアルキル化またはアルキル交
換反応に使用することができる。この方法は、芳香族炭化水素に、C2〜C16
レフィンアルキル化剤またはポリアルキル芳香族炭化水素アルキル交換反応剤を
、少なくとも部分的な液相条件下で、かつ触媒活性のあるCIT−6触媒の存在
下で、接触させることを含んでなる。
【0110】 触媒活性のあるCIT−6はまた、上記のようにベンゼンをアルキル化して、
ガソリンからアルキル化生成物を除去することにより、ガソリンからベンゼンを
除去することができる。
【0111】 高触媒活性のために、触媒活性のあるCIT−6モレキュラーシーブは、主に
水素イオン型である。焼成後、少なくとも80%の陽イオン部位が、水素イオン
および/または希土類イオンで占められることが好ましい。
【0112】 本発明の方法によりアルキル化されるかまたはアルキル交換反応を受ける適当
な芳香族炭化水素原料の例には、ベンゼン、トルエンおよびキシレンのような芳
香族化合物がある。好適な芳香族炭化水素はベンゼンである。ナフタレン誘導体
が好ましい場合もある。芳香族炭化水素の混合物を使用してもよい。
【0113】 芳香族炭化水素のアルキル化ための適当なオレフィンは、2〜20個、好まし
くは2〜4個の炭素原子を含有するものであり、例えばエチレン、プロピレン、
ブテン−1、trans−ブテン−2およびcis−ブテン−2、またはこれら
の混合物である。ペンテンが好ましい場合もある。好適なオレフィンは、エチレ
ンとプロピレンである。より長鎖のアルファオレフィンも同様に使用できる。
【0114】 アルキル交換反応が所望の場合、アルキル交換反応剤は、2つまたはそれ以上
のアルキル基(各々が2〜約4個の炭素原子を有する)を含有するポリアルキル
芳香族炭化水素である。例えば、適当なポリアルキル芳香族炭化水素には、ジ−
、トリ−およびテトラ−アルキル芳香族炭化水素(例えば、ジエチルベンゼン、
トリエチルベンゼン、ジエチルメチルベンゼン(ジエチルトルエン)、ジ−イソ
プロピルベンゼン、ジ−イソプロピルトルエン、ジブチルベンゼン)などがある
。好適なポリアルキル芳香族炭化水素は、ジアルキルベンゼンである。特に好ま
しいポリアルキル芳香族炭化水素は、ジ−イソプロピルベンゼンである。
【0115】 アルキル化が行われる時、反応条件は以下の通りである。芳香族炭化水素原料
は、化学量論的過剰量で存在すべきである。触媒が急速に汚れるのを防ぐために
、芳香族化合物対オレフィンのモル比は、4対1より大きくなければならない。
反応温度は、100°F〜600°F(38℃〜316℃)、好ましくは250
°F〜450°F(121℃〜232℃)の範囲である。反応圧力は、触媒が汚
れるのを遅らせるために、少なくとも部分的液相を維持するのに充分な圧力でな
ければならない。これは、原料と反応温度に依存して、典型的には約50psi〜
1000psi(0.344〜6.9MPa)のゲージ圧力である。接触時間は、10
秒〜10時間の範囲であるが、通常5分〜1時間である。重量時間当たり空間速
度(WHSV)は、1時間当たり触媒1グラム(ポンド)当たりの芳香族炭化水
素とオレフィンのグラム(ポンド)数で、一般に約0.5〜50の範囲である。
【0116】 アルキル交換反応が行われる場合、芳香族炭化水素のモル比は一般に、約1:
1〜25:1、および好ましくは約2:1〜20:1の範囲である。反応温度は
、約100°F〜600°F(38℃〜316℃)であるが、好ましくは約25
0°F〜450°F(121℃〜232℃)の範囲である。反応圧力は、少なく
とも部分的液相を維持するのに充分な圧力でなければならず、典型的には約50
psi〜1000psi(0.344〜6.9MPa)、好ましくは300psi〜600ps
i(2.07〜4.14MPa)のゲージ圧力である。重量時間当たり空間速度は、
約0.1〜10の範囲である。米国特許第5,082,990号(1992年1
月21日、フシエ(Hsieh)ら)は、そのような方法を開示しており、これは参
照により本明細書に組み込まれる。
【0117】オレフィンの異性体化 触媒活性のあるCIT−6は、オレフィンを異性体化するのに使用することが
できる。原料流は、少なくとも1つのC4-6オレフィン、好ましくはC4-6の通常
の(normal)オレフィン、さらに好ましくは通常のブテンを含有する炭化水素流
である。本明細書において使用される通常のブテンは、すべての型の通常のブテ
ンであり、例えば1−ブテン、cis−2−ブテン、およびtrans−2−ブ
テンを意味する。典型的には、通常のブテン以外の炭化水素または他のC4-6
通常のオレフィンが、この原料流中に存在するであろう。他の炭化水素は、例え
ばアルカン、他のオレフィン、芳香族化合物、水素、および不活性ガスを含んで
よい。
【0118】 原料流は典型的には、液体接触性分解ユニットまたはメチル−tert−ブチ
ルエーテルユニットからの流出物でもよい。液体接触性分解ユニット流出物は、
典型的には約40〜60重量%の通常のブテンを含有する。メチル−tert−
ブチルエーテルユニット流出物は、典型的には約40〜100重量%の通常のブ
テンを含有する。原料流は好ましくは、少なくとも約40重量%の通常のブテン
、さらに好ましくは少なくとも約65重量%の通常のブテンを含有する。イソオ
レフィンおよびメチル分岐鎖イソオレフィンという用語は、本明細書では相互に
交換可能に使用される。
【0119】 この方法は、異性体化条件下で行われる。炭化水素原料は、蒸気相中で、触媒
活性のあるCIT−6を含む触媒と接触させられる。この方法は、一般にブテン
については約625°F〜950°F(329〜510℃)さらに好ましくは約
700°F〜900°F(371〜482℃)、およびペンテンとヘキサンにつ
いては約350°F〜約650°F(177〜343℃)で行われる。圧力の範
囲は、大気圧以下〜約200psi(1.38MPa)のゲージ圧、好ましくは約15
psi(0.103Mpa)〜約200psi(1.38MPa)のゲージ圧、およびさらに
好ましくは約1psi(6.9kPa)〜約150psi(1.03MPa)である。
【0120】 接触中の液体時間当たり空間速度は一般に、炭化水素原料に基づき約0.1〜
50hr-1であり、好ましくは約0.1〜20hr-1、さらに好ましくは約0.2〜
約10hr-1、最も好ましくは約1〜5hr-1である。水素/炭化水素のモル比は、
約0〜約30またはそれ以上で維持される。水素は、原料流中に直接、または異
性体化ゾーン中に直接加えることができる。反応は好ましくは、実質的に水を含
有せず、典型的には原料の約2重量%未満である。この方法は、充填床反応槽、
固定床、流動床反応槽、または移動床反応槽中で実施することができる。触媒の
床は、上または下に動くことができる。例えば通常のブテン対イソブテンの変換
モルパーセントは、少なくとも10、好ましくは少なくとも25、およびさらに
好ましくは少なくとも35である。
【0121】パラフィンから芳香族化合物への変換 触媒活性のあるCIT−6は、軽質ガスC2−C6パラフィンを高分子量炭化水
素(芳香族化合物を含む)に変換するのに使用することができる。好ましくはモ
レキュラーシーブは、触媒金属または金属酸化物を含有し、ここで該金属は、周
期律表のIB族、IIB族、VIII族、およびVIIIA族よりなる群から選択される。好ま
しくは金属は、約0.05〜5重量%のガリウム、ニオビウム、インジウムまた
は亜鉛である。
【0122】キシレン異性体化 触媒活性のあるCIT−6はまた、C8 芳香族原料中の1つまたはそれ以上の
キシレン異性体を異性体化して、オルト−、メタ−、およびパラ−キシレンを平
衡値に近い比率で得る方法に有用である。特にキシレンの異性体化は、パラキシ
レンを製造するための別のプロセスとともに使用される。例えば混合C8 芳香族
流中のパラキシレンの一部は、結晶化と遠心分離により回収される。晶析装置か
らの母液を次に、キシレン異性体化条件下で反応させて、オルト−、メタ−、お
よびパラ−キシレンをほぼ平衡値に近い比率で得ることができる。同時に母液中
のエチルベンゼンの一部が、キシレンに、またはろ過により容易に分離される生
成物に変換される。異性体化物は、新鮮な原料と混合され、組合さった流れは蒸
留されて、重いかつ軽い副産物が除去される。次に得られるC8 芳香族流は、晶
析装置に送られてサイクルが繰り返される。
【0123】 場合により、蒸気相中の異性体化は、アルキルベンゼン(例えば、エチルベン
ゼン)1モル当たり3.0〜30.0モルの水素の存在下で行われる。もし水素
が使用されるなら、触媒は、(周期律表の)VIII族金属成分から選択される約0
.1〜2.0重量%の水素化/脱水素化成分(特に白金またはニッケル)を含ま
なければならない。VIII族金属成分とは、金属とその成分(例えば、酸化物およ
び硫化物)を意味する。
【0124】 場合により、異性体化原料は、10〜90重量%の希釈剤(例えば、トルエン
、トリメチルベンゼン、ナフタレンまたはパラフィン)を含有してもよい。
【0125】オリゴマー化 触媒活性のあるCIT−6はまた、約2〜21個および好ましくは2〜5炭素
原子を有する直鎖および分岐鎖オレフィンをオリゴマー化するのに使用できるこ
とが予測される。方法の生成物であるオリゴマーは、両方の燃料(すなわち、ガ
ソリンまたはガソリン混合原料および化学品)に使用される中〜重オレフィンで
ある。
【0126】 オリゴマー化法は、気体相または液体相のオレフィン原料に、触媒活性のある
CIT−6を含む触媒を接触させることを含んでなる。
【0127】 本モレキュラーシーブは、当該分野で公知の技術に従って広範な他の陽イオン
で置換された、結合した元々の陽イオンを有する。典型的な陽イオンは、水素、
アンモニウムおよび金属陽イオン(この混合物を含む)であろう。置換性金属陽
イオンのうち、金属(例えば、希土類金属、マンガン、カルシウム、ならびに周
期律表のII族の金属例えば亜鉛、周期律表のVIII族の金属例えばニッケル)の陽
イオンが特に言及される。主要な要件の1つは、モレキュラーシーブがかなり低
い芳香族化活性を有すること、すなわち生成される芳香族化合物の量は約20重
量%以下であることである。これは、約0.1〜約120、好ましくは約0.1
〜約100(n−ヘキサンを分解する能力により測定)の制御酸活性[アルファ
値]を用いて、モレキュラーシーブを使用して行われる。
【0128】 アルファ値は、当該分野で公知の標準的試験(例えば、米国特許第3,960
,978号、1976年6月1日発行、ギベンス(Givens)ら)(これは、参照
により本明細書に組み込まれる)により定義される。必要であれば、かかるモレ
キュラーシーブは、蒸煮により、変換法でまたは当業者に公知の任意の他の方法
により得られる。
【0129】アルコールの縮合 触媒活性のあるCIT−6は、1〜10個の炭素原子を有する低級脂肪族アル
コールを縮合して、混合脂肪族および芳香族炭化水素を有するガソリン沸点炭化
水素生成物にするのに使用することができる。米国特許第3,894,107号
(1975年7月8日発行、バター(Butter)ら)は、この方法で使用される方
法条件を記載している(この特許は、参照により本明細書に組み込まれる)。
【0130】 この触媒は水素型であり得るか、またはアンモニウムまたは金属陽イオン相補
物を、好ましくは約0.05〜5重量%の範囲で含有するように、塩基交換また
は含浸させてもよい。存在する金属陽イオンは、周期律表のI族〜VIII族の任意
の金属を含有する。しかしIA族の金属の場合は、陽イオン含量は、触媒を効果的
に不活性化するほど大きくてはならず、または交換がすべての酸性を排除するも
のではならない。塩基性触媒が好ましい酸素化基質の処理を含む他の方法がある
【0131】CIT−6の他の用途 CIT−6はまた、モレキュラーシーブ挙動に基づきかつ孔内の優先的炭化水
素充填に基づく、高い選択性を有する吸着物質として使用することができる。
【0132】 CIT−6は、水から一部の有機化合物を除去するのに使用することができる
疎水性物質である。
【0133】 CIT−6はまた、ガス流中の窒素酸化物の接触性還元に使用される。典型的
にはガス流はまた、酸素(しばしば、その化学量論的過剰量)を含有する。また
CIT−6は、この窒素酸化物の還元を触媒することができる金属または金属イ
オンを、その中または上に含有してもよい。そのような金属、または金属イオン
の例には、銅、コバルト、およびこれらの混合物がある。
【0134】 モレキュラーシーブの存在下の窒素酸化物のそのような接触性還元法の1つの
例は、米国特許第4,297,328号(1981年10月27日、リッチャー
(Ritscher)ら)に開示されている(これは参照により本明細書に組み込まれる
)。ここでは、触媒プロセスは、一酸化炭素と炭化水素の燃焼と、ガス流(例え
ば、内燃機関からの排出ガス)中に含有される窒素酸化物の接触性還元である。
使用されるモレキュラーシーブは、モレキュラーシーブ内または上で触媒性銅金
属または銅イオンの有効量を提供するように、充分に金属イオンが交換、注入ま
たは充填された金属である。さらにこの方法は、酸化物質(例えば、酸素)の過
剰中で行われる。
【0135】酸化 チタン含有CIT−6は酸化反応における触媒として使用される。
【0136】 本発明の酸化プロセスに使用される酸化剤は、過酸化水素(H22)または過
酸化水素前駆体(例えば、酸化反応条件下で過酸化水素を発生するまたは解放す
る化合物)のような過酸化水素源である。
【0137】 基体の量に関連する過酸化水素の量は、臨界的ではないが、基体に少なくとも
いくらかの酸化を生じさせるのに十分でなければならない。典型的には、過酸化
水素:基体のモル比は、約100:1〜約1:100、好ましくは約10:1〜
約1:10である。基体が1つより多くの炭素−炭素二重結合を含有するオレフ
ィンであるときは、追加の過酸化水素が必要であるかもしれない。理論的には、
過酸化水素の1当量がモノ不飽和基体の1当量を酸化するのに必要であるが、エ
ポキシドへの選択をできるだけ効果的にするために1つの反応体の過剰を使用す
ることが好ましい。特に、過酸化水素に関連してオレフィンの適度な大過剰(例
えば50〜200%)の使用は、ある種の基体のために有利である。
【0138】 さらに、所望により、Ti含有CIT−6より他の反応体を溶解させるために
、よりよい温度調節を提供するために、または酸化速度および選択性によい影響
を与えるために、酸化反応の間に溶剤を存在させてもよい。溶剤は、所望により
、全酸化反応混合物の1〜99重量%を含ませ、かつ好ましくは酸化反応温度に
おいて液体であるように選定する。一般的に、大気圧において約50℃〜1約1
50℃の沸点を有する有機化合物が使用するために好ましい。過剰の炭化水素は
溶剤または希釈剤として役立つ。他の適当な溶剤の例示的な例には、ケトン類(
例えば、アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノン)、エーテル類(例え
ば、テトラヒドロフラン、ブチルエーテル)、ニトリル類(例えば、アセトニト
リル)、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素、ハロゲン炭化水素、およびアル
コール類(例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、t−ブ
チルアルコール、アルファーメチルベンジルアルコール、シクロヘキサノール)
が含まれるが、これらに限定されない。1種より多くのタイプの溶剤を使用して
もよい。また、溶剤または希釈剤として水を使用してもよい。
【0139】 反応温度は臨界的ではないが、無理のない短時間以内に基体の実質的な転化を
達成させるのに十分にすべきである。一般的に、合理的な選択性と矛盾しないで
、できるだけ高い過酸化水素の転化、好ましくは少なくとも約50%、さらに好
ましくは少なくとも約90%、最も好ましくは少なくとも約95%の過酸化水素
の転化を達成するように反応を実施することが有利である。最適な反応温度は、
他の因子の間で、触媒の活性、基体の反応活性、反応体の濃度、および使用する
溶剤のタイプによって影響されるが、典型的には約0℃〜約150℃(さらに好
ましくは約25℃〜約120℃)の範囲である。典型的には、約1分〜約48時
間(さらに好ましくは約10分〜約8時間)の反応時間または滞留時間が前述の
変動により適当である。大気圧により低い圧力が使用できるが、反応は好ましく
は大気圧において、または特に基体の沸点が酸化反応温度以下であるときは高圧
(典型的には1〜100気圧)において、実施される。一般的に、反応成分が液
相混合物として十分に維持されるように反応容器を加圧することが望ましい。好
ましくは、基体の大部分(50%以上)は液相において存在させなければならな
い。
【0140】 本発明の酸化プロセスは、固定床、移動床、流動床、攪拌されたスラリー、ま
たはCSTR反応器のようなあらゆる適当なタイプの反応容器または装置を使用
して、バッチ式、連続式、または半連続式の方法において実施される。反応体は
、同時にまたは連続して一緒にしてよい。例えば、過酸化水素または過酸化水素
前駆体を増加させながら反応体に加えてよい。また、過酸化水素を酸化が起こる
同じ反応器体の内部の現場で発生させることもできる。
【0141】 酸化を行って所望の程度に転化したら、酸化生成物を、分別蒸留、抽出蒸留、
液−液抽出、結晶化、等、のような適当な技術を使用して混合物から分離し回収
する。
【0142】 酸化反応に関する追加の詳細は1999年2月9日に公告された米国特許第5
,869,706号(ダート(Dartt)およびディビス(Davis))に開示されて
おり、その特許明細書の全記載は本明細書の記載の一部として本明細書に加入さ
れる。
【0143】 バナジウム含有CIT−6は、炭化水素の酸化/脱水素化における触媒として
使用される。例えば、バナジウム含有CIT−6は、酸素(空気)または過酸化
水素の存在において、炭化水素を部分的に(または完全に)酸化するのに使用さ
れる。酸化は、完全な酸化、例えば炭化水素を二酸化水素に酸化する、またはプ
ロパンをプロピレンに酸化するような部分的酸化のいずれでもよい。反応は、所
望の程度の酸化を生じかつ当業界において知られてる条件下で実施される。
【0144】実施例 次の実施例によって説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
【0145】実施例1〜25 Zn−CIT−6の合成 Zn−CIT−6反応混合物を次の方法により造った。有機カチオンおよび無
機カチオンを蒸留水に溶解後、酢酸亜鉛二水和物を加えた。次いで、シリカを加
え、混合物を2時間攪拌した。
【0146】 内側をテフロンでおおわれたステンレス製オートクレーブの中に出発混合物を
それぞれ仕込み、熱対流炉で静的に加熱した。生成物を真空濾過によって集め、
蒸留水で洗い、室温において空気中で乾燥した。吸蔵された有機分子を除去する
ために、生成物を6時間以内に空気中で540℃に加熱し、この温度において6
時間維持した。造られたZn−CIT−6を80℃において10時間1M硝酸ア
ンモニウム水溶液で処理した。処理された試料を真空濾過によって回収し、蒸留
水で洗った。この手順を4回繰り返した。最後の物質を室温において空気中で乾
燥した。
【0147】 前述の手順を使用し、以下に示した生成物を次の組成: bLiOH:cTEAOH:aZn(CH3COO)2H2O:SiO2: dH2O を有する反応混合物から造った。
【0148】
【表2】
【0149】 (注):(1) LiOHの代わりに使用されたNaOH。 (2) シリカ源はCab−O−Sil M5ヒュームドシリカである 。全ての他の物質はHS−30である。 (3) 透明溶液を得るために80℃において3時間加熱された乳白色 混合物。
【0150】 前述の結果は次のことを明示している:(1)長すぎる反応時間は、Zn−C
IT−6の代わりにVIP−8を造ることができる(実施例3、9、12、14
および17);(2)高すぎる反応温度は、Zn−CIT−6を造らない(実施
例5および6);(3)リチウムの存在および濃度は、Zn−CIT−6の生成
に重要である(実施例4、18および22);そして亜鉛の存在および濃度は、
Zn−CIT−6の生成に重要である(実施例19、20および21)。
【0151】実施例26 ジンコアルミノシリケート(Zincoalminosilicate)CIT
−6の合成 テトラエチルアンモニウムヒドロキシドの溶液(35重量%の溶液4.10g
)を水の3.34gに加えた。これに、LiOHの0.018g、酢酸亜鉛二水
和物の0.098g、およびAl(NO33・9H2Oの0.056gを加え、
その結果得られた混合物を攪拌した。ルドックス(Ludox)HS−30シリ
カの3gを加え、結果として生じた混合物を2時間攪拌した。得られた溶液を、
内側をテフロンでおおわれたオートクレーブの中に仕込み、150℃において4
日間(静的に)加熱した。生成物は結晶骨格の中に亜鉛とアルミニウムの両方を
含有するCIT−6であった。
【0152】実施例27 TEAおよび亜鉛の抽出 アルミノジンコシリケートCIT−6の0.1gを、6mLの酢酸、1mLの
ピリジンおよび10mLの水を含有する溶液と、135℃において2日間接触さ
せることにより、実施例26で造られたCIT−6からTEAおよび亜鉛を抽出
した。TEAおよび亜鉛はCIT−6から抽出されるが、27Al NMRによっ
て示されるように、アルミニウムは結晶骨格の中に残留する。
【0153】実施例28 シクロヘキサンの吸収 Zn−CIT−6について蒸気相シクロヘキサン(99.5%、EM)の吸収
量をマックベイン−ベ−カーのはかり(McBaine-Bakr balance)を使用して25
℃において測定した。吸収実験の前に、CIT−6の焼成された試料を350℃
において真空下で5時間脱水した。シクロヘキサンの飽和圧力Poは97.5m
mHg(13.0kPa)であった。吸収は30mmHg(3.0kPa)のシ
クロヘキサンの圧力において行った。Zn−CIT−6試料に吸収されたシクロ
ヘキサンの量は0.16mL/gであった。この値はアミノシリケートベーター
の値より僅かに少なかった(0.22mL/g)。
【0154】実施例29 TEAおよび亜鉛の抽出 CIT−6の0.1gを6mLの酢酸、0.1mLのピリジンおよび10mL
の水を含む溶液と60℃において3日間接触させることにより、TEAおよび亜
鉛をZn−CIT−6から抽出した。
【0155】実施例30 アルミニウムの挿入 実施例29の生成物を、Zn−CIT−6:硝酸アルミニウム:水の1:2:
50の重量比における硝酸アルミニウムの水溶液と80℃において1日間接触さ
せることにより、アルミニウムを実施例29の生成物の中に挿入した。
【0156】実施例31 チタンの挿入 窒素雰囲気下で、実施例29の生成物を、1.5mLの1M TiCl4トル
エン溶液および10mLのトルエンと80℃において12時間接触させることに
より、実施例29の生成物の中にチタンを挿入した。処理後、試料を濾過しアセ
トンで洗い乾燥した。その結果として得られた生成物のUV分析は、チタンが生
成物の中に挿入されたことを示した。
【0157】実施例32 Pd−Zn−CIT−6の製造 実施例1のように合成したZn−CIT−6の2.84gを空気および窒素の
混合物中で540℃に焼成し、次いで85℃において2時間硝酸アンモニウムで
一回イオン交換し、回収し、そして300℃に乾燥した。トルエン(2.25m
L)中のPdアセチルアセトネート(0.0286g)を、加熱されたZn−C
IT−6を入れたシールしたビンの中に入れた。これを室温においていくらか真
空にした。溶液を注入器により入れながらビンを手で振り動かした。湿った固体
を夜通し放置した。次いで、この物質を空気中で425℃に焼成した。
【0158】実施例33 触媒活性 実施例30において造られたPd−Zn−CIT−6をステンレス鋼製反応器
の中に24〜40メッシュの粒子として入れた。0.50gを、ゼオライト床の
両側上にアランダム(alundum)を有する3/8インチ(9.53mm)のステン
レス鋼製管の中に入れた。リンドブルグロ炉(Lindburg futnace)を反応器の管
を加熱するために使用した。ヘリウムを10cc/分および大気圧において反応
器管の中に導入した。反応器を約372℃に加熱し、n−ヘキサンおよび3−メ
チルペンタンの50/50(W/W)供給物を8μL/分の速度において反応器
の中に導入した。供給物の供給はブラウンリーポンプ(Brownlee pump)により
行った。供給物の導入10分後にガスクロマトグラフの中に直接サンプリングし
始めた。流れについて800°F(427℃)および10分において、触媒は4
7%の転化を与え、その生成物は、約1/3の芳香族物、1/3の異性化された
6および脱水素化からの3分の1のオレフィンであった。数%の分解生成物が
あった。いずれの異性体の反応についても優位性はなかった。
【0159】実施例34 オール−シリカメソポーラス(All−silica Mesoporous)
物質からオール−Si CIT−6(All−Si CIT−6)の合成 MCM−41を、C16TMAがヘキサデシルトリメチルアンモニウムである次
のゲル組成物: SiO2/0.39Na2O/0.26(C16TMA)2O/0.14H2SO4
/0.51HBr/62.53H2O を使用して造った。このゲルを120℃において3日間オートクレーブ中におい
た。その結果得られたMCM−41の結晶を回収し、540℃において10時間
焼成した。
【0160】 焼成されたMCM−41(0.1g)に35重量%のTEAOH水溶液の0.
3gを含浸させ、室温において1日間乾燥した(TEAOH/Si=0.4、H 2 O/Si=〜2)。結果として得られた粉末をオートクレーブの中に仕込み、
150℃において7日間加熱した。生成物はオール−シリカゼオライトベータで
あった。
【0161】 (まだ、TEAOHを含む)オール−シリカゼオライトベータの0.1gを、
6mLの酢酸および10mLの水の混合液を用いて135℃において2日間処理
した。ほとんど全てのTEAOHを物質から除去し、ベータゼオライト構造を残
した。結果として得られた生成物は高い疎水性であった。
【0162】実施例35 Si−MCM−41の合成 29重量%NH4OH溶液(EM)の2.4gを29重量%ヘキサデシルトリ
メチルアンモニウムクロライド(C16TMACl)溶液の26.4gに加えるこ
とによって、Si−MCM−41物質(Si−1−MCM−41)を造った。こ
の溶液を、攪拌しながら、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド五水和物(
TMAOH 5H2O)の2.3g、テトラメチルアンモニウムシリケート(1
0重量%SiO2、TMA/Si=0.5)の20gおよびヒュームドシリカ(
カボット(cabot)からのCab−O−Sil M−5)の4.5gと一緒にし
た。結果として得られたゲルの組成は: SiO2:0.11(C16TMA)2O:0.09(NH42O: 0.11HCl:19.3H2O であった。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オートク
レーブの中に仕込み、140℃において3日間静的に加熱した。生成物を真空濾
過によって集め、水洗いし、そして空気中で室温において乾燥した。吸蔵された
分子を除去するために、造られた試料を空気中で550℃において6時間以内に
焼成し、この温度において6時間維持した。生成物をMCM−41として同定し
、Si−1−MCM−41と称した。
【0163】実施例36 Si−MCM−41の合成 攪拌しながら、濃H2SO4(1.2g)を、水42.8gの中にケイ酸ナトリ
ウム(10.8重量%のNa2O、27.0重量%のSiO2、および62.2重
量%のH2O)の20gに、滴下しながら加えた。次いで、その溶液に、水50
.3g中のC16TMABrの16.8gを加え、結果として得られた混合物を2
時間攪拌した。得られたゲルは、組成: SiO2:0.26(C16TMA)2O:0.39Na2O:0.14H2SO4
:0.51HBr:62.5H2O を有していた。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オー
トクレーブの中に仕込み、120℃において3日間静的に加熱した。生成物を真
空濾過によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、空気中で550
℃において6時間以内焼成し、そしてこの温度において6時間維持し、有機分子
を除去した。また、造られた試料を、室温において、ジエチルエーテル中の1M HCl溶液と接触させることによって、物質の孔の中に吸蔵された有機分子を
除去した。生成物をMCM−41と同定し、Si−2−MCM−41と称した。
【0164】実施例37 MCM−48の合成 NaOH(0.8g)を水44gに溶解した。この溶液に、C16TMABrの
8.89gを加え、そして最後に、それにTEOSの8.33gを加えた。結果
として得られた混合物を室温において2時間攪拌した。この混合物は次の組成: SiO2:0.61C16TMABr:60H2O:0.5NaOH:4EtOH
を有していた。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オー
トクレーブの中に仕込み、105℃において3日間静的に加熱した。生成物を真
空濾過によって集め、水洗し、室温において乾燥し、空気中で550℃において
6時間以内に焼成し、そしてこの温度において6時間維持し、有機分子を除去し
た。生成物をMCM−48として同定した。
【0165】実施例38 Al含有MCM−41の合成 29重量%NH4OH溶液の2.4gを29重量%C16TMACl溶液の26
.4gに加えた。これに、アルミン酸ナトリウム(54重量%Al23、41重
量%Na2O、5重量%H2O)の0.37gを加え、その溶液を、攪拌しながら
、TMAOH 5H2Oの2.3g、テトラメチルアンモニウムシリケート(1
0重量%SiO2、TMA/Si=0.5)の20gおよびフュームドリシカ(
Cab−0−Sil M−5)の4.5gと一緒にした。結果として得られたゲ
ルの組成は: SiO2:0.02Al23:0.02Na2O:0.11(C16TMA)2
:0.13(TMA)2O:0.09(NH42O:0.22HCl: 19.3H2O であった。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オートク
レーブの中に仕込み、135℃において3日間静的に加熱した。生成物を真空濾
過によって集め、水洗し、そして空気中で室温において乾燥した。吸蔵された分
子を除去するために造られたままの試料を550℃で空気中で焼成し、この温度
において6時間維持した。生成物は、その骨格の中にアルミニウムを含有するM
CM−41と同定し、Al−MCM−41と称した。
【0166】実施例39 B含有MCM−41の合成 激しく攪拌しながら、フュームドシリカ(Cab−O−Sil M5)の1g
および6.4gの混合物を混合した。10分間混合後、このスラリーに、水21
.7g中のC16TMABrの3.3gの溶液を加えた。もう10分間攪拌後、ス
ラリーに、テトラメチルアンモニウムシリケート溶液(10重量%SiO2、T
MA/Si=0.5)の2.9gおよびケイ酸ナトリウムの1.4gを含有する
第3の溶液を加えた。H3BO3(0.034g)を加え、混合を30分間続けた
。結果として得られたゲルは、組成: SiO2:0.02H3BO3:0.16C16TMABr:0.085Na2O:
63H2O を有していた。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オー
トクレーブの中に仕込み、100℃において1日間静的に加熱した。生成物を真
空濾過によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、6時間以内に5
50℃までの温度で窒素下で焼成し、窒素から空気にゆっくり取りかえる前に、
この温度において2時間維持した。500℃において4時間追加後、試料を室温
に冷却した。生成物は、その骨格の中にホウ素を含有するMCM−41として同
定し、B−MCM−41と称した。
【0167】実施例40 V含有MCM−41の合成 テトラエチルオルソシリケート(TEOS)の6.24g、バナジルアセチル
アセトネートの0.16g、エタノールの9g、およびイソプロピルアルコール
の1.8gを一緒に混合した(溶液A)。第2の溶液(B)には、ドデシルアミ
ン(C12A)の1.5g、1N HClの0.6gおよび水の19gを含有させ
た。激しく攪拌しながら、溶液Aを溶液Bにゆっくり加えた。結果として得られ
た反応混合物は次の組成: SiO2:0.02VO(acac)2:0.27C12A:0.02HCl:
36H2O:10.5EtOH:1iPrOH を有していた。この混合物を室温において12時間攪拌した。生成物を真空濾過
によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、空気中で550℃にお
いて6時間以内に焼成し、そしてこの温度において6時間維持して有機分子を除
去した。生成物はその骨格の中にバナジウムを含有するMCM−41として同定
し、V−MCM−41と称した。
【0168】実施例41 Zr含有MCM−41の合成 TEOSの10.42g、過酸化ジルコニウム(1−プロパノール中の70重
量%溶液)の0.47gを混合することによって溶液Aを造った。第2の溶液(
B)は、オクタデシルアミン(C18A)4g、エタノール15gおよび水27g
を含んでいた。激しく攪拌しながら、溶液Aを溶液Bにゆっくり加えた。結果と
して得られた反応混合物は、次の組成: SiO2:0.02ZrO2:0.3C18A:30H2O:10.5EtOH:
2.5PrOH を有していた。この混合物とを室温において12時間攪拌した。生成物を真空濾
過によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、空気中で550℃に
おいて6時間以内に焼成し、そしてこの温度において6時間維持して有機分子を
除去した。生成物はその骨格の中にジルコニウムを含有するMCM−41として
同定し、Zr−MCM−41と称した。
【0169】実施例42 Zn含有MCM−41の合成 酢酸亜鉛二水和物(Zn(OAc)2 2H2O)の0.18gおよびNaOH
の0.8gを水44gに溶解した。この溶液にC16TMABrの8.89gを加
え、最後にTEOSの8.33gを加えた。その結果得られた混合物を室温にお
いて2時間攪拌した。この反応混合物は、次の組成: SiO2:0.02(OAc)2:0.61C16TMABr:60H2O:
0.5NaOH:4EtOH を有していた。反応混合物を、内側をテフロンでおおわれたステンレス鋼製オー
トクレーブの中に仕込み、105℃において3日間静的に加熱した。生成物を真
空濾過によって集め、水洗いし、空気中で室温において乾燥し、空気中で550
℃において6時間以内に焼成し、そしてこの温度において6時間維持して有機分
子を除去した。生成物は、その骨格の中に亜鉛を含有するMCM−41として同
定し、Zn−MCM−41と称した。
【0170】実施例43〜49 メソポーラス物質(Mesoporous Material)からCIT−6
の合成 焼成されたメソポーラス物質を、それぞれ順に、35重量%TEAOH水溶液
で含浸し、室温において12時間乾燥した。結果として得られた粉末を内側をテ
フロンでおおわれたオートクレーブの中に仕込み、150℃において静的に加熱
した。生成物を蒸留水で洗い、空気中で室温において乾燥した。吸蔵された分子
を除去するために、造られた試料を空気中で550℃において6時間以内に焼成
し、そしてこの温度において6時間維持した。また、造られた試料の孔の中に吸
蔵された有機分子は、造られた試料を酢酸と135℃において2日間接触させる
ことによって除去した。
【0171】 典型的な手順を次に示す:焼成されたSi−MCM−41の0.1gを35重
量%TEAOH水溶液(TEAOH/Si=0.4)の0.3gで含浸し、室温
において12時間乾燥した(H2O/SiO2のモル比は約1.5であった)。結
果として得られた粉末をオートクレーブ中で150℃において1週間加熱した。
焼成後の結晶性固体の収率は約80%であった。特別な物質の条件を次表に示し
た。
【0172】
【表3】
【0173】 (注)(a) カッコ内の値は、元素分析によって測定された、造られた生成物
中のSi/Yモル比(Y=Al、B、Ti、V、ZrまたはZn)である。
【0174】 次いで造られた物質を焼成してカチオンを除去した。
【0175】実施例50 Ti含有CIT−6の合成 焼成されたSi−MCM−41に、チタンテトライソプロポキシド(Ti/S
i=0.02)を含有する溶液およびTEAOH(TEA/Si=0.4)の3
5重量%水溶液を含浸させた。含浸された固体を実施例43〜49に記載された
ように処理した。結果として得られた生成物は、その骨格の中にチタンを含有す
るCIT−6であった。
【0176】 前述の結果は、高結晶性オール−Si−CIT−6が、有機鋳型(organic te
mplete)(または構造指向性剤(structure directing agent))としてTEA
OHを使用するSi−MCM−41から生成されることを明らかに示している。
Na+が反応混合物に添加されたとき、オール−Si−CIT−6は、Na+の不
存在の時よりも速く生成されることが見出された。また、フュームドシリカがシ
リカ源として使用されたときは、Na+が添加されていてさえも、非晶質相だけ
が得られることが見出された。従来の水熱反応(hydrothermal reaction)(H2 O/Si=20)は、同様に非晶質生成物だけを生じる。また、MCM−48を
シリカ源として使用するときは、オール−Si−CIT−6が生成される。これ
らのデータは、MCM−41およびMCM−48のようなメソポーラスシリカを
使用して、Na+カチオンがオール−Si−CIT−6への転化を促進し、かつ
またメソポーラス物質がCIT−6を造るのに使用できる、オール−Si−CI
T−6を合成できることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のモレキュラーシーブとベータゼオライトの25℃での吸水等温線の結
果を示す。
【図2】 本発明のモレキュラーシーブとベータゼオライトの25℃での吸水等温線の結
果を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 2/08 C07C 5/22 4H029 5/22 C10G 35/095 4H104 C10G 35/095 C10M 105/02 C10M 105/02 B01D 53/36 C (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,Z W Fターム(参考) 4D038 AA08 AB07 4D048 AA06 AB02 BA03X BA03Y BA06X BA06Y BA07X BA07Y BA08X BA08Y BA11X BA11Y BA14X BA14Y BA16X BA16Y BA21X BA21Y BA23X BA23Y BA36X BA36Y BA37X BA37Y BA41X BA41Y DA03 4G069 AA01 AA03 AA05 AA06 BA07A BA07B BB04A BB04B BC16A BC16B BC17A BC22A BC31A BC35A BC35B BC50A BC50B BC54A BC54B BC66A BC67A BD03A BD05A BD05B CA03 CA08 CA13 CB42 CB43 CB62 CC04 CC05 EE06 EE09 ZA01A ZA01B ZA19A ZA19B ZA40A ZA40B ZB03 ZB08 ZB09 4G073 BA03 BA20 BA24 BA36 BA52 BA56 BA57 BA58 BA63 BA75 BB04 CZ25 CZ41 CZ45 CZ52 FB01 FB04 FC13 FC19 FC25 FC26 FC27 UA03 UA04 4H006 AA02 AC26 AC27 AD17 BA07 BA09 BA10 BA11 BA12 BA19 BA30 BA31 BA36 BA71 4H029 CA00 DA00 4H104 BA01A DA02A JA01

Claims (80)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケイ素酸化物と亜鉛酸化物とを含んでなり、かつゼオライト
    ベータのフレームワークトポロジーを有するモレキュラーシーブであって、その
    結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上記モレキュラーシーブ。
  2. 【請求項2】 ケイ素と亜鉛の酸化物は、モレキュラーシーブのフレームワ
    ーク中の唯一の酸化物である、請求項1記載のモレキュラーシーブ。
  3. 【請求項3】 ゼオライトベータのトポロジーを有し、以下のモル比の組成
    (合成されたままの、無水状態で): SiO2/ZnO 10〜100 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ金属との混合物であり;Q
    はテトラエチルアンモニウム陽イオンである)を有するモレキュラーシーブであ
    って、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上記モレキュラーシーブ。
  4. 【請求項4】 酸化ケイ素;酸化亜鉛;および酸化アルミニウム、酸化ホウ
    素、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、
    酸化スズまたはこれらの混合物から選択される酸化物;とを含んでなり、かつゼ
    オライトベータのフレームワークトポロジーを有するモレキュラーシーブであっ
    て、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上記モレキュラーシーブ。
  5. 【請求項5】 酸化ケイ素、酸化亜鉛、および酸化アルミニウムを含んでな
    る、請求項4記載のモレキュラーシーブ。
  6. 【請求項6】 酸化ケイ素、酸化亜鉛、および酸化ホウ素を含んでなる、請
    求項4記載のモレキュラーシーブ。
  7. 【請求項7】 酸化ケイ素、酸化亜鉛、および酸化ガリウムを含んでなる、
    請求項4記載のモレキュラーシーブ。
  8. 【請求項8】 酸化ケイ素、酸化亜鉛、および酸化チタンを含んでなる、請
    求項4記載のモレキュラーシーブ。
  9. 【請求項9】 ゼオライトベータのトポロジーを有し、以下のモル比の組成
    (合成されたままの、無水状態で): SiO2/ZnO 10〜100 SiO2/W 30〜250 M/SiO2 0.01〜0.1 Q/SiO2 0.07〜0.14 (式中、Wは、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、バナジウム、鉄、チタンまた
    はこれらの混合物の酸化物であり、Mはリチウムまたはリチウムと別のアルカリ
    金属との混合物であり;Qはテトラエチルアンモニウム陽イオンを含む)を有す
    るモレキュラーシーブであって、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有する上
    記モレキュラーシーブ。
  10. 【請求項10】 ケイ素酸化物と亜鉛酸化物とを含んでなり、かつゼオライ
    トベータのフレームワークトポロジーを有する結晶性物質の製造方法であって、
    モレキュラーシーブは、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有し、該方法は、
    混合物中で結晶化条件下で、該酸化物の供給源と、リチウムと別のアルカリ金属
    との混合物またはリチウムの供給源と、テトラエチルアンモニウム陽イオンを含
    む型取り物質とを、接触させることを含んでなる方法。
  11. 【請求項11】 アルカリ金属の供給源は、リチウム以外のアルカリ金属を
    含有しない、請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】 アルカリ金属の供給源は、リチウムと別のアルカリ金属と
    を含有する、請求項10記載の方法。
  13. 【請求項13】 ケイ素酸化物;亜鉛酸化物;および酸化アルミニウム、酸
    化ホウ素、酸化ガリウム、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化チタンまたはこれらの
    混合物から選択される酸化物;とを含んでなり、かつゼオライトベータのフレー
    ムワークトポロジーを有する結晶性物質の製造方法であって、モレキュラーシー
    ブはその結晶フレームワーク中に亜鉛を含有し、該方法は、混合物中で結晶化条
    件下で、該酸化物の供給源と、リチウムと別のアルカリ金属との混合物またはリ
    チウムの供給源と、テトラエチルアンモニウム陽イオンを含む型取り物質とを、
    接触させることを含んでなる方法。
  14. 【請求項14】 モレキュラーシーブの孔からテトラエチルアンモニウム有
    機鋳型を除去する方法であって、モレキュラーシーブに、酢酸または酢酸とピリ
    ジンの混合物を、高温で、モレキュラーシーブから実質的にすべてのテトラエチ
    ルアンモニウム有機鋳型を除去するのに充分な時間、接触させることを含んでな
    る、上記方法。
  15. 【請求項15】 モレキュラーシーブは、ゼオライトベータのトポロジーを
    有する、請求項14記載の方法。
  16. 【請求項16】 高温は60℃またはそれ以下である、請求項14記載の方
    法。
  17. 【請求項17】 高温は約80℃〜約135℃である、請求項14記載の方
    法。
  18. 【請求項18】 モレキュラーシーブの孔から有機鋳型を除去し、同時にモ
    レキュラーシーブのフレームワークから亜鉛原子を除去する方法であって、モレ
    キュラーシーブは、ケイ素酸化物;亜鉛酸化物;および場合により、酸化アルミ
    ニウム、酸化ホウ素、酸化ガリウム、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化チタンおよ
    びこれらの混合物から選択される酸化物;とを含んでなり、かつモレキュラーシ
    ーブはゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有し、上記方法は、モレ
    キュラーシーブに、酢酸または酢酸とピリジンの混合物を、高温で、モレキュラ
    ーシーブから実質的にすべての有機鋳型と亜鉛を除去するのに充分な時間、接触
    させることを含んでなる方法。
  19. 【請求項19】 高温は60℃またはそれ以下である、請求項18記載の方
    法。
  20. 【請求項20】 高温は約80℃〜約135℃である、請求項18記載の方
    法。
  21. 【請求項21】 結晶性物質の製造方法であって、(1)混合物中で結晶化
    条件下で、酸化ケイ素の供給源、酸化亜鉛の供給源、リチウムと別のアルカリ金
    属との混合物またはリチウムの供給源、およびテトラエチルアンモニウム陽イオ
    ンを含む型取り物質を、ケイ素と亜鉛の酸化物を含みゼオライトベータのトポロ
    ジーを有する結晶性物質が形成されるまで、接触させ、(2)結晶に、酢酸また
    は酢酸とピリジンの混合物とを、約60℃またはそれ以下の高温で、結晶から実
    質的にすべての有機鋳型と亜鉛を除去するのに充分な時間、接触させ、そして(
    3)結晶に、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、鉄、チタン、バナジウム、ジル
    コニウム、スズまたはこれらの混合物の供給源を含有する溶液を接触させる、こ
    とを含んでなる上記方法。
  22. 【請求項22】 請求項18記載の方法により製造される生成物。
  23. 【請求項23】 請求項21記載の方法により製造される生成物。
  24. 【請求項24】 ゼオライトベータのトポロジー、1ミクロン未満の結晶サ
    イズ、および0.05 g/gモレキュラーシーブ未満の吸水能力を有する、結晶性
    モレキュラーシーブ。
  25. 【請求項25】 ゼオライトベータのトポロジー、1ミクロン未満の結晶サ
    イズ、および0.05 g/gモレキュラーシーブ未満の吸水能力を有する、結晶性
    ケイ酸塩モレキュラーシーブ。
  26. 【請求項26】 ゼオライトベータのトポロジーを有する結晶性物質の製造
    方法であって、シリカ含有メソ細孔物質に、ゼオライトベータのトポロジーを有
    する結晶性生成物を形成するのに充分な量のテトラエチルアンモニウム陽イオン
    の水溶液を含浸させ、ここで水対メソ細孔物質のモル比は、約0.5〜約2であ
    り、含浸したメソ細孔物質を、ゼオライトベータのトポロジーを有する物質の結
    晶を形成するのに充分な時間、熱と圧力の結晶化条件下に置くことを含んでなる
    、上記方法。
  27. 【請求項27】 メソ細孔物質はすべてシリカの物質である、請求項26記
    載の方法。
  28. 【請求項28】 メソ細孔物質は、シリカに加えて、酸化アルミニウム、酸
    化ホウ素、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、および
    これらの混合物よりなる群から選択される酸化物を含む、請求項26記載の方法
  29. 【請求項29】 メソ細孔物質は、MCM−41またはMCM−48である
    、請求項27記載の方法。
  30. 【請求項30】 メソ細孔物質は、MCM−41またはMCM−48である
    、請求項28記載の方法。
  31. 【請求項31】 炭化水素の変換方法であって、炭化水素原料に、炭化水素
    変換条件下で、酸化ケイ素;酸化亜鉛;および酸化アルミニウム、酸化ホウ素、
    酸化ガリウム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化スズまたはこ
    れらの混合物から選択される酸化物;とを含んでなり、かつゼオライトベータの
    フレームワークトポロジーを有するモレキュラーシーブを含む触媒を接触させる
    ことを含んでなる、上記方法。
  32. 【請求項32】 モレキュラーシーブは、主に水素型である、請求項31記
    載の方法。
  33. 【請求項33】 モレキュラーシーブは、実質的に酸性ではない、請求項3
    1記載の方法。
  34. 【請求項34】 方法は、触媒に、水素化分解条件下で炭化水素原料を接触
    させることを含んでなる水素化分解法である、請求項31記載の方法。
  35. 【請求項35】 モレキュラーシーブは、主に水素型である、請求項43記
    載の方法。
  36. 【請求項36】 方法は、触媒に、脱ろう条件下で炭化水素原料を接触させ
    ることを含んでなる脱ろう法である、請求項31記載の方法。
  37. 【請求項37】 モレキュラーシーブは、主に水素型である、請求項36記
    載の方法。
  38. 【請求項38】 方法は、触媒に、異性化脱ろう条件下でろう質の炭化水素
    原料を触媒させることを含んでなる、ろう質の炭化水素原料の脱ろう化生成物の
    粘度指数を改良するための方法である、請求項31記載の方法。
  39. 【請求項39】 モレキュラーシーブは、主に水素型である、請求項38記
    載の方法。
  40. 【請求項40】 方法は、C20+ オレフィン原料からC20+ 潤滑油を製造す
    るための方法であって、異性化条件下で触媒上で該オレフィン原料を異性体化す
    ることを含んでなる、請求項31記載の方法。
  41. 【請求項41】 モレキュラーシーブは、主に水素型である、請求項40記
    載の方法。
  42. 【請求項42】 触媒は、少なくとも1つのVIII族金属をさらに含む、請求
    項40記載の方法。
  43. 【請求項43】 方法は、約350°F以上で沸騰し、直鎖とわずかに分岐
    した鎖を含有する炭化水素油原料(フィードストック)を接触脱ろうする方法で
    あって、該炭化水素油原料に、添加した水素ガスの存在下で約15〜3000ps
    iの水素圧で脱ろう条件下で、触媒を接触させることを含んでなる、請求項31
    記載の方法。
  44. 【請求項44】 モレキュラーシーブは、主に水素型である、請求項43記
    載の方法。
  45. 【請求項45】 触媒は、少なくとも1つのVIII族金属をさらに含む、請求
    項43記載の方法。
  46. 【請求項46】 触媒は、モレキュラーシーブと少なくとも1つのVIII族金
    属を含む第1の層と、該第1の層のモレキュラーシーブより形状選択性が高いア
    ルミノケイ酸塩ゼオライトを含む第2の層とを含んでなる重層化触媒を含む、請
    求項43記載の方法。
  47. 【請求項47】 方法は、潤滑油を製造するための方法であって、 水素化分解ゾーン中で炭化水素原料を水素化分解して、水素化分解した油を含
    む流出物を得る工程;および 水素化分解した油を含む該流出物を、少なくとも約400°Fの温度で、約1
    5psig〜約3000psigの圧力で、添加した水素ガスの存在下で、触媒を用いて
    接触脱ろうする工程 とを含んでなる、請求項31記載の方法。
  48. 【請求項48】 モレキュラーシーブは、主に水素型である、請求項47記
    載の方法。
  49. 【請求項49】 触媒は、少なくとも1つのVIII族金属をさらに含む、請求
    項47記載の方法。
  50. 【請求項50】 方法は、ラフィネートに、添加した水素の存在下で異性化
    脱ろう化条件下で、触媒を接触させることを含んでなる、ラフィネートを異性化
    脱ろう化する方法である、請求項31記載の方法。
  51. 【請求項51】 モレキュラーシーブは、主に水素型である、請求項50記
    載の方法。
  52. 【請求項52】 触媒は、少なくとも1つのVIII族金属をさらに含む、請求
    項50記載の方法。
  53. 【請求項53】 ラフィネートはブライトストックである、請求項50記載
    の方法。
  54. 【請求項54】 方法は、炭化水素原料のオクタンを増加させて、芳香族含
    量が増加した生成物を生成する方法であって、約40℃以上で約200℃未満の
    範囲の沸点を有する、通常のかつわずかに分岐した炭化水素を含む炭化水素原料
    に、芳香族転化条件下で触媒を接触させることを含んでなる、請求項31記載の
    方法。
  55. 【請求項55】 モレキュラーシーブは、実質的に酸を含まない、請求項5
    4記載の方法。
  56. 【請求項56】 モレキュラーシーブはVIII族金属成分を含む、請求項54
    記載の方法。
  57. 【請求項57】 方法は、反応ゾーン中の炭化水素原料に、接触分解条件下
    で、添加水素の非存在下で、触媒を接触させることを含んでなる、接触分解法で
    ある、請求項31記載の方法。
  58. 【請求項58】 モレキュラーシーブは主に水素型である、請求項57記載
    の方法。
  59. 【請求項59】 触媒は、孔の大きい結晶性分解成分をさらに含む、請求項
    57記載の方法。
  60. 【請求項60】 方法は、アルキル化条件下で、少なくとも1モル過剰の芳
    香族炭化水素に、C2〜C20オレフィンを、少なくとも部分的な液相条件下でか
    つ触媒の存在下で接触させることを含んでなる、芳香族炭化水素をアルキル化す
    るための方法である、請求項31記載の方法。
  61. 【請求項61】 モレキュラーシーブは主に水素型である、請求項60記載
    の方法。
  62. 【請求項62】 オレフィンはC2〜C4オレフィンである、請求項60記載
    の方法。
  63. 【請求項63】 芳香族炭化水素とオレフィンは、それぞれ約4:1〜約2
    0:1のモル比で存在する、請求項62記載の方法。
  64. 【請求項64】 芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン
    、キシレン、またはこれらの混合物よりなる群から選択される、請求項62記載
    の方法。
  65. 【請求項65】 方法は、アルキル交換条件下で、芳香族炭化水素にポリア
    ルキル芳香族炭化水素を、少なくとも部分的な液相条件下でかつ触媒の存在下で
    接触させることを含んでなる、芳香族炭化水素をアルキル交換するための方法で
    ある、請求項31記載の方法。
  66. 【請求項66】 モレキュラーシーブは主に水素型である、請求項65記載
    の方法。
  67. 【請求項67】 芳香族炭化水素とポリアルキル芳香族炭化水素は、それぞ
    れ約1:1〜約25:1のモル比で存在する、請求項65記載の方法。
  68. 【請求項68】 芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン
    、キシレン、またはこれらの混合物よりなる群から選択される、請求項65記載
    の方法。
  69. 【請求項69】 ポリアルキル芳香族炭化水素はジアルキルベンゼンである
    、請求項65記載の方法。
  70. 【請求項70】 方法は、パラフィンを芳香族化合物に変換する条件下で、
    モレキュラーシーブと、ガリウム、亜鉛、または、ガリウムまたは亜鉛の化合物
    とを含む触媒を、パラフィンに接触させることを含んでなる、パラフィンを芳香
    族化合物に変換する方法である、請求項31記載の方法。
  71. 【請求項71】 方法は、オレフィンの異性化を引き起こす条件下で、オレ
    フィンに触媒を接触させることを含んでなる、オレフィンの異性化法である、請
    求項31記載の方法。
  72. 【請求項72】 方法は、キシレン異性体またはキシレン異性体とエチルベ
    ンゼンとの混合物の芳香族C8流を含む異性化原料を異性化する方法であって、
    オルト−、メタおよびパラ−キシレンのほとんど平衡の比が得られ、該方法は、
    該原料に異性体化条件下で触媒を接触させることを含んでなる、請求項31記載
    の方法。
  73. 【請求項73】 方法は、オリゴマー化条件下でオレフィンに触媒を接触さ
    せることを含んでなる、オレフィンのオリゴマー化法である、請求項31記載の
    方法。
  74. 【請求項74】 低級アルコールと他の酸素添加炭化水素の転化方法であっ
    て、該低級アルコールまたは他の酸素添加炭化水素に、液体生成物を生成する条
    件下で、酸化ケイ素;酸化亜鉛;および酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化ガ
    リウム、酸化鉄、またはこれらの混合物から選択される酸化物;とを含んでなり
    、かつゼオライトベータのフレームワークトポロジーを有するモレキュラーシー
    ブを含む触媒を接触させることを含んでなる、上記方法。
  75. 【請求項75】 ガス流にモレキュラーシーブを接触させることを含んでな
    る、酸素の存在下でのガス流中に含有される窒素酸化物の還元法において、モレ
    キュラーシーブとして、酸化ケイ素;酸化亜鉛;および酸化アルミニウム、酸化
    ホウ素、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ
    、またはこれらの混合物から選択される酸化物;とを含んでなり、かつゼオライ
    トベータのフレームワークトポロジーを有するモレキュラーシーブを使用するこ
    とを含んでなり、モレキュラーシーブはその結晶フレームワーク中に亜鉛を含有
    する、前記方法。
  76. 【請求項76】 モレキュラーシーブは、窒素酸化物の還元を触媒すること
    ができる金属または金属イオンを含有する、請求項75記載の方法。
  77. 【請求項77】 金属は、銅、コバルト、またはこれらの混合物である、請
    求項76記載の方法。
  78. 【請求項78】 ガス流は、内燃機関の排気ガス流である、請求項76記載
    の方法。
  79. 【請求項79】 液体有機化合物と水との混合物から液体有機化合物を除去
    する方法であって、ゼオライトベータのフレームワークトポロジー、1ミクロン
    未満の結晶サイズ、および0.05 g/g未満のモレキュラーシーブの吸水能力を
    有する、すべてシリカのモレキュラーシーブを、該混合物に接触させることを含
    んでなる上記方法。
  80. 【請求項80】 液体有機化合物と水との混合物から液体有機化合物を除去
    する方法であって、ケイ素酸化物;亜鉛酸化物;および場合により酸化アルミニ
    ウム、酸化ホウ素、酸化ガリウム、酸化鉄、およびこれらの混合物から選択され
    る酸化物;とを含んでなり、かつゼオライトベータのフレームワークトポロジー
    を有し、その結晶フレームワーク中に亜鉛を含有するモレキュラーシーブを、該
    混合物に接触させることを含んでなる上記方法。
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