JP2009528968A - 分子ふるいssz−74組成物及びその合成 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野
本発明は新しい結晶性分子ふるいSSZ−74に関し、構造指向剤(“SDA”)としてヘキサメチレン−1,6−ビス−(N−メチル−N−ピロリジニウム)二陽イオンを使用するSSZ−74を製造する方法に関し、そしてSSZ−74についての使用に関する。
それらのユニークなふるい特性、ならびにそれらの触媒的性質の故、結晶性分子ふるい類及びゼオライト類は、炭化水素転換、ガス乾燥及び分離のような適用において特に有用である。
発明の概要
本発明は、本明細書において“分子ふるいSSZ−74”又は単に“SSZ−74”として称される、ユニークな性質を有する一群の結晶性分子ふるいに向けられている。
本発明に従えば、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する分子ふるいが提供される。“約15より大きいモル比”と言う語句は、酸化物(2)が存在しない、即ち酸化物(1)の、酸化物(2)に対するモル比が無限大である場合を包含することに留意すべきである。その場合において、分子ふるいは本質的に全ての酸化珪素から構成される。
本発明に従えば、炭化水素転換条件で、炭化水素質(carbonaceous)供給物を、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第二の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒と接触させることを含む炭化水素類を転換するための方法が提供される。その分子ふるいは主として水素形にあるだろう。それはまた、酸性度が実質的に存在しないだろう。
(a)低分子量炭化水素含有ガスを反応帯域に導入し、そして前記帯域においてC2+炭化水素合成条件下に前記ガスを、当該触媒、及び低分子量炭化水素を高分子量炭化水素に転換することができる金属又は金属化合物と接触させ;そして
(b)前記反応帯域から高分子量炭化水素含有流を取り出す、
諸工程を含む、低分子量炭化水素から高分子量炭化水素を生成する方法がさらに提供される。
(A)(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるい;及び
(B)有機チタン化合物又は有機クロム化合物、
を含む。
(A)(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるい;及び
(B)有機チタン化合物又は有機クロム化合物、
を含む触媒組成物の触媒作用的に有効な量と接触させることを含む、1−オレフィン類を重合させるための方法がまた提供される。
この発明に従えば、ガス流中に含有している窒素の酸化物を還元するための方法が提供され、その方法は、前記ガス流を、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいと接触させることを含む。該分子ふるいは、窒素の酸化物の還元に触媒作用することができる(コバルト、銅、白金、鉄、クロム、マンガン、ニッケル、亜鉛、ランタン、パラジウム、ロジウム又はそれらの混合物のような)金属又は金属イオンを含有することができ、そしてその方法は、化学量論的過剰の酸素の存在下に行われることができる。1つの態様において、該ガス流は内燃機関の排気流である。
本発明に従えば、炭化水素を酸化するために有効な時間及び温度でチタン含有分子ふるいの触媒作用的に有効な量の存在下に、前記炭化水素を酸化剤と接触させることを含む炭化水素類の酸化方法が提供され、該チタン含有分子ふるいは、(1)酸化珪素の、(2)酸化チタンに対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する分子ふるいである。
本発明に従って、生成物ArHn−1CORを形成するために芳香族基質ArHnに対してアシル化反応を行う方法が提供され、その方法は、
該芳香族基質を用意し、
該基質と、カルボン酸誘導体、カルボン酸、酸無水物、エステル及びハロゲン化アシルからなる群から選ばれたアシル化剤とを均密に混合し、そして
このようにして形成された均密な混合物を、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒に対して曝す、
諸工程を含む。
本発明は、含酸素化合物(oxygenate)供給原料から、分子当たり2〜4個の炭素原子を有するオレフィン類を含む軽質オレフィンの生成のための方法に関する。その方法は含酸素化合物供給原料を、分子ふるい触媒を含有する含酸素化合物転換帯域に通過させて軽質オレフィン流を生成することを含む。
本発明に従えば、ガスの混合物を、分子ふるいが(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいであるその分子ふるいを含有する膜と、接触させることを含む、ガス類を分離するための方法が提供される。ガス類の該混合物は二酸化炭素及びメタンを含むことができる。
本発明に従えば、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒の存在下にガス相中で、メタノール、ジメチルエーテル又はそれらの混合物と、アンモニアとを反応させることを含む、メチルアミン又はジメチルアミンの生成方法が提供される。
この発明は、一般に、エンジン排気流を処理するための方法に関し、そして特にエンジンの常温始動運転中の放出を最少にするための方法に関する。したがって、本発明は、水上で炭化水素類を優先的に吸着する分子ふるい床上に、炭化水素類及び他の汚染物質を含有する常温始動エンジン排気ガス流を流動させて、第1の排気流を得、そして第1の排気ガス流を触媒上に流動させて該第1の排気ガス流中に含有している全ての残留炭化水素類及び他の汚染物質を無害な生成物に転換させ、そして処理済排気流を得、そして該処理済排気流を大気中に放出させることからなる、前記常温始動エンジン排気ガス流を処理するための方法を提供し、その分子ふるい床は(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含むことを特徴とする。
本発明に従えば、蒸気相中でオキシムを、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒と接触させることを含む、ベックマン転位を介してオキシム類からアミド類を調製する方法が提供される。その分子ふるいは典型的には酸性である。
本発明は、本明細書において“分子ふるいSSZ−74”又は単に“SSZ−74”と称せられる分子ふるいを含む。
SSZ−74を調製するにあたって、ヘキサメチレン−1,6−ビス−(N−メチル−N−ピロリジニウム)二陽イオンがまた、結晶化テンプレートとして知られている構造指向剤(structure directing agent)(“SDA”)として使用される。SSZ−74を作成するために有用なそのSDAは下記の構造を有する:
(a)(1)酸化珪素の源(1種又は複数種)、(2)酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化ホウ素、酸化チタン、酸化インジウム及びそれらの混合物の源(1種又は複数種)、(3)フッ素イオンの源及び(4)SSZ−74の形成に有害でない陰イオン対イオンを有するヘキサメチレン−1,6−ビス−(N−メチル−N−ピロリジニウム)二陽イオンを含有する水溶液を調製し;
(b)SSX−74の結晶を形成するために十分な条件下に、該水溶液を維持し;そして
(c)SSZ−74の結晶を回収する;
ことを含む方法により製造される。
(b)提供されたX線パターンは、X線パターンにおいての最も強い線が100の値を与えられ;W(弱)は20未満であり;M(中位)は20〜40であり;S(強)は40〜60であり;VS(非常に強)は60より大である相対的強度尺度に基づいている。
SSZ−74分子ふるいは、炭化水素転換反応において有用である。炭化水素転換反応は、炭素含有化合物を異なる炭素含有化合物に変化させる化学的且つ触媒作用的方法である。SSZ−74が有用であると期待される炭化水素転換反応の例は、水素化分解、脱ろう、接触分解、そしてオレフィン類及び芳香族類形成反応を包含する。該触媒はまた、他の石油精製,及びn−パラフィン類及びナフテン類を異性化するような炭化水素転換反応、イソブチレン及びブテン−1のようなオレフィン系又はアセチレン系化合物の重合化及びオリゴマー化、1−オレフィン類(例えばエチレン)の重合、改質、ポリアルキル置換芳香族類(例えばm−キシレン)の異性化、ベンゼン、キシレン類及びより高級のメチルベンゼン類の混合物を提供するための芳香族類(例えばトルエン)の不均化、及び酸化反応において有用であることが期待される。また、種々のナフタレン誘導体を造るための転位反応、及び低分子量炭化水素から高分子量炭化水素の形成(例えばメタンの等級上げ)が包含される。
2 ガス相反応、
3 炭化水素分圧、
4 液相反応、
5 WHSV。
水素化分解
例えば、主として水素形にあるSSZ−74及び水素化促進剤を含む触媒を使用して、重質石油残留物供給原料、環式原料及び他の水素化分解物(hydrocrackate)仕込み原料を、前記米国特許第4,910,006号及び同第5,316,753号に開示されている処理条件及び触媒成分を用いて水素化分解することががきる。
例えば、主として水素形にあるSSZ−74は、直鎖パラフィン類を選択的に除去することにより炭化水素質供給物を脱ろうするために用いられることができる。典型的には、その脱ろう生成物の粘度指数は、異性化脱ろう条件下にろう状供給物をSSZ−74と接触させる場合に(ろう状供給物と比較して)改良される。
SSZ−74は、軽質直留ナフサ類及び同様な混合物を、高度に芳香族の混合物に転換するために用いられることができる。したがって、直鎖及びやや分枝した鎖の炭化水素、例えば約40℃より高くて約200℃未満の沸騰範囲を有する炭化水素は、その炭化水素供給物を、SSZ−74を含む触媒と接触させることにより、実質的にいっそう高いオクタンの芳香族類含有量を有する生成物に転換させることができる。それはまた、SSZ−74を含む触媒を用いて重質供給物を、価値あるBTX又はナフタレン誘導体に転換することが可能である。
炭化水素分解原料は、例えば主として水素形でのSSZ−74を用いて、水素の不存在下に触媒作用的に分解されることができる。
本触媒は、C4〜C7炭化水素類を異性化するために高度に活性であり、且つ高度に選択性である。活性とは、触媒が高度に分枝されたパラフィン類を熱力学的に優先する比較的に低い温度で働くことができることを意味する。したがって、その触媒は高いオクタン製品を生成することができる。高い選択性とは、触媒を高いオクタンで働かせる場合、比較的に高い液体収量を達成させることができることを意味する。
芳香族炭化水素のアルキル化又はアルキル交換反応のための方法においてSSZ−74を使用できる。その方法は、少なくとも部分的液相条件下及びSSZ−74を含む触媒の存在下に芳香族炭化水素を、C2〜C16オレフィンアルキル化剤又はポリアルキル芳香族炭化水素アルキル交換剤と接触させることを含む。
SSZ−74は、芳香族化合物を包含する高分子量炭化水素類に軽質ガスC2〜C6パラフィン類を転換させるために用いられることができる。典型的には分子ふるいは、約0.05〜5重量%の範囲で、金属が周期律表第IB族、第IIB族、第VIII族、第IIIA族、例えばガリウム、ニオブ、インジウム、亜鉛からなる群から選ばれる触媒金属又は金属酸化物を含有するだろう。
オレフィン類を異性化するためにSSZ−74を使用することができる。供給物流は少なくとも1種C4−6オレフィン、例えばノルマルブテンのようなC4−6直鎖オフレィンを含有する炭化水素流である。この明細書において用いられるものとしてノルマルブテンとは、ノルマルブテンのすべての形、例えば1−ブテン、シス−2−ブテン及びトランス−2−ブテンを意味する。典型的にはノルマルブテン以外の炭化水素類又は他のC4−6直鎖オレフィン類が供給物流に存在するだろう。これらの他の炭化水素は、例えばアルカン類、他のオレフィン類、芳香族類、水素及び他の不活性ガスを含むことができる。
SSZ−74は、平衡値に近い比で、オルト−、メタ−及びパラ−キシレンを得るために、C8芳香族供給物においての1種以上のキシレン異性体を、異性化する方法においてまた有用であろう。特に、キシレン異性化は、パラキシレンを製造するための別の方法と一緒に用いられる。例えば、混合C8芳香族流中のパラキシレンの一部分を、結晶化及び遠心分離により回収することができる。次に、晶出装置からの母液をキシレン異性化条件下に反応させてオルト−、メタ−及びパラ−キシレンを平衡に近い比に戻す。同時に、母液中のエチルベンゼンの一部分を、キシレン類に又は濾過により容易に分離される生成物に転換する。その異性化物を新しい供給物とブレンドし、合併した流れを蒸留して重質及び軽質の副生成物を除去する。次に得られたC8芳香族類流を晶出装置に送って、そのサイクルを繰り返す。
随意的に異性化供給物は、トルエン、トリメチルベンゼン、ナフタレン類及びパラフィン類のような希釈剤の10〜90重量%を含有することができる。
約2〜21個、例えば2〜5個の炭素原子を有する直鎖及び分枝鎖オレフィン類をオリゴマー化するために、SSZ−74をまた使用することができることが期待される。その方法の生成物であるオリゴマー類は両方の燃料、即ちガソリン又はガソリン混合原料(gasoline blending stock)及び化学製品(chemicals)のために有用である中間ないし重質のオレフィン類である。
オリゴマー化方法は、気相又は液相においてオレフィン供給原料を、SSZ−74を含む触媒と接触させることを含む。
混合脂肪族及び芳香族炭化水素を含むガソリン沸点炭化水素生成物に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するためにSSZ−74を使用することができる。1975年7月8日にButter、等に与えられた米国特許第3,894,107号(この特許を参照することにより本明細書に全体的に組み入れる)に開示された方法は、この方法において使用される処理条件を記載している。
低分子量炭化水素を、SSZ−74及び高分子量炭化水素に該低分子量炭化水素を転換することができる金属又は金属化合物を含む触媒と接触させることにより、該低分子量炭化水素から、高分子量炭化水素を形成することができる。そのような反応の例は、エチレン又はベンゼンあるいはそれら両方のようなC2+炭化水素類へのメタンの転換を包含する。有用な金属類又は金属化合物の例は、ランタニド及び/又はアクチニドの、金属又は金属化合物を包含する。
本発明の分子フルイを、1−オレフィン類の重合、例えばエチレンの重合のための触媒において使用することができる。オレフィン重合触媒を形成するために、上に記載されたような分子ふるいを特定のタイプの有機金属と反応させる。重合触媒を形成するのに有用な有機金属化合物は、アルキル部分及び随意的にハロゲン部分を有する三価及び四価の有機チタン及び有機クロム化合物を包含する。本発明に関して、“アルキル”と言う用語は直鎖及び分枝鎖の両方のアルキル基、シクロアルキル基、及びベンジルのようなアルキルアリール基を包含する。
[化2]
MAlkxHalm−x
(式中、Mはチタン及びクロムから選ばれた金属であり、Alkはアルキルであり、Halはハロゲン(例えばCl又はBr)であり、xは1〜4であり、そしてmはxより大であるか又はxに等しく、そして3又は4である)に相当する化合物を包含するが、しかしそれに限定されない。
SSZ−74は、水素処理用触媒において有用である。水素処理中に、炭化水素質供給物中に存在する酸素、硫黄及び窒素は低い水準に減少される。供給物中に存在する場合の芳香族類及びオレフィン類はまた、飽和されたそれらの二重結合を有することができる。或る場合において、水素処理用触媒及び水素処理条件は、(典型的には燃料として有用な)大部分脱硫された生成物の収量を減少させる可能性がある分解反応を最少にするように選ばれる。
不飽和炭化水素類を含有する炭化水素供給物の水素化に触媒作用するために触媒中にSSZ−74を使用することができる。不飽和炭化水素類は、オレフィン類、ジェン類、ポリエン類、芳香族化合物、等を含むことができる。
温度、圧力、空間速度、接触時間、等のような水素化条件は当業界に周知である。
ガス流中の窒素の酸化物の接触還元のためにSSZ−74を使用することができる。典型的には、そのガス流はまた、酸素を含有し、しばしばその化学量論的過剰で含有する。また、分子ふるいは、その中に又はその上に、窒素酸化物の還元に触媒作用することができる金属又は金属イオン類を含有することができる。そのような金属又は金属イオン類の例は、コバルト、銅、白金、鉄、クロム、マンガン、ニッケル、亜鉛、ランタン,パラジウム、ロジウム及びそれらの混合物を包含する。
アルコール類及びエポキシド類のような高い価値の生成物への、アルカン類及びアルケン類のような低い価値の炭化水素の部分酸化は、市場で大きな関心を持たれていることである。これらの酸化生成物は、そのままで価値があるばかりでなく、製薬品及び殺虫剤を含む特定の化学製品のための中間体としてもまた価値がある。
典型的にはTi−SSZ−74は触媒として使用する前に熱的に処理される(カ焼される)。
Ti−SSZ−74が触媒として有用である酸化反応の1つはオレフィン類のエポキシ化である。この発明の方法においてエポキシ化されるオレフィン基質は少なくとも1つのエチレン不飽和官能基(即ち、炭素−炭素二重結合)を有する任意の有機化合物であることができ、そして環式、分枝又は直鎖オレフィンであることができる。オレフィンはアリール基(例えばフェニル、ナフチル)を含有することができる。典型的にはオレフィンは、特性において脂肪族であり、そして2〜約20個の炭素原子を含有する。軽質(低沸騰)C2〜C10モノオレフィン類の使用が特に有利である。
適当な基質の他の例は、不飽和脂肪酸又はエステル類のような脂肪酸誘導体を包含する。
[化3]
R3R4C=CR5R6
(式中、R3、R4、R5及びR6は、同じであるか又は異なっており、そして水素及びC1〜C18アルキルからなる群から選ばれる)を有するC2〜C20オレフィン類である。
触媒の存在下に下記芳香族基質をアシル化剤と接触させることにより、芳香族基質ArHn(但し、nは少なくとも1である)をアシル化させるための触媒において本発明の分子ふるいを使用することができる。アシル化反応の生成物は、ArHn−1COR(但し、Rは有機基である)である。
本発明は、アルコール類及びエーテル類を含む1種以上の含酸素化合物(oxygenate)を含む供給原料を、軽質オレフィン類、即ちC2、C3及び/又はC4オレフィン類を含有する炭化水素生成物に接触転換するための方法を含む。軽質オレフィン類を生成するために有効な処理条件で、供給原料を本発明の分子ふるいと接触させる。
ガス類を分離するために本発明の分子ふるいを使用することができる。例えば天然ガスから二酸化炭素を分離するためにそれを使用することができる。典型的にはガス類を分離するために用いられる膜においての成分としてその分子ふるいを使用する。そのような膜の例は、2003年1月21日にKulkarni、等に与えられた米国特許第6,508,860号(その特許をその全体において参照することにより本明細書に組み入れる)に開示されている。
メチルアミン又はジメチルアミンを造るために触媒において本発明の分子ふるいを使用することができる。ジメチルアミンは一般に、シリカ−アルミナ触媒の存在下にメタノール(及び/又はジメチルエーテル)とアンモニアとの連続反応により工業的量で製造される。典型的には、300℃〜500℃の範囲の温度及び高められた圧力で蒸気相においてそれらの反応体を一緒にする。そのような方法は、1988年4月12日にAbrams、等に与えられた米国特許第4,737,592号(この特許をその全体において参照するとにより本明細書に組み入れる)に開示されている。
ガソリン及び燃料油のような炭化水素質燃料の燃焼から生ずるガス廃棄物は、燃焼又は不完全燃焼の生成物として一酸化炭素、炭化水素類、窒素酸化物類を含み、そして大気の汚染に関連して重大な健康問題を有する。定置内燃機関、工業炉、等のような他の炭素質燃料燃焼源からの排気ガスが空気汚染の実質的な一因となる一方で、自動車エンジンからの排気ガスが汚染の主要な根源である。これらの健康問題の重大な関連の故、環境保護局(EPA)は、自動車が放出する可能性がある一酸化炭素、炭化水素類及び窒素酸化物類の量に対しての厳重な制御を公布した。これらの制御の用具手段は、自動車から放出される汚染物質の量を減少させるために触媒作用転換装置の使用を生じた。
吸着剤床において使用される分子ふるいはSSZ−74である。
本発明はオキシム類からアミド類を調製するための方法に関する。本発明はさらに、ベックマン触媒作用転位としてまた知られている、イプシロン−カプロラクタム(カプロラクタム)のようなアミド類への、シクロヘキサノンオキシムのようなオキシム類の、触媒作用転換においてのSSZ−74の使用に関する。ベックマン転位を下(分子ふるい触媒の代わりに硫酸を使用する場合)に示す:
ヘキサメチレン−1,6−ビス−(N−メチル−N−ピロリジニウム)二陽イオンSDAの合成
50mlのアセトン中にN−メチルピロリジンの5ml(48ミリモル)を溶解した。1,6−ジブロモヘキサンの4.9グラム(20ミリモル)を加え、そして得られた混合物を室温で3日間かき混ぜた。固体が形成し、それを濾過により収集し、エーテルで洗浄し、そして真空オーブン中に保持した。次にOH形への交換のために3.71グラムの乾燥固体を18.7グラムの水及び9.57グラムのAG1−X8樹脂中に混合した。その交換を一夜行い、次に溶液を収集し、そして滴定した。
全−シリカSSZ−74の合成
例1からの溶液の6.4グラム(3ミリモル)を、重さを計ったテフロン(登録商標)カップ中でオルト珪酸テトラエチルの1.26グラムと混合し、次に加水分解が起こるように数日間(フード中で)放置して蒸発させた。第2の反応を同じ方法で設定した。外観での乾燥まで蒸発させた後に、一方の反応に0.20グラムの水を加え、そして混合した。第2の反応に0.60グラムの水を加え、そして同じ処理を続けた。各々の反応混合物に約50%HFの0.125グラムを注意深く加え、プラスチックのヘラで内容物をかき混ぜ、そして厚いゲルが形成した。第1の場合において、ここでH2O/SiO2比はおよそ3.5であって、第2の場合においてその比は7.0であった。ブルーM(Blue M)対流加熱用オーブンに置かれた回転パル(Parr)反応器中で150℃に、そして43RPMで、それら物質を加熱した。反応物を冷却させ、6日期間開放し、結晶が形成されたかどうかを調べるために走査電子顕微鏡で少量を調べた。22日後に、両方の場合において結晶質物質が存在し、固体を(濾過により)収集し、多量の水で洗浄し、空気乾燥し、次にX線回折(XRD)により調べた。両方の場合において生成物はSSZ−74であった。
SSZ−74のカ焼
例2においての両方の反応からの生成物を、数段階で空気中で595℃でカ焼して有機含有物を除去した。それらの物質は、安定であることが分かり、そしてXRDパターンは作成時のSSZ−74への関連性を示した。
2,2−ジメチルブタンの吸着
次に、例3のカ焼物質を、炭化水素2,2−ジメチルブタンの取り込みについて試験した。この吸着物は、小さな細孔のゼオライト類(8−環門(8−ring portals))には入っていかず、そしてときにはZSM−5のような中間細孔ゼオライト類に入っていくのが妨げられる。SSZ−74は、吸着物の着実な漸次吸収を示す、(大きな細孔物質のYゼオライトとは対照的に)中間細孔物質のより特徴的なプロフィールを示した。
アルミナ珪酸塩SSZ−74の合成
以下の変更を除いて、例2の合成パラメーターを繰り返した:(1)Alの有効な寄与物質(contributor)としてYゼオライト材料LZ−210の0.04グラムを加えた;(2)合成のための初期H2O/SiO2比を5に調節した;(3)首尾の良いSSZ−74生成物の種晶を加えた;そして(4)反応を170℃で実施した。9日後に、完成し且つXRDにより分析したときにSSZ−74であった結晶性物質が存在した。次に、その固体を例3におけるようにしてカ焼した。
制約指数
20〜40ペレット化及びメッシュの範囲で例5からの物質の0.12グラムをステンレス鋼反応器中に装入し、そして制約指数試験(Constraint Index test)(50/50のn−ヘキサン/3−メチルペンタン)において実施した。反応器中で1000°F近くに触媒を乾燥させた後に、通常の供給速度(8μl/分)を用い、そして試験を700°Fで実施した。ヘリウムの流れを使用した。流れ上10分で、各々の反応体のおよそ等しい量を用いて、供給物の30%近くが転換されつつあった。100分で触媒が汚染されて転換が半分になったとき、その選択度は変化しなかった。活性SSZ−74の細孔は大きさにおいて少なくとも中間であった。
アルミノ珪酸塩SSZ−74の合成
SDA溶液の3ミリモル及びオルト珪酸テトラエチルの1.26グラム(6ミリモル)をパル(Parr)反応器のためのテフロン(登録商標)カップ中で一緒にした。その内容物を放置して反応させ、次に大部分の水、その次にエタノール副生成物を、数日間にわたってフード(hood)中で放置して蒸発させた。蒸発からいったんH2O/SiO2比が約5であったとき、0.04グラムのLZ−210ゼオライト(LZ−210は、幾分脱アルミニウム化を提供するように(NH4 +)2SiF6で処理されたYゼオライトである)を加えた。作成されたときの状態において2,3ミリグラムのSSZ−74の種晶を加えた。最後に50%HFの0.132グラムを加え、反応器を閉じ、そして6日間43RPMで170℃で加熱した。冷却された反応生成物のサンプルは、電子顕微鏡で結晶性物質を適切に示した。反応内容物を完成させ、そして乾燥させた。X線回折による分析は、生成物が分子ふるいSSZ−74であることを示した。
Claims (96)
- (1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する、結晶性分子ふるい。
- 分子ふるいが、(1)酸化珪素の、(2)酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化ホウ素、酸化チタン、酸化インジウム及びそれらの混合物から選ばれた酸化物に対する約15より大きいモル比を有する、請求項1の分子ふるい。
- 方法が、結晶化条件下、(1)酸化珪素の源、(2)酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化ホウ素、酸化チタン、酸化インジウム及びそれらの混合物の源、(3)フッ化物イオン及び(4)ヘキサメチレン−1,6−ビス−(N−メチル−N−ピロリジニウム)二陽イオンを含む構造指向剤を接触させることを含む、結晶性物質を調製する方法。
- 炭化水素転換条件で、炭化水素質供給物を、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒と接触させることを含む、炭化水素類を転換するための方法。
- 分子ふるいが、(1)酸化珪素の、(2)酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化ホウ素、酸化チタン、酸化インジウム又はそれらの混合物から選ばれた酸化物に対する約15より大きいモル比を有する、請求項1の方法。
- 分子ふるいが酸性度を実質的に有しない、請求項8の方法。
- 方法が、水素化分解条件下、該触媒を炭化水素供給原料と接触させることを含む水素化分解方法である、請求項8の方法。
- 方法が、脱ろう条件下、該触媒を炭化水素供給原料と接触させることを含む、脱ろう方法である、請求項8の方法。
- 方法が、異性化脱ろう条件下、該触媒をろう状炭化水素供給物と接触させることを含む、ろう状炭化水素供給物の脱ろうされた生成物の粘度指数を改良するための方法である、請求項8の方法。
- 方法が、触媒上で異性下条件下、C20+オレフィン供給物を異性化することを含む、該C20+オレフィン供給物からC20+潤滑油を生成する方法である、請求項8の方法。
- 触媒が少なくとも1種の第VIII族金属をさらに含む、請求項13の方法。
- 方法が、脱ろう条件下約15〜3000psi(0.103〜20.7MPa)の水素圧で添加された水素ガスの存在下に、下記炭化水素油供給原料を該触媒と接触させることを含む、約350°F(177℃)より高い温度で沸騰し、そして直鎖及びやや分枝した鎖の炭化水素を含有する炭化水素油供給原料を触媒作用的に脱ろうする方法である、請求項8の方法。
- 触媒が少なくとも1種の第VIII族金属をさらに含む、請求項15の方法。
- 前記触媒が、分子ふるい及び少なくとも1種の第VIII族金属を含む第1層、及び前記第1層の分子ふるいよりいっそう形状選択性であるアルミノ珪酸塩ゼオライトを含む第2層、を含む積層化触媒を含む、請求項15の方法。
- 方法が、
水素化分解帯域において炭化水素質供給原料を水素化分解して、水素化分解された油を含む流出液を得、
添加された水素ガスの存在下に少なくとも約400°F(204℃)の温度及び約15psig〜約3000psig(0.103〜20.7MPaゲージ)の圧力で、水素化分解された油を含む前記流出液を、該触媒で触媒作用的に脱ろうする、
ことを含む、潤滑油を調製する方法である、請求項8の方法。 - 触媒が少なくとも1種の第VIII族金属をさらに含む、請求項18の方法。
- 方法が、異性化脱ろう条件下、添加水素の存在下、ラフィネートを該触媒と接触させることを含む、ラフィネートの異性化脱ろうする方法である、請求項8の方法。
- 触媒が少なくとも1種の第VIII族金属をさらに含む、請求項20の方法。
- ラフィネートがブライトストックである、請求項20の方法。
- 方法が、芳香族転換条件下約40℃より高く、約200℃未満の沸騰範囲を有する直鎖又はやや分枝した炭化水素を含む炭化水素質供給原料を、該触媒と接触させることを含む、炭化水素供給原料のオクタンを増大させて、増大した芳香族含有量を有する生成物を生成する方法である、請求項8の方法。
- 分子ふるいが酸性度を実質的に有しない、請求項23の方法。
- 分子ふるいが第VIII族金属成分を含む、請求項23の方法。
- 方法が、添加水素の不存在下の接触分解条件下、反応帯域において炭化水素供給原料を、該触媒と接触させることを含む、接触分解方法である、請求項8の方法。
- 触媒が大きな細孔の結晶性分解成分をさらに含む、請求項26の方法。
- 方法が、異性化条件下、直鎖及びやや分枝したC4〜C7炭化水素類を有する供給物を、該触媒と接触させることを含む、C4〜C7炭化水素類を異性化するための異性化方法である、請求項8の方法。
- 分子ふるいが、少なくとも1種の第VIII族金属で含浸されている、請求項28の方法。
- 触媒が、第VIII族金属の含浸後に高められた温度で水蒸気/空気混合物中でカ焼されている、請求項28の方法。
- 第VIII族金属が白金である、請求項29の方法。
- 方法が、少なくとも部分的液相条件で且つ触媒の存在下に、アルキル化条件下、少なくともモル過剰の芳香族炭化水素を、C2〜C20オレフィンと接触させることを含む、芳香族炭化水素をアルキル化する方法である、請求項8の方法。
- オレフィンがC2〜C4オレフィンである、請求項32の方法。
- 芳香族炭化水素とオレフィンとがそれぞれ、約4:1〜約20:1のモル比で存在する、請求項33の方法。
- 芳香族炭化水素が、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、ナフタレン、ナフタレン誘導体、ジメチルナフタレン又はそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項33の方法。
- 方法が、少なくとも部分的な液相条件下、且つ触媒の存在下に、アルキル交換反応条件下、芳香族炭化水素をポリアルキル芳香族炭化水素と接触させることを含む、芳香族炭化水素をアルキル交換する方法である、請求項8の方法。
- 分子ふるいが主として水素形にある、請求項7、10、11、12、13、15、18、20、26、28、32又は36の方法。
- 芳香族炭化水素と、ポリアルキル芳香族炭化水素とがそれぞれ、約1:1〜約25:1のモル比で存在する、請求項36の方法。
- 芳香族炭化水素が、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、又はそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項36の方法。
- ポリアルキル芳香族炭化水素が、ジアルキルベンゼンである、請求項36の方法。
- 方法が、パラフィン類を芳香族類への転換を起こさせる条件下、パラフィン類を、分子ふるい、及びガリウム、亜鉛、ガリウムの化合物又は亜鉛の化合物を含む触媒と接触させることを含む、パラフィン類を芳香族類に転換させる方法である、請求項8の方法。
- 方法が、オレフィン類の異性化を起こさせる条件下、前記オレフィン類を該触媒と接触させることを含む、前記オレフィン類を異性化する方法である、請求項8の方法。
- 方法が、平衡比のいっそう近くでオルト−、メタ−及びパラ−キシレン類が得られる、キシレン異性体類、又はキシレン異性体類の混合物及びエチルベンゼンの芳香族C8流れを含む異性化供給物を異性化する方法であって、この方法が、異性化条件下に前記供給物を該触媒と接触させることを含む方法である、請求項8の方法。
- 方法が、オリゴマー化条件下、オレフィン供給物を該触媒と接触させることを含む、オレフィン類をオリゴマー化する方法である、請求項8の方法。
- 方法が、
(a)低分子量炭化水素含有ガスを反応帯域中に導入し、そしてC2+炭化水素合成条件下、前記帯域において前記ガスを、該触媒とそして該低分子量炭化水素を高分子量炭化水素に転換することができる金属又は金属化合物と、接触させ、
(b)前記反応帯域から高分子量炭化水素含有流を取り出す、
工程を含む、低分子量炭化水素から高分子量炭化水素を生成する方法である、請求項8の方法。 - 金属又は金属化合物が、ランタニド又はアクチニドの、金属又は金属化合物である、請求項45の方法。
- 低分子量炭化水素がメタンである、請求項45の方法。
- (A)(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるい;及び
(B)有機チタン又は有機クロム化合物、
を含む、1−オレフィン類の重合を促進するための触媒組成物。 - 方法が、重合反応を開始し且つ促進させるために適当な温度及び圧力を包含する重合条件下、1−オレフィン単量体を、下記触媒組成物の触媒作用的に有効な量と接触させることを含む1−オレフィンを重合する方法であって、該触媒組成物が:
(A)(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるい;及び
(B)有機チタン又は有機クロム化合物、
を含む組成物である、請求項8の方法。 - 1−オレフィン単量体がエチレンである、請求項49の方法。
- 方法が、不飽和炭化水素を含有する炭化水素供給物を水素化する方法であって、その方法が、該触媒を用いて水素化を起こさせる条件下に該供給物を水素と接触させることを含む、請求項8の方法。
- 触媒は、金属が白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム又はそれらの組み合わせからなる群、あるいはニッケル、モリブデン、コバルト、タングステン、チタン、クロム、バナジウム、レニウム、マンガン及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる、金属類、塩類又は錯体類を含有する、請求項51の方法。
- 液体生成物を生成させる条件下、酸素化炭化水素を、第1の四価元素の酸化物の、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素、三価元素、五価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する分子ふるいを含む触媒と接触させることを含む、酸素化炭化水素を転換する方法。
- 酸素化炭化水素が低級アルコールである、請求項53の方法。
- 低級アルコールがメタノールである、請求項54の方法。
- 水素処理条件下、炭化水素供給原料を、水素処理用触媒及び水素と接触させることを含む該炭化水素供給原料を水素処理する方法であって,該触媒が(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む、上記方法。
- 触媒が、第VIII族金属若しくはその化合物、第VI族金属若しくはその化合物、又はそれらの組み合わせを含有する、請求項56の方法。
- ガス流中に含有されている窒素の酸化物を還元する方法であって、前記方法が、該ガス流を、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいと接触させることを含む、上記方法。
- 酸素の存在下に行われる、請求項58の方法。
- 前記分子ふるいが、窒素の酸化物の還元に触媒作用することができる金属又は金属イオンを含有する、請求項58の方法。
- 金属が、コバルト、銅、白金、鉄、クロム、マンガン、ニッケル、亜鉛、ランタン、パラジウム、ロジウム又はそれらの混合物である、請求項60の方法。
- ガス流が、内燃機関の排気流である、請求項58の方法。
- ガス流が、内燃機関の排気流である、請求項61の方法。
- 炭化水素を酸化するのに有効な時間及び温度で、触媒作用的に有効な量のチタン含有分子ふるいの存在下、該炭化水素を酸化剤と接触させることを含む前記炭化水素の酸化方法であって、前記チタン含有分子ふるいが(1)酸化珪素の、(2)酸化チタンに対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に、表IIのX線回折線を有する分子ふるいである、上記方法。
- オレフィンをエポキシ化するのに有効な時間及び温度で、触媒作用的に有効な量のチタン含有分子ふるいの存在下に、前記オレフィンを過酸化水素と接触させることを含む前記オレフィンのエポキシ化方法であって、前記チタン含有分子ふるいが(1)酸化珪素の、(2)酸化チタンに対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する分子ふるいである、上記方法。
- シクロヘキサンを酸化するのに有効な時間及び温度で、触媒作用的に有効な量のチタン含有分子ふるいの存在下に、前記シクロヘキサンを過酸化水素と接触させることを含む前記シクロヘキサンの酸化方法であって、前記チタン含有分子ふるいが(1)酸化珪素の、(2)酸化チタンに対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する分子ふるいである、上記方法。
- 酸化条件下、(1)過酸化水素の存在下に接触酸化することができる反応体、(2)水性過酸化水素、及び(3)(i)酸化珪素の、(ii)酸化チタンに対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する分子ふるいを含む酸化触媒の触媒作用的に有効な量、を接触させることを含む、接触酸化方法。
- 酸化することができる反応体が炭化水素である、請求項67の方法。
- (1)酸化珪素の、(2)酸化チタンに対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する分子ふるいを含む触媒の触媒作用的に有効な量の存在下に、オレフィンを過酸化水素と接触させることを含む、オレフィンのエポキシ化方法。
- 芳香族基質ArHnに対してアシル化反応を行って、生成物ArHn−1CORを形成する方法であって、その方法が:
該芳香族基質を用意し、
該基質と、カルボン酸誘導体、カルボン酸、酸無水物、エステル及びハロゲン化アシルからなる群から選ばれたアシル化剤とを均密に混合し、
このようにして形成された均密な混合物を、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒に曝す、
工程を含む、上記方法。 - 有機基質がベンゼン、トルエン、アニソール及び2−ナフトールからなる群から選ばれる、請求項70の方法。
- 有機基質がアニソールである、請求項71の方法。
- アシル化剤が、カルボン酸誘導体、カルボン酸、酸無水物、エステル及びハロゲン化アシルからなる群から選ばれる、請求項70の方法。
- 含酸素化合物、又は含酸素化合物の混合物を含む供給原料から軽質オレフィンを生成する方法であって、その方法が、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒上で有効な条件で該供給原料を反応させることを含む、上記方法。
- 軽質オレフィンが、エチレン、プロピレン、ブチレン又はそれらの混合物である、請求項74の方法。
- 軽質オレフィンがエチレンである、請求項75の方法。
- 含酸素化合物が、メタノール、ジメチルエーテル又はそれらの混合物である、請求項74の方法。
- 含酸素化合物がメタノールである、請求項77の方法。
- ガスの混合物を、分子ふるいを含有する膜と接触させることを含むガスを分離する方法であって、前記分子ふるいが(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む、上記方法。
- ガスの混合物が、二酸化炭素及びメタンを含む、請求項79の方法。
- (1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒の存在下にガス相中でメタノール、ジメチルエーテル又はそれらの混合物と、アンモニアとを反応させることを含む、メチルアミン又はジメチルアミンの生成方法。
- メタノール、ジメチルエーテル又はそれらの混合物とアンモニアとは約0.2〜約1.5の炭素/窒素比を与えるために十分な量で存在する、請求項81の方法。
- 約250℃〜約450℃の温度で行われる、請求項81の方法。
- 炭化水素及び他の汚染物質を含有する常温始動エンジン排気ガス流を、水上の炭化水素を優先して吸着する分子ふるい床上に流して第1排気流を得、該第1排気ガス流を触媒上に流して該第1排気ガス流中に含有している残留炭化水素類及び他の汚染物質を無害な生成物に転換し、処理済排気流を得、該処理済排気流を大気中に放出することからなり、しかも該分子ふるい床が(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、そしてカ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む、炭化水素及び他の汚染物質を含有する常温始動エンジン排気ガス流を処理する方法。
- エンジンが内燃機関である、請求項84の方法。
- 内燃機関が自動車エンジンである、請求項85の方法。
- エンジンが炭化水素質燃料により燃料供給されている、請求項84の方法。
- 分子ふるいが、その上に白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム及びそれらの混合物からなる群から選ばれた金属を付着させている、請求項84の方法。
- 金属が白金である、請求項88の方法。
- 金属がパラジウムである、請求項88の方法。
- 金属が白金とパラジウムとの混合物である、請求項88の方法。
- 蒸気相中でオキシムを、(1)第1の四価元素の酸化物の、(2)三価元素、五価元素、前記第1の四価元素とは異なる第2の四価元素の酸化物又はそれらの混合物に対する約15より大きいモル比を有し、カ焼後に表IIのX線回折線を有する結晶性分子ふるいを含む触媒と接触させることを含む、ベックマン転位を介してオキシムからアミドを調製する方法。
- オキシムがシクロヘキサノンオキシムであり、アミドがカプロラクタムである、請求項92の方法。
- 転位が溶媒の存在下に起こる、請求項93の方法。
- 溶媒が、R1−O−R2(式中、R1はC1〜C4アルキル鎖であり、R2は水素原子であるか又はR1より小さいか又はR1に等しい炭素原子の数を含有するアルキル鎖であることができる)のタイプのものである、請求項94の方法。
- 分子ふるいが、(1)酸化珪素の、(2)酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化ホウ素、酸化チタン、酸化インジウム及びそれらの混合物から選ばれた酸化物に対する約15より大きいモル比を有する、請求項48、53、54、55、56、58、59、60、61、62、63、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94又は95の方法。
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