JP2754063B2 - 合成多孔質結晶性物質、その合成及び使用 - Google Patents

合成多孔質結晶性物質、その合成及び使用

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成多孔質結晶性物質と、その製法と有機化
合物の接触転化でのその使用に関する。
ゼオライト物質は、天然物及び合成物共、種々のタイ
プの炭化水素変換反応に対する触媒作用を有することが
従来から知られている。ある種のゼオライト物質は、多
数の極めて小さいチヤネル又は孔で連結しているような
多数の小さいキヤビテイをもち、X線回折で特定される
明確な結晶構造をもつ整然とした多孔質のアルミノシリ
ケートである。これらのキヤビテイと孔は特定のゼオラ
イト物質毎に均一なサイズをもつている。これらの孔の
寸法はある寸法の吸着分子は受け入れるがそれより大き
い寸法の分子は排除するようなものであるため、これら
の物質は「モレキユラーシーブ」として知られるように
なり、これらの性質を有効に利用する種々の分野で利用
されるようになつた。
これらのモレキユラーシーブには、天然物及び合成物
共に広範な陽イオン含有結晶性シリケートがある。これ
らのシリケートはSiO4と周期律表III A族元素の酸化
物、たとえばAlO4、との剛直な三次元骨格をもち、この
四面体が酸素原子を共有してIII A族元素、たとえばア
ルミニウム、とケイ素原子の合計対酸素原子の比が1:2
になつているものと表現できる。III A族の元素、たと
えばアルミニウム、を含有すること四面体の電子価、ア
ルカリ金属やアルカリ土類金属等のカチオンを結晶中に
とり込むことによつて均衡している。これはIII A族元
素、たとえばアルミニウム/種々のカチオン、たとえば
Ca/2、Sr/2、Na、K又はLi、の数の比が1に等しいもの
と表現できる。1つのタイプのカチオンを別のタイプの
カチオンに周知のイオン交換法を用いて完全に又は部分
的に交換できる。このようなカチオン交換手段によつ
て、与えられたシリケートの性質をカチオンを選択する
ことにより変えることができる。
公知技術により多くの種類の合成ゼオライトがつくら
れている。これらのゼオライトはたとえば、ゼオライト
A(USP2,882,243),ゼオライトX(USP2,882,244),
ゼオライトY(USP3,130,007),ゼオライトZK−5(US
P3,247,195),ゼオライトZK−4(USP3,314,752),ゼ
オライトZSM−5(USP3,702,886),ゼオライトZSM−11
(USP3,709,979),ゼオライトZSM−12(USP3,832,44
9),ゼオライトZSM−20(USP3,972,983),ゼオライト
ZSM−35(USP4,016,245)及びゼオライトZSM−23(USP
4,076,842)で示されるような表示や記号で示されてい
る。
ある与えられたゼオライトのSiO2/Al2O3比はしばしば
変化させうる。たとえばゼオライトXは2〜3のSiO2/A
l2O3比で合成でき、ゼオライトYは3〜6で合成でき
る。ある種のゼオライトではSiO2/Al2O3比の上限は制限
されない。ZSM−5はSiO2/Al2O3比が少なくとも5から
現在の分析測定手段の限界までに至る例の一つである。
USP3,941,871(R.e.29,948)は意図的に加えたアルミナ
を含まない反応混合物からつくられ、ZSM−5のX線回
折パターン特性をもつ多孔質結晶性シリケートを開示し
ている。USP4,061,724;4,073,865及び4,104,294は種々
のアルミナ及び金属含量の結晶性シリケートを開示して
いる。
第1に、本発明は明細書の表Iに示したと実質的に同
じ値を含むX線回折パターンをもち、水蒸気に対し10wt
%より大きく、シクロヘキサン蒸気に対し4.5wt%より
大きくつ且つn−ヘキサン蒸気に対し10wt%より大きい
平衡吸着容量をもつことを特徴とする合成多孔質結晶性
物質にある。
本発明のこの多孔質結晶性物質はUSP4,439,409に開示
されている“PSH−3"なる名称の組成物に関連している
ようにみえる。しかし本発明の結晶性物質はPSH−3組
成物に明らかに存在するすべての成分は含んでいない。
特に本発明の組成物はZSM−12又はZSM−5のような他の
結晶は構造で汚染されていず、USP4,439,409に従つて合
成したPSH−3組成物と比較した場合、特異的な吸着容
量と触媒として独特の有用性をもつている。
本発明の結晶性物質は所定の酸化物源とヘキサメチレ
ンイミン指向剤とを含有する反応混合物を結晶化するこ
とによつて合成できる。しかし本発明の結晶性物質がシ
リケートの場合には特に比較的固体含量の高いシリカ源
を用いることが重要であることが判つた。
従つて、第2に、本発明は十分量のアルカリ金属又は
アルカリ土類金属カチオン、少なくとも約30wt%の固体
YO2を含有する4価の酸化物YO2源、3価の酸化物X2O3
を含有する反応混合物をつくり、該反応混合物を第1の
本発明に従つた合成結晶性物質の結晶が形成されるまで
十分な結晶条件下に保持することを特徴とする上記合成
結晶性物質の製造法にある。
本発明の結晶性物質は次の分子関係をもつ組成を有す
る。
X2O3:(n)YO2 ここでXは3価元素、たとえばアルミニウム、ホウ
素、鉄及び/又はガリウム、好ましくはアルミニウムで
あり、Yは4価元素たとえばケイ素及び/又はゲルマニ
ウム、好ましくはケイ素であり、nは少なくとも10、通
常10〜150、好ましくは10〜60、最も好ましくは20〜40
である。合成したままの状態において、この物質は、無
水として表わしまたYO2のnモル当りの酸化物のモルで
表わして次の式で示される。
(0.005−0.1)Na2O:(1−4)R:XO23:nYO2 ここでRは有機基を示す。Na及びR成分は結晶化中に
それらが存在する結果として上記物質と一体化するが、
後で詳述する後結晶化法によつて容易に除かれる。
本発明の結晶性物質は熱安定性を有しまた高い表面積
(400m2/gより大)を持ち、また類似の結晶構造物に比
し異常に大きな吸着容量をもつている。上記式から明ら
かなように、本発明の結晶性物質はNaカチオンをほとん
どなしで合成される。よれ故、イオン交換工程なしで酸
活性をもつ触媒として用いうる。しかし、所望の割合ま
で合成した状態の物質のもとのナトリウムカチオンを、
公知の手段に従つて、少なくとも1部分、他のカチオン
でのイオン交換によつて置換しうる。好ましい置換カチ
オンとしては金属イオン、水素イオン、水素前駆体、た
とえばアンモニウム、イオン及びそれらの混合物があ
る。特に好ましいカチオンはある種の炭化水素変換反応
の触媒活性を調整する(tailor)カチオンである。これ
らには水素、希土類金属及び元素周期律表II A,III A,I
V A,I B,II B,III B,IV B及びVIII族の金属が含まれ
る。
本発明の結晶性物質は焼成形において、ほとんど又は
全く検知しうる不純物結晶相のない単一結晶相からでき
ているようであり、表Iに示す線によつて公知の他の結
晶性物質と区別されるX線回折パターンをもつている。
より特定的には表IIに示す線によつて区別されるX線
回折パターンをもつている。
より特定的には表IIIに示す線によつて区分されるX
線回折パターンをもつている。
最も特定的には、本発明の焼成した結晶性物質は表IV
に示す線を含むX線回折パターンをもつている。
これらの値は標準手法によつて求めたものである。照
射は銅のK−アルフアダブレツトを用い、シンチレーシ
ヨンカウンターを備えた回折計と連動コンピユータを用
いた。ピークの高さIと2θ(θはプラグ角)の函数と
してのその位置は回折計と連動したコンピユータ上のア
ルゴリズムを用いて求めた。これらから相対強度100I/I
0(I0は最強の線又はピークの強度であり、オングスト
ローム単位(A)で示す格子面間隔d(実測)は記録さ
れた線に対応する)を求めた。表I−IVにおいて、相対
強度は記号W=弱,M=中間,S=強及びVS=非常に強い、
をもつて示してある。強度は通常次のように示しうる。
W= 0− 20 M=20− 40 S=40− 60 VS=60−100 このX線回折パターンは本発明の結晶性組成物のいづ
れについても共通の特徴である。ナトリウム形は他のカ
チオン形と同様格子面間隔にわずかなシフトがありまた
相対強度が代るというちがいはあるが実質上同じパター
ンを示す。それぞれのサンプルのX対Y、たとえばケイ
素対アルミニウム、比や熱処理の程度によつてその他の
わずかな変動も起こりうる。
本発明の結晶性物質は、アルカリ又はアルカリ土類金
属(M)、たとえばナトリウム又はカリウム、カチオン
源、3価元素X、たとえばアルミニウム、の酸化物源、
4価元素Y、たとえばケイ素、の酸化物源、有機(R)
指向剤(これは後で詳述する)、及び水を含有する反応
混合物からつくられうる。該反応混合物は酸化物のモル
比で示して対の範囲の組成をもつ。
反応剤 通 常 好ましい YO2/X2O3 10−80 10−60 H2O/YO2 5−100 10−50 OH-/YO2 0.01−1.0 0.1−0.5 M/YO2 0.01−2.0 0.1−1.0 R/YO2 0.05−1.0 0.1−0.5 YO2源が少なくとも30wt%の固体YO2を含む場合に本発
明の物質の結晶化が特に有効に進むことがわかつた。特
にYO2がシリカの場合にはそうである。シリカ源の好ま
しい市販品にはUltrasil(約90wt%のシリカを含有する
沈澱スプレードライシリカ)及びHiSil(約87wt%のシ
リカ、約6wt%の自由水及び約4.5wt%の水和結合H2Oを
含有し約0.02ミクロンの粒径をもつ沈澱水和SiO2)があ
る。たとえばQ−ブランド(約28.8wt%のSiO2、8.9%
のNa2O及び62.3wt%のH2Oからなるケイ酸ナトリウム)
のような他のシリカ源を用いる場合は結晶化で本発明の
結晶性物質をほとんど又は全く生成せず、その代りにた
とえばZSM−12のような他の結晶構造の不純物相が生成
することが判つた。それ故、好ましくは、YO2源は少な
くとも30wt%の固体YO2、好ましくはシリカ、より好ま
しくは少なくとも40wt%の固体YO2を含有する。
上記反応混合から本発明の結晶性物質を合成する際に
用いる有機指向剤(R)は次の構造式をもつヘキサメチ
レンイミンである。
本発明の結晶性物質の結晶化はたとえばポリプロピレ
ンジヤー又はテフロン引き又はステンレススチールオー
トクレーブ等の適当な反応容器中で静的条件又は撹拌条
件に行なうことができる。結晶化は通常80℃〜225℃で2
4時間〜60日間行なわれる。その後結晶を液から分離し
回収する。
結晶化は所望の結晶生成物の種を少なくとも0.01%、
好ましくは0.10%、さらに好ましくは1%存在させると
促進する。
触媒又は吸着剤として使用する前に合成した状態の結
晶性物質を焼成して有機構成分の一部又は全部を除くべ
きである。
本発明の結晶性物質はタングステン、バナジウム、モ
リブデン、レニウム、ニツケル、コバルト、クロム、マ
ンガン、又は白金又はパラジウムのような貴金属等の水
素化成分と密に組合せて触媒として用いることができ
る。この場合水素化−脱水素化が起こる。これらの成分
は共結晶化、イオン交換、含浸又は密なる物理的混合に
よつて組成物中に組み込まれうる。たとえば、白金の場
合には、該シリケートを白金金属含有イオンを含む溶液
で処理して含浸させることができる。この目的にとつて
好ましい白金化合物には塩化白金酸、塩化第一白金及び
白金アミン錯体を含有する種々の化合物がある。
本発明の結晶性物質は広範な粒子径に成形できる。一
般的には粒子の形としては粉末、グラニユール又は押出
品等の成形品がある。後者の場合、乾燥前に押し出すか
又は部分的に乾燥してから押し出すことができる。
本発明の結晶性物質を吸着剤として又は有機化合物変
換反応の触媒として用いる場合には、少なくとも部分的
に、脱水すべきである。これは200℃〜595℃の範囲に
て、空気、窒素等の雰囲気中且つ大気圧下、減圧下もし
くは加圧下で30分〜48時間加熱することによつて行なう
ことができる。脱水はまた該シリケートを室温で単に真
空中で放置するだけでも行ないうる。しかし十分量の脱
水を行なうのに長時間を要する。
本発明の結晶性物質は、たとえば、プロピレン等のC2
−C7オレフインを、50〜300℃、好ましくは90〜250℃、
の温度、少なくとも5kg/cm2、好ましくは少なくとも20k
g/cm2、の圧力及び0.1〜30、好ましくは0.2〜15の水/
オレフインモル比を含む反応条件で、水和してアルコー
ルとエーテルに変換する反応等の広範な有機変換プロセ
スの触媒とに用いることができる。
多くの触媒の場合、本発明の結晶性物質を有機変換プ
ロセスに用いる温度その他の条件に抵抗性のある他の物
質と組合せて用いうる。これらの物質には活性及び不活
性物質及び合成又は天然ゼオライト及び粘土、シリカ及
び/又はアルミナの如き金属酸化物等がある。後者は天
然産でもシリカと金属酸化物の混合物を含むゲル状沈澱
又はゲルの形で用いうる。該新規結晶と組合せて一つの
物質を用いる場合、即ち別途まぜたり、活性な該新規結
晶の合成中に存在するものを用いる場合、それにより有
機変換プロセスによつては変換率又は選択率をかえるこ
とができる。不活性物質は所定のプロセスの変換量を制
御して、反応速度をかえる他の手段を用いずに生成物を
経済的且つ順序正しく得るための希釈剤として好適であ
る。これらの物質はベントナイトやカオリン等の天然産
粘土に加えて工業操作条件下での触媒の破損強度を改良
することができる。これらの物質、即ち粘土、酸化物
等、は触媒のバインダーとして機能する。実用において
触媒が粉末状物質に破損するのを防ぐことが望ましいと
ころから破損強度の高い触媒を提供することが望まし
い。これらの粘土バインダーは通常触媒の破損強度を改
良するためだけに用いられてきた。
本発明の新規結晶と組合せて用いうる天然産粘土に
は、主鉱物成分がハロイサイト、カオリナイト、デイク
カイト、ナクライト又はオーキサイトであるような通
常、デイキシー、マクナミー、ジヨージア及びフロリダ
クレーとして知られているカオリン及びスベントナイト
がある。これらの粘土は採鉱した粗の状態や焼成しただ
けの状態、酸処理又は化学変性した状態で用いうる。本
発明の結晶と組合せるに有効なバインダーにはまた無機
酸化物、特に好ましくはアルミナがある。
前記物質に加えて、該新規結晶はシリカ−アルミナ、
シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、シリカ−ト
リア、シリカ−ベリリア、シリカ−チタニア、さらには
シリカ−アルミナ−トリア、シリカ−アルミナ−ジルコ
ニア、シリカアルミナ−マグネシア及びシリカ−マグネ
シア−ジルコニア等の3元組成物等の多孔質マトリツク
ス物質と複合することができる。
微細結晶性物質と無機酸化物マトリツクスの相対割合
は、結晶含量が複合物の1〜90重量%の範囲で広範囲に
かえうる。特に複合物をビーズの形でつる場合は2〜80
重量%の範囲でかえうる。
次に本発明を実施例と図面に基づいてより詳しく説明
する。第1図〜第5図はそれぞれ例1,3,4,5及び9の焼
成生成物のX線回折パターンである。実施例において、
吸着データを水、シクロヘキサン及び/又はn−ヘキサ
ンに対する吸着容量の比較で示すときは次に示す平衡吸
着値を用いた。
焼成した吸着剤の計量したサンプルを吸着質中で所望
の純粋な吸着質蒸気と接触させ、1mm未満に真空排気し1
2トールの水蒸気、40トールのn−ヘキサン又はシクロ
ヘキサン蒸気と、90℃においてそれぞれの吸着質気−液
平衡圧力よりも低い圧力で接触させた。吸着期間中マノ
スタツトで制御した吸着質の蒸気を加えて圧力を一定
(約±0.5mm)に保つた。その期間は8時間以下だつ
た。吸着質が新規結晶に吸着されると圧力が減少してマ
ノスタツトのバルブを開きより多くの吸着質蒸気が該室
に入り蒸気の制御圧力を保つ。重量増加をg/焼成吸着質
100gにてサンプルの吸着容量として計算した。本発明の
合成物質は常に水蒸気では10wt%より大、シクロヘキサ
ン蒸気では4.5wt%より大、通常7wt%より大、n−ヘキ
サン蒸気では10wt%より大の平衡吸着値を示す。
アルフア値をしらべるときには、アルフア値は標準触
媒と比較した触媒の接触クラツキング活性をおおよそ示
しており、アルフア値1(速度定数=0.016秒-1)を高
活性シリカ−アルミナクラツキング触媒のアルフア値と
した場合と比較した相対速度定数(単位時間当りの触媒
容量に対するノルマルヘキサンの変換速度)を示してい
る。このアルフア試験はUSP3,354,078及びJournal of C
atalysis,Vol.IV,522−529頁(1965年8月)に記載され
ている。多くの酸−接触反応の固有速度定数はそれぞれ
の結晶性シリケート触媒のアルフア値に比例する、即ち
トルエンの不均化、キシレンの異性化、アルケンの変換
及びメタノールの変換の速度がこれに該当する(Natur
e, Vol.309,No.5969,589〜591頁,1984年6月14日「酸性
アルミノシリケート触媒の活性サイト」参照)。
例1 アルミン酸ナトリウム(43.5%Al2O3,32,2%Na2O,25.
6%H2O)12,86gを50%NaOH溶液12.8gと2H2O1320gを含有
する溶液にとかした。これにヘキサメチレンイミン57.6
gを加えた。生成溶液をUlrasil即ち沈澱したスプレー乾
燥シリカ(SiO2約90%)の109.4gに加えた。
この反応混合物をモル比で次の組成を有していた: SiO2/Al2O3=30.0 OH-/SiO2 =0.18 H2O/SiO2 =44.9 Na/SiO2 =0.18 R/SiO2 =0.35 Rはヘキサメチレンイミンである。
この混合物をステンレススチール反応器中で振とう
下、150℃で7日間結晶化した。結晶生成物を過、水
洗し、120℃で乾燥した。538℃で20時間焼成後、X線回
折パターンをみると表Vに挙げた主要線が認められた。
第1図は焼成生成物のX線回折ターンを示す。焼成物質
の吸着容量の測定結果は次のとおりである。
H2O(12トール) 15.2wt% シクロヘキサン(40トール) 14.6wt% n−ヘキサン(40トール) 16.7wt% この焼成結晶性物質の表面積は次のとおりだつた。
成 分 wt% SiO2 66.9 Al2O3 5.40 Na 0.03 N 2.27 灰 分 76.3 SiO2/Al2O3,モル比=21.1 例2 例1の焼成結晶性生成物の一部をアルフア試験でテス
トし、224のアルフア値を得た。
例3−5 表VIに示す組成の3つの異なる合成反応混合物をつく
つた。この混合物はアルミン酸ナトリウム、水酸化ナト
リウム、Ultrasil、ヘキサメチレンイミン(R)及び水
を用いて調製した。この混合物をステンレススチールの
振とう(350rpm)オートクレーブ中で自生圧にて、それ
ぞれ150℃,143℃及び150℃に、それぞれ7,8及び6日間
保つた。
未反応成分から過により固体を分離し、水洗し、12
0℃で乾燥した。生成結晶をX線回折、吸着、表面積及
び化合分析により分析した。生成物は本発明の新規結晶
性物質であることが判つた、吸着、表面積、化学分析の
結果も表VIに示す。例3,4及び5の焼成(538℃,3時間)
のX線折パターンをそれぞれ第2,3及び4図に示す。吸
着及び表面積測定は焼成生成物についてのものである。
例6 例3,4及び5の焼成(538℃,3時間)した結晶性シリケ
ート生成物の一定量を用いてアルフア試験を行ない、そ
れぞれ227,180及び187のアルフア値を得た。
例7 例4の結晶性シリケートの焼成したサンプルを約1wt
%PtのPt(NH34Cl2溶液で含浸した。次いでこの物質
を空気中で349℃で3時間加熱した。
例8 例7の生成物1gをプレヒーターと熱電対を備えた小さ
い反応器に触媒として入れた。次にこの触媒を水素流通
下に482℃で加熱し、Pt成分を還元した。ノルマルデカ
ンと水素をデカン0.4時間WHSV、水素/炭化水素モル比1
00/1で触媒上に流した。反応を130−250℃の温度範囲に
て大気圧下に行なつた。実験結果を表VIIに示す。同表
に比較の目的この結晶性物質をZSM−5(USP3,702,88
6)、ZSM−11(USP3,709,979)及びゼオライトベータ
(USP3,308,069)にかえて同じ実験を行なつた結果も示
す。本発明の結晶性シリケートはn−デカン水素化変換
要触媒として非常に高い活性を示しまた高い異性化活性
を示した。表VIIにおいて「5MN/2MN」は5−メチルノナ
ン/2−メチルノナンのモル比である。5−メチルノナン
はそのメチル基の位置のためゼオライト孔に入るのにわ
ずかに大きな立体障害がある。この5MN/2MN比はテスト
されるゼオライトの細孔度についての情報を与える。
例9 本発明の結晶性物質をより多量に製造することを示す
ため、ヘキサメチレンイミン1200gをアルミン酸ナトリ
ウム268g、50%NaOH溶液267gとH2O11800gを含有する溶
液に加えた。この混合溶液にUltrasilシリカを2280g加
えた。この混合物を5ガロンの反応器で145℃で振とう
(約200rpm)下に結晶化させた。結晶化時間は59時間だ
つた。生成物を水洗し、120℃で乾燥した。
焼成(538℃)した生成結晶のX線回折パターンを第
5図に示したが、これは本発明の結晶性物質であること
を示している。生成物の化学組成、表面積及び吸着分析
結果を次に示す。
例10 例9で得た固体結晶生成物25gを窒素流中538℃で5時
間焼し、次に酸素ガス5%(残りはN2)を供給しさらに
16時間538℃で焼成した。
焼成した物質の各3gのサンプルを0.1N TEABr、TPABr
及びLaCl3の溶液100mlを用いて別々にイオン交換した。
各イオン交換は周囲温度にて24時間行ない3回繰返し
た。このイオン交換したサンプルを過して集め、水洗
してハロゲン化物を除き、乾燥した。このイオン交換し
たサンプルの組成物について次表に示す。次表は本発明
の結晶性シリケートの異なるイオンに対する交換容量を
示している。
例11 上記のLa−交換したサンプルを14〜25メツシユにサイ
ズ合せし空気中で538℃で3時間焼成した。焼物質のア
ルフア値は173だつた。
例12 例11のLa−交換物質の焼成したサンプルを100%水蒸
気中で2時間きびしくスチーム処理した。このスチーム
処理サンプルのアルフア値は22で、この結晶性シリケー
トがきびしい水熱処理条件下に極めてすぐれた安定性を
示すことを裏付けている。
例13 硼素を含有するXをもつ本発明の結晶をつくるため
に、硼素17.5gを45%KOH溶液6.75gとH2O290gを含有する
溶液に加えた。これにUltrasilシリカ57.8gを加え、こ
の混合物を十分にホモジナイズした。ヘキサメチレンイ
ミン26.2gをこの混合物に加えた。
反応混合物はモル比で次の組成をもつていた。
SiO2/Ba2O3=6.1 OH-/SiO2 =0.01 H2O/SiO2 =19.0 K/SiO2 =0.06 R/SiO2 =0.30 Rはヘキサメチレンイミンである。
この混合物をステンレススチール反応器中にて振とう
下に結晶化させた。結晶性生成物を過し、水洗し、12
0℃で乾燥した。生成物の一部を540℃で6時間焼成し
た。このものは次の吸着容量をもつていた。
H2O(12トール) 11.7wt% シクロヘキサン(40トール) 7.5wt% n−ヘキサン(40トール) 11.4wt% 焼成結晶性物質の表面積は405m2/gだつた。
焼成物質の化学組成は次のとおりだつた。
N 1.94 wt% Na 175 ppm K 0.60 wt% 硼素 1.04 wt% Al2O3 920 ppm SiO2 75.9 wt% 灰分 74.11wt% SiO2/Al2O3,モル比 =1406 SiO2/(Al+B)2O3,モル比=25.8 例14 例13の焼成結晶性生成物の一部をNH4Clで処理し、再
び焼成した。最終結晶性物質のアルフア値をしらべた結
果アルフア値は1だつた。
例15 硼素を含有するXの本発明の結晶性物質をつくるため
に、硼素35.0gを50%NaOH溶液15.7gとH2O1160gを含有す
る溶液に加えた。この溶液にHisilシリカ240gを加え、
ヘクサメチレンイミン105gを加えた。この反応混合物は
モル比で次の組成をもつていた。
SiO2/Ba2O3=12.3 OH-/SiO2 =0.056 H2O/SiO2 =18.6 Na/SiO2 =18.6 R/SiO2 =0.30 Rはヘキサメチレンイミンを示す。
この混合物をステンレススチール反応器中で振とう下
300℃で9日間結晶化させた。焼成物質(540℃,6時間)
の吸着容量は次のとおりだつた。
H2O(12トール) 14.4wt% シクロヘキサン(40トール) 4.6wt% n−ヘキサン(40トール) 14.0wt% 焼成結晶性物質の表面積は438m2/gだつた。
焼成物質の化学組成は次のとおりだつた。
成 分 wt% N 2.48 Na 0.06 硼素 0.83 Al2O3 0.50 SiO2 73.4 SiO2/Al2O3,モル比 =249 SiO2/(Al+B)2O3,モル比=28.2 例16 例15の焼成結晶性生成物の一部についてアルフア試験
を行ないアルフア値5をもつことを確認した。
例17 本発明の方法において少なくとも30%の固体シリカを
含有するシリカ源を用いることの重要性を裏付けるた
め、シリカ源としてQ−ブランドケイ酸ナトリウム(固
体シリカ含量約29wt%)を用いて例3を繰返した。この
例では硫酸アルミニウム67.6gをH2SO4(96.1%)38.1g
と水400gの溶液にとかした。この溶液にヘキサメチレン
イミン120gを混合し、これをQ−ブランドケイ酸ナトリ
ウム(SiO228.8%,Na2O08.9%)と水351gの混合物に加
えた。この混合物はモル比で次の組成をもつていた。
SiO2/Al2O3=30.0 OH-/SiO2 =0.18 H2O/SiO2 =19.4 Na/SiO2 =0.06 R/SiO2 =0.35 この混合物を十分に混合しステンレススチール反応器
中で撹拌下246℃にて8日間結晶化させた。生成固体を
過して未反応から分離し、水洗し、120℃で乾燥し
た。X線回折で生成物を分析し、無定形物質とマガジア
イト(magadiite)とモルデナイトの混合物であること
が判つた。本発明の結晶は認められなかつた。
例18 この例では、本発明の結晶性物質のプロピレン水和特
性をZSM−12及びUSP4439409の例4に従つてつくつたPSH
−3と比較した。
本発明の結晶性物質を、50%NaOH3.5部(重量)、ア
ルミン酸ナトリウム3.%部、Ultrasil VN3シリカ30.1部
及び脱イオンH2O156部を含む混合物にヘキサメチレンイ
ミン15.9重量部を加えることによつてつくつた。この混
合物を直接290゜F(143℃)に加熱しオートクレーブ中
で同温度で撹拌し結晶化させた。十分な結晶化度に達し
た、生成結晶を過して残存液から分離し、水洗し、乾
燥した。この結晶の一部をアルミナと組合せてゼオライ
ト65部(重量)、アルミナ35部の混合物をつくつた。こ
の混合物に十分量の水を加えて生成結晶を押出物に成形
できるようにした。この触媒を100゜F(540℃)にて窒
素中で焼成して活性化し、1.0N硝酸アンモニウム水溶液
でイオン交換し、空気中で1000−1200゜F(540−650
℃)で焼成した。
Hi−Sil233シリカ41.5部(重量)、50%テトラエチル
アンモニウムブロミド67.7部、50%NaOH7.0部及び脱イ
オンH2O165.4部を含む混合物にZSM−12の種1部を加え
てZSM−12をつくつた。この反応混合物を直接280゜F(1
38℃)に加熱し、同温度でオートクレーブ中で撹拌して
結晶化した。十分な結晶化度に達成した後、生成結晶を
過して残存液から分離し、水洗し、乾燥した。この結
晶の一部をアルミナと組合せてゼオライト65部(重
量)、アルミナ35部の混合物をつくつた。この混合物に
十分量の水を加えて生成触媒から押出物を形成できるよ
うにした。この触媒を窒素中で1000゜F(540℃)で焼成
して活性化し、1.0N硝酸アンモニウム水溶液でイオン交
換し、1200゜F(650℃)で焼成した。
温度330゜F(166℃)、圧力1000psig(70000kPa)、
プロピレンのWHSV0.6でプロピレンの水和を行なつた。
スチーム中で2日間処理し、結果を表IXで比較する。
上記の結果は本発明の物質がPSH−3及びZSM−12に比
較して、ジイソプロピルベンゼンへの高い選択率とプロ
ピレンオリゴマーの低い生成率と共により高い変換率を
達成できるという点ですぐれた性質をもつていることを
明細に示している。

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】明細書の表Iに実質的に示す値を含むX線
    回折パターンと、10wt%より大の水蒸気の吸着容量と、
    4.5wt%より大のシクロヘキサン蒸気の吸着容量と、10w
    t%より大のn−ヘキサン蒸気の吸着容量をもつことを
    特徴とする合成多孔質結晶性物質。
  2. 【請求項2】明細書の表IIに実質的に示す値を含むX線
    回折パターンをもつ請求項1記載の合成多孔質結晶性物
    質。
  3. 【請求項3】明細書の表IIIに実質的に示す値を含むX
    線回折パターンをもつ請求項1記載の合成多孔質結晶性
    物質。
  4. 【請求項4】明細書の表IVに実質的に示す値を含むX線
    回折パターンをもつ請求項1記載の合成多孔質結晶性物
    質。
  5. 【請求項5】モル比で示して、 X2O3:(n)YO2 但しnは少なくとも10であり、xは3価の元素であり、
    Yは4価の元素である、 で示される組成を有する請求項1〜4のいづれか1項記
    載の結晶性物質。
  6. 【請求項6】XがアルミニウでYがケイ素である請求項
    5記載の結晶性物質。
  7. 【請求項7】nが20〜40である請求項6記載の結晶性物
    質。
  8. 【請求項8】請求項5記載の合成結晶性物質の製造法で
    あって、結晶化により該物質を形成しうる反応混合物と
    して十分量のアルカリ又はアルカリ土類金属カチオン、
    少なくとも30wt%の固体YO2を含有する4価Y酸化物
    源、3価X酸化物源、水及びヘキサメチレンイミンを含
    有する混合物を調製し、該反応混合物を該物質が形成す
    るまで十分なる結晶条件に保つことを特徴とする請求項
    5記載の合成結晶性物質の製造法。
  9. 【請求項9】該反応混合物が、モル比で示して、次の範
    囲の組成をもつ請求項8記載の方法。 YO2/X2O3=10−80 H2O/YO2 =5−100 OH-/YO2 =0.01−1.0 M/YO2 =0.01−2.0 R/YO2 =0.05−1.0 但しRはヘキサメチレンイミンを示し、Mはアルカリ又
    はアルカリ土類金属を示す。
  10. 【請求項10】該反応混合物が、モル比で示して、次の
    範囲の組成をもつ請求項8記載の方法。 YO2/X2O3=10−60 H2O/YO2 =10−50 OH-/YO2 =0.1−0.5 M/YO2 =0.1−1.0 R/YO2 =0.1−0.5。
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