JP5646366B2 - UZM-16: crystalline aluminosilicate zeolitic material - Google Patents

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この発明は、UZM−16として示されるアルミノシリケートゼオライト質材料に関する。該材料は、異なる酸性度、細孔性及びイオン交換特性を示すUZM−16HSを形成するように脱アルミニウム化することができる。UZM−16及びUZM−16HSは炭化水素の変換工程において有用である。   This invention relates to an aluminosilicate zeolitic material designated as UZM-16. The material can be dealuminated to form UZM-16HS that exhibits different acidity, porosity and ion exchange properties. UZM-16 and UZM-16HS are useful in hydrocarbon conversion processes.

ゼオライトは細孔性を有する結晶性のアルミノシリケート組成物であって、AlO2及びSiO2が頂点を共有する四面体により形成される。天然及び合成の多数のゼオライトが、種々の生産工程において使用される。合成ゼオライトは適切なAl、Si原料、ならびにアルカリ金属、アルカリ土類金属、アミン又は有機アンモニウムカチオンのような構造支配物質を使用して水熱合成を経て製造される。構造支配物質はゼオライトの孔中に存在して最終的に形成される特殊構造に寄与する。これらの種は、アルミニウムと相俟って骨格電荷を平衡させ、また空間フィルターとしての役割を果たす。ゼオライトは、均一な寸法の開孔を有し、また顕著なイオン交換性能を有し、また恒久的なゼオライト結晶構成原子と有意に置換することなしに、結晶の内部空隙全体に亘って分散する吸着相を可逆的に脱着する性能を有するという特徴がある。ゼオライトは炭化水素の変換用触媒として用いられ、該触媒はその外表面又は孔の内部表面で実施できる。 Zeolite is a crystalline aluminosilicate composition having porosity, and is formed by a tetrahedron in which AlO 2 and SiO 2 share a vertex. A number of natural and synthetic zeolites are used in various production processes. Synthetic zeolites are produced via hydrothermal synthesis using suitable Al, Si raw materials and structure-dominating materials such as alkali metals, alkaline earth metals, amines or organic ammonium cations. The structure-dominating substance is present in the pores of the zeolite and contributes to the special structure that is finally formed. These species, in combination with aluminum, balance the skeletal charge and serve as a spatial filter. Zeolite has uniform sized pores, has outstanding ion exchange performance, and is dispersed throughout the internal voids of the crystal without significant substitution with permanent zeolite crystal constituent atoms It has the feature of having the ability to reversibly desorb the adsorbed phase. Zeolites are used as catalysts for hydrocarbon conversion, which can be carried out on the outer surface or the inner surface of the pores.

ゼオライトTで表される合成ゼオライトはNa、K系で調製され、これについては米国特許第2,950,952号明細書中でBRECK及びAcaraによって開示されている。引き続きなされた電子回折を用いた結晶学的研究(J. M. Bennett and J. A. Gard, Nature, 214, 1005(1967))では、特異性が示され、オフレタイトとエリオナイト骨格の特殊性が確認され、2つの構造の内部成長物としてゼオライトTに分類した。エリオナイトの内部成長物のないオフレタイトを有する合成ゼオライトが、Na、K、TMA系及びK、TMA系中で調製された(R. Aiello and R. Barrer, J. Chem. Soc. (A), 1470, (1970))。
Rubin及びRosinskyはベンジルトリメチルアンモニウム(BzTMA)、Na、K系中でエリオナイトに係る材料を調製することができた(米国特許第3,699,139号)。同様の系での研究において、エリオナイトのX線回折線がないオフレタイトが調製された(M. L. Occelli, R. A. Innes, S. S. Pollack, and J. V. Sanders, Zeolites, 7, 265 (1987))。BzTMAを含む6種の有機鋳型系を含む合成結果によるオフレタイト、エリオナイト及びオフレタイト−エリオナイト系電子回折研究で、この系に発生する幾つかの欠陥が特徴付けられた(J. V. Sanders, M. L. Occelli, R. A. Innes, and S. S. Pollack, Studies in Surface and Catalysis(表面科学と触媒の研究), Y. Murakami, A. Iijima, and J. W. Ward, Elsevier, New York, 28,429 (1986))。
Synthetic zeolite represented by zeolite T is prepared in the Na, K system and is disclosed by BRECK and Acara in US Pat. No. 2,950,952. Subsequent crystallographic studies using electron diffraction (JM Bennett and JA Gard, Nature, 214, 1005 (1967)) showed specificity and confirmed the specialities of the offretite and erionite skeletons. Classified as zeolite T as an internal growth of structure. Synthetic zeolites with offretite without erionite ingrowth were prepared in Na, K, TMA and K, TMA systems (R. Aiello and R. Barrer, J. Chem. Soc. (A), 1470, (1970)).
Rubin and Rosinsky were able to prepare materials related to erionite in the benzyltrimethylammonium (BzTMA), Na, K system (US Pat. No. 3,699,139). In a similar system of studies, an offretite without erionite X-ray diffraction lines was prepared (ML Occelli, RA Innes, SS Pollack, and JV Sanders, Zeolites, 7, 265 (1987)). An offretite, erionite, and offretite-erionite electron diffraction study with synthetic results involving six organic template systems, including BzTMA, characterized several defects occurring in this system (JV Sanders, ML Occelli, RA Innes, and SS Pollack, Studies in Surface and Catalysis, Y. Murakami, A. Iijima, and JW Ward, Elsevier, New York, 28,429 (1986)).

本発明者等は、オフレタイトと幾らかの類似点はあるが、特異な構造が与えられて充分な相違点を有するUZM−16で示されるゼオライトを調製した。UZM−16は、少量のカリウムを付加したベンジルトリメチルアミン(BzTMA)中で調製された。X線回折パターンはオフレタイトと同様であったが、エリオナイトに関する線はなく、該パターン中には、d=18Å〜27Åの範囲に延長する未確認のピークを含むd=21.5を中心とするパターンにおける幅広い線が含まれている。この様相は、結晶の電子回折パターン中で高い分解能を持つ格子映像における光縞として観察された。加えて、UZM−16の電子回折においては、a−b平面においてオフレタイト及びエリオナイトでは知られていない特異な周期性が観察された。UZM−16は、オフレタイトに比べてより中間程度の細孔特性を有する。また、UZM−16ゼオライトは脱アルミ化させて、異なった酸性度、多孔性、及びイオン交換性を有するUZM−16HSゼオライトを形成する。UZM−16とUZM−16HSの両方とも種々の炭化水素転換プロセスで用いることができる。   We have prepared a zeolite designated UZM-16 which has some similarities to offretite but is given a unique structure and has sufficient differences. UZM-16 was prepared in benzyltrimethylamine (BzTMA) with a small amount of potassium added. The X-ray diffraction pattern was the same as that of offretite, but there was no line related to erionite, and the pattern centered around d = 21.5 including an unidentified peak extending in the range of d = 18 to 27%. A wide line in the pattern is included. This aspect was observed as light fringes in a lattice image with high resolution in the electron diffraction pattern of the crystal. In addition, in the electron diffraction of UZM-16, a peculiar periodicity not known for offretite and erionite was observed in the ab plane. UZM-16 has more intermediate pore properties than offretite. UZM-16 zeolite is also dealuminated to form UZM-16HS zeolite with different acidity, porosity, and ion exchange properties. Both UZM-16 and UZM-16HS can be used in various hydrocarbon conversion processes.

本発明者等は、UZM−16で示されるゼオライトの新しい系統群を合成した。合成したままの形態において、UZM−16は、下式によって代表される無水物基準での組成を有する。   The inventors have synthesized a new family of zeolites designated UZM-16. In the as-synthesized form, UZM-16 has a composition on an anhydride basis represented by the following formula.

式中、Mは交換可能なカチオンであってアルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群から選択される。Mカチオンの特定例では、これに限定されるものではないが、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム及びこれらの混合物が含まれるが、このうちカリウム及びナトリウムが好ましい。“m”の値は、M対(Al+E)のモル比であって0〜0.75の間で変化する。Rはベンジルトリメチルアンモニウム(BzTMA)カチオン、又はBzTMAと、第4級アンモニウム、プロトン化アミン、プロトン化ジアミン、プロトン化アルカノールアミン、ジ第4級アンモニウムカチオン、4級化アルカノールアンモニウムカチオン及びこれらの混合物からなる群から選択された有機アンモニウムカチオンの少なくとも1種との組み合わせである。“r”の値は、R対(Al+E)のモル比であって0.25〜5.0までの間で変化する。“n”の値は、Mの加重平均原子価であって+1〜+2の間で変化する。“p”の値は、有機カチオンの加重平均原子価であって+1〜+2までの間の値を持つ。Eは骨格中に存在する成分であり、ガリウム、鉄、ホウ素、クロム、インジウム及びこれらの混合物からなる群から選択される。“x”の値は、Eのモル分率であって0〜1.0までの間で変化する。ケイ素対(Al+E)の比は“y”で表わされ、3より大〜25までの間で変化し、一方O対(Al+E)のモル比は“z”で表わされ、その値は下記等式により与えられる。   Wherein M is an exchangeable cation and is selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals. Specific examples of M cations include, but are not limited to, lithium, sodium, potassium, cesium, strontium, calcium, magnesium, barium and mixtures thereof, of which potassium and sodium are preferred. The value of “m” is the molar ratio of M to (Al + E) and varies between 0 and 0.75. R is from benzyltrimethylammonium (BzTMA) cation or BzTMA and quaternary ammonium, protonated amine, protonated diamine, protonated alkanolamine, diquaternary ammonium cation, quaternized alkanol ammonium cation and mixtures thereof. A combination with at least one organic ammonium cation selected from the group consisting of: The value of “r” is the molar ratio of R to (Al + E) and varies between 0.25 and 5.0. The value of “n” is the weighted average valence of M and varies between +1 and +2. The value of “p” is the weighted average valence of the organic cation and has a value between +1 and +2. E is a component present in the skeleton, and is selected from the group consisting of gallium, iron, boron, chromium, indium and mixtures thereof. The value of “x” is the mole fraction of E and varies between 0 and 1.0. The ratio of silicon to (Al + E) is represented by “y” and varies from greater than 3 to 25, while the molar ratio of O to (Al + E) is represented by “z”, the value of which is Is given by the equation.

Mがただ1種の金属である場合には、加重平均原子化はその1種の金属の原子価、すなわち+1又は+2である。しかし、1種より多いM金属が存在する場合、下記等式で示す合計量であり、   If M is only one metal, the weighted average atomization is the valence of that one metal, ie +1 or +2. However, if more than one M metal is present, it is the total amount shown by the following equation:

その加重平均原子価“n”は、下記等式によって与えられる。
The weighted average valence “n” is given by the following equation:

同様に、ただ1種のR有機カチオンが存在する場合には、加重平均原子価は、単一のRカチオンの原子価であり、すなわち+1又は+2である。1種より多いRカチオンが存在する場合にはRの合計量は下記等式により与えられ、   Similarly, if only one R organic cation is present, the weighted average valence is that of a single R cation, ie +1 or +2. When more than one R cation is present, the total amount of R is given by the following equation:

その加重平均原子価“p”は下記等式によって与えられる。
The weighted average valence “p” is given by the following equation:

これらのアルミノシリケートゼオライトは、Rの反応原料と、アルミニウム、随意的成分のE及び/又はM、及びケイ素を液体溶媒中で反応させて得られた反応混合物の水熱結晶化により調製される。そして、アルミニウムの原料には、限定されるものではないが、アルミニウムアルコキシド、沈降アルミナ、水酸化アルミニウム、アルミニウム塩及びアルミニウム金属が含まれる。アルミニウムアルコキシドの特定例としては、限定されるものではないが、アルミニウムオルトsec−ブトキシド及びアルミニウムオルトイソプロポキシドが含まれる。シリカの原料には、限定されるものではないが、テトラエチルオルトシリケート、ヒュームドシリカ、沈降シリカ及びコロイダルシリカが含まれる。好ましいシリカの原料は、Ultrasil VN SP(89%SiO2)である。M金属の原料には、限定されるものではないが、アルカリ金属又はアルカリ土類金属それぞれのハロゲン化塩、硝酸塩、酢酸塩、及び水酸化物が含まれる。特に、M金属はある種の有機アンモニウム原料ならびにある種のシリカ原料中に不純物として生ずる。例えば、Ludox AS−40 コロイダルシリカは0.05%程度のNaを含み、一方Aldrich Chemical社製の水酸化ベンジルトリメチルアンモニウムは0.5%程度のKで汚染されている。E成分の原料には、限定されるものではないが、ほう酸アルカリ、ほう酸、沈降ガリウムオキシ水酸化物、硫酸ガリウム、塩化鉄、塩化クロム、硝酸クロム、塩化インジウム及び硝酸インジウムが含まれる。既に述べたベンジルトリメチルアンモニウムがRの原料である場合には、限定されるものではないが、水酸化物、塩化物、臭化物、沃化物及びフッ化物化合物として含まれる。またRは、ベンジルトリメチルアンモニウム及び少なくとも1種の他の有機アンモ二ムの配合物として含まれる。Rが第4級アンモニウムカチオン又は4級化アルカノールアンモニウムである場合には、該原料は水酸化物、塩化物、臭化物、沃化物化合物である。特定例には、限定されるものではないが、水酸化ジエチルジメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、臭化ヘキサメトニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、水酸化メチルトリエチルアンモニウムが含まれる。また、Rの原料として、中性アミン、ジアミン及びアルカノールアミンである場合もある。特定例としては、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、及びN,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−へキサンジアミンが挙げられる。特別な場合では、試薬はアルミノシリケート貯蔵溶液の形態で使用される。これらの溶液は、1種以上の水酸化有機アンモニウムからなり、ケイ素及びアルミニウムの原料は清澄な均一溶液の形態で作られて貯蔵され、試薬として使用される。該試薬はアルミノシリケート種を含むが、典型的に、ケイ素及びアルミニウムの個々の原料に起因するゼオライト反応混合物は見られない。該試薬は一般的にアルカリを含まないか、ケイ素、アルミニウム及び水酸化有機アルミニウム原料からの不純物程度のアルカリを含むのみである。ゼオライトの合成には、これらの溶液の1種以上が用いられる。また、AlがEで置き換えられた場合には、対応するメタロシリケート溶液が合成に使用される。 These aluminosilicate zeolites are prepared by hydrothermal crystallization of a reaction mixture obtained by reacting a reaction raw material of R with aluminum, optional components E and / or M, and silicon in a liquid solvent. The raw material of aluminum includes, but is not limited to, aluminum alkoxide, precipitated alumina, aluminum hydroxide, aluminum salt, and aluminum metal. Specific examples of aluminum alkoxides include, but are not limited to, aluminum ortho sec-butoxide and aluminum orthoisopropoxide. Silica raw materials include, but are not limited to, tetraethylorthosilicate, fumed silica, precipitated silica and colloidal silica. A preferred silica source is Ultrasil VN SP (89% SiO 2 ). The raw materials for M metal include, but are not limited to, alkali metal or alkaline earth metal halides, nitrates, acetates, and hydroxides. In particular, M metal occurs as an impurity in certain organic ammonium raw materials as well as certain silica raw materials. For example, Ludox AS-40 colloidal silica contains about 0.05% Na, while benzyltrimethylammonium hydroxide from Aldrich Chemical is contaminated with about 0.5% K. The raw materials for the E component include, but are not limited to, alkali borates, boric acid, precipitated gallium oxyhydroxide, gallium sulfate, iron chloride, chromium chloride, chromium nitrate, indium chloride, and indium nitrate. When benzyltrimethylammonium already described is a raw material for R, it is not limited, but includes hydroxide, chloride, bromide, iodide and fluoride compounds. R is also included as a blend of benzyltrimethylammonium and at least one other organic ammonium. When R is a quaternary ammonium cation or a quaternized alkanol ammonium, the raw material is a hydroxide, chloride, bromide or iodide compound. Specific examples include, but are not limited to, diethyldimethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, hexamethonium bromide, tetraethylammonium chloride, methyltriethylammonium hydroxide. Moreover, as a raw material of R, it may be a neutral amine, diamine, and alkanolamine. Specific examples include triethanolamine, triethylamine, and N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-hexanediamine. In special cases, the reagent is used in the form of an aluminosilicate stock solution. These solutions consist of one or more organic ammonium hydroxides, and silicon and aluminum raw materials are made and stored in the form of a clear homogeneous solution and used as reagents. The reagent contains an aluminosilicate species, but typically no zeolite reaction mixture is found due to the individual sources of silicon and aluminum. The reagents generally do not contain alkalis or only contain alkalis to the extent of impurities from silicon, aluminum and organoaluminum hydroxide raw materials. One or more of these solutions are used for the synthesis of zeolite. If Al is replaced by E, the corresponding metallosilicate solution is used for synthesis.

希望する成分の反応原料を含む反応混合物は、下記に酸化物のモル比表示で記述することができる。   The reaction mixture containing the reaction raw materials of the desired components can be described in terms of the molar ratio of oxides below.

式中、“a”はMの酸化物のモル比であって0〜5までの値を有し、“b”はRの酸化物のモル比であって1〜120までの値を有し、“d”はシリカのモル比であって5〜100までの値を有し、“c”はEの酸化物のモル比であって0〜1.0までの値を有し、“e”は水のモル比であって50〜15000までの値を有する。反応混合物を80℃〜160℃、好ましくは95℃〜125℃までの温度で、2日間〜30日間、好ましくは5日間〜15日間の反応条件で、自生圧力下の密封反応容器において反応させる。結晶化が完了すると、濾過又は遠心分離などの方法により、不均一混合物から固体反応物を分離し、イオン水で洗浄し、100℃以下の外部温度で空気乾燥する。   Where “a” is the molar ratio of the oxide of M and has a value from 0 to 5, and “b” is the molar ratio of the oxide of R and has a value from 1 to 120. , "D" is a silica molar ratio having a value of 5 to 100, "c" is an E oxide molar ratio having a value of 0 to 1.0, and "e" "Is the molar ratio of water and has a value from 50 to 15000. The reaction mixture is reacted in a sealed reaction vessel under autogenous pressure at reaction temperatures of 80 ° C. to 160 ° C., preferably 95 ° C. to 125 ° C., under reaction conditions of 2 days to 30 days, preferably 5 days to 15 days. When crystallization is complete, the solid reactant is separated from the heterogeneous mixture by methods such as filtration or centrifugation, washed with ionic water, and air dried at an external temperature of 100 ° C. or lower.

結晶性ゼオライトは、少なくともSiO2及びAlO2の四面体単位の三次元骨格構造で特徴付けられる。これらのゼオライトの特徴はそのX線回折パターンによりさらに示される。そのX線回折パターンは、少なくとも下記A表に示すd−スペースと相対強度を持つ回折ラインを有する。 Crystalline zeolites are characterized by a three-dimensional framework structure of at least SiO 2 and AlO 2 tetrahedral units. The characteristics of these zeolites are further demonstrated by their X-ray diffraction patterns. The X-ray diffraction pattern has at least diffraction lines having a d-space and relative intensity shown in Table A below.

合成したままのゼオライトには、その孔中に幾らかの交換可能又はチャージ均衡のカチオンが含まれる。交換可能なカチオンは、他のカチオンと交換することができ、有機カチオンの場合には、これらは制御された条件下で加熱することで除去することができる。イオン交換は、交換条件下でゼオライトを希望のカチオンを(過剰モルで)含む溶液と接触させて行われる。交換条件は、15℃〜100℃の温度、20分間〜50時間の時間である。焼成条件は、300℃〜600℃の温度、2〜24時間の時間である。   The as-synthesized zeolite contains some exchangeable or charge-balanced cations in its pores. Exchangeable cations can be exchanged with other cations, and in the case of organic cations, these can be removed by heating under controlled conditions. Ion exchange is carried out by contacting the zeolite with a solution containing the desired cation (in molar excess) under exchange conditions. The exchange conditions are a temperature of 15 ° C. to 100 ° C. and a time of 20 minutes to 50 hours. Firing conditions are a temperature of 300 ° C. to 600 ° C. and a time of 2 to 24 hours.

アンモニウム形態のゼオライトを提供する有機カチオンを除去するための特別な処理は、アンモニア焼成である。アンモニア中での焼成では、有機カチオンが陽子形態に分解されて、それがアンモニアにより中和されアンモニアカチオンを形成するものと推定される。得られたアンモニウム形態のゼオライトは、さらに他の希望するカチオンにイオン交換することができる。アンモニア焼成条件は、250℃〜600℃の間、好ましくは250℃〜450℃の間、10分間〜5時間アンモニア雰囲気中で処理することが含まれる。随意的であるが、処理はこの温度範囲で、アンモニア雰囲気中での合計時間が5時間以内とし、多段で行うことができる。500℃以上では、処理は30分間以内、好ましくは5〜10分間程度の短時間で行わなければならない。500℃以上の長時間の焼成では、希望するアンモニウムのイオン交換において意図しない脱アルミニウム化を生じ、大部分の有機アンモニウムがより低温で分解して不必要に粗雑になる。   A special treatment to remove organic cations that provide zeolite in ammonium form is ammonia calcination. In calcination in ammonia, it is presumed that the organic cation is decomposed into a proton form, which is neutralized by ammonia to form an ammonia cation. The resulting ammonium form zeolite can be further ion exchanged to other desired cations. Ammonia calcination conditions include treatment in an ammonia atmosphere between 250 ° C. and 600 ° C., preferably between 250 ° C. and 450 ° C., for 10 minutes to 5 hours. Optionally, the treatment can be performed in this temperature range, with a total time in an ammonia atmosphere of no more than 5 hours, and in multiple stages. At 500 ° C. or higher, the treatment must be performed within a short time of 30 minutes or less, preferably about 5 to 10 minutes. Long firing at 500 ° C. or higher causes unintentional dealumination in the desired ammonium ion exchange, and most of the organic ammonium decomposes at a lower temperature and becomes unnecessarily coarse.

UZM−16のイオン交換した形態は、下記の実験式で示される。
The ion exchanged form of UZM-16 is shown by the following empirical formula.

式中、R、x、y、及びEは、前記のとおりであり、m’は0〜5.75までの値を有し、M’はアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属。水素イオン、アンモニウムイオン、及びこれらの混合物からなる群から選択されたカチオンである。n’はM’の加重平均原子価であって1〜3まで変化し、r’は0〜5.75までの値を有し、r’+m’>0であり、pはRの加重平均原子価であって+1〜+2まで変化する。z’の値は、下記等式で与えられる。   In the formula, R, x, y, and E are as described above, m ′ has a value of 0 to 5.75, and M ′ is an alkali metal, an alkaline earth metal, or a rare earth metal. A cation selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions, and mixtures thereof. n ′ is the weighted average valence of M ′ and varies from 1 to 3, r ′ has a value from 0 to 5.75, r ′ + m ′> 0, and p is the weighted average of R The valence varies from +1 to +2. The value of z 'is given by the following equation:

式(2)で表されるUZM−16ゼオライトは、アルミニウムを除去し必要に応じてケイ素を挿入するために更に処理される。これによってSi/Al比率が上昇しゼオライトの酸性度とイオン交換性能が改善される。これらの処理は、a)フルオロシリケート溶液又はスラリーに接触させる、b)焼成又は蒸気処理した後酸抽出又はイオン交換する、c)酸抽出する、又はd)これらの処理を任意の順序で任意に組み合わせて行う、ことができる。   The UZM-16 zeolite represented by formula (2) is further processed to remove aluminum and optionally insert silicon. This raises the Si / Al ratio and improves the acidity and ion exchange performance of the zeolite. These treatments can include a) contacting a fluorosilicate solution or slurry, b) acid extraction or ion exchange after calcination or steam treatment, c) acid extraction, or d) any of these treatments in any order. Can be done in combination.

フルオロシリケート処理は公知であり、この処理は、ゼオライトをフルオロシリケート塩で処理する方法が記載されている米国特許第4,711,770号明細書を引用した米国特許第6,200,463号明細書に記載されている。この処理のための一般的な条件は、ゼオライトをアンモニウムフルオロシリケート(AFS)のようなフルオロシリケート塩を含む溶液と20℃〜90℃の温度で接触させることである。   Fluorosilicate treatment is known and this treatment is described in US Pat. No. 6,200,463 which refers to US Pat. No. 4,711,770 which describes a method for treating zeolite with a fluorosilicate salt. A common condition for this treatment is to contact the zeolite with a solution containing a fluorosilicate salt such as ammonium fluorosilicate (AFS) at a temperature of 20 ° C to 90 ° C.

酸抽出を実施するために使用することができる酸には、鉱酸、カルボン酸及びこれらの混合物が挙げられるがこれらに限定されることはない。これらの酸の例として、硫酸、硝酸、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、クエン酸、蓚酸などが挙げられる。使用し得る酸濃度は、限界はないが便宜上1重量%〜80重量%、好ましくは5重量%〜40重量の間である。酸抽出のための処理条件は温度が10℃〜100℃の温度で、時間が10分間〜24時間である。酸処理をした後、処理されたUZM−16ゼオライトを濾過などの手段で分離し、脱イオン水で洗浄して、100℃までの外界温度で乾燥する。アルミニウムが除去され必要に応じてケイ素が組織中に挿入された1つ以上の処理を受けたUZM−16ゼオライトは、以下、UZM−16HSと称する。   Acids that can be used to perform the acid extraction include, but are not limited to, mineral acids, carboxylic acids, and mixtures thereof. Examples of these acids include sulfuric acid, nitric acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), citric acid, and succinic acid. The acid concentration that can be used is not limited, but for convenience is between 1% and 80% by weight, preferably between 5% and 40%. The treatment conditions for the acid extraction are a temperature of 10 ° C. to 100 ° C. and a time of 10 minutes to 24 hours. After the acid treatment, the treated UZM-16 zeolite is separated by means such as filtration, washed with deionized water, and dried at ambient temperature up to 100 ° C. UZM-16 zeolite that has undergone one or more treatments in which the aluminum has been removed and silicon has been inserted into the tissue as needed is hereinafter referred to as UZM-16HS.

脱アルミニウムの程度は、出発UZM−16のカチオン形態に基づく酸抽出ならびに酸濃度及び抽出が行われたときの時間と温度から得られる。例えば、出発UZM−16中に有機カチオンが存在するときは、有機カチオンが除去されたUZM−16に比べて脱アルミニウムの程度が少ない。これは、UZM−16のすぐ表面での脱アルミニウムを望む場合には好ましい。上述したように、有機カチオン除去の便宜的な方法には、焼成、アンモニア焼成、蒸気処理及びイオン交換がある。焼成、アンモニア焼成及びイオン交換は前述したとおりである。蒸気処理条件は、1%〜100%の蒸気濃度で、400℃〜850℃の温度で10分〜48時間であり、好ましい処理条件は、500℃〜600℃の処理温度、5〜50%の蒸気濃度、1〜2時間の処理時間である。   The degree of dealumination is obtained from the acid extraction based on the cationic form of the starting UZM-16, as well as the acid concentration and time and temperature at which the extraction was performed. For example, when an organic cation is present in the starting UZM-16, the degree of dealumination is less than that of UZM-16 from which the organic cation has been removed. This is preferred when desalinization is desired at the immediate surface of UZM-16. As described above, convenient methods for removing organic cations include calcination, ammonia calcination, steam treatment and ion exchange. Calcination, ammonia calcination and ion exchange are as described above. Steam treatment conditions are 1% to 100% steam concentration, 400 ° C. to 850 ° C. for 10 minutes to 48 hours, and preferred treatment conditions are 500 ° C. to 600 ° C. treatment temperature, 5 to 50%. Vapor concentration, processing time of 1-2 hours.

焼成と蒸気処理の両者は、有機カチオンの除去のみならず、脱アルミニウムもできることを留意すべきである。従って脱アルミニウムのための他の実施態様では、焼成後に酸抽出するか、蒸気処理後に酸抽出する。さらに他の脱アルミニウムのための実施態様では、出発UZM−16ゼオライトの焼成又は蒸気処理後にイオン交換処理を行う。もちろん、酸抽出は、イオン交換の前後共に実施することができる。   It should be noted that both calcination and steam treatment can not only remove organic cations but also dealumination. Thus, in other embodiments for dealumination, acid extraction after calcination or acid extraction after steam treatment. In yet another dealumination embodiment, the ion exchange treatment is performed after calcination or steam treatment of the starting UZM-16 zeolite. Of course, acid extraction can be performed both before and after ion exchange.

イオン交換の条件は、先に設定したものと同様、即ち15℃〜100℃で、20分〜50時間処理を行う。イオン交換は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、水素イオン、アンモニウムイオン及びこれらの混合物から選択されたカチオン(M1’)を含む溶液で実施することができる。イオン交換の実施によって、前記M1カチオンは、第2のカチオン又は異なるM1’カチオンに交換される。好ましい実施態様では、蒸気処理又は焼成処理したUZM−16HS組成物を、アンモニウム塩を含むイオン交換溶液と接触させる。アンモニウム塩の例としては、限定されるものではないが、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、酢酸アンモニウムが挙げられる。アンモニウムイオン含有溶液には、限定されるものでないが、硝酸、塩酸、硫酸及びこれらの混合物のような鉱酸が任意で含まれる。鉱酸の濃度は、0〜1のH+対NH4 +比を与えるのに必要な量である。このアンモニウムイオン交換の寄与により、蒸気処理及び/又は焼成処理後に孔中に残存する残留物のいずれも除去される。 The ion exchange conditions are the same as those set above, that is, the treatment is performed at 15 to 100 ° C. for 20 minutes to 50 hours. The ion exchange can be carried out in a solution comprising a cation (M1 ′) selected from alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, hydrogen ions, ammonium ions and mixtures thereof. By performing ion exchange, the M1 cation is exchanged for a second cation or a different M1 ′ cation. In a preferred embodiment, the steamed or calcined UZM-16HS composition is contacted with an ion exchange solution comprising an ammonium salt. Examples of ammonium salts include, but are not limited to, ammonium nitrate, ammonium chloride, ammonium bromide, and ammonium acetate. The ammonium ion-containing solution optionally includes mineral acids such as, but not limited to, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid and mixtures thereof. The concentration of the mineral acid is that amount necessary to provide the H + versus NH 4 + ratio of 0-1. Due to the contribution of this ammonium ion exchange, any residue remaining in the pores after the steam treatment and / or calcination treatment is removed.

前述したことから明らかなように、効果的な処理条件に関して、脱アルミニウム処理の間ゼオライトの結晶構造の完全性が実質的に維持され、ゼオライトは最初の結晶化度の50%、好ましくは70%、さらに好ましくは90%が維持されることが望ましい。出発材料の結晶化度に関連した生成物の結晶化度の評価のために都合よい技術は、それぞれのX線粉末回折パターンのd−スペースの相対強度の比較である。出発材料のピーク強度の値が、バックグラウンド上の任意の単位において標準として用いられ、生成物の対応するピーク強度と比較される。例えば、分子篩生成物のピーク高さの合計数値が出発ゼオライトのピーク強度の値の85%であるときには、結晶化度の85%が維持される。実際においては、この目的のために通常は僅かのピークが利用されるのみである。他の結晶化度維持のための指標は、表面積と吸収容量である。これらの試験は、置換金属がかなり変化するとき、即ち、試料によるX線の吸収が増加するとき、又は例えば脱アルミニウム処理のようにピーク内容がかなり変化するときには好適である。   As is apparent from the foregoing, with respect to effective processing conditions, the integrity of the crystal structure of the zeolite is substantially maintained during the dealumination process, and the zeolite is 50% of the initial crystallinity, preferably 70%. More preferably, 90% is maintained. A convenient technique for assessing the crystallinity of the product in relation to the crystallinity of the starting material is a comparison of the relative intensities of the d-spaces of the respective X-ray powder diffraction patterns. The starting material peak intensity value is used as a standard in arbitrary units on the background and compared to the corresponding peak intensity of the product. For example, when the total peak height value of the molecular sieve product is 85% of the starting zeolite peak intensity value, 85% of the crystallinity is maintained. In practice, only a few peaks are normally used for this purpose. Other indices for maintaining crystallinity are surface area and absorption capacity. These tests are suitable when the displacement metal changes significantly, i.e. when the absorption of X-rays by the sample increases, or when the peak content changes significantly, e.g., dealumination.

上記のように脱アルミニウム処理を遂行した後、UZM−16HSは通常乾燥され、以下に論議するように様々なプロセスに使用できる。本発明者等はUZM−16HSの特性が1つ以上の付加的な処理によってさらに改質することができることを発見した。これらの処理には蒸気処理、焼成、及びイオン交換が含まれ、これらは個々に又は組み合わせて実施される。これらの組み合わせの幾つかをこれらに限定されるものではないが、以下に示す。
蒸気処理 → 焼成処理 → イオン交換;
焼成処理 → 蒸気処理 → イオン交換;
イオン交換 → 焼成処理 → 蒸気処理;
イオン交換 → 蒸気処理 → 焼成処理;
蒸気処理 → 焼成処理;
After performing the dealumination process as described above, UZM-16HS is usually dried and can be used in various processes as discussed below. The inventors have discovered that the properties of UZM-16HS can be further modified by one or more additional treatments. These treatments include steam treatment, calcination, and ion exchange, which are performed individually or in combination. Some of these combinations are, but not limited to, the following.
Steam treatment → Firing treatment → Ion exchange;
Firing treatment → Steam treatment → Ion exchange;
Ion exchange → Firing treatment → Steam treatment;
Ion exchange → Steam treatment → Baking treatment;
Steam treatment → Firing treatment;

上記の脱アルミニウム処理は本発明のゼオライトを生成するためには、必ずしも同じ結果が得られるわけではないが、いかなる順序でも組み合わせて行うことができることを指摘したい。例えばAFS、酸抽出、蒸気、焼成処理などの特定の処理順序を所望の特性を得るために必要な回数だけ繰り返すことができる。もちろん他の処理を繰り返さず1つの処理だけを繰り返すこと、例えば蒸気処理や焼成処理などを行う前にAFSを2回以上繰り返すことができる。最終的には、処理の順序及び/又は繰り返しによってUZM−16HS組成の最終的な特性が決定される。   It should be pointed out that the above dealumination treatment does not necessarily give the same results to produce the zeolite of the present invention, but can be combined in any order. For example, a specific processing sequence such as AFS, acid extraction, steam, and calcination can be repeated as many times as necessary to obtain the desired properties. Of course, it is possible to repeat AFS two or more times before repeating one process without repeating other processes, for example, before performing a steam process or a baking process. Ultimately, the final properties of the UZM-16HS composition are determined by the order and / or repetition of processing.

上記のようにして調製されたUZM−16HSは、無水物基準での実験式により表される。   UZM-16HS prepared as described above is represented by an empirical formula on an anhydride basis.

ここでMlはアルカリ、アルカリ土類金属、希土類金属、アンモニウムイオン、水素イオン及びそれらの混合物からなる群から選ばれた少なくとも1つの交換可能なカチオンであり、aはM1対(Al+E)のモル比で0.01〜50の値を有し、nはM1の加重平均原子価で+1〜+3の値を有し、Eはガリウム、鉄、ホウ素、クロム、インジウム及びそれらの混合物からなる群から選ばれた元素であり、xはEのモル分率で0〜1.0の値を有し、y’はSi対(Al+E)のモル比で3より大きく実質的には(純粋シリカ)までの値を有し、z"はO対(Al+E)のモル比であり、下の等式により決定される値を有する。   Here, Ml is at least one exchangeable cation selected from the group consisting of alkali, alkaline earth metal, rare earth metal, ammonium ion, hydrogen ion and mixtures thereof, and a is a molar ratio of M1 to (Al + E). N is a weighted average valence of M1 and has a value of +1 to +3, and E is selected from the group consisting of gallium, iron, boron, chromium, indium and mixtures thereof. X is a molar fraction of E having a value of 0 to 1.0, and y ′ is a Si to (Al + E) molar ratio greater than 3 and substantially up to (pure silica). Z "is the molar ratio of O to (Al + E), with the value determined by the equation below.

ゼオライトは少なくとも表Bに示すd−スペースと相対的な強度を持つX線回折パターンを有することを特徴とする。   Zeolite is characterized by having an X-ray diffraction pattern having at least an intensity relative to the d-space shown in Table B.

純粋シリカとは実質的に全てのアルミニウム及び/又はE金属が骨格から取り除かれていることを意味する。全てのアルミニウム及び/又はE金属を取り除くことは実質的に不可能であることは既知である。数値の上では、y’が少なくとも3,000の値、好ましくは10,000、もっとも好ましくは20,000の値を取る場合には、ゼオライトは実質的に純粋シリカである。従って、y’の範囲は、3〜3,000、好ましくは10より大から3,000まで、3〜10,000、好ましくは10より大から10,000まで、及び3〜20,000、好ましくは10より大から20,000までである。   Pure silica means that substantially all of the aluminum and / or E metal has been removed from the framework. It is known that it is virtually impossible to remove all aluminum and / or E metal. Numerically, the zeolite is substantially pure silica if y 'takes a value of at least 3,000, preferably 10,000, most preferably 20,000. Accordingly, the range of y ′ is 3 to 3,000, preferably greater than 10 to 3,000, 3 to 10,000, preferably greater than 10 to 10,000, and 3 to 20,000, preferably Is greater than 10 to 20,000.

ゼオライト出発材料の比率あるいはゼオライト生成物の吸着特性などを特定する場合、特に明記しない限りゼオライトの「無水物状態」を意図している。ここで使われる「無水物状態」という用語は、ゼオライトが実質的に物理的に吸着された水及び化学的に吸着された水を欠いていることを言う。   When specifying the ratio of zeolite starting materials or the adsorption characteristics of the zeolite product, the “anhydrous state” of the zeolite is intended unless otherwise specified. As used herein, the term “anhydrous state” refers to the fact that the zeolite lacks substantially physically adsorbed water and chemically adsorbed water.

本発明のゼオライト(UZM−16及びUZM−16HS)は、分子サイズ(運動直径)、又は分子種の極性度に基づいて、分子種の混合物を分離することができる。分子種の分離が分子サイズによる場合、分離はより大きな分子種を排除してより小さい分子種が結晶内の空間に入り込むことにより行われる。酸素、窒素、炭素、二酸化物、一酸化炭素などの様々な分子の運動直径は、D. W. Greck著、Zeolite Molecular Sieves (ゼオライト分子篩)、John Wiley and Sons 社(1974) p.636に掲載されている。   The zeolites of the present invention (UZM-16 and UZM-16HS) can separate a mixture of molecular species based on molecular size (kinetic diameter) or polarity of molecular species. If the separation of molecular species is by molecular size, the separation is performed by eliminating larger molecular species and allowing smaller molecular species to enter the space within the crystal. The kinetic diameters of various molecules such as oxygen, nitrogen, carbon, dioxide, carbon monoxide are published by DW Greck, Zeolite Molecular Sieves, John Wiley and Sons (1974) p.636. .

本発明の結晶性細孔組成物(UMZ−16とUZM−16HSの両方)は、合成のままでも、焼成した後あるいは上記したいずれかの処理を施した後でも、炭化水素変換プロセスにおいて触媒としてあるいは触媒支持体として使用される。炭化水素変換プロセスは、この技術分野においては良く知られており、開環、分解、水素分解、芳香族化合物とイソパラフィンの両方のアルキル化、異性化、重合、改質、脱ろう、水素化、脱水素化、アルキル交換反応、脱アルキル化、水和、脱水、水素化処理、水素脱窒素化、水素脱硫化、メタン化及び合成ガスシフト処理を含む。これらの処理方法で使用される特定の反応条件及び供給物の種類は、米国特許第4,310,440号及び米国特許4,440,871号明細書に述べられている。好ましい炭化水素変換プロセスは開環であり、それにより環状炭化水素は例えば線状炭化水素あるいは分枝状炭化水素などの非環状炭化水素に変換される。   The crystalline pore composition of the present invention (both UMZ-16 and UZM-16HS) can be used as a catalyst in a hydrocarbon conversion process, either as synthesized, after calcination or after any of the above treatments. Alternatively, it is used as a catalyst support. Hydrocarbon conversion processes are well known in the art and include ring opening, cracking, hydrogenolysis, alkylation of both aromatics and isoparaffins, isomerization, polymerization, reforming, dewaxing, hydrogenation, Includes dehydrogenation, transalkylation, dealkylation, hydration, dehydration, hydrotreatment, hydrodenitrogenation, hydrodesulfurization, methanation and syngas shift treatment. Specific reaction conditions and feed types used in these processing methods are described in US Pat. No. 4,310,440 and US Pat. No. 4,440,871. A preferred hydrocarbon conversion process is ring opening, whereby cyclic hydrocarbons are converted to non-cyclic hydrocarbons such as, for example, linear hydrocarbons or branched hydrocarbons.

他の反応としては、これら結晶性の細孔組成物により触媒作用が行われるが、それらはアルキル芳香族化合物の塩基触媒側鎖アルキル化、アルドール縮合、オレフィン二重結合異性化及びアセチレンの異性化、アルコール脱水素化とオレフィン二量化、オリゴメリゼーションとアルコールのオレフィンへの転換を含む。適切なこれらの材料のイオン交換形態では、自動車及び産業排気流においてNOxからN2への還元の触媒作用をする。これらの処理方法で使用される幾つかの反応条件及び供給物の種類は、米国特許第5,015,796号明細書とH. Pines著、THE CHEMISTRY OF CATALYTIC HYDROCARBON CONVERSION(触媒炭化水素転換の化学)、Academic Press社 (1981) pp.123-154、及びそこに含まれる参考文献に述べられている。 Other reactions are catalyzed by these crystalline pore compositions, which include base-catalyzed side-chain alkylation, aldol condensation, olefin double bond isomerization and acetylene isomerization of alkylaromatic compounds. , Including alcohol dehydrogenation and olefin dimerization, oligomerization and conversion of alcohol to olefin. Suitable ion exchange forms of these materials catalyze the reduction of NO x to N 2 in automotive and industrial exhaust streams. Some reaction conditions and feed types used in these processes are described in U.S. Pat.No. 5,015,796 and by H. Pines, THE CHEMISTRY OF CATALYTIC HYDROCARBON CONVERSION, Academic Press (1981) pp.123-154, and references contained therein.

下記の実施例(及び上記の表)に記載されるX線パターンは、標準X線粉末回折技術を使って得られた。放射線源は45kV及び35maで操作された高強度X線チューブである。銅K−アルファ放射線からの回折パターンは適切なコンピュータ利用技術により得られた。平坦に圧縮された粉末試料は、1分間につき2°(2θ)で2°〜70°(2θ)で引き続きスキャンした。オングストローム単位で格子面間隔(d)は、デジタル化されたデータから見られるようにθがブラッグ角である場合に2θとして表される回折ピークの位置から得られた。強度はバックグラウンドを差し引いた後、回折ピークの集中場所から測定されるが、強度において“I0”は最強の線あるいはピークで、“I”は他の各ピークである。 The X-ray patterns described in the following examples (and the above table) were obtained using standard X-ray powder diffraction techniques. The radiation source is a high intensity X-ray tube operated at 45 kV and 35 ma. The diffraction pattern from copper K-alpha radiation was obtained by appropriate computer-based techniques. The flatly compressed powder sample was subsequently scanned from 2 ° to 70 ° (2θ) at 2 ° (2θ) per minute. The lattice spacing (d) in angstrom units was obtained from the position of the diffraction peak expressed as 2θ when θ is the Bragg angle as seen from the digitized data. The intensity is measured from the concentrated location of the diffraction peak after subtracting the background. In the intensity, “I 0 ” is the strongest line or peak, and “I” is each other peak.

当業者により理解されるように、パラメータ2θ測定法は人為的及び機械的誤差を生じやすく、これらの誤差が組み合わさって2θのそれぞれの報告値に±0.4の不確定性を課すことができる。この不確定性は言うまでもなくθ値から算出されるd−スペースの報告値にも認められている。この不正確性はこの技術分野全体では一般的なことであり、本発明の結晶性材料がそれぞれ差異があることや、先行技術の組成とは差異があることを除外するのには不十分である。報告された幾つかのX線パターンでは、d−スペースの相対強度は、vs、s、m、wと表記し、それぞれ強度が非常に強い、強い、中程度、弱いことを示している。100×I/I0に関して、上記の記号表示は、w=0〜15、m=15〜60、s=60〜80、vs=80〜100と定義される。ある例では合成生成物の純度はX線粉末回折パターンに関して評価されるであろう。従って、例えば試料が純粋であると述べられている場合、試料のX線パターンに線がないのは結晶性不純物に起因するということだけを意図していて、非晶性物質が存在していないというわけではない。 As will be appreciated by those skilled in the art, parameter 2θ measurement methods are prone to human and mechanical errors, and these errors can combine to impose an uncertainty of ± 0.4 for each reported value of 2θ. it can. Needless to say, this uncertainty is recognized in the reported value of d-space calculated from the θ value. This inaccuracy is common throughout this field of technology and is not sufficient to rule out differences in the crystalline materials of the present invention and differences from prior art compositions. is there. In some reported X-ray patterns, the relative intensity of d-space is expressed as vs, s, m, and w, indicating that the intensity is very strong, strong, medium, and weak, respectively. With respect to 100 × I / I 0 , the above symbolic representation is defined as w = 0-15, m = 15-60, s = 60-80, vs = 80-100. In one example, the purity of the synthesis product will be evaluated with respect to an X-ray powder diffraction pattern. Thus, for example, if the sample is stated to be pure, it is only intended that the absence of a line in the sample's X-ray pattern is due to crystalline impurities, and no amorphous material is present. Not that.

本発明を更に完全に例証するために、以下に実施例を示す。これらの実施例は単なる例示であって、添付の請求の範囲に示される本発明の広義の範囲に過度の制限を加えるものではない。   The following examples are presented in order to more fully illustrate the present invention. These examples are illustrative only and do not place undue limitations on the broad scope of the invention as set forth in the appended claims.

アルミノケイ酸塩反応混合液を、2.33gのAl(Osec−Bu)3(95+%)を63.35gのBzTMAOH(40%)に添加して激しく攪拌し、次いで28gのコロイダルシリカ(LUDOXTM AS−40、40%SiO2)を添加して調製した。次に6gの水を前記アルミノケイ酸塩反応混合液にゆっくり添加して更に混合した。この混合液は、高速で攪拌して更に30分間均質化し、125℃のオーブン中に置かれた3個のテフロン(登録商標)被覆オートクレーブに分配し、自生圧力下で混合液を3、6、10日間消化した(digested)。固体生成物を濾過により分離し、脱イオン水で洗浄して95℃で乾燥した。 The aluminosilicate reaction mixture was stirred vigorously by adding 2.33 g Al (Osec-Bu) 3 (95 +%) to 63.35 g BzTMAOH (40%) and then 28 g colloidal silica (LUDOX AS). −40, 40% SiO 2 ) was added. Next, 6 g of water was slowly added to the aluminosilicate reaction mixture and further mixed. This mixture was stirred at high speed and homogenized for an additional 30 minutes and distributed to three Teflon-coated autoclaves placed in an oven at 125 ° C., and the mixture was 3, 6, Digested for 10 days. The solid product was separated by filtration, washed with deionized water and dried at 95 ° C.

3つ全ての反応から得られた生成物は、X線回折パターンがUZM−16と認定されるゼオライトであることを示した。3日間試料の示す回折線を下記の表1に示す。N2吸着で測定された焼成材料のBET表面積は523m2/gであり、細孔容積は0.26cc/gであった。 The product from all three reactions showed that the X-ray diffraction pattern was a zeolite identified as UZM-16. The diffraction lines exhibited by the 3-day sample are shown in Table 1 below. The BET surface area of the calcined material measured by N 2 adsorption was 523 m 2 / g and the pore volume was 0.26 cc / g.

オフレタイト構造とUZM−16の差異は、さらに電子回折により識別された。図示されているように、平面において(001)及び(110)方向で示されるUZM−16(図1B)とオフレタイト(図1A)の[001]に沿った電子回折パターンの比較を図1に示す。UZM−16での(110)方向における周期性は、オフレタイトの周期性とは異なるし、また係数3だけ間隔が大きいことが明らかである。ここに示すオフレタイトの電子回折パターンは、同一の配向性を持つ文献中に示されたものと一致している(J. V. Sanders, M. L. Occeli, R. A. Innes, and S. S. Pollack, Studies in Surface Science and Catalysis (表面化学と触媒に関する研究), Ed. Y. Murakamai, A. Iijima, and J. W. Ward, Elsever, New York, 28,429,(1989))。   The difference between the offrite structure and UZM-16 was further identified by electron diffraction. As shown, a comparison of electron diffraction patterns along [001] of UZM-16 (FIG. 1B) and offretite (FIG. 1A) shown in the (001) and (110) directions in the plane is shown in FIG. . It is clear that the periodicity in the (110) direction in UZM-16 is different from the periodicity of offretite, and the interval is large by a factor of 3. The electron diffraction pattern of the offretite shown here is consistent with that shown in literature with the same orientation (JV Sanders, ML Occeli, RA Innes, and SS Pollack, Studies in Surface Science and Catalysis. Research on Chemistry and Catalysts), Ed. Y. Murakamai, A. Iijima, and JW Ward, Elsever, New York, 28,429, (1989)).

より大きい間隔はUZM−16の格子像に容易に観察される。図2は、[110]に沿ったUZM−16の格子像を示す。像の垂直に伸びる格子フリンジは図1bの1/3(110)での反射で示される19.3Å種に対応する。この間隔はオフレタイトで予想される(110)の間隔の3倍であり、6.65Åであろう。   Larger spacing is readily observed in the UZM-16 lattice image. FIG. 2 shows a lattice image of UZM-16 along [110]. The grating fringes extending vertically in the image correspond to the 19.3 species shown by reflection at 1/3 (110) in FIG. 1b. This interval is three times the (110) interval expected for offretite and will be 6.65 mm.

本実施例ではUZM−16の調製、UZM−16HSを生成するための焼成、イオン交換、蒸気処理による変形例を示し、次に更に別の異なるUZM−16HSを生成するための酸抽出による変形例を示す。アルミノケイ酸塩反応混合液を、35.21gのAl(Osec−Bu)3(95%+)に927.47gのBzTMAOH(40%)を添加して激しく攪拌することにより調製した。アルミニウム試薬が溶解した後、416.45gのコロイダルシリカ(LUDOXTM AS−40、40%SiO2)を添加して、得られた混合液を高速で攪拌して30分間均質化した。この混合液を自生圧力下で2LのPARRTM攪拌反応器中で6日間125℃で結晶化した。固体生成物を、濾過により分離し、脱イオン水で洗浄して95℃で乾燥させた。粉末X線回折では生成物がUZM−16であることが確認された。パターンの特徴を示す回折線を下記の表2に示す。元素分析では、この親UZM−16材料は5.83のSi/Al比率を示した。62.5g分のUZM−16を、最初に流動窒素雰囲気中で1分間に1℃温度を上げながら250℃まで上げ、2時間250℃で保持し、更に1分間に1℃温度を上げながら500℃まで上げ、3時間500℃で保持し、大気を気流に変えて、更に500度で3時間保持した。焼成材料のBET表面積は、676m2/gで、細孔の容積は0.33cc/gであった。焼成材料の51g分は500gの脱イオン水に溶解した52gのNH4NO3を含む溶液中で懸濁させることによりアンモニウム交換された。スラリーを85℃まで7時間加熱し、次に濾過により分離し、脱イオン水で完全に洗浄した。この交換処理を85℃、2時間半で更に2回繰り返した。 This example shows a modification by preparation of UZM-16, calcination to produce UZM-16HS, ion exchange, and steam treatment, and then a modification by acid extraction to produce another different UZM-16HS. Indicates. The aluminosilicate reaction mixture was prepared by adding 927.47 g BzTMAOH (40%) to 35.21 g Al (Osec-Bu) 3 (95% +) and stirring vigorously. After the aluminum reagent was dissolved, 416.45 g of colloidal silica (LUDOX AS-40, 40% SiO 2 ) was added and the resulting mixture was stirred at high speed and homogenized for 30 minutes. The mixture was crystallized at 125 ° C. for 6 days in a 2 L PARR stirred reactor under autogenous pressure. The solid product was isolated by filtration, washed with deionized water and dried at 95 ° C. Powder X-ray diffraction confirmed that the product was UZM-16. The diffraction lines showing the characteristics of the pattern are shown in Table 2 below. In elemental analysis, this parent UZM-16 material showed a Si / Al ratio of 5.83. 62.5 g portion of UZM-16 was first raised to 250 ° C. while raising the temperature at 1 ° C. per minute in a flowing nitrogen atmosphere, held at 250 ° C. for 2 hours, and further raised to 1 ° C. per minute for 500 minutes. The temperature was raised to 50 ° C. and maintained at 500 ° C. for 3 hours, and the atmosphere was changed to an air flow, and further maintained at 500 ° C. for 3 hours. The BET surface area of the fired material was 676 m 2 / g, and the pore volume was 0.33 cc / g. A 51 g portion of the calcined material was ammonium exchanged by suspending in a solution containing 52 g NH 4 NO 3 dissolved in 500 g deionized water. The slurry was heated to 85 ° C. for 7 hours, then separated by filtration and washed thoroughly with deionized water. This exchange process was further repeated twice at 85 ° C. for 2 hours and a half.

アンモニウム交換焼成UZM−16の40g分を水平蒸気処理器を使って50%の蒸気で600℃で2時間蒸気処理した。粉末X線回折を行い、生成物がUZM−16HSであることを確認した。この生成物の回折線の特徴を表2に示す。窒素吸着計測では、蒸気処理アンモニウム−交換焼成UZM−16HS材料はBET表面積424m2/gとミクロ細孔体積0.20cc/gを示した。 A 40 g portion of ammonium exchange calcined UZM-16 was steamed at 600 ° C. for 2 hours with 50% steam using a horizontal steam processor. Powder X-ray diffraction was performed and the product was confirmed to be UZM-16HS. The characteristics of the diffraction line of this product are shown in Table 2. In nitrogen adsorption measurements, the steam treated ammonium-exchanged calcined UZM-16HS material showed a BET surface area of 424 m 2 / g and a micropore volume of 0.20 cc / g.

蒸気処理により得られたUXM−16HSの20g分を更に酸性処理を行った。酸性溶液は、19.7gのHNO3(69%)を350gの脱イオン水に希釈して調製した。蒸気処理したUZM−16を添加する前にこの溶液を90℃まで加熱した。得られたスラリーを1時間90℃で攪拌する。生成物は濾過により分離し、脱イオン水で洗浄し98℃で乾燥した。変形生成物はX線粉末回折分析によりUZM−16HSと特定された。この生成物の回折線の特徴を表2に示す。蒸気/酸洗浄による元素分析では生成物が14.76のSi/Al比率を持つことを示した。 A 20 g portion of UXM-16HS obtained by the steam treatment was further subjected to an acid treatment. The acidic solution was prepared by diluting 19.7 g HNO 3 (69%) in 350 g deionized water. The solution was heated to 90 ° C. before adding the steamed UZM-16. The resulting slurry is stirred for 1 hour at 90 ° C. The product was isolated by filtration, washed with deionized water and dried at 98 ° C. The deformation product was identified as UZM-16HS by X-ray powder diffraction analysis. The characteristics of the diffraction line of this product are shown in Table 2. Elemental analysis by steam / acid cleaning showed the product to have a Si / Al ratio of 14.76.

アルミノケイ酸塩反応混合液を、35.21gのAl(Osec−Bu)3(95+%)を927.47gのBzTMAOH(40%)に添加してから激しく攪拌して調製した。アルミニウム試薬が溶解してから、416.45gのコロイダルシリカ(LUDOXTM AS−40、40%SiO2)を添加して、得られた混合液を高速で攪拌して更に30分間均質化した。この混合液を自生圧力で2LのPARRTM攪拌反応器中で12日間105℃で結晶化した。固体生成物は濾過により分離し、脱イオン水で洗浄して95℃で乾燥した。粉末X線回折により生成物がUZM−16であることを確認した。パターンの特徴を示す回折線を下記の表3に示す。元素分析では、この親UZM−16組成が5.7のSi/Al元素モル比率を示した。62.5g分のUZM−16を、最初に流動窒素雰囲気中で1分間に1℃温度を上げながら350℃まで上げ、1時間350℃で保持し、1分間に1℃温度を上げながら500℃まで上げ、6時間500℃で保持し、大気を気流に変えて、更に500℃で6時間保持した。焼成材料のBET表面積は、574m2/gで細孔の容積は0.24cc/gである。焼成生成物の98g分は1000mlの脱イオン水に溶解した100gのNH4NO3を含む溶液中で懸濁により交換されたアンモニウムである。
スラリーを80℃まで5時間加熱し、次に濾過により分離し、脱イオン水で完全に洗浄する。この交換を85℃で更に3回繰り返した。
An aluminosilicate reaction mixture was prepared by adding 35.21 g Al (Osec-Bu) 3 (95 +%) to 927.47 g BzTMAOH (40%) and then stirring vigorously. After the aluminum reagent had dissolved, 416.45 g of colloidal silica (LUDOX AS-40, 40% SiO 2 ) was added and the resulting mixture was stirred at high speed and homogenized for an additional 30 minutes. The mixture was crystallized at 105 ° C. for 12 days in a 2 L PARR stirred reactor at autogenous pressure. The solid product was isolated by filtration, washed with deionized water and dried at 95 ° C. It was confirmed by powder X-ray diffraction that the product was UZM-16. The diffraction lines showing the characteristics of the pattern are shown in Table 3 below. In elemental analysis, the parent UZM-16 composition showed a Si / Al element molar ratio of 5.7. 62.5 g of UZM-16 was first raised to 350 ° C. while raising the temperature at 1 ° C. per minute in a flowing nitrogen atmosphere, held at 350 ° C. for 1 hour, and 500 ° C. while raising the temperature at 1 ° C. per minute. The temperature was raised to 500 ° C. for 6 hours, the atmosphere was changed to an air flow, and the temperature was further maintained at 500 ° C. for 6 hours. The fired material has a BET surface area of 574 m 2 / g and a pore volume of 0.24 cc / g. 98g portion of the baked product is ammonium exchanged by suspending in a solution containing 100 g NH 4 NO 3, which was dissolved in deionized water 1000 ml.
The slurry is heated to 80 ° C. for 5 hours, then separated by filtration and washed thoroughly with deionized water. This exchange was repeated three more times at 85 ° C.

アンモニウム交換焼成UZM−16の18g分を水平蒸気処理器を使って50%の蒸気で600℃で2時間蒸気処理した。この蒸気処理をした材料の12g分を更に酸性抽出した。酸性溶液は、10gのHNO3(69%)を300gの脱イオン水に希釈して調製した。蒸気処理したUZM−16を添加する前にこの溶液を90℃まで加熱した。得られたスラリーを1時間90℃で攪拌した。生成物は濾過により分離し、脱イオン水で洗浄し98℃で乾燥した。変形生成物はX線粉末回折によりUZM−16HSであることが確認された。この生成物の回折線の特徴を表3に示す。元素分析では最終脱アルミニウム生成物が11.56のSi/Al比率を持つことを示した。窒素吸着測定では、BET表面積が466m2/gで、ミクロ細孔の体積が0.19cc/gであることを示した。 An 18 g portion of ammonium exchange calcined UZM-16 was steamed at 600 ° C. for 2 hours with 50% steam using a horizontal steam processor. A 12 g portion of the steamed material was further acid extracted. The acidic solution was prepared by diluting 10 g HNO 3 (69%) in 300 g deionized water. The solution was heated to 90 ° C. before adding the steamed UZM-16. The resulting slurry was stirred for 1 hour at 90 ° C. The product was isolated by filtration, washed with deionized water and dried at 98 ° C. The deformation product was confirmed to be UZM-16HS by X-ray powder diffraction. The characteristics of the diffraction line of this product are shown in Table 3. Elemental analysis indicated that the final dealuminated product had a Si / Al ratio of 11.56. Nitrogen adsorption measurements showed a BET surface area of 466 m 2 / g and a micropore volume of 0.19 cc / g.

図1の1A及び1Bは、それぞれ実施例1に記載のオフレタイト及びUZM−16の[110]方向に沿って得られた電子回折パターンを示す図である。1A and 1B are diagrams showing electron diffraction patterns obtained along the [110] direction of offretite and UZM-16 described in Example 1, respectively. 図2は、実施例1に記載のUZM−16の高解像電子顕微鏡により得られた格子映像を示す。FIG. 2 shows a lattice image obtained by the UZM-16 high-resolution electron microscope described in Example 1.

Claims (4)

無水物基準で成分のモル表示が下記実験式の組成を有することを特徴とする細孔性の結晶性ゼオライトであって、
式中、M1はアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アンモニウムイオン、水素イオン、及びこれらの混合物からなる群から選択された少なくとも1種の交換可能なカチオンであり、aはM1対Alのモル比であって0.01〜50まで変化し、nはM1の加重平均原子価であって+1〜+3まで変化し、y’はSi対Alのモル比であって3より大であり、そしてz”はO対Alのモル比であって、下記等式により与えられる値を有するものであり、
前記ゼオライトは、下記表Bに示す少なくともd−スペースと強度を有するX線回折パターンを持つことを特徴とする細孔性の結晶性ゼオライト。
A porous crystalline zeolite characterized in that the molar representation of the component on an anhydride basis has the composition of the following empirical formula:
Wherein M1 is at least one exchangeable cation selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, ammonium ions, hydrogen ions, and mixtures thereof, and a is M1 to Al . The molar ratio varies from 0.01 to 50 , n is the weighted average valence of M1 and varies from +1 to +3, y ′ is the molar ratio of Si to Al and is greater than 3. And z ″ is the molar ratio of O to Al , having the value given by the equation
The zeolite has an X-ray diffraction pattern having at least d-space and strength shown in Table B below, and is a porous crystalline zeolite.
y’が3〜20,000までの値を有することを特徴とする請求項1に記載のゼオライト。   The zeolite according to claim 1, wherein y 'has a value of 3 to 20,000. 炭化水素の変換方法であって、該方法は、炭化水素を変換生成物が得られるような炭化水素変換条件で触媒複合体と接触させる工程を含み、前記触媒複合体が請求項1に記載の細孔性の結晶性ゼオライトを含むものであることを特徴とする方法。   A method for converting a hydrocarbon comprising the step of contacting the hydrocarbon with a catalyst complex under hydrocarbon conversion conditions such that a conversion product is obtained, said catalyst complex according to claim 1. A method comprising a porous crystalline zeolite. 上記炭化水素変換方法が、芳香族化合物のアルキル化、キシレンの異性化、ナフサ分解、開環、アルキル交換、イソパラフィンのアルキル化及びエチルベンゼンの異性化からなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項に記載の方法。 The hydrocarbon conversion method is selected from the group consisting of alkylation of aromatic compounds, xylene isomerization, naphtha decomposition, ring opening, alkyl exchange, isoparaffin alkylation and ethylbenzene isomerization. The method according to claim 3 .
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