JPH0147406B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0147406B2
JPH0147406B2 JP56070846A JP7084681A JPH0147406B2 JP H0147406 B2 JPH0147406 B2 JP H0147406B2 JP 56070846 A JP56070846 A JP 56070846A JP 7084681 A JP7084681 A JP 7084681A JP H0147406 B2 JPH0147406 B2 JP H0147406B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zeolite
weak
medium
lattice
strongest
Prior art date
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Expired
Application number
JP56070846A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57191222A (en
Inventor
Jeraado Dowaiaa Furanshisu
Aaru Jenkinsu Edoin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Oil Corp
Original Assignee
Mobil Oil Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mobil Oil Corp filed Critical Mobil Oil Corp
Priority to JP7084681A priority Critical patent/JPS57191222A/en
Publication of JPS57191222A publication Critical patent/JPS57191222A/en
Publication of JPH0147406B2 publication Critical patent/JPH0147406B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は新規な結晶性ゼオライト物質多くの結
晶性ゼオライトが公知であり、ほとんどの場合ア
ルミノシリケートとして公知である。あるもの、
たとえばポーリンガイト(paulingite)及びメル
リノアイト(merlinoite)などは天然においての
み存在し、ゼオライトA及びZSM−5などは合
成のものとしてのみ存在する。またあるもの、た
とえばモルデナイトは天然及び合成の両方の形態
で存在し、合成の形態はゼオロンとして知られて
おり、他の例としてはフアウジヤサイトがあり、
その合成形態はゼオライトX及びゼオライトYと
して知られている。これらはX線回折データによ
つてそれぞれ同定される。これらのデータは
SiO4四面体及びほとんどの場合酸素原子を共有
することによつて結合されるAlO4四面体から成
る3次元格子を示し、ゼオライトを構成する
AlO4四面体上の負の電荷にバランスを与えるよ
うに充分なカチオンを補充する。 従つてアルミノシリケートゼオライトは下記の
化学式で表わされる。 Mx/o:(AlO2x:(SiO2y 上式中Mは原子価がnのカチオンであり、x及
びyはそれぞれ単位セル中のアルミニウム及びケ
イ素原子の数であり、単位セルは格子中に繰返す
幾何学的単位である。この表現は下記の様に酸化
物のモル比で表わすこともできる。 M2/oO:Al2O3: 2y/xSiO2 これは当然のことながら実験的に定めることが
でき、単位セルの中身が不明の場合にはゼオライ
トを表わすことができる唯一の式である。このよ
うな式の唯一の有意義な量は2y/xであり、こ
れはほとんど不変の範囲であり、種々の幾何学格
子構造の多くのゼオライトによつて通常満たさ
れ、化学式はゼオライトを同定するのに限定的で
はない。さらに、このような式は実験的に誘導さ
れたものを表わし、カチオン原子価/アルミニウ
ム原子比は1から離れ、アルミナを排除した反応
混合物から格子構造が存在するゼオライトを提供
することはできない。さらに、単位セルの式及び
酸化物のモル比の式は両方とも連続する単位セル
間の幾何学的同定がその組成の同定によつて達成
されることを意味する。 本発明者はX線回折データによつて立証されて
いるように従来知られていない格子構造を有する
ゼオライト(ZSM−39と称する)を発見した。 本発明によれば、結晶性ゼオライト物質、
ZSM−39はSiO4及び場合により酸素原子を共有
することによつて結合されるAlO4四面体によつ
て構成される格子を有し、下記の格子面間隔を有
することを特徴とする。 表 1 格子面間隔D(A) 相対強度 11.2±0.2 弱 6.8±0.15 中 5.8±0.1 最強 5.6±0.1 最強 4.8±0.1 中 4.4±0.1 中 3.95±0.08 中−強 3.7±0.08 最強 3.4±0.07 中−強 3.4±0.07 最強 3.2±0.07 弱 3.1±0.06 弱 3.0±0.06 弱 2.3±0.05 弱 これらの値は標準の方法によつて測定された。
照射線は銅のK−アルフア双子線であり、自己記
録式シンチレーシヨンカウンター分光計を使用し
た。ピークの高さ、I及び2倍θ(θ=ブラツグ
角)の関数であるその位置は分光計チヤートから
読取られた。これらの値から、相対強度100I/Io
(Ioは最強ライン、すなわちピークの強度)及び
その記録されたラインに対応するオングストロー
ム単位の格子面間隔d(観測値)を測定した。 ゼオライトZSM−39はシリカ100モル当りの無
水の酸化物のモルで表わして下記の化学式、 (0〜2.5)M2/oO:(0〜2.5)Al2O3:(100)
SiO2 (Mはアルカリ金属及びアルカリ土類金属から選
ばれた少なくとも1種のカチオンで、nはMの原
子価である)を有する。 合成の形態のゼオライトは通常脱水後、シリカ
100モル当りの酸化物のモル比で表わした下記の
式で表わされる。 (0〜2.5)R2O:(0〜2.5)M2/oO:(0〜
2.5)Al2O3:(100)SiO2 上式中、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類
金属であり、R2Oは窒素の有機化合物の酸化物で
あり、炭素原子数が1〜3個のアルキル基を有
し、好ましくは少なくとも1個のエチル基を有
し、最も好ましくはR2Oは第4級アンモニウム化
合物である。 ゼオライトZSM−39はシリカ格子中の四面体
置換の位置において少量のAl、Fe及び/又はCr
を有する。この段階までゼオライトは負の電荷を
有し、カチオンによつてバランスがとられてそれ
ぞれの原子置換について1個過剰の電子を有す
る。これらのカチオンは従来のイオン交換技術を
使用して他のイオンによつて少なくとも部分的に
置換しても良い。場合によつてはR2O類による孔
の閉塞のためにイオン交換する前にゼオライトを
焼成する必要がある。最初のアルカリ、アルカリ
土類及び/又は有機カチオンを置換するために導
入されるイオンはゼオライト中のチヤンネルを通
過することができるものならいずれのものでも良
い。特に望ましい置換イオンは水素、アンモニウ
ム及び周期律表第〜族の金属である。これら
の金属のうち、特に望ましいものは希土類金属、
マンガン、亜鉛及び周期律表第族のものであ
る。 ゼオライトのカチオンの形態が違つていても、
格子面間隔及び相対強度に若干変化があるだけで
X線回折パターンは実質的に同じである。シリ
カ/アルミナモル比及び熱処理に応じても若干の
変化は起こり得る。 ゼオライトZSM−39はナトリウムなどのアル
カリ金属の形態、アンモニウムの形態、水素の形
態または他の一価または多価カチオンの形態で触
媒または吸着剤として使用できる。触媒として使
用する場合、ゼオライトは熱処理に処せられ、有
機置換基の一部または全部が除去される。 このゼオライトは、水素化−脱水素化機能を有
するパラジウムまたは白金などの貴金属、マンガ
ン、クロム、コバルト、ニツケル、レニウム、モ
リブデン、バナジウム、タングステンなどの水素
化成分と組合わせた触媒として使用しても良い。
これらの成分は含浸または物理的に混合すること
によつて構造中にAlが存在する程度まで組成物
に混入することができる。これらの成分は、たと
えば白金の場合、ゼオライトを白金金属含有イオ
ンを含有する溶液で処理することによつて含浸さ
せることができる。適当な白金化合物の例として
は第2塩化白金酸、塩化第1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。 前記ゼオライト、特に金属、水素、アンモニウ
ム、アルキルアンモニウム及びアリールアンモニ
ウムの形態のものは熱処理によつて別の形態に良
好に転化できる。この熱処理は一般にこれらの形
態のものを少なくとも371℃(700〓)の温度で、
1分から20時間以内に時間加熱することによつて
行われる。熱処理には大気圧以下の圧力が使用で
きるが、便宜上大気圧が望ましい。熱処理は約
927℃(1700〓)以下の温度で行われる。熱処理
生成物はある種の炭化水素転化反応の触媒作用に
特に有用である。 前記工程において吸着剤または触媒のいずれか
として使用する本発明の新規なゼオライトは少な
くとも部分的に脱水すべきである。この脱水は空
気、窒素等の雰囲気中で大気圧、大気圧以下、ま
たは大気圧以上の圧力下で204℃(400〓)〜593
℃(1100〓)の温度で1〜48時間加熱することに
よつて行われる。脱水は室温でZSM−39を単に
減圧下に置くことによつて行つて良よいが、充分
な量の脱水を達成するのに長時間を要する。 本発明の新規なゼオライトはシリカ源(ケイ素
の酸化物)、R2O、ナトリウムなどのアルカリ金
属酸化物、及び必要に応じてアルミナを含有する
反応混合物から製造される。前記反応混合物は酸
化物のモル比で表わして下記の範囲の組成を有す
る。反応剤 広い範囲 好ましい範囲 R2O/SiO2 0.01〜100 0.05〜20 M2/oO/SiO2 0.01〜10 0.02〜5 Al2O3/SiO2 0〜1.0 0〜0.5 上式中、R2Oは窒素の有機化合物の酸化物であ
り、1個のエチル基を有する化合物が良く、Mは
アルカリまたはアルカリ土類金属である。本発明
の新規なゼオライトは前記反応混合物をゼオライ
トの結晶が生成するまで結晶化温度に保つことに
よつて製造される。アルミナなしで製造する場
合、生成物中に存在するアルミナは結晶化媒体の
他の成分中の不純物として導入されるものであ
る。アルミナを加えないで製造した物質及び不純
物としてアルミニウムを存在させないで製造した
物質はアルミニウムが存在しないのでイオン交換
能力がない。これらの物質も本発明の明細書にお
いては「ゼオライト」とみなす。 ゼオライトZSM−39を製造する場合、好まし
いアルカリ金属酸化物はナトリウムであり、好ま
しいR2O源はテトラエチルアンモニウム(TEA)
イオンまたはn−プロピルアミンであり、テトラ
メチルアンモニウムイオンを種々の量で反応混合
物に加えても良い。 結晶化は一般に93℃(200〓)〜204℃(400〓)
の温度で行われ、93℃(200〓)より低い温度で
は結晶化時間が長くかかる。結晶化時間は一般に
約6時間から90日である。しかる後、得られた結
晶を母液から分離し、回収する。反応組成物は適
当な酸化物を供給する物質を利用して調製でき
る。これらの組成物には、ケイ酸ナトリウム、シ
リカヒドロゾル、シリカゲル、ケイ酸及び水酸化
ナトリウムなどが含まれる。有機化合物は窒素の
有機化合物である。好ましい化合物は一般に式、
R4L+で表される第4級化合物であり、上式中L
は窒素で、それぞれのRは炭素原子数が1〜3個
のアルキル基であり、好ましくは少なくとも1個
のR基はエチル基である。通常それぞれのアルキ
ル基は同じものであるが、それぞれの基が同じ炭
素数を有する必要はない。アンモニウム類を製造
する場合、有機置換アンモニウム塩化物または水
酸化物が有用である。酸化物は1種以上の原料か
ら供給できることを理解すべきである。反応混合
物は回分式または連続式のいずれかの方式で調製
しても良い。本発明の新規なゼオライトの結晶サ
イズ及び結晶化時間は反応混合物の性質及び結晶
化条件に応じて変わる。 第4級化合物はそのまま使用する必要はない。
これらは適当な先駆体を加えることによつてその
場で製造できる。これらの先駆体は式R1R2R3L
(R1、R2及びR3はC1−C3アルキル、及び水素か
ら選択され、Lは窒素である)の化合物及び式
R4X(R4はC1−C3アルキルであり、Xはハロゲン
原子である)。本発明の特別な実施態様によれば、
本発明の方法は化合物R1R2R3Lだけを使用して
実施できる。特定の実施態様において、R4Xを加
えることなく、R2Oの給源として第1、第2また
は第3級アミン並びにジアミンを使用しても良
い。 ゼオライトは種々の粒子サイズで製造できる。
一般に、粒子は粉末、粒状物または押出成形など
の成形物の形態をしており、2メツシユのタイラ
ースクリーンを通過し、400メツシユのタイラー
スクリーン上に残るのに充分な粒子サイズを有す
る。触媒を押出成形などによつて成形する場合、
ゼオライトは乾燥する前に押出成形しても良く、
あるいは乾燥した後または部分的に乾燥した後押
出成形しても良い。 多くの触媒の場合、ゼオライトを有機転化工程
で使用する温度その他の条件に対して耐久性のあ
る物質と複合させることが望ましい。すなわち、
ZSM−39は本発明のヨーロツパ特許第1695号に
記載されている量及び種類の母体と複合させても
良い。 水素化成分と結合させた触媒的に活性な形態の
ZSM−39を使用した場合、重油残油、循環油及
び他のハイドロクラツキングし得る原料を水素/
炭化水素原料モル比を2〜80にして204℃(400
〓)〜441℃(825〓)の温度でハイドロクラツキ
ングできる。使用する圧力は170〜17338kPa(10
〜2500psig)で、液体時間空間速度は0.1〜10で
ある。 触媒的に活性な形態のZSM−39を接触クラツ
キングに使用でき、炭化水素クラツキング原料は
約0.5〜50の液体時間空間速度で、約288℃(550
〓)〜593℃(1100〓)の温度で、大気圧以上か
ら数百気圧の圧力でクラツキングされる。 水素化成分と結合した触媒的に活性な形態の
ZSM−39を使用した場合、リフオーミング原料
は371℃(700〓)〜538℃(1000〓)の温度を使
用してリフオーミングされる。圧力は791〜
6996kPa(100〜1000psig)、好ましくは1480〜
4928kPa(200〜700psig)である。液体時間空間
速度は一般に0.1〜10、好ましくは0.4〜4で、水
素/炭化水素モル比は一般に1〜20、好ましくは
4〜12である。 本発明の触媒的に活性な形態のゼオライトは白
金などの水素化成分を備えれば、n−パラフイン
の水素化異性化にも使用できる。水素化異性化
は、水素/炭化水素モル比が1/1〜5/1とな
るように水素を使用して、液体時間空間速度を
0.01〜2、好ましくは0.25〜0.50にして93℃(200
〓)〜371℃(700〓)、好ましくは149℃(300〓)
〜288℃(550〓)の温度で行われる。さらに、こ
の触媒は−1℃(30〓)〜371℃(700〓)の温度
を使用してオレフインの異性化に使用できる。 必要に応じて白金などの金属を使用して触媒的
に活性な形態のZSM−39を使用して行うことが
できる他の反応の例としては、水素化−脱水素化
反応及び脱硫反応、オレフインの重合(オリゴマ
ー化)、芳香族のアルキル化、芳香族の異性化、
不均化反応、トランスアルキル化反応、及び他の
有機化合物の転化反応、たとえばメタノールなど
のアルコールを炭化水素に転化する反応がある。 下記の実施例において、水、シクロヘキサン及
びn−ヘキサンの吸着能力を比較するために記載
した吸着データは下記の様に測定した。 まず、重量を測定した焼成ゼオライトのサンプ
ルを1mmに減圧した吸着室中で所望する純粋な吸
着質の蒸気と接触させ、12mmHgの水蒸気、20mm
Hgのシクロヘキサン及びn−ヘキサン蒸気と接
触させた。圧力は室温におけるそれぞれの吸着質
の気−液平衡圧より低い。吸着期間(約8時間以
内)中、調圧器によつて調節して吸着質の蒸気を
加えることによつて圧力を一定(約±0.5mm以内)
に保つた。吸着質がゼオライトによつて吸着され
るに従つて、圧力が低下して調圧器がバルブを開
けさせ、吸着質の蒸気が吸着室に導入され、前記
調節した圧力値を回復する。圧力の変化が調圧器
を作動させるに充分でなくなつた時、吸着は完了
したものとみなす。ゼオライト吸着剤の重量の増
加分を焼成ゼオライト吸着剤100g当たりの吸着
能力として算出した。 例1及び例2 コロイド状シリカ(30%SiO2)、水酸化テトラ
エチルアンモニウム(40%)、水酸化テトラメチ
ルアンモニウム(25%)、アルミン酸ナトリウム
及び水から出発ゲル混合物を調製した。例1にお
いては、結晶化を撹拌しながら160℃(320〓)で
70時間行つた。例2においては、結晶化をを撹拌
することなく154℃(310〓)で330時間行つた。
結晶化後、固形分を過によつて未反応成分と分
離し、しかる後水洗し、しかる後110℃(230〓)
で乾燥した。出発原料の使用量、その種類及び生
成物の組成については下記の表2に示す。 例3及び例4 “Qブレンド”として市販されているケイ酸ナ
トリウム(28.8%SiO2、8.9%Na2O、62%H2O)、
塩化テトラメチルアンモニウム(50%)、n−プ
ロピルアミン、硫酸及び水から出発ゲル反応混合
物を調製した。例3においては、結晶化を撹拌し
ながら160℃(320〓)で53時間行つた。例4にお
いては、結晶化を撹拌することなく160℃(320
〓)で48時間行つた。結晶化後、過によつて固
形物を未反応成分と分離し、しかる後水洗し、し
かる後110℃(230〓)で乾燥した。出発原料の使
用料、生成物の組成及び吸着データについて下記
の表2に示す。例4の手順に従つて製造したゼオ
ライトのX線回折パターンを表3に示す。 例 5 例4の乾燥生成物を窒素流中で538℃(1000〓)
で3時間焼成した。焼成生成物をしかる後過剰の
0.1N NaCl−0.1N NaOH溶液で室温で2時間、
2回イオン交換した。この結果、得られたものを
洗浄した生成物はナトリウム含有率が0.21重量%
であつた。この例のゼオライト生成物のX線回折
の結果を表4に示す。
The present invention is a novel crystalline zeolite material. Many crystalline zeolites are known, most often known as aluminosilicates. some stuff,
For example, paulingite and merlinoite exist only naturally, and zeolite A and ZSM-5 only exist synthetically. There are also some, such as mordenite, which exists in both natural and synthetic forms, the synthetic form is known as zeolone, and other examples are faugiasite,
Its synthetic forms are known as Zeolite X and Zeolite Y. These are each identified by X-ray diffraction data. These data are
It shows a three-dimensional lattice consisting of SiO 4 tetrahedra and AlO 4 tetrahedra, which are bonded in most cases by sharing oxygen atoms, and constitutes a zeolite.
Supplement with enough cations to balance the negative charge on the AlO4 tetrahedron. Therefore, aluminosilicate zeolite is represented by the chemical formula below. M x/o : (AlO 2 ) x : (SiO 2 ) y In the above formula, M is a cation with a valence of n, x and y are the numbers of aluminum and silicon atoms in the unit cell, respectively, and the unit cell is a geometric unit that repeats in the lattice. This expression can also be expressed in terms of the molar ratio of oxides as shown below. M 2/o O: Al 2 O 3 : 2y/xSiO 2 This can of course be determined experimentally and is the only formula that can represent the zeolite if the contents of the unit cell are unknown. . The only meaningful quantity for such a formula is 2y/x, which is an almost invariant range and is usually filled by many zeolites of various geometric lattice structures, and the chemical formula is used to identify the zeolite. Not limited to. Furthermore, such a formula represents an experimentally derived one, and the cation valence/aluminum atomic ratio deviates from 1, making it impossible to provide a zeolite with a lattice structure from a reaction mixture excluding alumina. Furthermore, both the unit cell formula and the oxide molar ratio formula imply that geometric identification between successive unit cells is achieved by identification of their composition. The inventors have discovered a zeolite (designated ZSM-39) that has a previously unknown lattice structure as evidenced by X-ray diffraction data. According to the invention, crystalline zeolite material,
ZSM-39 is characterized by having a lattice composed of SiO 4 and optionally AlO 4 tetrahedra bonded by sharing oxygen atoms, and having the following lattice spacing: Table 1 Lattice spacing D(A) relative strength 11.2±0.2 Weak 6.8±0.15 Medium 5.8±0.1 Strongest 5.6±0.1 Strongest 4.8±0.1 Medium 4.4±0.1 Medium 3.95±0.08 Medium-Strong 3.7±0.08 Strongest 3.4±0.07 Medium- Strong 3.4±0.07 Strongest 3.2±0.07 Weak 3.1±0.06 Weak 3.0±0.06 Weak 2.3±0.05 Weak These values were determined by standard methods.
The radiation was a copper K-alpha twin beam, and a self-recording scintillation counter spectrometer was used. The height of the peak, I, and its position as a function of double θ (θ = Bragg angle) were read from the spectrometer chart. From these values, the relative intensity 100I/Io
(Io is the intensity of the strongest line, ie, the peak) and the lattice spacing d (observed value) in angstroms corresponding to the recorded line were measured. Zeolite ZSM-39 has the following chemical formula expressed in moles of anhydrous oxide per 100 moles of silica: (0-2.5) M2 /o O: ( 0-2.5 ) Al2O3 : (100)
SiO 2 (M is at least one cation selected from alkali metals and alkaline earth metals, and n is the valence of M). Synthetic forms of zeolite are usually made from silica after dehydration.
It is expressed by the following formula expressed as a molar ratio of oxide per 100 moles. (0~2.5) R2O : (0~2.5) M2 /o O: (0~
2.5) Al 2 O 3 : (100) SiO 2 In the above formula, M is an alkali metal or alkaline earth metal, R 2 O is an oxide of an organic compound of nitrogen, and has 1 to 3 carbon atoms. alkyl groups, preferably at least one ethyl group, and most preferably R 2 O is a quaternary ammonium compound. Zeolite ZSM-39 contains small amounts of Al, Fe and/or Cr at the positions of tetrahedral substitution in the silica lattice.
has. Until this stage, the zeolite has a negative charge, balanced by cations, with one electron in excess for each atomic substitution. These cations may be at least partially replaced by other ions using conventional ion exchange techniques. In some cases it is necessary to calcine the zeolite before ion exchange due to pore blockage by R 2 O species. The ions introduced to replace the initial alkali, alkaline earth and/or organic cations can be any that can pass through the channels in the zeolite. Particularly preferred substituent ions are hydrogen, ammonium, and metals of Groups 1 to 3 of the periodic table. Among these metals, particularly desirable are rare earth metals,
Manganese, zinc and other groups of the periodic table. Even if the cation form of zeolite is different,
The X-ray diffraction patterns are essentially the same, with only slight changes in lattice spacing and relative intensity. Some changes may also occur depending on the silica/alumina molar ratio and heat treatment. Zeolite ZSM-39 can be used as a catalyst or adsorbent in the form of alkali metals such as sodium, ammonium, hydrogen or other monovalent or polyvalent cations. When used as a catalyst, the zeolite is subjected to a thermal treatment to remove some or all of the organic substituents. This zeolite can also be used as a catalyst in combination with noble metals such as palladium or platinum, which have hydrogenation-dehydrogenation functions, and hydrogenation components such as manganese, chromium, cobalt, nickel, rhenium, molybdenum, vanadium, and tungsten. good.
These components can be incorporated into the composition by impregnation or physical mixing to the extent that Al is present in the structure. These components, for example in the case of platinum, can be impregnated by treating the zeolite with a solution containing platinum metal-containing ions. Examples of suitable platinum compounds include dichloroplatinic acid, platinum chloride, and various compounds containing platinum amine complexes. The zeolites, especially those in the metal, hydrogen, ammonium, alkyl ammonium and arylammonium forms, can be conveniently converted into other forms by heat treatment. This heat treatment generally involves treating these forms at a temperature of at least 371°C (700°C).
This is done by heating for a period of time ranging from 1 minute to 20 hours. Although pressures below atmospheric pressure can be used for the heat treatment, atmospheric pressure is preferred for convenience. Heat treatment is approx.
It is carried out at a temperature below 927℃ (1700〓). The heat treated products are particularly useful in catalyzing certain hydrocarbon conversion reactions. The novel zeolites of the present invention used either as adsorbents or catalysts in the process should be at least partially dehydrated. This dehydration is performed in an atmosphere of air, nitrogen, etc. at atmospheric pressure, below atmospheric pressure, or above atmospheric pressure at 204℃ (400〓) to 593℃.
It is carried out by heating at a temperature of 1100 °C (1100 °C) for 1 to 48 hours. Dehydration may be accomplished by simply placing the ZSM-39 under vacuum at room temperature, but it takes a long time to achieve a sufficient amount of dehydration. The novel zeolites of the present invention are produced from a reaction mixture containing a silica source (an oxide of silicon), R 2 O, an alkali metal oxide such as sodium, and optionally alumina. The reaction mixture has a composition, expressed in molar ratio of oxides, in the following range: Reactant wide range preferred range R 2 O/SiO 2 0.01-100 0.05-20 M 2/o O/SiO 2 0.01-10 0.02-5 Al 2 O 3 /SiO 2 0-1.0 0-0.5 In the above formula, R 2 O is an oxide of an organic compound of nitrogen, preferably a compound having one ethyl group, and M is an alkali or alkaline earth metal. The novel zeolite of the present invention is prepared by maintaining the reaction mixture at the crystallization temperature until crystals of the zeolite form. When produced without alumina, the alumina present in the product is introduced as an impurity in the other components of the crystallization medium. Materials manufactured without the addition of alumina and materials manufactured without the presence of aluminum as an impurity do not have ion exchange ability because aluminum is not present. These materials are also considered "zeolites" in the present specification. When producing zeolite ZSM-39, the preferred alkali metal oxide is sodium and the preferred R2O source is tetraethylammonium (TEA)
ion or n-propylamine, and tetramethylammonium ion may be added to the reaction mixture in varying amounts. Crystallization generally occurs between 93℃ (200〓) and 204℃ (400〓)
Crystallization takes a long time at temperatures lower than 93°C (200°C). Crystallization times are generally about 6 hours to 90 days. Thereafter, the obtained crystals are separated from the mother liquor and collected. Reactive compositions can be prepared using materials that provide suitable oxides. These compositions include sodium silicate, silica hydrosol, silica gel, silicic acid, sodium hydroxide, and the like. Organic compounds are organic compounds of nitrogen. Preferred compounds generally have the formula
It is a quaternary compound represented by R 4 L + , in which L
is nitrogen, each R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and preferably at least one R group is an ethyl group. Usually each alkyl group is the same, but each group need not have the same number of carbon atoms. In producing ammoniums, organic substituted ammonium chlorides or hydroxides are useful. It should be understood that the oxide can be provided from more than one source. The reaction mixture may be prepared either batchwise or continuously. The crystal size and crystallization time of the novel zeolites of the present invention vary depending on the nature of the reaction mixture and the crystallization conditions. It is not necessary to use the quaternary compound as is.
These can be prepared in situ by adding appropriate precursors. These precursors have the formula R 1 R 2 R 3 L
Compounds and formulas of (R 1 , R 2 and R 3 are selected from C 1 -C 3 alkyl, and hydrogen, and L is nitrogen)
R4X ( R4 is C1 - C3 alkyl and X is a halogen atom). According to a special embodiment of the invention:
The method of the invention can be carried out using only the compound R 1 R 2 R 3 L. In certain embodiments, primary, secondary or tertiary amines as well as diamines may be used as a source of R2O without the addition of R4X . Zeolites can be produced in a variety of particle sizes.
Generally, the particles are in the form of powders, granules or extrudates and have a particle size sufficient to pass through a 2 mesh Tyler screen and remain on a 400 mesh Tyler screen. When molding the catalyst by extrusion molding etc.
The zeolite may be extruded before drying.
Alternatively, extrusion molding may be performed after drying or partially drying. For many catalysts, it is desirable to composite the zeolite with materials that are resistant to the temperatures and other conditions used in the organic conversion process. That is,
ZSM-39 may be combined with the parent substances in the amounts and types described in European Patent No. 1695 of the present invention. in a catalytically active form combined with a hydrogenation component.
When using ZSM-39, heavy oil residue, circulating oil and other hydrocracking feedstocks can be
204℃ (400℃) with hydrocarbon raw material molar ratio between 2 and 80
Hydrocracking can be performed at temperatures between 〓) and 441℃ (825〓). The pressure used is 170~17338kPa (10
~2500 psig) and the liquid hourly space velocity is 0.1-10. The catalytically active form of ZSM-39 can be used for catalytic cracking, and the hydrocarbon cracking feedstock is heated at about 288 °C (550
Cracking occurs at temperatures ranging from 〓) to 593℃ (1100℃) and pressures ranging from above atmospheric pressure to several hundred atmospheres. in a catalytically active form combined with a hydrogenation component
When using ZSM-39, the reformed raw material is reformed using temperatures between 371°C (700°) and 538°C (1000°). Pressure is 791 ~
6996kPa (100~1000psig), preferably 1480~
4928kPa (200-700psig). The liquid hourly space velocity is generally between 0.1 and 10, preferably between 0.4 and 4, and the hydrogen/hydrocarbon molar ratio is generally between 1 and 20, preferably between 4 and 12. The catalytically active form of the zeolite of the present invention can also be used for the hydroisomerization of n-paraffins if provided with a hydrogenation component such as platinum. Hydroisomerization uses hydrogen at a hydrogen/hydrocarbon molar ratio of 1/1 to 5/1 to increase the liquid hourly space velocity.
0.01-2, preferably 0.25-0.50 at 93℃ (200
〓)~371℃(700〓), preferably 149℃(300〓)
It is carried out at a temperature of ~288°C (550°C). Additionally, this catalyst can be used for isomerization of olefins using temperatures from -1°C (30°) to 371°C (700°). Examples of other reactions that can be carried out using catalytically active forms of ZSM-39, optionally using metals such as platinum, include hydrogenation-dehydrogenation and desulfurization reactions, olefin polymerization (oligomerization), aromatic alkylation, aromatic isomerization,
There are disproportionation reactions, transalkylation reactions, and other conversion reactions of organic compounds, such as reactions that convert alcohols such as methanol to hydrocarbons. In the examples below, the adsorption data described to compare the adsorption capacities of water, cyclohexane and n-hexane were determined as follows. First, a weighed sample of calcined zeolite was brought into contact with vapor of the desired pure adsorbate in an adsorption chamber at a reduced pressure of 1 mm.
Hg was contacted with cyclohexane and n-hexane vapors. The pressure is below the vapor-liquid equilibrium pressure of the respective adsorbate at room temperature. During the adsorption period (within approximately 8 hours), the pressure is kept constant (within approximately ±0.5 mm) by adjusting the pressure using a pressure regulator and adding adsorbate vapor.
I kept it. As the adsorbate is adsorbed by the zeolite, the pressure decreases causing the pressure regulator to open the valve and adsorbate vapor is introduced into the adsorption chamber to restore the adjusted pressure value. Adsorption is considered complete when the change in pressure is no longer sufficient to activate the pressure regulator. The increase in weight of the zeolite adsorbent was calculated as the adsorption capacity per 100 g of the calcined zeolite adsorbent. Examples 1 and 2 A starting gel mixture was prepared from colloidal silica (30% SiO 2 ), tetraethylammonium hydroxide (40%), tetramethylammonium hydroxide (25%), sodium aluminate and water. In Example 1, the crystallization was carried out at 160℃ (320〓) with stirring.
I went for 70 hours. In Example 2, crystallization was carried out at 154° C. (310 °C) for 330 hours without stirring.
After crystallization, the solid content is separated from unreacted components by filtration, then washed with water, and then heated to 110°C (230〓).
It was dried. The amounts of starting materials used, their types, and the composition of the products are shown in Table 2 below. Examples 3 and 4 Sodium silicate (28.8% SiO 2 , 8.9% Na 2 O, 62% H 2 O), commercially available as “Q Blend”;
A starting gel reaction mixture was prepared from tetramethylammonium chloride (50%), n-propylamine, sulfuric acid, and water. In Example 3, crystallization was carried out at 160° C. (320° C.) for 53 hours with stirring. In Example 4, the crystallization was carried out at 160 °C (320 °C) without stirring.
〓) I went there for 48 hours. After crystallization, the solid was separated from unreacted components by filtration, then washed with water, and then dried at 110°C (230°C). Starting material usage, product composition and adsorption data are shown in Table 2 below. The X-ray diffraction pattern of the zeolite prepared according to the procedure of Example 4 is shown in Table 3. Example 5 The dried product of Example 4 was heated to 538°C (1000〓) in a nitrogen stream.
It was baked for 3 hours. The calcined product is then drained of excess
0.1N NaCl−0.1N NaOH solution for 2 hours at room temperature.
Ion exchange was performed twice. As a result, the resulting washed product has a sodium content of 0.21% by weight.
It was hot. The X-ray diffraction results for the zeolite product of this example are shown in Table 4.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 * 結晶性シリカ相によつて高めら
れた強度
[Table] * Increased strength due to crystalline silica phase

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 モル比で表して下記の式 (0〜2.5)M2/oO:(0〜2.5)Al2O3:100SiO2 (Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属から
選ばれた少なくとも1種のカチオンで、nはMの
原子価である)で表され、且つ酸素原子を共有す
ることによつて結合したSiO4四面体を含有する
格子を有し、下記の格子面間隔 格子面間隔D(A) 相対強度 11.2±0.2 弱 6.8±0.15 中 5.8±0.1 最強 5.6±0.1 最強 4.8±0.1 中 4.4±0.1 中 3.95±0.08 中−強 3.7±0.08 最強 3.4±0.07 中−強 3.3±0.07 最強 3.2±0.07 弱 3.1±0.06 弱 3.0±0.06 弱 2.3±0.05 弱 を有することを特徴とする結晶性ゼオライト物
質。 2 格子がAlO4の四面体を有する特許請求の範
囲第1項記載の結晶性ゼオライト物質。 3 実質的にアルミナが存在しない特許請求の範
囲第1項記載の結晶性ゼオライト物質。
[Claims] 1 Expressed in molar ratio, the following formula (0 to 2.5) M 2/o O: (0 to 2.5) Al 2 O 3 : 100 SiO 2 (M is selected from alkali metals or alkaline earth metals) at least one cation, n is the valence of M), and has a lattice containing SiO 4 tetrahedra bonded by sharing oxygen atoms, and has the following lattice planes: Spacing Lattice spacing D(A) Relative strength 11.2±0.2 Weak 6.8±0.15 Medium 5.8±0.1 Strongest 5.6±0.1 Strongest 4.8±0.1 Medium 4.4±0.1 Medium 3.95±0.08 Medium-strong 3.7±0.08 Strongest 3.4±0.07 Medium-strong 3.3±0.07 Strongest 3.2±0.07 Weak 3.1±0.06 Weak 3.0±0.06 Weak 2.3±0.05 Weak Crystalline zeolite material. 2. The crystalline zeolite material according to claim 1, wherein the lattice has AlO 4 tetrahedrons. 3. The crystalline zeolite material according to claim 1, which is substantially free of alumina.
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