JPH0339969B2 - - Google Patents
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Landscapes
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Description
本発明は、結晶性アルミノ珪酸塩に関するもの
であり、特に分子形状選択性と触媒能を有する新
規な結晶性アルミノ珪酸塩に関するものである。
さらに詳しく述べるならば、本発明は、特異な結
晶構造を有し、炭化水素の選択的接触反応に好適
なSiO2/Al2O3比の高い結晶性アルミノ珪酸塩を
提供するものである。
結晶性アルミノ珪酸塩は、一般に、結晶性ゼオ
ライトとして知られ、天然産および合成品共に、
その結晶構造は、珪素(Si)を中心として形成さ
れる4個の酸素原子が頂点に配位したSiO4四面
体と、この珪素(Si)の代りにアルミニウム
(Al)で置換したAlO4四面体の三次元骨格を基本
とした構造を有するアルミノ珪酸塩水和物であ
る。SiO4四面体とAlO4四面体は、4、5、6、
8または12個連結して形成される4員環、5員
環、8員環または12員環と、これらの4、6、8
および12員環が各々重なつた二重環が基本単位と
なり、これらが連結して結晶性アルミノ珪酸塩の
骨格構造が決定される。これらの連結方式により
決定される骨格構造中には、特定の空洞が存在
し、空洞構造の入口は、6、8、10および12員環
からなる空洞を形成する。形成された空洞は、直
径が均一であり、特定の大きさ以下の分子は吸着
されるが、大きい分子は空洞内に入れない状態と
なる。このような結晶性アルミノ珪酸塩は、その
作用から「分子篩」として知られており、上記の
如き特性を利用して、種々の化学プロセスの吸着
剤および化学反応用の触媒および触媒担体として
利用されている。
上記の如き結晶性アルミノ珪酸塩のアルミニウ
ムを含有する四面体の電子価は結晶内に陽イオン
を含有させることにより平衡が保持されている。
天然の結晶性アルミノ珪酸塩では、その陽イオン
は元素周期律表第族または同表第族の金属、
特にナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネ
シウムおよびストロンチウムである。合成結晶性
アルミノ珪酸塩においても上記の金属陽イオンが
使用されるが、金属陽イオンのほかに、近年、有
機窒素陽イオン、例えばテトラアルキルアンモニ
ウムイオンの如き第4級アルキルアンモニウムイ
オンが提案されている。そして、シリカ/アルミ
ナ比の高い結晶性アルミノ珪酸塩の合成には、ア
ルカリ源として上記の如き有機含窒素化合物の使
用が不可欠であるとされていた。
しかしながら、有機含窒素化合物を使用する場
合には、原料価格が高いという不利益に加えて、
製造された合成アルミノ珪酸塩を触媒として使用
するために合成物中に存在する有機窒素化合物を
高温にて焼成により除去することが必要であり、
製造工程を複雑化するという不利益があつた。
さらに、上記の如くに、テトラアルキルアンモ
ニウム化合物または、C2−C10の第1級アミン等
の如きアミン系有機化合物を使用した従来の製造
法においては、その合成工程ならびに乾燥および
焼成工程時に該有機物の有する潜在的毒性または
該有機物の分解等により生理的危険性を伴い、作
業上の安全性の点で問題があつた。
本発明者らは、種々の研究、実験の結果、顕著
な形状選択性と触媒能を有し、また吸着剤として
優れた性能を発揮する新規な結晶構造を有する結
晶性アルミノ珪酸塩およびこれを実質的に無機反
応材料から製造し得る方法を見出した。斯る結晶
性アルミノ珪酸塩及びその製造法は本出願人によ
る特願昭56−143396号に開示される。該出願に記
載される結晶性アルミノ珪酸塩は「TSZ」と呼
ばれ、酸化物のモル比で表示して、
0.8〜1.5M2/oO・Al2O3・10〜100SiO2・ZH2O
(ここで、Mは、少なくとも一種の金属陽イオン
であり、nはその金属陽イオンの原子価であり、
Zは、0〜40である。)
の化学組成を有し、かつ、少なくとも次表に表わ
した格子面間隔を示す粉末X線回折図形を有す
る。
表格子画間隔 d(Å)
相対強度(I/I0)
11.2 ±0.2 強 い
10.1 ±0.2 強 い
7.5 ±0.15 弱 い
6.03±0.1 中程度の強さ
3.86±0.05 非常に強い
3.82±0.05 強 い
3.76±0.05 強 い
3.72±0.05 強 い
3.64±0.05 強 い
本発明者らは、更に上記TSZを研究し、種々
の実験を試みた結果、TSZの製造に使用される
水性反応混合物と同等の水性反応混合物を用いて
も、この反応混合物を結晶化するための加熱態様
を変動することにより、全く異なる結晶構造を有
する結晶性アルミノ珪酸塩を作ることができ、又
該結晶性アルミノ珪酸塩はより優れた形状選択性
と触媒能を有し、また吸着剤としても優れた性能
を有していることを見出した。
従つて、本発明に主たる目的は、特異な結晶構
造を有し、SiO2/Al2O3モル比の高い高度の触媒
活性を有する結晶性アルミノ珪酸塩を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は、鎖状炭化水素の選択的分
解活性が著しく優れ、X線回折図形により特徴づ
けられた特異な結晶構造を有する結晶性アルミノ
珪酸塩を提供することである。
本発明は、前述の知見に基いて完成したもので
あり、上記の目的を効果的に達成することができ
る。
すなわち、本発明は、酸化物のモル比で表示し
て
0.8〜1.6M2/oO・Al2O3・10〜50SiO2・ZH2O
(ここでMは、金属陽イオンであり、nは、その
金属陽イオンの原子価であり、Zは、0〜50であ
る。)
の化学組成を有し、かつ、少なくとも第1表に表
わした格子面間隔、即ち、d−距離を示す粉末X
線回折図形を有する結晶性アルミノ珪酸塩に関す
るものである。
第1表格子面間隔d(Å)
相対強度(I/I0)
11.2 ±0.2 強 い
10.1 ±0.2 強 い
9.1 ±0.15 強 い
6.55±0.1 強 い
3.97±0.05 強 い
3.82±0.05 強 い
3.72±0.05 強 い
3.46±0.02 非常に強い
上記の如き、X線回折図形により特徴づけられ
る結晶構造を有するアルミノ珪酸塩は、従来、未
知のものであり、以後TSZ−と称する。
これらの値は、常法により測定した結果であ
る。照射線は、銅のK−α二重線であり、ストリ
ツプチヤートベン記録計を備えたシンチレーシヨ
ンカウンターを使用した。チヤートから2θ(θは
ブラツク角)の函数としてピーク高さ及びその位
置を読み取つた。これらから、記録された線に対
応する相対強度及びオングストローム単位で表示
した格子面間隔(d)Åを測定したものである。
上記の如き本発明に係るTSZ−と類似の結
晶性アルミノ珪酸塩として、これも又本出願人の
特願昭55−63653号に記載される「HSM」と呼ば
れるものがある。このHSMは、酸化物のモル比
で表わして
0.5〜3.0M2/oO・Al2O3・15〜30SiO2・0〜
50H2O
(ここでMは、金属陽イオンであり、nは、その
金属陽イオンの原子価である。)
の化学組成を有し、かつ少なくとも次表に表わし
た格子面間隔、即ち、d−距離を示す粉末X線回
折図形を有する結晶性アルミノ珪酸塩組成物に関
するものである。
表
面間距離d(Å) 相対強度
13.59±0.2 強 い
9.15±0.15 非常に強い
6.55±0.07 強 い
4.51±0.03 強 い
3.97±0.03 非常に強い
3.46±0.02 強 い
3.37±0.02 強 い
3.22±0.02 強 い
本発明に係るTSZ−は上記HSMとはその結
晶構造が相違しており、又その種々の性能の点に
おいても優れていることが分つた。
TSZ−はある面においてTSZ及びHSMと部
分的にX線回折図形が類似している。しかし、
TSZ−のX線回折図形においてはTSZのX線
回折図形にはみられない特徴が表われる。即ち格
子面間隔d=3.72±0.05、3.76±0.05、3.82±
0.05、3.86±0.05、10.11±0.2Åにおいて観察され
る明瞭な分割された回折ピークが本発明のTSZ
−においては不明瞭になる。一方HSMとの比
較においてはミラー指数が(110)、(111)、(200)
を示す格子面間隔d=13.56、6.55、5.78(Å)に
おける相対強度比の著しい変化となつて表われて
いる。通常のHSMゼオライトにおいては、ミラ
ー指数(200)の最強線の相対強度を100とした場
合(110)、(111)、(200)は各々40%、80%、100
%である。しかしTSZ−の場合にみられ、
HSMに帰属されるべきこれらの強度比はミラー
指数(202)面が最強線となり(110)、(111)、
(200)の相対強度は20%、60%、80%である。こ
のようにTSZ−において斜方晶系結晶子の外
殻構造をなす単純なミラー指数面の強度が低減し
ていることはTSZ−が混晶であることを示し
ている。
本発明のTSZ−は、一見TSZとHSMとを単
に物理的に混合した如きX線回折図形を呈するこ
とがあるがTSZ−はこのようなTSZとHSMの
単なる物理的混合によつて得られるのではなく、
単一の結晶構造と有するものである。このことは
本発明に係るTSZ−の製造条件、つまり水性
反応混合物の組成及び結晶化温度までの昇温速度
を変えることにより、3.72±0.05Åおよび3.75±
0.05Åの分割したピークが合致して一重線の如く
観察される場合があることから明らかである。
即ち、このような現象は、HSMとTSZを物理
的に混合することによつては決して得られず、
HSMとTSZが、同一結晶粒子内で混晶している
からである。
本発明に係るTSZ−の結晶構造上の特徴は、
格子面間隔d=3.46±0.02Åにおいて観察される
ピークが非常に強く表われることを包含するもの
であるが、混晶の割合がTSZ側にずれるならば、
3.86±0.05Åにおいて観察されるピークが強く表
われるようになる。
上述した如き結晶構造を有するTSZ−を製
造するための重要な条件には、前述のように水性
反応混合物の昇温速度を約1.2℃/分以下に設定
することが包含される。好ましい昇温速度は、約
1℃/分以下である。水性反応混合物を約1.2
℃/分以上の速度で昇温した場合は、比較例にも
示す如く、上述の如き特徴を有する結晶を得るこ
とができない。昇温速度を特定することにより、
特異な結晶が生成する理由については詳しくは不
明であるが、次の如く推定することができる。す
なわち、結晶性アルミノ珪酸塩の生成機構として
は、ゲル化後、多数の核が生成し、その核を中心
として結晶が成長する。ゲルが結晶化する間、ア
ルミネートとシリケートは、結晶構造を形成する
ため核を中心として再配列する。このアルミネー
トイオンとシリケートイオンの反応性は温度に依
存し、TSZとHSMの反応性を検討した結果、
HSMの結晶成長が比較的低温域において生じや
すいことが明らかとなつた。従つて、昇温速度を
特定することにより、HSMの結晶成長速度と
TSZのそれを近似させHSMとTSZの混晶が生成
するものと推定することができる。この結晶水性
反応混合物の組成と昇温速度によつて制御し得る
ことが判明した。
第1図及び第2図は、本発明の結晶性アルミノ
珪酸塩の電子顕微鏡写真(約1000倍)であり、明
らかに晶系の異なる二つの結晶子が合体して成長
している様子を観察することができる。このこと
は、水性反応混合物の昇温速度を制御することに
よりHSMとTSZの結晶を混晶させることができ
ることを裏付けている。かかる特異的なX線回折
図形は合成アルミノ珪酸塩の置換陽イオンの変
化、特に水素イオン型への変化、SiO2/Al2O3比
の変化等によつてもその格子面間隔は著しい影響
を受けるものではない。
合成したままの形態におけるTSZ−の好ま
しい組成は酸化物のモル比で表示して
0.8〜1.3M2/oO・Al2O3・15〜40SiO2・0〜
30H2O
(ここで、Mは、金属陽イオンの少なくとも1種
であり、nは、その金属陽イオンの原子価であ
る。)
である。合成時において存在する金属陽イオン
は、少なくとも一部をイオン交換等により置換す
ることができる。イオン交換は、元素周期律表第
族から同表第族の金属もしくは酸の如き水素
イオンを使用し、またはアンモニウムイオンを使
用して行なうことができる。水素、アンモニウ
ム、貴金属、または希土類金属等で交換すること
により、触媒活性、特に、炭化水素転化用触媒と
しての活性を付与することができる。
本発明による結晶性アルミノ珪酸塩、つまり
TSZ−は、次の方法により製造することがで
きる。即ち、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源
および水を含有し、実質的に無機反応材料からな
り、かつ、下記のモル比により表示して次の組
成:
SiO2/Al2O3 10〜60
M2/oO/SiO2 0.03〜0.5
H2O/M2/oO 100〜1000
X-/SiO2 0.01〜20
(ここで、Mは、元素周期律表の第族および同
表第族から選択される金属陽イオンであり、n
は、その金属陽イオンの原子価であり、X-は鉱
化剤の塩の陰イオンである。)
を有する水性反応混合物を調製し、自己圧におい
て、約120℃〜約200℃の範囲で約10時間〜約20時
間維持することから成る結晶性アルミノ珪酸塩組
成物の製造法を提供するものである。
水性反応混合物の好ましい組成をモル比で示す
と次の通りである。
SiO2/Al2O3 15〜45
Na2O/SiO2 0.03〜0.3
(Na2O+M2/oO)/SiO2 0.03〜0.3
H2O/(Na2O+M2/oO) 200〜600
X-/SiO2 0.05〜10
以上の説明で、式中、Mは元素周期律表の第
族および第族、特にリチウム、バリウム、カル
シウムおよびストロンチウムから選択される金属
陽イオンであり、nは、その金属陽イオンの原子
価である。このM2/oOおよびNa2Oは、遊離の
M2/oOおよびNa2Oであり、一般に水酸化物およ
びゼオライト合成において効果を示すような極弱
酸塩、例えばアルミン酸塩、珪酸塩の形態であ
る。また、上記の「遊離Na2O」は、硫酸アルミ
ニウム、硫酸、硝酸等の添加により調節すること
ができる。
水性反応混合物を調節するにあたり、使用する
上記組成物の酸化物の反応試剤源は、合成ゼオラ
イトの製造に一般に使用されるものである。例え
ば、シリカ源は、珪酸ナトリウム、シリカゲル、
珪酸、水性コロイド状シリカゲル溶解シリカ、粉
末シリカおよび無定形シリカ等である。アルミナ
源としては、活性アルミナ、γ−アルミナ、アル
ミナ三水和物、アルミン酸ナトリウムおよびアル
ミニウムの塩化物、硝酸塩、硫酸塩等の各種アル
ミニウム塩等を使用することができる。M2/oOに
より表わされる金属酸化物は、水溶性塩の形態ま
たは水酸化物の形態で反応混合物に添加される。
ナトリウム陽イオン源としてのNa2Oは、水酸化
ナトリウム、アルミン酸ナトリウムまたは珪酸ナ
トリウムの形態で添加され、また、リチウム陽イ
オン源としてのLi2Oは、水酸化物、ハロゲン化
物、硫酸塩、硝酸塩および塩素酸塩(LiClO4)
等の形態で添加される。水性反応混合物は、上記
シリカ源、アルミナ源、アルカリ源、および水を
混合することにより調製される。特に、好適なシ
リカ源は、珪酸ナトリウム、水ガラス、コロイド
状シリカ等であり、アルミナ源は、アルミン酸ナ
トリウム、硫酸アルミニウム等である。
本発明の結晶性アルミノ珪酸塩TSZ−の製
造にあたり、水性反応混合物の水分含量は重要で
あり、前述の如く、該反応混合物はH2O/
(Na2O+M2/oO)モル比により表わして100以
上、好ましくは300〜500以上の範囲の水分含量を
有することが必要である。水分含量を上記範囲に
設定することにより反応試剤のゲルの混合および
撹拌も容易となる。
上記の如く、反応試剤を混合した後、反応混合
物は、自己圧において、約120℃〜約200℃の範囲
で約10時間〜約20時間維持される。
結晶化に際して、水性反応混合物中に鉱化剤を
加えることにより結晶化生成物の結晶性を一層向
上させることができ、無定形アルミノ珪酸塩の生
成を抑制することができる。鉱化剤としては、
NaCl、Na2CO3、Na2SO4、Na2SeO4、KCl、
KBr、KF、BaCl2またはBaBr2等のアルカリ金
属またはアルカリ土類金属の中性塩を使用するこ
とができる。好適な鉱化剤はNaClである。この
場合において、その添加量は、鉱化剤としての塩
の陰イオンをX-(n価の陰イオンは1価当量とす
る。)とするとき、好ましいX-/SiO2モル比は、
約0.01〜約20の範囲である。更に、好ましい添加
量は、約0.05−約15の範囲であり、最適添加量は
約0.1−約10の範囲である。
生成した結晶性アルミノ珪酸塩は、過により
溶液から分離した後、水洗し乾燥する。乾燥後、
生成物を空気または不活性気体雰囲気中において
約200℃以上の温度で焼成することにより脱水す
る。脱水した生成物は、化学反応用触媒または触
媒担体として有用である。さらに好ましくは、生
成物中の陽イオンは、少なくともその1部を熱処
理および/またはイオン交換により除去または置
換する。この場合において陽イオン交換を行なつ
たものは、特に、炭化水素転化用触媒として有用
である。置換イオンは、目的とする反応により選
択することができるが、元素周期律表の第a、
a、a、b、b、b、bおよび族
金属から選択される少なくとも1種が好ましい。
また、酸処理またはNH4 +による置換と熱処理に
より水素イオンで置換することができる。炭化水
素の分解、異性化、アルキル化等の転化反応にと
つて好ましい置換イオンは、水素イオンおよび第
族金属イオンである。
陽イオン交換は、結晶化生成物を所望の交換用
陽イオンまたは陽イオン類の塩と接触させること
により行なうことができる。この場合において、
種々のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の中
性塩を使用することができ、特に、塩化物、硝酸
塩、硫酸塩および酢酸塩等が好適である。
本発明に係るTSZ−を触媒として使用する
には、前述の如くイオン交換による活性金属成分
の導入または鉱酸処理による水素イオンの導入等
により触媒活性を向上させることが好ましい。ま
た、通常のシリカ−アルミナ、アルミナ等の担体
と混合することが行なわれる。TSZ−に改質
活性成分を含有させた場合は、約380℃−約500℃
の温度、約5−約50Kg/cm2、好ましくは約10−約
30Kg/cm2の圧力、約0.5−約5.0V/H/V、好ま
しくは約1.0−約3.0V/H/V液空間速度の反応
条件で改質用原料を接触改質することができる。
また、Co、Ni、などの遷移金属あるいは、白金、
パラジウム等の貴金属成分を含有させた場合は、
TSZ−は、軽油留分、潤滑油留分の接触脱
用触媒として使用することができる。接触脱
は、約250℃−約450℃、好ましくは、約300℃−
約400℃の温度、約5Kg/cm2−約50Kg/cm2、好ま
しくは、約10Kg/cm2−約30Kg/cm2の圧力約
0.25V/H/V−約3V/H/V、好ましくは、約
1.0V/H/V−約2.0V/H/Vの反応条件を採
用することができる。更に、TSZ−は、ノル
マルパラフインの水添異性化、水素化脱水素、脱
硫アルコールの炭化水素への転化、芳香族環への
アルコール類によるアルキル化、芳香族化合物間
による不均化等有機化合物の転化反応においても
触媒活性を発揮する。
本発明に係るTSZ−は、以上述べた如く、
特定の化学組成および粉末X線回折図形により示
す格子面間隔を有し、有機原料の転化反応、特
に、炭化水素の分解反応において顕著な効果を奏
するものである。
以下、本発明の結晶性アルミノ珪酸塩、TSZ
−について実施例により説明する。
実施例 1
810gの純水中に27.8gの硫酸アルミニウムを
溶解し、更に17.0gの濃硫酸(95wt.%)および
81.0gの塩化ナトリウムを添加し、硫酸アルミニ
ウム溶液を調製した。この硫酸アルミニウム溶液
を150gの水と300gの水ガラス(Na2O;9.36wt.
%、SiO2;29.4wt.%)(日本工業規格3号水ガラ
ス)の混合溶液に撹拌しながら混合し、酸化物の
モル比で表示して3.9Na2O・Al2O3・35SiO2・
1528H2Oの組成を有する水性反応混合物を得た。
この場合、鉱化剤たる塩化ナトリウムのCl-/
SiO2モル比は0.94であつた。水性反応混合物を
SUS製オートクレープに張り込み0.8℃/分で昇
温し、自己圧において、182℃で20時間加熱維持
した。結晶化した固体生成物を過分離し、水で
洗浄後110℃で乾燥した。この固体生成物の試料
を化学分析に供したところ、Na2O;2.69wt.%、
Al2O3;4.61wt.%、SiO2;84.71wt.%、H2O;
7.71wt.%の化学組成が得られた。
これを酸化物のモル比で表示すると次の通りで
あつた。
0.96Na2O・Al2O3・31.2SiO3・9.5H2O
この生成物をX線分析に供したところ、第3表
及び第3図に示す結果を得た。
このX線分析は、粉末X線回折の常法によつて
行なつた。照射線は、銅のK−α二重線であり、
X線管電圧および管電流はそれぞれ40kVおよび
50mAとした。回折角2θおよび回折線の強度の測
定には、ゴニオメーター、ストリツプチヤートペ
ン記録計を備えたシンチレーシヨンカウンターを
使用した。このとき、走査速度は2θ回転で0.5゜/
分、レートメーターの時定数は2秒を採用した。
生成物の一部分を約3時間、540℃で焼成後、
さらに真空下に300℃で約3時間脱気処理した。
該ゼオライトは12mmHgおよび25℃において8.3重
量%の水、20mmHgおよび25℃において10.8重量
%のn−ヘキサン20mmHgおよび25℃において5.2
重量%のシクロヘキサンを各々吸着した。
The present invention relates to crystalline aluminosilicates, and particularly to novel crystalline aluminosilicates having molecular shape selectivity and catalytic ability.
More specifically, the present invention provides a crystalline aluminosilicate having a unique crystal structure and a high SiO 2 /Al 2 O 3 ratio suitable for selective catalytic reactions of hydrocarbons. Crystalline aluminosilicates, commonly known as crystalline zeolites, are available in both naturally occurring and synthetic forms.
Its crystal structure consists of a SiO 4 tetrahedron formed around silicon (Si) with four oxygen atoms coordinated at the apex, and an AlO 4 tetrahedron in which silicon (Si) is replaced with aluminum (Al). It is an aluminosilicate hydrate with a structure based on the three-dimensional skeleton of the body. SiO 4 tetrahedron and AlO 4 tetrahedron are 4, 5, 6,
A 4-membered ring, a 5-membered ring, an 8-membered ring or a 12-membered ring formed by connecting 8 or 12 rings, and these 4, 6, 8
The basic unit is a double ring in which 12-membered rings and 12-membered rings are overlapped, and these are connected to determine the skeletal structure of the crystalline aluminosilicate. A specific cavity exists in the skeletal structure determined by these connection methods, and the entrance of the cavity structure forms a cavity consisting of 6-, 8-, 10-, and 12-membered rings. The formed cavity has a uniform diameter, and molecules of a certain size or less are adsorbed, but large molecules are not allowed to enter the cavity. Such crystalline aluminosilicates are known as "molecular sieves" due to their properties, and are used as adsorbents in various chemical processes and as catalysts and catalyst supports for chemical reactions. ing. The electron valence of the aluminum-containing tetrahedron of the crystalline aluminosilicate as described above is maintained in equilibrium by containing cations in the crystal.
In natural crystalline aluminosilicates, the cation is a group of the periodic table of elements or a metal of group of the same table,
Especially sodium, potassium, calcium, magnesium and strontium. The above-mentioned metal cations are also used in synthetic crystalline aluminosilicates, but in addition to metal cations, organic nitrogen cations, such as quaternary alkylammonium ions such as tetraalkylammonium ions, have recently been proposed. There is. It has been considered that the use of organic nitrogen-containing compounds as described above as an alkali source is essential for the synthesis of crystalline aluminosilicate with a high silica/alumina ratio. However, when using organic nitrogen-containing compounds, in addition to the disadvantage of high raw material prices,
In order to use the produced synthetic aluminosilicate as a catalyst, it is necessary to remove the organic nitrogen compounds present in the compound by calcination at high temperature.
This had the disadvantage of complicating the manufacturing process. Furthermore, as mentioned above, in conventional production methods using amine-based organic compounds such as tetraalkylammonium compounds or C 2 -C 10 primary amines, the The latent toxicity of the organic matter or the decomposition of the organic matter posed a physiological risk, which posed a problem in terms of operational safety. As a result of various studies and experiments, the present inventors have discovered a crystalline aluminosilicate with a novel crystal structure that has remarkable shape selectivity and catalytic ability, and also exhibits excellent performance as an adsorbent. We have now discovered a process which allows production from essentially inorganic reactive materials. Such a crystalline aluminosilicate and a method for producing the same are disclosed in Japanese Patent Application No. 143396/1983 filed by the present applicant. The crystalline aluminosilicate described in the application is called "TSZ" and expressed in molar ratio of oxides : 0.8-1.5M2 /o O.Al2O3.10-100SiO2.ZH2 O (where M is at least one metal cation, n is the valence of the metal cation,
Z is 0-40. ), and has a powder X-ray diffraction pattern showing at least the lattice spacing shown in the following table. Table grid spacing d (Å) Relative intensity (I/I 0 ) 11.2 ±0.2 Strong 10.1 ±0.2 Strong 7.5 ±0.15 Weak 6.03±0.1 Moderate intensity 3.86±0.05 Very strong 3.82±0.05 Strong 3.76±0.05 Strong 3.72±0.05 Strong 3.64±0.05 Strong The present inventors further studied the above-mentioned TSZ and tried various experiments. Even if a reaction mixture is used, crystalline aluminosilicate having a completely different crystal structure can be produced by varying the heating mode for crystallizing the reaction mixture, and the crystalline aluminosilicate can be made into a more It has been found that it has excellent shape selectivity and catalytic ability, and also has excellent performance as an adsorbent. Therefore, the main objective of the present invention is to provide a crystalline aluminosilicate with a unique crystal structure and a high degree of catalytic activity with a high SiO 2 /Al 2 O 3 molar ratio. Another object of the present invention is to provide a crystalline aluminosilicate having an extremely excellent selective decomposition activity for chain hydrocarbons and a unique crystal structure characterized by an X-ray diffraction pattern. The present invention was completed based on the above-mentioned knowledge, and can effectively achieve the above-mentioned object. That is, in the present invention, 0.8 to 1.6 M 2/o O・Al 2 O 3・10 to 50 SiO 2・ZH 2 O (where M is a metal cation and n is the valence of the metal cation, and Z is from 0 to 50. X
The present invention relates to a crystalline aluminosilicate having a line diffraction pattern. First surface lattice spacing d (Å) Relative intensity (I/I 0 ) 11.2 ±0.2 Strong 10.1 ±0.2 Strong 9.1 ±0.15 Strong 6.55±0.1 Strong 3.97±0.05 Strong 3.82±0.05 Strong 3.72± 0.05 Strong 3.46±0.02 Very strong Aluminosilicate having a crystal structure characterized by an X-ray diffraction pattern as described above is hitherto unknown and will be referred to as TSZ- hereinafter. These values are the results measured by conventional methods. The radiation was a copper K-alpha doublet, and a scintillation counter equipped with a strip-chart Venn recorder was used. The peak height and its position were read from the chart as a function of 2θ (θ is the Black angle). From these, the relative intensity corresponding to the recorded lines and the lattice spacing (d) Å expressed in angstroms were determined. As a crystalline aluminosilicate similar to TSZ- according to the present invention as described above, there is a substance called "HSM" which is also described in Japanese Patent Application No. 55-63653 of the present applicant. This HSM is expressed in terms of molar ratio of oxides: 0.5~3.0M 2/o O・Al 2 O 3・15~30SiO 2・0~
50H 2 O (where M is a metal cation and n is the valence of the metal cation) and has at least the lattice spacing shown in the following table, i.e. d - Crystalline aluminosilicate compositions having a powder X-ray diffraction pattern indicative of distance. Surface distance d (Å) Relative strength 13.59±0.2 Strong 9.15±0.15 Very strong 6.55±0.07 Strong 4.51±0.03 Strong 3.97±0.03 Very strong 3.46±0.02 Strong 3.37±0.02 Strong 3.22±0.02 It has been found that TSZ- according to the present invention has a different crystal structure from the above-mentioned HSM, and is also superior in various performance points. TSZ- has a partially similar X-ray diffraction pattern to TSZ and HSM in certain respects. but,
The X-ray diffraction pattern of TSZ- exhibits features that are not seen in the X-ray diffraction pattern of TSZ. That is, lattice spacing d=3.72±0.05, 3.76±0.05, 3.82±
The clear split diffraction peaks observed at 0.05, 3.86 ± 0.05, and 10.11 ± 0.2 Å are the TSZ of the present invention.
− becomes unclear. On the other hand, in comparison with HSM, the Miller index is (110), (111), (200)
This appears as a significant change in the relative intensity ratio at lattice spacings d = 13.56, 6.55, and 5.78 (Å). In normal HSM zeolite, when the relative strength of the strongest line of Miller index (200) is 100, (110), (111), and (200) are 40%, 80%, and 100%, respectively.
%. However, in the case of TSZ−,
These intensity ratios that should be attributed to HSM are such that the Miller index (202) plane is the strongest line (110), (111),
The relative intensities of (200) are 20%, 60%, and 80%. The fact that the strength of the simple Miller index plane forming the outer shell structure of the orthorhombic crystallite in TSZ- is reduced in this way indicates that TSZ- is a mixed crystal. At first glance, the TSZ- of the present invention may exhibit an X-ray diffraction pattern that looks like a simple physical mixture of TSZ and HSM. not,
It has a single crystal structure. By changing the production conditions of TSZ- according to the present invention, that is, the composition of the aqueous reaction mixture and the rate of heating up to the crystallization temperature, it was possible to obtain 3.72±0.05Å and 3.75±
This is clear from the fact that the split peaks of 0.05 Å may coincide and be observed as a singlet. In other words, such a phenomenon cannot be obtained by physically mixing HSM and TSZ.
This is because HSM and TSZ are mixed crystals within the same crystal grain. The crystal structure characteristics of TSZ- according to the present invention are as follows:
This includes the fact that the peak observed at the lattice spacing d = 3.46 ± 0.02 Å appears very strongly, but if the proportion of mixed crystals shifts toward the TSZ side,
The peak observed at 3.86±0.05 Å appears strongly. Important conditions for producing TSZ- having the crystalline structure described above include setting the heating rate of the aqueous reaction mixture to about 1.2 DEG C./min or less, as described above. A preferred heating rate is about 1° C./min or less. The aqueous reaction mixture is approximately 1.2
If the temperature is increased at a rate of .degree. C./min or more, as shown in the comparative examples, it is not possible to obtain crystals having the above-mentioned characteristics. By specifying the heating rate,
Although the detailed reason for the formation of unique crystals is unknown, it can be estimated as follows. That is, the formation mechanism of crystalline aluminosilicate is that after gelation, a large number of nuclei are generated, and crystals grow around the nuclei. During gel crystallization, the aluminates and silicates rearrange around the core to form a crystalline structure. The reactivity of this aluminate ion and silicate ion depends on the temperature, and as a result of examining the reactivity of TSZ and HSM,
It has become clear that HSM crystal growth tends to occur at relatively low temperatures. Therefore, by specifying the heating rate, we can determine the crystal growth rate of HSM.
It can be estimated that a mixed crystal of HSM and TSZ is generated by approximating that of TSZ. It has been found that this crystallization can be controlled by the composition of the aqueous reaction mixture and the heating rate. Figures 1 and 2 are electron micrographs (approximately 1000x magnification) of the crystalline aluminosilicate of the present invention, in which two crystallites with clearly different crystal systems are observed to coalesce and grow. can do. This confirms that HSM and TSZ crystals can be mixed by controlling the heating rate of the aqueous reaction mixture. Such a specific X-ray diffraction pattern is caused by changes in the substituted cations of the synthetic aluminosilicate, especially changes to the hydrogen ion type, changes in the SiO 2 /Al 2 O 3 ratio, etc., and the lattice spacing is significantly affected. It's not something you should receive. The preferred composition of TSZ- in the as-synthesized form is expressed in molar ratio of oxides: 0.8-1.3M 2/o O.Al 2 O 3.15-40 SiO 2.0-
30H 2 O (where M is at least one metal cation and n is the valence of the metal cation). At least a portion of the metal cations present during synthesis can be replaced by ion exchange or the like. Ion exchange can be carried out using hydrogen ions, such as metals or acids from groups of the Periodic Table of the Elements, or using ammonium ions. By exchanging with hydrogen, ammonium, noble metals, rare earth metals, etc., catalytic activity, especially activity as a catalyst for hydrocarbon conversion, can be imparted. Crystalline aluminosilicate according to the invention, viz.
TSZ- can be produced by the following method. That is, it contains a silica source, an alumina source, an alkali source and water, and consists essentially of inorganic reactive materials, and has the following composition expressed in the following molar ratio: SiO 2 /Al 2 O 3 10-60 M 2/o O/SiO 2 0.03-0.5 H 2 O/M 2/ o O 100-1000 the selected metal cation, n
is the valence of its metal cation and X - is the anion of the mineralizer salt. ) and maintaining the aqueous reaction mixture at autogenous pressure in the range of about 120° C. to about 200° C. for about 10 hours to about 20 hours. It is. The preferred composition of the aqueous reaction mixture, expressed in molar ratios, is as follows. SiO2 / Al2O3 15 ~45 Na2O /SiO2 0.03 ~0.3 ( Na2O +M2 / oO)/SiO2 0.03 ~0.3 H2O /( Na2O +M2 /oO ) 200~600 X − /SiO 2 0.05-10 In the above description, M is a metal cation selected from groups and groups of the Periodic Table of the Elements, in particular lithium, barium, calcium and strontium, and n is is the valence of the metal cation. This M 2/o O and Na 2 O are free
M 2 /o O and Na 2 O, generally in the form of very weak acid salts such as aluminates, silicates, which are effective in hydroxide and zeolite synthesis. Moreover, the above-mentioned "free Na 2 O" can be adjusted by adding aluminum sulfate, sulfuric acid, nitric acid, etc. In preparing the aqueous reaction mixture, the source of the oxidic reactant of the composition used is one commonly used in the production of synthetic zeolites. For example, silica sources include sodium silicate, silica gel,
These include silicic acid, aqueous colloidal silica gel-dissolved silica, powdered silica, and amorphous silica. As the alumina source, activated alumina, γ-alumina, alumina trihydrate, sodium aluminate, and various aluminum salts such as aluminum chloride, nitrate, and sulfate can be used. The metal oxide represented by M 2/o O is added to the reaction mixture in the form of a water-soluble salt or in the form of a hydroxide.
Na 2 O as a source of sodium cations is added in the form of sodium hydroxide, sodium aluminate or sodium silicate, and Li 2 O as a source of lithium cations can be added in the form of hydroxides, halides, sulfates, Nitrates and chlorates (LiClO 4 )
It is added in the form of An aqueous reaction mixture is prepared by mixing the silica source, alumina source, alkaline source, and water. Particularly suitable silica sources are sodium silicate, water glass, colloidal silica, etc., and alumina sources are sodium aluminate, aluminum sulfate, etc. In the production of the crystalline aluminosilicate TSZ- of the present invention, the water content of the aqueous reaction mixture is important, and as mentioned above, the reaction mixture is
It is necessary to have a water content expressed in molar ratio (Na 2 O + M 2 /o O) of 100 or more, preferably in the range of 300 to 500 or more. By setting the water content within the above range, it becomes easy to mix and stir the gel of the reaction reagent. After mixing the reaction reagents as described above, the reaction mixture is maintained at autogenous pressure in the range of about 120°C to about 200°C for about 10 hours to about 20 hours. By adding a mineralizing agent to the aqueous reaction mixture during crystallization, the crystallinity of the crystallized product can be further improved, and the formation of amorphous aluminosilicate can be suppressed. As a mineralizing agent,
NaCl , Na2CO3 , Na2SO4 , Na2SeO4 , KCl ,
Neutral salts of alkali metals or alkaline earth metals such as KBr, KF, BaCl2 or BaBr2 can be used. A preferred mineralizing agent is NaCl. In this case, the amount to be added is as follows: When the anion of the salt as a mineralizing agent is X - (the n-valent anion is a monovalent equivalent), the preferable X - /SiO 2 molar ratio is as follows:
It ranges from about 0.01 to about 20. Further, preferred loadings range from about 0.05 to about 15, with optimal loadings ranging from about 0.1 to about 10. The produced crystalline aluminosilicate is separated from the solution by filtration, then washed with water and dried. After drying,
The product is dehydrated by calcining in air or an inert gas atmosphere at temperatures above about 200°C. The dehydrated product is useful as a catalyst or catalyst support for chemical reactions. More preferably, the cations in the product are at least partially removed or replaced by heat treatment and/or ion exchange. In this case, those which have undergone cation exchange are particularly useful as catalysts for hydrocarbon conversion. Substitution ions can be selected depending on the desired reaction, but are
At least one selected from group metals a, a, b, b, b, b and group metals is preferred.
Further, substitution with hydrogen ions can be performed by acid treatment or substitution with NH 4 + and heat treatment. Preferred substituent ions for conversion reactions such as hydrocarbon decomposition, isomerization, alkylation, etc. are hydrogen ions and Group metal ions. Cation exchange can be carried out by contacting the crystallized product with the desired exchange cation or salt of cations. In this case,
Various neutral salts of alkali metals or alkaline earth metals can be used, with chlorides, nitrates, sulfates and acetates being particularly suitable. In order to use the TSZ- according to the present invention as a catalyst, it is preferable to improve the catalytic activity by introducing active metal components through ion exchange or hydrogen ions through mineral acid treatment, as described above. Also, mixing with a carrier such as ordinary silica-alumina or alumina is carried out. When TSZ− contains a modifying active ingredient, the temperature is approximately 380℃ to approximately 500℃.
temperature, about 5 to about 50 Kg/cm 2 , preferably about 10 to about
The reforming feedstock can be catalytically reformed under reaction conditions of a pressure of 30 Kg/cm 2 and a liquid hourly space velocity of about 0.5 to about 5.0 V/H/V, preferably about 1.0 to about 3.0 V/H/V.
Also, transition metals such as Co, Ni, platinum,
When containing precious metal components such as palladium,
TSZ- is a catalytic desorption process for light oil fractions and lubricating oil fractions.
It can be used as a catalyst. Contact prolapse
from about 250°C to about 450°C, preferably from about 300°C to
A temperature of about 400° C., a pressure of about 5 Kg/cm 2 to about 50 Kg/cm 2 , preferably about 10 Kg/cm 2 to about 30 Kg/cm 2
0.25V/H/V - about 3V/H/V, preferably about
Reaction conditions of 1.0 V/H/V to about 2.0 V/H/V can be employed. Furthermore, TSZ- can be used for organic compounds such as hydroisomerization of normal paraffins, hydrodehydrogenation, conversion of desulfurized alcohols to hydrocarbons, alkylation of aromatic rings with alcohols, and disproportionation between aromatic compounds. It also exhibits catalytic activity in the conversion reaction of As mentioned above, the TSZ- according to the present invention has the following features:
It has a specific chemical composition and a lattice spacing indicated by a powder X-ray diffraction pattern, and has a remarkable effect in the conversion reaction of organic raw materials, especially in the decomposition reaction of hydrocarbons. Hereinafter, the crystalline aluminosilicate of the present invention, TSZ
- will be explained using examples. Example 1 27.8g of aluminum sulfate was dissolved in 810g of pure water, and 17.0g of concentrated sulfuric acid (95wt.%) and
81.0 g of sodium chloride was added to prepare an aluminum sulfate solution. This aluminum sulfate solution was mixed with 150g of water and 300g of water glass (Na 2 O; 9.36wt.
%, SiO 2 ; 29.4wt.%) (Japanese Industrial Standards No. 3 water glass) with stirring, and expressed as oxide molar ratio 3.9Na 2 O・Al 2 O 3・35SiO 2・
An aqueous reaction mixture with a composition of 1528H 2 O was obtained.
In this case, the mineralizing agent, sodium chloride, Cl - /
The SiO 2 molar ratio was 0.94. aqueous reaction mixture
The sample was placed in a SUS autoclave, heated at a rate of 0.8°C/min, and maintained at 182°C for 20 hours under autogenous pressure. The crystallized solid product was separated, washed with water and dried at 110°C. When a sample of this solid product was subjected to chemical analysis, it was found that Na 2 O; 2.69wt.%;
Al2O3 ; 4.61wt.%, SiO2 ; 84.71wt.%, H2O ;
A chemical composition of 7.71 wt.% was obtained. This was expressed as the molar ratio of oxides as follows. 0.96Na 2 O・Al 2 O 3・31.2SiO 3・9.5H 2 O When this product was subjected to X-ray analysis, the results shown in Table 3 and FIG. 3 were obtained. This X-ray analysis was performed by a conventional method of powder X-ray diffraction. The radiation is a copper K-α doublet;
X-ray tube voltage and tube current are 40kV and
It was set to 50mA. A scintillation counter equipped with a goniometer and a strip chart pen recorder was used to measure the diffraction angle 2θ and the intensity of the diffraction lines. At this time, the scanning speed is 0.5°/2θ rotation.
minutes, and the time constant of the rate meter was 2 seconds. After calcining a portion of the product at 540°C for about 3 hours,
Further, it was degassed at 300° C. for about 3 hours under vacuum.
The zeolite contains 8.3% water by weight at 12mmHg and 25°C, 10.8% by weight n-hexane at 20mmHg and 25°C, 5.2% by weight at 20mmHg and 25°C.
% by weight of cyclohexane were each adsorbed.
【表】【table】
【表】
(活性評価)
TSZ−の触媒作用を明らかにするために、
従来公知の粉末X線回折図形を有する結晶性アル
ミノ珪酸塩との活性比較を行なつた。
TSZ−のナトリウムイオンをイオン交換す
るために5%NH4Cl溶液を用い80℃において1.5
時間イオン交換操作を行なつた。この操作を4回
行ない、終了後600℃において3時間焼成しH型
TSZ−を調製した。
上記のTSZ−触媒を使用し、n−ヘキサン
分解反応を以下の如く行なつた。
触媒1.0gをガラスリアクターに充填し、シリ
カウール約0.2gを触媒床上部及び下部に充填し
反応物の拡散と加熱を良好にした。触媒床は300
℃に保持した。
n−ヘキサンを10℃に保持したサチユレーター
中に入れキヤリアーガスとして窒素を流し、窒素
ガス中n−ヘキサンの濃度が10%になるようにし
た。
n−ヘキサン/窒素を触媒床の下部より上部に
向けて流れるようにリアクター系に導入してから
一定時間後にガスクロマトグラフイーにてn−ヘ
キサンの残存量を測定しフイード中のn−ヘキサ
ンの量と比較した転化率(Conversion)を求め
た。
その後リアクター系に空気を導入し触媒床温度
500℃にて触媒に付着した炭素質物質を燃焼させ
触媒を新鮮な状態に戻し再び空間速度を変化させ
て実験を行なつた。
このようにして300℃、275℃にてn−ヘキサン
の転化率を求め次の結果を得た(第4表)。
同様にして、公知の粉末X線回折図形および組
成を有する結晶性アルミノ珪酸塩(市販モルデナ
イト“ゼオロン100H”を水素交換型に変換させ
て得た触媒についてもn−ヘキサン分解活性を評
価し結果を同表に併記した。この結果から、本発
明によるTSZ−は顕著な炭化水素分解活性を
有していることが判明した。[Table] (Activity evaluation) In order to clarify the catalytic action of TSZ-,
The activity was compared with a crystalline aluminosilicate having a conventionally known powder X-ray diffraction pattern. 1.5 at 80℃ using 5% NH 4 Cl solution to ion exchange the sodium ions of TSZ−.
A time ion exchange operation was performed. Repeat this operation 4 times, then bake at 600℃ for 3 hours to form an H shape.
TSZ- was prepared. Using the above TSZ-catalyst, an n-hexane decomposition reaction was carried out as follows. 1.0 g of catalyst was packed into a glass reactor, and about 0.2 g of silica wool was packed in the upper and lower parts of the catalyst bed to improve diffusion and heating of reactants. Catalyst bed is 300
It was kept at ℃. N-hexane was placed in a saturator maintained at 10° C. and nitrogen was flowed as a carrier gas so that the concentration of n-hexane in the nitrogen gas was 10%. n-hexane/nitrogen is introduced into the reactor system so that it flows from the bottom to the top of the catalyst bed, and after a certain period of time, the remaining amount of n-hexane is measured using gas chromatography to determine the amount of n-hexane in the feed. The conversion rate (Conversion) was determined in comparison with . After that, air is introduced into the reactor system and the catalyst bed temperature is increased.
The carbonaceous material adhering to the catalyst was combusted at 500°C to return the catalyst to a fresh state, and the experiment was performed again by changing the space velocity. In this way, the conversion rate of n-hexane was determined at 300°C and 275°C, and the following results were obtained (Table 4). Similarly, the n-hexane decomposition activity of a catalyst obtained by converting a crystalline aluminosilicate (commercially available mordenite "Zeolon 100H") into a hydrogen exchange type with a known powder X-ray diffraction pattern and composition was evaluated and the results were reported. The results are also shown in the same table.From the results, it was revealed that TSZ- according to the present invention had remarkable hydrocarbon decomposition activity.
【表】
比較例 1
実施例1で調製した水性反応混合物をSUS製
オートクレープに張り込み、室温より1.5℃/
minの昇温速度で昇温し、自己圧において182℃
20時間加熱維持した。結晶化した固体生成物を
過分離し水で洗浄後110℃で乾燥した。この固体
生成物の試料を化学分析に供したところNa2O:
2.60wt%、Al2O3:4.38wt%、SiO2:84.55wt%、
H2O:8.05wt%の化学組成が得られた。
これを酸化物モル比で表示すると次の通りであ
る。
0.98Na2O・Al2O3・32.8SiO2・10.4H2O
生成物をX線分析に供したところ、第5表に示
す結果を得て、純粋なTSZであることがわかる。
第5表格子面間隔d(Å)
相対強度I/I0(%)
11.18 76
10.08 50
9.76 14
6.71 6
6.36 12
6.01 13
5.72 7
5.58 10
4.99 7
4.27 13
3.86 100
3.82 65
3.76 42
3.73 46
3.65 30
3.45 10
3.05 12
3.00 9
2.98 11
2.94 7
実施例 2
実施例1で得られた新規結晶性アルミノ珪酸塩
(TSZ−)と市販合成ゼオライト(ノートン社
製Zeolon100H)の活性比較をするためガラスリ
アクターを用いてアルコール転化反応を行なつ
た。
TSZ−ゼオライトを0.35g(約1.0c.c.)ガラ
スリアクターに充填し、触媒床を窒素気流中にお
いて500℃で2時間保持し、窒素気流中下に300℃
まで降温した。そのままリアクターの温度を300
℃に保持し、次にメタノールの分圧が0.163気圧
になるように維持したサチユレーター中に窒素を
キヤリアーガスとして導入して触媒床にメタノー
ルを通した。
このときの反応除件を次に示す。
温 度:300℃
ガスレート:3216c.c./Hr
重量空間速度(SV):232w/H/w
メタノール 0.81g/Hr
メタノール分圧 0.163atm
分解生成物はガスクロマトグラフイーにて分析
したところ第6表に示す結果を得た。
以上の結果から本発明により得られたゼオライ
トTSZ−はアルコール変換反応において顕著
な触媒能を有し、かつ化学工業における有用な原
料であるオレフインへの選択性も高いことが判明
した。また活性維持能もすぐれていることが証明
された。[Table] Comparative Example 1 The aqueous reaction mixture prepared in Example 1 was poured into a SUS autoclave, and heated to 1.5°C/1.5°C from room temperature.
The temperature is raised at a heating rate of min to 182℃ at autogenous pressure.
Heating was maintained for 20 hours. The crystallized solid product was separated, washed with water, and dried at 110°C. A sample of this solid product was subjected to chemical analysis and revealed Na 2 O:
2.60wt%, Al2O3 : 4.38wt %, SiO2 : 84.55wt%,
A chemical composition of H 2 O: 8.05 wt% was obtained. This is expressed as an oxide molar ratio as follows. When the 0.98Na 2 O.Al 2 O 3 .32.8SiO 2 .10.4H 2 O product was subjected to X-ray analysis, the results shown in Table 5 were obtained, indicating that it was pure TSZ. Table 5 Lattice spacing d (Å) Relative intensity I/I 0 (%) 11.18 76 10.08 50 9.76 14 6.71 6 6.36 12 6.01 13 5.72 7 5.58 10 4.99 7 4.27 13 3.86 100 3.82 65 3.76 42 3.73 46 3.65 30 3.45 10 3.05 12 3.00 9 2.98 11 2.94 7 Example 2 A glass reactor was used to compare the activity of the new crystalline aluminosilicate (TSZ-) obtained in Example 1 and a commercially available synthetic zeolite (Norton Zeolon 100H). An alcohol conversion reaction was carried out. Fill a glass reactor with 0.35 g (approximately 1.0 cc) of TSZ-zeolite, hold the catalyst bed at 500°C in a nitrogen stream for 2 hours, and then lower it to 300°C in a nitrogen stream.
The temperature dropped to Keep the reactor temperature at 300.
The methanol was passed through the catalyst bed by introducing nitrogen as a carrier gas into a saturator which was maintained at 0.degree. C. and then maintained at a methanol partial pressure of 0.163 atm. The reaction exclusion conditions at this time are shown below. Temperature: 300℃ Gas rate: 3216c.c./Hr Weight hourly space velocity (SV): 232w/H/w Methanol 0.81g/Hr Methanol partial pressure 0.163atm The decomposition products were analyzed using gas chromatography. The results shown in the table were obtained. From the above results, it was found that the zeolite TSZ- obtained by the present invention has remarkable catalytic ability in alcohol conversion reactions and also has high selectivity to olefins, which are useful raw materials in the chemical industry. It was also proven that it has an excellent ability to maintain activity.
【表】
実施例 3
210gの純水に48.7gの硫酸アルミニウムを溶
解し、これに、更に、8.8gの濃硫酸(95wt.%)
を添加し、硫酸アルミニウム溶液(A液)を調製
した。次に、150gの純水と300gの水ガラス
(Na2O;9.36wt.%、SiO2;29.4wt.%)との混合
溶液(B液)を調製し、更に、81.5gの塩化ナト
リウムを600gの純水に溶解させた塩化ナトリウ
ム水溶液を調製した。上記A液およびB液を同時
に塩化ナトリウム水溶液中に撹拌しながら添加
し、酸化物のモル比で表示して、2.0Na2O・
Al2O3・20SiO2・876H2Oの組成を有する水性反
応混合物を得た。この場合、鉱化剤たる塩化ナト
リウムの濃度は、SiO2に対し0.95モルであつた。
上記の水性反応混合物をSUS製オートクレー
ブに張り込み0.4℃/分昇温し、自己圧において
180℃に20時間維持し結晶化させ、固体生成物を
得た。得られた固体生成物を過分離し、水で洗
浄後、110℃で乾燥した。この固体生成物の試料
を化学分析に供し化学組成を求めたところ、
Na2O;4.60wt.%、Al2O3;6.63wt.%、SiO2;
76.4wt.%、H2O;12.4wt.%の結果を得た。これ
を酸化物のモル比で表示すると次の通りであつ
た。
1.14Na2O・Al2O3・19.6SiO2・10.6H2O
この生成物を実施例1に記載と同様の方法でX
線分析に供したところ、第7表及び第4図に示す
結果を得た。[Table] Example 3 Dissolve 48.7g of aluminum sulfate in 210g of pure water, and add 8.8g of concentrated sulfuric acid (95wt.%) to this.
was added to prepare an aluminum sulfate solution (liquid A). Next, a mixed solution (solution B) of 150 g of pure water and 300 g of water glass (Na 2 O; 9.36 wt.%, SiO 2 ; 29.4 wt.%) was prepared, and 81.5 g of sodium chloride was further added. An aqueous sodium chloride solution was prepared by dissolving it in 600 g of pure water. The above solutions A and B were simultaneously added to an aqueous sodium chloride solution with stirring, and the molar ratio of oxides was expressed as 2.0Na 2 O.
An aqueous reaction mixture with the composition Al2O3.20SiO2.876H2O was obtained. In this case, the concentration of sodium chloride as a mineralizing agent was 0.95 mol relative to SiO 2 . The above aqueous reaction mixture was put into a SUS autoclave, heated at 0.4℃/min, and kept at autogenous pressure.
It was maintained at 180° C. for 20 hours to crystallize and obtain a solid product. The obtained solid product was separated, washed with water, and then dried at 110°C. A sample of this solid product was subjected to chemical analysis to determine its chemical composition.
Na2O ; 4.60wt.%, Al2O3 ; 6.63wt .%, SiO2 ;
A result of 76.4 wt.%, H 2 O; 12.4 wt.% was obtained. This was expressed as the molar ratio of oxides as follows. 1.14Na 2 O・Al 2 O 3・19.6SiO 2・10.6H 2 O This product was treated with X in the same manner as described in Example 1.
When subjected to line analysis, the results shown in Table 7 and FIG. 4 were obtained.
【表】【table】
第1図および第2図は実施例1で得られた
TSZ−の電子顕微鏡写真である。第1図と第
2図は同一のサンプルの別な部位について撮影し
たものである。倍率は約10000倍である。第3図
及び第4図は本発明に係る合成結晶性アルミノ珪
酸塩のX線回折図形である。
Figures 1 and 2 were obtained in Example 1.
This is an electron micrograph of TSZ-. Figures 1 and 2 are photographs taken of different parts of the same sample. The magnification is approximately 10,000 times. 3 and 4 are X-ray diffraction patterns of the synthetic crystalline aluminosilicate according to the present invention.
Claims (1)
50H2O (ここでMは少なくとも一種の金属陽イオンであ
り、nはその金属陽イオンの原子価である。)の
化学組成を有し、かつ少なくとも第1表に表わし
た格子面間隔を示す粉末X線回折図形を有するこ
とを特徴とする合成結晶性アルミノ珪酸塩。 第1表格子面間隔d(Å) 相対強度(I/I0) 11.2 ±0.2 強 い 10.1 ±0.2 強 い 9.1 ±0.15 強 い 6.55±0.1 強 い 3.97±0.05 強 い 3.82±0.05 強 い 3.72±0.05 強 い 3.46±0.02 非常に強い [Claims] 1 Expressed by molar ratio of oxides: 0.8 to 1.6M 2/o O.Al 2 O 3.10 to 50SiO 2.0 to
50H 2 O (where M is at least one metal cation and n is the valence of the metal cation) and exhibits at least the lattice spacing shown in Table 1. A synthetic crystalline aluminosilicate characterized by having a powder X-ray diffraction pattern. First surface lattice spacing d (Å) Relative intensity (I/I 0 ) 11.2 ±0.2 Strong 10.1 ±0.2 Strong 9.1 ±0.15 Strong 6.55±0.1 Strong 3.97±0.05 Strong 3.82±0.05 Strong 3.72± 0.05 Strong 3.46±0.02 Very strong
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JPS5034309A (en) * | 1973-07-11 | 1975-04-02 | ||
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-
1981
- 1981-11-19 JP JP18565181A patent/JPS5888119A/en active Granted
Patent Citations (2)
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