JPH0513091B2 - - Google Patents

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JPH0513091B2
JPH0513091B2 JP60055791A JP5579185A JPH0513091B2 JP H0513091 B2 JPH0513091 B2 JP H0513091B2 JP 60055791 A JP60055791 A JP 60055791A JP 5579185 A JP5579185 A JP 5579185A JP H0513091 B2 JPH0513091 B2 JP H0513091B2
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zeolite
silica
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alumina
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Jozefu Rojinsukii Edowaado
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Publication of JPH0513091B2 publication Critical patent/JPH0513091B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/40Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
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    • C01B39/36Pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
    • C01B39/38Type ZSM-5
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は結晶性ゼオライト含有離散粒子の製
法、特にシリカ/アルミナモル比が12以上で制御
指数が1〜12の結晶性アルミノシリケートゼオラ
イト含有離散粒子の製法に関する。 〔従来の技術〕 多くの結晶性ゼオライトが知られている。或る
ものは天然産だけのもの(少くともこれまでは)、
例えばポーリンガイトやマーリノアイトであり、
或るものは合成の結果から得られるだけのもの、
例えばゼオライトAおよびZSM−5であり、ま
たあるものは天然にも合成によつても得られるも
の、例えばモルデナイト〔対応する合成品はゼオ
ロン(Zeolon)として知られる〕およびフアウ
ジヤサイト(対応する合成品はゼオライトXおよ
びゼオライトYとして知られる)である。合成品
の対応品は天然産ゼオライトの対応品と同じであ
ることはそれらのX線回析図によつて証明され
る。このX線回析図はゼオライトの別異性を確立
する手段である。ゼオライトのX線回析データは
ゼオライトの三次元格子がSiO4、場合により
AlO4とSiO4との四面体が酸素原子を共有するこ
とによつて交サ結合し、ゼオライトを構成する
AlO4四面体上の負の電荷を釣合わせるために充
分な陽イオンを含むことを示す。全(アルミニウ
ム原子+ケイ素原子)/酸素原子の比は従つて
1:2である。 ゼオライトは他の分子が結晶内自由空間へ進入
および排出するのを調整することができる結晶構
造をもつ。結晶構造自体により行われるこの分子
進入排出の調整作用はゼオライトの内部構造すな
わち気孔中に進入する或は進入しない物質の分子
構造およびゼオライト自体の構造に依存する。ゼ
オライトの気孔は結晶性ゼオライトのアニオン骨
格構造を構成する四面体の規則的配列によつて形
成される溝孔の形態をなす。種々の分子によるゼ
オライト内部構造への進入を制御する程度の便宜
な測定手段はゼオライトの制御指数により与えら
れる。すなわち、ゼオライト内部構造中への他物
質分子の進入、排出を厳しく制限するゼオライト
は大きい制御指数をもち、この種のゼオライトは
通常小寸法の気孔をもつ。これとは逆に、ゼオラ
イトの内部構造中に比較的自由に他物質の分子が
進入できるゼオライトは小さい値の制御指数をも
つ。 若干の代表的なゼオライトについての制御指数
は下記の通りである。 第 1 表ゼオライト 制御指数 ZSM−5 8.3 エリオナイト 38 ZSM−11 8.7 ZSM−35 6.0 TMA1)オツフレタイト 3.7 ZSM−38 2.0 ZSM−12 2. ベータ 1.6 ZSM−4 0.5 酸モルデナイト 0.5 REY2) 0.4 (無定形シリカ−アルミナ 0.6) (1) トリメチルアンモニウム (2) 希土類交換ゼオライトY 制御指数を測定する方法は米国特許第4016218
号明細書に詳細に記載されている。 制御指数はゼオライトの結晶構造に関連するも
のであるが、ゼオライトがクラツキング反応に関
与する能力を利用するもの、すなわちゼオライト
が酸部位および酸官能性をもつことに依存する反
応を利用するものであるが故に、この制御指数測
定試験に使用したゼオライトのサンプルは制御指
数を測定しようとするゼオライト構造を代表する
ものであり、また試験に要求される酸官能性を持
たねばならない。酸官能性はもちろん塩基交換、
スチーミングまたはシリカ/アルミナ比を含めた
処理手段によつて変えることができる。 ゼオライトのシリカ/アルミナ比は骨組構造
比、すなわちSiO4四面体とゼオライトをSiO4
面体と一緒になつて構成するAlO4四面体との比
と考えることができる。この比は種々の物理的方
法および化学的方法によつて決定されたシリカ/
アルミナ比と異なることがある。例えば総括的化
学分析値はゼオライト上の酸部位と結合したカチ
オンの形態で存在するアルミニウムを含むことが
でき、そのためシリカ/アルミナ比は低くなる。
同様に、アンモニア脱着の熱重量分析(TGA)
法によつてシリカ/アルミナ比を測定するときに
は、酸部位上へのアンモニウムイオンのイン交換
がカチオン性アルミニウムにより阻止されると低
アンモニア滴定値が得られる。これらの不一致は
脱アルミニウム処理のようなゼオライト構造から
遊離したイオン性アルミニウムを存在させること
になるある種の処理を行つた場合に特に厄介であ
る。従つて結晶骨組構造のシリカ/アルミナ比を
正確に決定することができるよう充分な注意を払
うべきである。 ゼオライトの合成法はブレツク(Breck)著
「ゼオライト・モレキユラー・シーブズ(Zeolite
Molecular Sieves)」(ジヨン・ワイリー・エン
ド・サンズ発行、1974年)第4章にまとめられて
いる。一般にアルミノシリケートゼオライトはシ
リカ給源物質、アルミナ給源物質、適当なカチオ
ン、代表的にはナトリウムの給源物質および一般
には有機カチオンの給源物質を含有する高PHの水
性系から晶出する。この系は例えば室温から200
℃またはそれ以上で自生圧下で結晶生成物が形成
されるまで水熱条件下に維持される。 ゼオライトを有機カチオンの存在で造る場合に
は、生成したゼオライトは触媒として不活性であ
る。これは恐らく結晶内の自由空間が結晶生成溶
液からの有機カチオンによつて占有されているた
めであろう。このゼオライトは不活性雰囲気中
540℃で例えば1時間加熱し、次にアンモニウム
塩で塩基交換した後空気中で540℃で焼成するこ
とによつて付活される。結晶生成溶液中に有機カ
チオンの存在はゼオライトの生成に絶対に必要な
わけではないが、存在した方がゼオライトの生成
に好都合である。 若干のゼオライトは極めて高いシリカ/アルミ
ナ比を示すものもある。このようなゼオライトの
一つは米国特許第3702886号に記載のZSM−5で
ある。この特許はシリカ給源物質、アルミナ給源
物質およびアルカリ金属酸化物給源物質に加えて
第4級アンモニウム化合物例えばテトラプロピル
アンモニウム塩を含有する反応混合物の水熱処理
によるZSM−5の結晶化を記載している。ZSM
−5に若干似ているゼオライトはZSM−11で、
これは米国特許第3709979号に記載され、この場
合も第4級アンモニウム化合物が使用されてい
る。米国特許第3941871号明細書はZSM−5のア
ルミナ含量が認められない程少なく「オルガノシ
リケート」と呼んだ方が適切であるような特殊な
場合に関するものである。ZSM−5の構造に類
似した他のゼオライトにはZSM−11、ZSM−12
(米国特許第3832449号)、ZSM−23(米国特許第
4076842号)、ZSM−35(米国特許第4016245号)、
ZSM−38(米国特許第4046859号)、ZSM−48(米
国特許第4397827号)およびゼオライトベータ
(米国特許第3308069号)が含まれる。 触媒組成物を造るためにゼオライトは屡々多孔
質母財と混合される。母材は有機転化方法におけ
る触媒の活性および/または選択性を改善する傾
向がある。多孔質母材として使用する不活性物質
は特定の方法における転化量を調節する希釈剤と
して作用することによつて反応速度を制御する他
の手段を使用しなくても生成物を経済的に且つ規
則的に得ることができる。多孔質母材として使用
する物質は活性でも不活性でもよい。多孔質母材
はまたゼオライトの結合剤として作用し、良好な
破砕強度をもつ組成物を生ずる。無機物質、特に
多孔質の無機物質が好ましい。これらの物質のう
ちで粘土、化学的に処理した粘土、アルミナ、シ
リカ、シリカ−アルミナなどのような無機酸化物
が特に好適である。これはこれらの無機酸化物は
すぐれた多孔性、耐摩耗性および安定性をゼオラ
イト組成物に与えるからである。ゼオライトは多
孔質物質に生成物がゼオライトを1〜95重量%、
好適には1〜70重量%となる割合で配合、分散ま
たは緊密に混合できる。大抵の工業的用途用には
ゼオライト−多孔質物質複合体は押出成形物、微
小球、タブレツト、ペレツト、造粒体などの形で
離散粒子の集合体として提供され、これら集合体
は使用に際して形状および強度を保持する。 母材にゼオライトを配合する技法は米国特許第
3140253号に記載のように業界で慣用のものであ
る。 米国特許第4091007号明細書は反応混合物を結
晶化操作中も成形した形状を維持し且つかなりの
強度をもつペレツトまたは押出成形物に予備成形
することによつて40%以上の結晶度をもつ離散粒
子としてZSM−5ゼオライトを製造する方法を
記載している。この反応混合物はアルカリ金属カ
チオン給源物質、テトラアルキルアンモニウムカ
チオン、シリカ、アルミナを含有する。結晶化生
成物はイオン交換のような次の化学処理にろ過の
ような面倒な操作を必要としないで取扱うことが
でき、更にこれらの離散粒子は再配合またはペレ
ツト化を行なう必要もなしに適当な処理後に吸着
剤または触媒として直接使用できる。この理由は
離散粒子の非結晶部分が多孔質母材として役立つ
からである。 米国特許第4175144号明細書はZSM−5および
ZSM−11のようなゼオライトがシリカおよびア
ルミナおよびアルカリ金属酸化物のそれぞれ給源
物質を含み、しかし第4級イオンの給源物質は含
まない高PH反応混合物から水熱処理することによ
り生成できると述べている。一実施態様では上述
のZSM−5およびZSM−11の生成は上述した給
源物質の混合物にゼオライトの種を供給すること
によつて達成される。 ヨーロツパ特許願第110650号明細書はZSM−
5の種とコロイドシリカを含有するが、実質上有
機カチオンは含まない反応混合物から粉末状
ZSM−5ゼオライトの製法を記載している。 これらの先行技術の刊行物はいずれも反応混合
物中に有機化合物を使用しないでかなりの量の高
シリカゼオライト含むペレツトまたは押出成形物
の形態の離散粒子の現場製造法を記載したものは
ない。 ゼオライトはアルミノシリケートゼオライトに
ついてだけ上に述べたが、アルミノシリケートと
同形で、しかしケイ素および/またはアルミニウ
ムの代りに他の元素を含むゼオライトも存在する
ことは周知である。すなわち、ゲルマニウムは共
有酸素原子を介して結合した四面体の結晶骨組構
造中のケイ素の代替元素であることは周知であ
り、例えば米国特許第3702886号および第3709979
号明細書を参照されたい。これらの特許明細書は
酸化ガリウムがアルミナの位置にとつて代る仕方
をも記載している。ポロシリケートゼオライトも
記載されている。さらにZSM−5をも含めた、
四面体に配位結合した遷移金属を結晶骨組構造中
に含む種々のゼオライトの製法が米国特許第
3530064号明細書に記載されている。 ゼオライトの気孔が有する広い表面積は重要な
触媒作用、特に炭化水素に対する重要な触媒作用
をもつことは既に示されている。多くの種類の転
化反応に対して他の触媒では得られない分子篩効
果と形状選択性触媒作用を達成する他に類のない
触媒能力とを同時に利用できる。シリカ/アルミ
ナ(当量)比が増大するとゼオライトは明らかに
疎水性となり、処理下の混合物中の分子の官能性
に一部または完全に基づいた化学転化反応および
吸着を可能とする。 ZSM−5は芳香族化合物を含む反応に特に有
用であることが知られ、特に単炭素環芳香族化合
物を含む反応に有用である。すなわち、ZSM−
5はオレフイン、ナフテン、アルコール、エーテ
ルおよびアルカンを芳香族化合物に転化する反応
および芳香族化合物の異性化、アルキル化、脱ア
ルキルおよびアルキル交換に独特の選択性を示
す。芳香族転化反応に及ぼす有利な作用はZSM
−5の形態においても見出され、米国特許第
4163028号明細書に記載のようにZSM−5におい
ても他の金属が同形体を造るためにアルミニウム
の代替金属であるように思われる。上述の他の高
シリカゼオライトもZSM−5が使用される同じ
タイプの転化反応に特に有用な触媒である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はゼオライト形成用溶液中に有機化合物
を使用しないで浄上述の米国特許第4091007号明
細書に記載のと類似の高シリカゼオライト含有離
散粒子の製法を提供しようとするものである。予
備形成した複合粒子の調製に際して高シリカゼオ
ライトの種を使用することによつて、他の高シリ
カゼオライト合成の際には必要な有機化合物の不
在下で現場結晶化により高結晶性生成物が得られ
た。予備形成操作後に離散粒子を焼成し、次にア
ルカリ金属水酸化物溶液と接触させて所望程度の
結晶化を行う。複合粒子の一体性は結晶化中保持
され、耐摩耗性で極めて安定な粒子状のゼオライ
ト組成物が得られる。 〔問題を解決するための手段〕 本発明によれば、シリカ給源物質、アルミナ給
源物質およびアルカリカチオン給源物質および水
を含有する混合物を水熱条件下で反応させること
によつてシリカ/アルミナモル比12以上、制御指
数1〜12の結晶性ゼオライト含有離散粒子製法に
おいて、(a)シリカ/アルミナ比12以上、制御指数
1〜12のゼオライトの種と、シリカの給源物質、
アルミナの給源物質および水とを混合し、得られ
た混合物を離散粒子に形成し、(b)離散粒子を水熱
処理して乾燥した硬い耐摩耗性粒子となし、(c)耐
摩耗性粒子をアルカリカチオンの給源物質と混合
して種のゼオライトを形成するのに有効な組成を
もつ水性反応混合物を造り、(d)水性反応混合物を
水熱条件下に維持して離散粒子の形態のゼオライ
トを造り、(e)生成したゼオライトを中に含む離散
粒子を回収することからなる結晶性ゼオライト含
有離散粒子の製法が提供される。 〔作 用〕 本発明方法では結晶化反応に有機カチオンを使
用しない。シリカ給源物質、アルミナ給源物質、
水および高シリカゼオライトの種を含む離散粒子
が形成される。押出成形物、微小球、タブレツ
ト、ペレツトなどの形態のこれらの粒子は次いで
水熱処理されて過剰の水が除かれ、乾燥した硬い
高耐摩耗性、良好な破砕強度をもつ粒子となる。
高シリカゼオライトを造るにはこれらの硬い離散
粒子を所望の結晶化を行う条件下でアルカリ付与
溶液と接触させる。この工程は多孔質母剤中に最
高60重量%の高シリカゼオライト含有触媒組成物
を得ることを可能となす。 アルミナ給源物質はアルミナ含有粘土またはア
ルミノシリケート物質例えば焼成すると不定形と
なる天然ゼオライトであることができる。包括的
術語である「粘土」とはカオリナイト、ハロイサ
イト、モンモリロナイト、イライト、ジツカイ
ト、アタパルガイトなどのようなアルミナ含有粘
土をを含むことを意味する。ゼオライト結晶性ア
ルミノシリケートは原料粘土または熱処理粘土、
水熱処理粘土を使用して造ることができるが、粘
土を540℃またはそれ以上の温度で熱処理するこ
とが好ましい。化学的処理した粘土はこの方法に
使用することを意図するものである。 反応混合物に必要なアルミナはすべて粘土によ
り与えられるが、或は所望によりアルミン酸ナト
リウム、、硫酸アルミニウムまたはアルミニウム
塩のようなアルミナ給源物質を付加的に使用して
もよい。 反応混合物中のシリカ給源物質は粘土および非
粘土物質の両方または粘土単独からなる。使用で
きる代表的非粘土物質はルドツクス、コロイドシ
リカの水性分散液、水ガラス、砂、シリカゲル、
フユームドシリカ、シリカヒドロゾルおよび沈殿
シリカ微粉末例えばハイジル〔Hi−Sil(商品
名)〕、クソ〔Quso(商品名)〕、およびゼオシル
100〔Zeosyl 100(商品名)〕である。 使用するアルカリカチオンはアンモニウム、ナ
トリウム、カリウム、リチウム、ルビジウム、セ
シウムまたはそれらの混合物であることができ、
アンモニウムとナトリウムが好適である。アルカ
リ金属水酸化物および水酸化アンモニウムの溶液
は必要なカチオンを供給するのに特に有用であ。 離散粒子形成混合物の水含量は所望の粒子の最
終物理的形状に依存する。押出成形物、タブレツ
ト、球または顆粒状の凝集体を造るときには反応
混合物中の水を50重量%以下とするのが好まし
い。各凝集体の形状について50重量%以下の水含
量における若干の調整が行われ、それによつて混
合物に最良の物理的性質が与えられる。例えば反
応混合物を押出成形する時よりタブレツトにする
場合の方が少ない水含有量が望ましい。他方、反
応混合物を噴霧乾燥して微小球を造るときには噴
霧用ノズルをポンプ輸送するのに充分な流動性を
もつスラリーを造るために充分な量の水を添加し
なければならない。粒子形成混合物中の水は乾燥
−硬化工程中に完全に蒸発される。生成した粒子
を覆つて最終結晶化工程中に水酸化アンモニウム
またはアルカリ金属水酸化物を溶かすために水を
別に添加しなければならない。結晶化工程中に使
用されるこの水は造られる特定のゼオライトに対
し特定のモル比により必要な水を構成する。 若干の触媒としての用途または吸着剤としての
用途には反応混合物中に実質上非反応性の固体粉
末を配合することが望ましい。これらの粉末は最
終生成物に付与する物理的性質に基づいて選択さ
れる。例えば固体粉末は最終生成物粒子の密度を
増大し、触媒活性を変化させ、熱容量を増大さ
せ、または多孔度を変え、或は生成物中の結晶性
アルミノシリケートの希釈用として作用させるた
めに添加できる。使用できる固体粉末の例はアル
フアアルミナ、チタニア、ジルコニア、ジルコ
ン、硫酸バリウムおよび金属ニツケルである。不
活性アルミナ(例えばアルフアアルミナ)および
砂のような実質上不活性な重量付与剤も使用でき
る。 無水状態のゼオライトZSM−5は成分酸化物
のモル比の形で下記の式で表わされる: (0.9±0.2)M2/nO:Al2O3:xSiO2 (式中、Mはアルカリ金属、特にナトリウム
とアルキル基が好適には2〜5個のテトラア
ルキルアンモニウムとの混合物であり、nは
Mの原子価で、xは少くとも5の数である) 本発明方法で合成されるZSM−5は上記と同
じ特性式をもつが、Mはアルカリ金属、アンモニ
ウムまたはそれらの混合物で、xは少くとも12で
ある。 本発明が関連するZSM−5のような高シリカ
ゼオライトは一定の識別性結晶構造をもち、この
結晶構造のX線回折図は下記の格子面間隔d(オ
ングストローム)および相対強度が誘導される有
意な線を示す: 第 2 表格子面間隔d(A) 相対強度 11.1±0.2 S 10.0±0.2 S 7.4±0.15 W 7.1±0.15 W 6.3±0.1 W 6.04 5.97±0.1 W 5.56±0.1 W 4.60±0.08 W 4.25±0.08 W 3.85±0.07 VS 3.71±0.05 S 3.04±0.03 W 2.99±0.02 W 2.94±0.02 W これらの値は標準の技法によつて決定した。照
射線は銅のK−アルフア双子線であり、帯状チヤ
ート自記記録計付きシンチレーシヨン・カウンタ
分光光度計を使用した。ピークの高さ、2θ(θ
はブラツグ角)の関数としてのピークの位置は分
光光度計のチヤートから読み取つた。これらから
相対強度/00は最適の線すなわちピーク
の高さ)および記録された線に対応するA(オン
グストローム)で表わした格子面間隔dを計算し
た。第2表において、相対強度は記号S=強い、
W=弱いおよびVS=非常に強いで表わした。 高シリカゼオライトの1種であるZSM−5は
従来水酸化テトラプロルアンモニウム、酸化ナト
リウム、アルミニウムの酸化物、シリカの酸化物
および水を含有し下記第3表の範囲に入る組成を
もつ反応混合物を造り、混合物をゼオライトの結
晶が生成するまで維持することによつて造られて
きた:
【表】 テトラプロピルアンモニウムイオンはハロゲン
化テトラプロピルアンモニウムを添加することに
よつて供給できる。上記表のOH-/SiO2の範囲の
値より高いOH-/SiO2とする過剰の水酸化テトラ
プロピルアンモニウムを使用すると、過剰分の水
酸化物は所定量の酸を使つてOH-SiO2比を所定
範囲内に維持するように中和すればよい。生成し
た結晶を次に液から分離し、回収する。代表的な
反応条件は反応混合物を75℃〜250℃の温度に1
時間ないし60日間加熱することからなる。更に好
適な温度は90℃〜175℃であり、その温度での加
熱期間は1時間ないし20時間である。 文献に記載された特定の範囲内に入るモル比成
分の組成をもつ混合物を使用して同様にして他の
高シリカゼオライトを造ることができる。 ZSM−5および他の高シリカゼオライトの初
期の合成法は反沖応混合物中にアミン、第4級ア
ンモニウム化合物、第4級ホスホニウム化合物な
どを含ませることによつて行われた。これらは上
記特定の所望の結晶骨組構造の結晶を行わせるた
めの「型板(テンプレート)」であると考えられ
てきた。これらの化合物はカチオン性のもので、
四面体に配位結合したアルミニウムまたはアルミ
ニウムの代替元素の負電荷を釣合うように結晶生
成物中の位置を占める。ゼオライトを脱水すると
きに、これらの嵩高いカチオンは気孔中の空間を
占有して吸着、接触作用またはイオン交換のため
に気孔中に流体(ガスまたは液体)の流れを阻止
する。代表的にはテトラプロピルアンモニウムカ
チオンはイオン交換によるナトリウムカチオンの
除去を容易にするために高めた温度で空気中で燃
焼することによりZSM−5から除かれる。 このような有機型板化合物は本発明の反応混合
物中には含まれない。この理由は前記有機型板化
合物の使用は不必要な出費であり、不必要な処理
工程を必要とさせるからである。 本発明によれば反応混合物は有機窒素または有
機ホスニウム化合物、特に水溶液中でカチオンを
形成する前記有機化合物を実質上含まない。従つ
て、反応混合物は本質的に無機質薬剤からなり、
有機化合物が存在してもそれは偶然かおよび/ま
たは結晶化工程には入らないものである。従つ
て、本発明方法により得られた生成物は実質上有
機カチオンを含まない。 本発明方法により造つたゼオライトは高シリカ
ゼオライトは少くとも12のシリカ/アルミナモル
比をもつ。しかし好適にはシリカ/アルミナモ比
は30以上で、かなり大きいものであつてもよい。 本発明によれば、アルカリカチオン給源物質お
よよび水を乾燥した硬い耐摩耗性粒子に添加して
得た反応混合物は下表の名で呼ばれる高シリカゼ
オライトの各々について下表のモル範囲の組成を
もつのが好適である:
【表】
【表】 離散粒子中に含まれる高シリカゼオライト種結
晶は先行技術の操作によつて予め造つた高シリカ
ゼオライト合成時に分離された湿潤生成物の一部
であつても、或は所望のようにイオン交換およ
び/たは焼成してある結晶であつてもよい。使用
する種の量は広範囲に変化するが一般にシリカ、
アルミナおよび種の合計重量の少くとも0.01重量
%である。高シリカゼオライトの種の存在が合成
を全功させるためには重要であるが、使用する種
の量自体は重要ではない。しかし、この後者の因
子生成する高シリカゼオライトの寸法を調整する
のに重要となる。 一般に本発明の実施に際して、反応温度が低い
と小結晶寸法のゼオライトの生成に有利であるこ
とが判明した。結晶寸法の別の調整は種結晶の量
を調節することにより行われる。相対的に少割合
量の種、約1〜5重量%の種の使用により種より
大きい寸法の生成物が得られる。より多量の3〜
10%の大略範囲の種の量では種結晶とほぼ同じ大
きさの生成物を生ずる。 本発明方法では種、シリカ給源物質、アルミナ
給源物質および水の混合物を押出成形、噴霧乾
燥、タブレツト化などの操作により予離散粒子に
成形する。これらの離散粒子を次に熱処理例えば
540℃での焼成のような熱処理にかけて乾燥した
硬い粒子となす。1000℃およびそれ以上の温度を
使用してもよい。これらの粒子は結晶操作中形状
を維持しかなりの強度のものとなる。 離散粒子を次にアルカリ性水溶液に添加する。
このアルカリ水溶液は混合された固体との混合物
が7.5〜13.0のPHをもつのに充分量のアルカリ水
酸化物を含有する溶液である。このアルカリ剤は
PHを調節する機能のほかに結晶骨組構造中にある
負電荷と釣合うのに必要なカチオンを供給する役
目をする。 離散粒子を含む反応混合物を撹拌して混合を促
進し、普通75〜200℃の範囲の所望の高シリカゼ
オライトの形成を誘起する水熱条件に温度を昇温
する。混合物を自在圧下に保ちながらゼオライト
の結晶が離散粒子中に形成されるまで数時間ない
し数日間続ける。 結晶した生成物は次の化学処理、例えばイオン
交換にろ過のような面倒な処理を必要としないで
すぐにかけることができる。更に、離散粒子は適
当な処理後に、しかし再配合またはペレツト化を
必要としないで吸着剤または触媒として直接使用
できる。これは粒子の非結晶化部分が母材として
働くからである。 生成する特定の高シリカゼオライトは結晶化前
の離散粒子の組成およびこれら離散粒子に含まれ
るゼオライトの種の種類に依存する。離散粒子の
組成およびアルカリ金属カチオンの給源物質は所
望の特定の高シリカゼオライトを生成するのに所
望する特定のゼオライトと同じゼオライトとすべ
きである。こうしてもし最終離散粒子として
ZSM−12を造ろうとするとZSM−12の種を離散
粒子を最初に造る時に離散粒子の組成物中に含ま
せるべきで、アルカリ金属カチオンの給源物質と
共に水熱処理(晶化前)した離散粒子は上述の第
4表に与えられるようなZSM−12のモル比内の
組成を与えるべきである。 本発明方法においては、反応混合物は本質的に
アミンおよび第4級アンモニウム化合物のような
多くの先行技術で使用した有機薬剤を含まない。
こうして本発明は高価な有機薬剤の消費を回避
し、生成物から有機カチオンを除去するのに必要
な後処理を回避できる。 本発明により製造される高シリカゼオライトは
合成したままの形で、或は触媒として活性な組成
物を造るために既知の技法に従つてイオン交換し
た形態で使用できる。これらのゼオライト組成物
はイオン交換して少なくとも一部のアルカリ金属
カチオンを除いて触媒として一層活性で且つ安定
な形態に変換できる。アルカリ金属カチオン、特
にナトリウムカチオンおよびカリウムカチオンは
高シリカゼオライトを酸で処理することによつて
水素イオンで置換できる。別法として、アルキル
アンモニウムまたはアリールアンモニウムが立体
障害によりゼオライトの気孔中に入ることを阻止
されないならばアルキルアンモニウム、アリール
アンモニウムまたはアンモニウムの給源物質で前
記高シリカゼオライトを処理できる。アルカリ金
属をアンモニウムカチオンまたはアンモニウム錯
化合物で置換した時にはイオン交換ずみ組成物を
200℃以上の温度に加熱してアンモニアを発生さ
せ、組成物中のアンモニウムイオンが前に占めて
いた場所にプロトンを残留させることによつて水
素形を造ることができる。 他の置換カチオンには元素周期表B族〜族
のカチオンが含まれ、特に希土類金属を含めた
族および族の金、スズ、鉛、B族金属(チタ
ン、ジルコニウムおよびハフニウム)、アクチナ
イド系の金属、アンチモン、ビスマス、クロム、
B族および族の金属が含まれる。新たに合成
した形態のゼオライト中のアルカリ金属を置換す
るカチオンの種類に関係なく、アルミニウム原
子、ケイ素原子および酸素原子のゼオライトの基
本結晶格子を構成する空間配列はナトリウムを置
換することによつてもイオン交換ずみ物質のX線
回折図によつて決定されるように本質的に変るこ
とはない。 ゼオライトのイオン交換はゼオライトを交換カ
チオンの塩の溶液、好適には水溶液と接触させる
ことによつて便宜に達成できる。更に組成物から
ナトリウムを除き、他のカチオンで置換するため
に組成物を固体状イオン交換処理することもでき
る。しかし溶液交換が好適である。 水が普通使用するイオン交換溶液の溶媒である
けれども、他の溶媒も使用できる。しかし、他の
溶液も水ほど好ましくはないが使用でき、こうし
て触媒組成物を造る際に水溶液のほかに交換化合
物のアルコール溶液も造ることができる。一般に
アルカリ金属含量は3重量%以下に減少させる。。
イオン交換アルミノシリケートを造るときには普
通イオン交換後に結晶性組成物の気孔すなわち空
洞に一時的に入つたすなわち捕捉されたアニオン
を洗い流すために適当な溶媒例えば水で該アルミ
ノシリケートは処理される。 本発明の高シリカゼオライトの焼成はゼオライ
トを活性形とするために使用される。焼成するゼ
オライトは新たに合成したままのものでも、イオ
ン交換した形態のものでもよい。焼成は空気中ま
たは他の不活性ガス中で260℃〜820℃の温度で1
時間〜48時間あるいはそれ以上行われる。 本発明法により造つた高シリカゼオライトは
種々の有機化合物転化法における価値ある触媒で
ある。この種の有機化合物転化法には例えばオレ
フインによる芳香族のアルキル化、通常ガス状の
オレフインおよびパラフインの芳香族化、通常液
状低分子量のオレフインおよびパラフインの芳香
族化、芳香族の異性化、芳香族の不均化、芳香族
のアルキル交換反応、オレフインのオリゴメ反
応、クラツキングおよび水素化クラツキングがあ
る。これらのゼオライトを使用できる他の接触方
法は文献に記載されている。ゼオライトは通常焼
成した形で使用され、焼成前にイオン交換するの
がよい。 実施例 以下に実施例(以下に単に例と云う)を掲げて
本発明を説明する。以下記載の例の対象物の高シ
リカゼオライトとしてZSM−5を選んだ。他の
高シリカゼオライトを含有する離散粒子は反応混
合物の組成に所定の改変を行ない、目的とする高
シリカゼオライトの種結晶を使用することによつ
てZSM−5と同様にして造ること、および使用
することができる。 例 1 カオリン粘土(S.P.F.タイプ、85%固形分)
1000g、ハイージル(Hi−Sil)(EPタイプ、87
%固形分)として知られる市販の微粉末シリカ
977g、ZSM−5の種(0.02μm、100%固形分)
90gおよびH2O1500gの混合物を30分間混合し
た後、混合物を3.2mm押出成形物に押出成形する
ことによつて押出成形物の形態の基本触媒媒を造
つた。種は全固形分の5重量%である。乾燥した
押出成形物を空気中で980℃で焼成することによ
つて硬くした。焼成した押出成形物100部を水220
部およびNaOH4部の溶液に加え、混合物をオー
トクレーブ中で100℃で16時間および150℃で4日
間加熱した。得られた押出成形物を水洗、乾燥
し、粉砕して結晶度を測定した。生成物をX線回
折分析によつてZSM−5が40重量%であること
が決定された。乾燥した押出成形物の破壊強さは
690kPaで、気孔体積は0.43ml/gであつた。NH4
交換し、空気中で焼成した(540℃で3時間)押
出成形物のアルフア活性は154であつた。 例 2 例1に記載したのと同じ焼成押出成形物および
溶液をオートクレーブ中で100℃で14日間加熱し
た。生成物を洗浄し、乾燥した押出成形物の
ZSM−5結晶含有量は約10%であつた。 例 3(比較例) ZSM−5の種を添加しない以外は例1に記載
の方法によつて押出成形物の形態の基本触媒を造
つた。押出成形物を例1に記載の操作によつて焼
成し、結晶化を行つた。最終生成物はZSM−5
を含有せず、同定はできない若干の結晶性物質が
存在した。 例 4 カオリン(U.F.級)5000g、30%コロイドシ
リカ(SiO2)の溶液4800g、ZSM−5の種283g
(全固形分当り5重量%)およびH2O1000gの混
合物を噴霧乾燥してZSM−5凝集体の微小球を
造つた。得られたZSM−5微小球を980℃で3時
間予備焼成し、微小球の結晶化を例1の押出成形
物について行つた条件で行つた。微小球生成物を
X線回折図によつて分析し、ZSM−5を35重量
%含有することがわかつた。 例 5 例4に記載の焼成した微小球および溶液をオー
トクレーブ中で100℃で14日間加熱した。最終生
成物を洗浄し、乾燥すると、微小球はZSM−5
を約10%含有した。 例 6(比較例) ZSM−5の種を添加しない以は例4に記載の
組成物を噴霧乾燥することによつてZSM−5凝
集体の微小球を造り、例1に記載の条件で微小球
の焼成および結晶化を行つた。最終生成物は同定
できない若干の結晶性物質を含んでいるのにすぎ
なかつた。 例 7(参考例) 例4の離散粒子生成物をスチームで付活し、軽
油の接触クラツキングを行う一連の実験により接
触活性を評価した。使用した軽油はサワー重質軽
油であつた。実験1(比較参考例)ではこの軽油
をフイルトロール・コーポレーシヨン(Filtrol
Corporation)によつて供給される市販のゼオラ
イト含有クラツキング触媒でクラツキングを行つ
た。実験2(参考例)では例4のスチームで付活
した生成物0.5重量%を市販のゼオライトクラツ
キング触媒に添加し、実験3(参考例)では例4
のスチームで付活した生成物2.0重量%を市販の
ゼオライトクラツキング触媒に添加した。これら
の3種の実験の結果を第5表に掲げる:
【表】
【表】 * △=実験1との差

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリカ給源物質、アルミナ給源物質およびア
    ルカリカチオン給源物質および水を含有する混合
    物を水熱条件下で反応させることによつてシリ
    カ/アルミナモル比12以上、制御指数1〜12の結
    晶性ゼオライト含有離散粒子の製法において、 (a) シリカ/アルミナ比12以上、制御指数1〜12
    のゼオライトの種と、シリカの給源物質、アル
    ミナの給源物質および水とを混合し、得られた
    混合物を離散粒子に形成し、 (b) 離散粒子を水熱処理して乾燥した硬い耐摩耗
    性粒子となし、 (c) 耐摩耗性粒子をアルカリカチオンの給源物質
    と混合して種のゼオライトを形成するのに有効
    な組成をもつ水性反応混合物を造り、 (d) 水性反応混合物を水熱条件下に維持して離散
    粒子の形態のゼオライトを造り、 (e) 生成したゼオライトを中に含む離散粒子を回
    収することからなる結晶性ゼオライト含有離散
    粒子の製法。 2 アルミナ給源物質がカオリン、ハロイサイト
    およびモンモリロナイトから選ばれたアルミナ含
    有粘土またはアルミノシリケートである特許請求
    の範囲第1項記載の製法。 3 シリカの給源物質がシリカ含有粘土、フユー
    ムドシリカまたはシリカヒドロゾルである特許請
    求の範囲第1項または第2項記載の製法。 4 工程(c)と工程(d)との反応混合物が本質的に有
    機陽イオンを含まないものである特許請求の範囲
    第1項ないし第3項のいずれかに記載の製法。 5 最終の離散粒子が60重量%以下のゼオライト
    含有量をもつ特許請求の範囲第1項ないし第4項
    のいずれかに記載の製法。 6 最終の離散粒子が押出成形物、ペレツト、タ
    ブレツトまたは微小球の形態をなす特許請求の範
    囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の製法。 7 離散粒子を更に焼成する特許請求の範囲第1
    項記載の製法。 8 離散粒子内のゼオライトをイオン交換処理し
    てアルカリ陽イオンの少くとも一部を金属陽イオ
    ンまたは水素で置換する特許請求の範囲第1項記
    載の製法。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1332932C (en) * 1987-09-04 1994-11-08 Joseph Anthony Herbst Crystalline porous silicate composite and its use in catalytic cracking
CN1026225C (zh) * 1991-02-28 1994-10-19 中国石油化工总公司石油化工科学研究院 一种稀土y分子筛的制备方法
CA2151592A1 (en) * 1992-12-16 1994-06-23 Stephen J. Miller Preparation of aluminosilicate zeolites
KR100364182B1 (ko) * 1994-11-23 2003-02-07 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 제올라이트결합제올라이트촉매를사용한탄화수소의전환방법
KR0137804B1 (ko) * 1995-02-24 1998-04-27 박효가 섬유상 제올라이트 및 그 제조 방법
FR2792929B1 (fr) * 1999-04-29 2001-06-29 Centre Nat Rech Scient Procede de preparation de zeolite de structure mtt
US6261534B1 (en) 1999-11-24 2001-07-17 Chevron U.S.A. Inc. Method for making ZSM-5 zeolites
US6632415B2 (en) 2001-04-09 2003-10-14 Chevron U.S.A. Inc. Methods for making molecular sieves
US6887457B2 (en) 2002-08-28 2005-05-03 Akzo Nobel N.V. Process for the preparation of catalysts comprising a pentasil-type zeolite
US6908603B2 (en) 2003-06-02 2005-06-21 Engelhard Corporation In-situ ZSM-5 synthesis
US20050063901A1 (en) * 2003-09-24 2005-03-24 Miller Stephen J. Preparation of molecular sieves involving spray drying
CN101797516B (zh) * 2009-02-06 2011-09-07 中国石油天然气股份有限公司 一种zsm-5沸石/粘土复合催化材料的制备方法
JP5615530B2 (ja) 2009-11-20 2014-10-29 ユニゼオ株式会社 Mtw型ゼオライトの製造方法
JP5351216B2 (ja) * 2010-07-01 2013-11-27 日本化学工業株式会社 ゼオライトの製造方法
JP5124659B2 (ja) 2011-01-27 2013-01-23 日本化学工業株式会社 Mtw型ゼオライトの製造方法
US10286391B2 (en) 2012-02-17 2019-05-14 Inaeris Technologies, Llc Catalyst system having meso and macro hierarchical pore structure
SI24426A (sl) * 2013-07-19 2015-01-30 Kemijski inštitut Postopek priprave zeolitnih ZSM-5 granulatov brez anorganskega veziva
BR112017020959A2 (pt) 2015-04-09 2018-07-10 Basf Corp ?microesferas de zeólito zsm-5, e, método para formar microesferas de zeólito zsm-5?

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5333557A (en) * 1976-08-24 1978-03-29 Toshiba Corp Elastic surface wave element
JPS5637215A (en) * 1979-08-30 1981-04-10 Mobil Oil Method of synthesizing zeolite
JPS59131521A (ja) * 1982-11-22 1984-07-28 モ−ビル・オイル・コ−ポレ−シヨン ゼオライト類の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5333557B1 (ja) * 1969-10-22 1978-09-14
US3663165A (en) * 1970-02-09 1972-05-16 Engelhard Min & Chem Zeolitic catalyst and preparation
US4091007A (en) * 1972-12-01 1978-05-23 Mobil Oil Corporation Preparation of zeolites
US4175114A (en) * 1973-12-13 1979-11-20 Mobil Oil Corporation Method for producing zeolites
US4081514A (en) * 1976-02-10 1978-03-28 Zeochem Corporation Process for producing fluidized mordenite particles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5333557A (en) * 1976-08-24 1978-03-29 Toshiba Corp Elastic surface wave element
JPS5637215A (en) * 1979-08-30 1981-04-10 Mobil Oil Method of synthesizing zeolite
JPS59131521A (ja) * 1982-11-22 1984-07-28 モ−ビル・オイル・コ−ポレ−シヨン ゼオライト類の製造方法

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Publication number Publication date
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DK124785D0 (da) 1985-03-20
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ZA852012B (en) 1986-10-29
BR8501206A (pt) 1985-11-12
DE3586914T2 (de) 1993-04-29
NZ211326A (en) 1988-06-30
AU3986785A (en) 1985-09-26
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EP0156595B1 (en) 1992-12-23
CA1235685A (en) 1988-04-26
AU575895B2 (en) 1988-08-11

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