JPH06504977A - Feを含むゼオライトKL - Google Patents
Feを含むゼオライトKLInfo
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- C01B33/2884—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures the aluminium or the silicon in the network being partly replaced
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- Y10S423/28—LTL, e.g. BA-G, L, AG-1, AG-2, AG-4, BA-6
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Feを含むゼオライトKL
本発明は、鉄を含まない以外は同じ合成混合物から製造されたゼオライトと較べ
て改良された形態の鉄を含むゼオライトKLに関する。また、本発明は、このよ
うなゼオライトの製造方法、そのゼオライトを含むリフォーミング触媒、及びこ
の触媒を使用するリフォーミング方法に関する。
炭化水素のリフォーミング、特にパラフィンの芳香族化は、白金の如き金属、ま
たは白金とその他の金属、例えば、イリジウムの混合物が配合されたゼオライト
KLを含む触媒を頻繁に使用する。ゼオライト結晶のサイズ及び形状、即ち、形
態は触媒の性能に影響する。触媒性能に寄与するその他の因子は、ゼオライトの
総合の電気陰性度である。電気陰性度の低下は触媒性能を改良し得る。ゼオライ
トは、普通、アルミノシリケート構造から形成される。これの電気陰性度は、こ
の構造中のアルミニウムの少なくとも一部をその他の金属で置換することにより
低下し得る。
驚くことに、K*O/5fOtの比に関して都合よく表される低アルカリ度の合
成混合物から結晶化され、かつFe”イオンを含むゼオライトKLは、特に、F
eを含まない相当する合成混合物から結晶化されたゼオライトと比較して強化さ
れた形態を示すことが見出された。
欧州特許出願第198721号及び同第198720号明細書(シェブロン・リ
サーチ社)は、白金金属と、鉄、コバルト及びチタンから選ばれた少なくとも一
種のプロモーター金属を含むゼオライトリフォーミング触媒を開示している。プ
ロモーター金属が鉄である場合、それは例えば約1l100ppまでのFeの量
で合成混合物中に存在し得る。例示されたリフォーミング触媒は、221ppm
までのFeを含む合成混合物から得られた。しかしながら、これらのリフォーミ
ング触媒中の鉄は、白金がゼオライトに配合されるためのプロモーターとして使
用された。使用された合成混合物のアルカリ度及び使用された鉄の量は、鉄が合
成混合物中に存在するか、否かを問わず、結晶の形態が同じであるような量であ
る。
本発明は、Feを含むゼオライトが、添加された鉄の存在下で合成されなかった
相当するゼオライト、特に、ゼオライト合成混合物が鉄を含まず、かつ高アルカ
リ度を有するゼオライトよりも減少された結晶サイズ及び更に平らな底面を有す
るゼオライトKLを提供する。
本発明は、K、0の源、Si仇の源、All0.の源及びpe3+の源を含む合
成混合物(K*0/S+Ozモル比は0,18〜0,36であり、鉄は、製造さ
れたゼオライト結晶の平均長さが鉄の不在下で相当する合成混合物を同じ条件下
で加熱することにより製造されたゼオライト結晶の平均長さの80%以下である
ような量で存在する)を加熱することにより得ることができるゼオライトKLを
提供する。
また、本発明は、K2Oの源、5iftの源及びAl晶の源を含む合成混合物に
Fe 2 +の源を混入することを含むゼオライトの平均結晶長さを減少する方
法を提供するものであり、KtO/5iOtモル比は0.18〜0.36であり
、re”はゼオライト結晶の平均長さを減少するのに充分な量で含まれる。
“相当する合成混合物”という用語は、鉄を含む合成混合物に対して、同じ成分
、特にx*o 、SiO□及びA1□0.の同じ源、及びこれらの成分と水の同
じ相対モル量を含む合成混合物を表す。“同じ条件下の”加熱は、鉄を含む混合
物が加熱されるのと同じ温度及び時間並びに、適用される場合には、圧力の条件
下の加熱を表す。
本発明のゼオライトKLはアルミノシリケートであることが好ましい。しかしな
がら、アルミニウムの少なくとも一部は四面体構造に合致するその他の原子(所
謂″T原子″)例えばガリウムにより置換されてもよい。
ゼオライト結晶は、底面が円筒軸に垂直であり、底面が好ましくは円形または六
角形である円筒形、好ましくは直円柱の形態である。結晶サイズは、合成混合物
の正確な成分及び特に使用されるFeの量に応じて変化する。
本発明によれば、円筒形であり、0.5より大きい長さ:直径の比を有するKL
結晶が製造し得る。“円筒”という用語は、以下に、この形状及びアスペクト比
を有する結晶を表すのに使用される。このような結晶を製造するために、合成混
合物中のに*0/SiO□のモル比は0.18〜0.26の範囲であることが好
ましく、0.225〜0、245の範囲が非常に好ましい。その比が0.225
未満に減少される場合、汚染物質であるゼオライトWが生成する傾向がある。そ
の比が0.245より大きく増加さ札アルミニウムの如きその他の成分が未変化
のままである場合、製造される結晶はドーム状の粗い底面を有する傾向がある。
本発明によれば、小さな板状体の形状を有するKL結晶が製造し得る。′小さな
板状体”という用語は、円筒形結晶の形状であるが、0.5以下のl/d比を有
する結晶を表すのに使用される。小さな板状体結晶を製造することが所望される
場合、使用される^l、0.の割合は合成混合物のAI含量を減少することによ
り減少される。
典型的には、8〜15の5iOf/Alfi01モル比が円筒形結晶を製造する
のに使用される。
小さな板状体結晶を製造するために、この比は15〜80、更に好ましくは20
〜40、例えば、約40まで増加される。平らな底面の形成を促し、かつ無定形
の副生物の生成を抑制するために、アルカリ度が増大される。例えば、KtO/
5i(bモル比は0.25〜0.36の範囲であってもよい。
一般に、KtO/5iOsモル比が0.18〜0.26、例えば、0.225〜
0.245の範囲である場合、鉄を含む結晶の平均長さは1〜4ミクロンであり
、直径は0.5〜2ミクロンである。これは、鉄の不在下で合成された結晶につ
き3〜5ミクロンの長さと異なる。それより高いKgO/510g比、例えば、
0.25〜0.36が合成混合物中で低M含量と組み合わせて使用される場合、
その結晶は長さより大きい直径を有し、所謂“小さな板状体”結晶を形成する。
例えば、鉄を含む結晶の結晶長さは0.05〜0.2ミクロンであってもよく、
その直径は0.5〜1ミクロンであってもよい。これは、鉄の不在下で合成され
た結晶につき0.4ミクロンの長さと異なる。“低”AI含量は、AItos/
SiO□比がl:10の比と較べて少なくとも50%減少され、即ち、A1.O
s/SiO□比がせいぜい1:20であることを意味する。
合成混合物に鉄を添加することには二つの主な形態上の効果がある。
O)平均結晶サイズが減少され、即ち、結晶の全ての線寸法は鉄の不在下の同じ
混合物から合成された結晶と較べて比例して減少される。
(ii)結晶の底面が更に平らである。
底面の偏平性(flattening)は、K*O/5iOt比が例えば小さな
板状体結晶につき0.25〜0.36の上方の範囲である場合に更に顕著である
。
ゼオライトKLの底面の偏平度は、結晶の固有の品質の指標であると考えられる
。
結晶の“長さ”は、直径を含む底面に垂直な結晶の外端の寸法である。偏平度の
目安は高さ:長さの比であり、この場合、その高さは長さと同じ方向の最長の測
定値である。こうして、底面が隆起したステップまたはテラスを含む場合、最大
の測定値または結晶の高さは長さの測定値よりも大きい。底面が平らである場合
、高さ:長さの比はlである。結晶の高さ:長さの比はできるだけlに近ず(べ
きであるが、1.2までの比が許容し得る。′ホッケーパック(hockeyp
uck)”という用語は、平らな底面、即ち、約1の高さ:長さの比を有する小
さな板状体結晶の形状を記載するために本明細書で使用される。
ゼオライト合成混合物は、水、K、Oの源、Singの源、アルミナの源及びF
e”+イオンの源を含む。
シリカの源は固体シリカまたはシリカの水溶液であってもよい。都合よくは、そ
れは商品名ルドックス(LUDOX) (デュポン社(E、 1. Dupon
t De Nemours&Co、 ))として販売されるようなコロイドシリ
カであってもよい。しかしながら、シリケートの如きその他の形態が使用されて
もよい。
アルミニウムの源は、例えば、アルカリに予め溶解されたAl*0* ・3H1
0の形態で合成混合物に導入されたアルミナであってもよい。しかしながら、ア
ルカリに溶解される金属の形態でアルミニウムを導入することがまた可能である
。
K、0の源は水酸化カリウムであることが都合がよい。
Fe”+イオンの源は、Fe(NOs)s ”9)1*0またはに*Fe(CN
)aの如きあらゆる好都合の鉄化合物であってもよい。
合成混合物中のに、0対5iftの比は、円筒形結晶を得るために0.18〜0
.36、好ましくは0.18〜0.26、更に好ましくは0.225〜0.24
5である。
合成混合物中のFe*Os/AlxOsの比は、少な(とも0.015であるこ
とが好ましい。
円筒形結晶を製造するための合成混合物中で、この比は0.03〜0.06であ
ることが更に好ましい。小さな板状体結晶を製造するための合成混合物中で、こ
の比は0.06〜0.3であることが更に好ましい。
2価のカチオンが0.25〜0.36のに*0/AItos mを有する合成混
合物(即ち、小さな板状体またはホッケーバック結晶合成混合物)中にまた存在
する場合、更なる改良が製造された結晶のサイズに見られる。2価のカチオンは
、銅の如きIb族の金属、II族の金属、例えば、マグネシウム、カルシウム、
バリウムまたは亜鉛、IV族の金属、例えば、鉛、またはVl族、Vll族もし
くはVlll族の金属、例えば、クロム、マンガンもしくはニッケルであっても
よい。これらの化合物は、あらゆる好都合の化合物の形態で、例えば、酸化物、
水酸化物、硝酸塩または硫酸塩として導入し得る。マグネシウム及びバリウムが
好ましいカチオンである。
2価のカチオンの好適な量は、使用される特別なカチオンに依存する。下記の量
が参考のために示される。カチオンがマグネシウムである場合、5 pp+o程
度の少量が結晶サイズに有利な効果を生じるのに充分であり得る。例えば、5〜
100pp!I、特に5〜40ppmのマグネシウムが好適である。
一方、バリウムが使用される場合、更に多量のこのカチオンが有利な効果を生じ
るのに必要であり得る。例えば、150〜400ppB、好ましくは約200〜
250pp+nのバリウムが使用し得る。
通常のゼオライト製造方法を採用してゼオライトが製造し得る。こうして本発明
は、
(i)K食0の源、5i0tの源、^l、0.の源及びFe’+の源を含む水性
合成混合物を生成し;(i +)合成混合物を結晶化するのに充分な時間にわた
って少なくとも150℃に合成混合物を加熱することを特徴とするFeを含むゼ
オライトの製造方法を提供する。
典型的には、その合成混合物は二つの部分、即ち、カリウム及びアルミナの源を
含む第一水溶液と、シリカ及び鉄及び存在する場合には2価のカチオンの源を含
む第二水溶液中で製造される。その二種の溶液が充分に混合され、少なくとも1
50℃、好ましくは170〜200℃の温度に加熱される。加熱は、混合物が結
晶化するのに充分な時間にわたって行われるべきである。適当な結晶化時間が当
業者に知られており、合成混合物はスポット試料を採取し、それを分析すること
により試験し得る。参考のため、少なくとも60時間、典型的には80〜130
時間の加熱時間が使用し得る。
結晶化した混合物は洗浄され、乾燥し得る。
乾燥ゼオライト粉末がリフォーミング方法に適した触媒を製造するのに使用し得
る。それ故、本発明は、白金または白金と一種以上のその他の金属、例えば、イ
リジウムの混合物が配合される上記のゼオライトを含むリフォーミング触媒を提
供する。
上記のように製造されたゼオライトは、例えば、シリカの如き結合剤で押出物を
形成することにより強化されるべきである。ゼオライトは、当業界で知られてい
る技術を使用して白金の如きプロモーター金属が配合される。
また、本発明は、炭化水素を上記のリフォーミング触媒と接触させることを特徴
とする炭化水素のリフォーミング方法を提供する。そのリフォーミング方法は、
当業界で知られている技術を使用して行い得る。
0.015のFetOs/Al *0*モル比を有する合成混合物からゼオライ
トFeKLの合成合成混合物(反応体の重量がgで示される):(A)アルミン
酸カリウム溶液
KDHベレット(純度87.3%) 30.16AI(OH)1粉末(純度98
.6%) 15.80HtO74,74
その溶液を上記の成分から生成し、透明になるまで沸騰させ、室温に冷却し、沸
騰による水の損失につき修正した。
(B)鉄を含むシリカ溶液
ルドックスH3−40150,25
Fe(NOI)s−9H,01,2098H20100,63
追加のH,014,63
Fe”+種を水の一部に溶解した。この溶液をシリカ溶液に添加した。Fe”+
種を含むビーカーを追加の水ですすいだ。得られる黄色の溶液を3分間激しく混
合した。
アルミン酸カリウム溶液をミキサーの内容物に添加し、全体を更に3分間混合し
た。混合中に、合成混合物は暗褐色になった。合成混合物のモル組成は、2、3
5に*010.015FetO*/AltOs/1O5iO*/160HtOで
あった。
合成混合物311.88gを300m1のステンレス鋼オートクレーブに移した
。オートクレーブを175℃まで加熱し、この温度で89時間保った。得られる
沈殿生成物は白色の外観を有し、一方、母液は無色であった。これは、Fe″“
種の少なくとも大部分が生成物中に混入されたことを示す。生成物を脱イオン水
でpH1O,3まで繰り返して洗浄し、続いて150℃で16時間乾燥した。
回収した生成物の量は47.8gであった。X線回折(XRD)は、生成物がゼ
オライトWでわずかに汚染された優れた結晶性のゼオライトFeKLであること
を示した。
走査電子顕微鏡C5BM)は、生成物が六角形の断面及び格別に平らな底面を有
する良好に形成された結晶からなることを示した。38M顕微鏡写真が図1に示
される。
微結晶の寸法は、長さ2〜4ミクロン、直径1〜2ミクロン、1/d比約2.1
であった。トルエン吸着は7.0重量%であった(p/po=0.25. T=
30℃)。
実施例2
0、030のFetOs/Al *Os比を有する合成混合物からFeKLの製
造実施例1に記載したようにして2.35KiO10,030FetO*/Al
*Os/1O3iot/160)1gOのモル組成を有する合成混合物を製造し
、175℃で85時間にわたって結晶化させた。
生成物を上記と同様にして回収した。XRDは、生成物が優れた結晶性の純粋な
ゼオライトFeKLであることを示した。shは、結晶が実施例1で得られた結
晶よりもかなり小さいことを示した。結晶の寸法は、長さ1〜2.5ミクロン、
直径0.5〜1ミクロン、I/d比約2.3であった。またこの場合でも、結晶
の底面は格別に平らであった。生成物の38M顕微鏡写真が図1に示される。ト
ルエン吸着は8.6重量%であった(p/po=0.25.7〜30℃)。
分析は、5iOt/AbOs比が7.1であることを示した。このような値は、
AIで充填されていたであろうゼオライト構造中の幾つかの位置がFeにより置
換されていたという理論と合致している。
実施例3
0.06のFe*Oz/Altos比を有する合成混合物からFeKLの製造2
、35KzO10,060FetO*/Al *Os/1O3iOt/160H
*0のモル組成を有する合成混合物を製造し、175℃で89時間にわたって結
晶化させた。XRDは、生成物がゼオライトWでわずかに汚染されたゼオライト
FeKLであることを示した。結晶は非常に平らな底面を有していた。結晶の寸
法は、長さ1〜3.5ミクロン、直径0.5〜1ミクロン、l/d比約3であっ
た。生成物の38M顕微鏡写真が図1に示される。トルエン吸着は7.5重1%
であった(p/po=0.25. T=30℃)。
参考例A
1834種が添加されなかった合成混合物からKLの製造Fe”mが添加されな
かった以外は、実施例1〜3と同じモル組成を有する合成混合物を175℃で6
6時間にわたって結晶化させた。XRDは、生成物がゼオライトWで汚染された
ゼオライトKLであることを示した。SI!M顕微鏡写真は、結晶が鉄を使用し
た先の実験のように格別の偏平度を示さないことを示した。また、結晶は更に大
きかった。結晶の寸法は、長さ3〜5ミクロン、直径1.5〜2ミクロン、1/
d比約2であった。図1は、その生成物のSFAM顕微鏡写真を示す。トルエン
吸着は8.3重量%であった(p/po=0.25. T=30℃)。
小さな板状体KLの合成におけるFe’+種の効果実施例4
小さな板状体の形態を有するにL結晶を与えるFe”¥1を含む合成混合物を3
00m1のステンレス鋼オートクレーブ中で150℃で120時間にわたって結
晶化させた。
合成混合物のモル組成は、
3.20に!O10,06FesOs10.25A1gO*/10SiOt/1
60Htoであった。
生成物は優れたXRD結晶化度を有し、結晶性汚染物を含んでいなかった。S囮
は、結晶が小さな板状体の形態を有し、例えば、結晶の長さが0.05〜0.2
ミクロンであり、一方、直径が0.5〜1.0ミクロンであることを示した。ト
ルエン吸着は9.1重量%であった(p/po=0.25.7〜30℃)。
参考例B
鉄を除いて、実施例4と同じモル組成を有する合成混合物を300m1のステン
レス鋼オートクレーブ中で150℃で78時間にわたって結晶化させた。XRD
は、生成物がゼオライト毛沸石で汚染されていることを示した。5EIIは、結
晶が実施例4で得られた結晶よりもかなり大きいことを示した。微結晶の寸法は
、長さ約0.4ミクロン、直径1.5〜2.5ミクロンであった。実施例4及び
参考例Bの生成物の比較SEM顕微鏡写真が図2に示される。
参考例Bの結晶は非常に大きく、かつ実施例4の平らな小さな板状体結晶よりも
極めて“ドーム状”の表面を有することがわかる。
実施例1〜4並びに参考例A及びBの合成及び生成物の特性の総覧が表1に示さ
れる。
実施例5
ホッケーパックKL合成におけるFe’+の効果下記の溶液(反応体の重量がg
で示される)を使用して合成混合物を製造した。
安置Δ
KOH(86,8%) 34.32
Al(OH)s (98,6%) 7.91Ht0 50.03
すすぎ水 25.09
壇練旦
ルドックスH8−40150,28
Fe(NOs)+ ・9Ht0 2.4199H,025,30
すすぎ水 89.31
Fe’+源を補給水の一部(25,30g)に溶解した。次いでこのFe3+溶
液をすすぎ水と一緒にルドックスと混合した。この溶液Bを家庭用ミキサー中で
3分間混合した。
次に溶液Aを添加し、全体を更に3分間混合した。
モル組成:
2、65に、010. o3pe*os10.50A120s/10S+02/
1608.0ゲル327.73gを300m1のステンレス鋼オートクレーブに
移した。オートクレーブを室温のオーブンに入れ、約2時間の期間にわたって1
70℃に加熱した。オートクレーブを170℃で96時間保った。
次いで生成物を洗浄し、回収した。生成物はわずかに黄色の色相を有し、これは
それが充分に結晶ではないことを示す。最後の洗浄水のp肋<10.7になるま
でそれを脱イオン水で洗浄し、150℃で一夜乾燥した。得られた生成物の重量
: 30.9g0生成物の収率:9.4%。収率を、以下のようにして計算する
。
(合成ゲルの重量)
特性決定
XRD :痕跡量の毛沸石/オフレタイト(offretite)で汚染された
ゼオライトKL回折図は無定形の輪を示し、これは無定形生成物の存在を示す。
標準物質に対するXRD結晶度=58%TGA )ルエン吸着(p/po=0.
25. T=30℃):2.4SEM :結晶はFe”+を使用しない同様の合
成よりもかなり小さい。結晶はホッケーパック形態を有する。無定形の物質がま
た存在する。
実施例6
ホツケーバツクKL合成におけるFe”+及rj′Mg″+の組み合わせの効果
下記の溶液(反応体の重量がgで示される)を使用して合成混合物を製造した。
溶液A
KOH(86,8%) 34.31
AI(OH)s (98,6%) 7.91Hz0 50.01
すすぎ水 24.91
溶液B
ルドックスH8−40150,26
Fe(No、)l−9H!0 2.4201H2026,22
すすぎ水 53.02
Mgff1+原液” 36.21
零IKgの水中1.0176gのMg(Now)t・6H70Fe” +源を補
給水の一部(26,22g)に溶解した。このFe $ 4溶液をすすぎ水(そ
のすすぎ水はFe”+溶液を含むビーカーをすすぐのに使用される)と−緒にル
ドックスに添加した。この溶液を、家庭用ミキサーを使用して約1分間攪拌する
ことにより均一にした。次にMg”溶液を添加し、全体を更に2分間混合した。
溶液Aをミキサーの内容物に添加し、全体を3分間混合した。
モル組成:
2.65に1010.03FegOs10.50AI 101/10S+02/
160H10+ 9 ppmのMg1+ゲル326.86gを300m1のステ
ンレス鋼オートクレーブに移した。オートクレーブを室温のオーブンに入れ、約
2時間の期間にわたって170℃に加熱した。オートクレーブを170℃で96
時間保った。
生成物を洗浄し、回収した。それは実施例5の生成物より白い外観を有し、これ
は実施例6の生成物が更に結晶性であることを示す。最後の洗浄水が1O03の
pHを有するまで生成物を脱イオン水で洗浄し、150℃で一夜乾燥した。得ら
れた生成物の重量: 28.6g、生成物の収率:8.7%。
特性決定
XRD :痕跡量の毛沸石/オフレタイトで汚染されたゼオライトKL回折図に
は無定形の輪がなかった。
標準物質に対するXRD結晶度=78%′rGAトルエン吸着(p/po=0.
25. T=30℃):5.7SEM :結晶は実施例5の場合よりも小さい。
鉄またはマグネシウムを合成混合物に添加しなかった以外は実施例5及び6と同
じゲル組成物を使用して参考例(参考例C)を行った。この合成混合物を加熱し
、生成物を洗浄し、実施例5及び6と同じ条件で回収した。参考例C並びに実施
例5及び6の合成及び生成物の特性の要約が表2に示される。
かなりの量の無定形の汚染物質及び毛沸石が参考例Cの生成物中に存在した。
実施例5では、生成物はわずかに痕跡量の毛沸石を含み、X線回折図はわずかに
無定形の輪を示し、これは少量の無定形の物質の存在を示す。実施例6の生成物
中には、無定形の物質が存在せず、わずかに痕跡量の毛沸石が存在していた。
表1
番号 (モル数/10モルのSiO*) 時間 温度KtOFe*Os Alt
Ot HtO℃1 2.350.015 1 160 89 1752 2.3
50.030 1 160 85 1753 2.350.060 1 160
89 175参考例A 2.35 − 1 160 66 1754 3.2
00.060 0.25 160120 150標準物質に 汚染物質 微結晶
トルエン対する結晶 Wハ比 その他 長さ 直径 1/砒 吸着率化度、%
(ミクロン)(ミクロン) %1 83 0.05 なし 2−4 1−2
約2.1 7.02 89 <0.01 なし 1−2.5 0.5−1 約2
.3 8.63 74 0.09 なし 1−3.5 0.5−1 約37.5
参考例A 98 0.12 なし 3−5 1.5−2 約28.34 70
0 なし 0.05−0.2 0.5−1.0 約0.2 9.1参考例B 8
3 0 毛沸石 約0.4 1.5−2.5 約0.2 5.5表2
モル数 時間 温度
℃
参考例CFe”+無添加 2.65KIO10,50A1.0./ 96 17
010SiO□/160H,0
実施例5 Fe’+添加 2.65KtO10,03FegOs/ 96 17
00、50Alt(1/10SiOt/
実施例6 Fe”+及び 2.65KzO10,03FetOi/ 96 17
0Mg1+添加 0.50A1103/10Si02/Xst ” 純度 結晶
長さ 直径サイズ その他(μ) (μ)
参考例C45無定形+ 約1.5 約4 ドーム状かなりの の底面
上沸石 無定形
実施例558 無定形+ 約0.7 約1.3 平らな実施例678 痕跡量の
約0.5 約0.8 平らなXst“=標準物質に対する結晶化度
参考例C1実施例5及び6の生成物のSF!M顕微鏡写真(倍率10.000倍
)が図3及び図4に示される。これらの図と合わせてX線回折図は、Fe”+の
存在が毛沸石の如き汚染物質を抑制し、肚の生成速度を増大し、かつFe”+を
添加しないで行われた合成と比較して結晶の基底表面を平らにする傾向があるこ
とを示す。Mg1+の付加的な存在は、ホッケーパック生成物が更に結晶性であ
り、かつ更に小さい結晶を有する点で有益である。円筒形肚結晶の合成におけ6
Mg”+の過剰の添加は、相当する効果を生じないことが見られた。
米国特許第4698322号(欧州特許出願第0198720号に相当)の実施
例1,2及び5を繰り返して、製造されたゼオライトの結晶形態を分析した。こ
れらの実施例を2.5倍にダウンスケールした。
合成混合物の製造(反応体の重量がgで示される)KOH(87,5%) 40
.80
AI(OH)l (99,3%) ts、 8゜ogo ss、 oa
すすぎ水 25.00
溶液B
ルドックスH530240,00
uto 96.00
KOH(87,5%) 40.80
AI(OH)s (99,3%) 18.80Fe(NOs)s ・9Hg0
0.373H,055,01
すすぎ水 24.99
ルドックスH530240,00
HID 96.01
KOH(87,5%) 40.80
AI(OH)s (99,3%> 18.80FeCNOs>s ’ 9Ht0
0.760H,055,01
すすぎ水 25.23
溶液B
ルドックスH330240,00
H,096,00゜
溶液Aを形成する成分を約90℃に加熱した。Fe″+がその溶液に含まれた場
合、その溶液はオレンジ−褐色になった。すすぎ水を使用してカリウム/pel
/アルミン酸塩溶液を溶液Bに定量的に移した。合わせた溶液A及びBを3分間
混合した(混合物はゲル化し始めた)。
合成混合物の組成(モル数):
試料1:2.66Kto/A110!/10SiO1/165810 、添加し
たFe”+の重量ppm:0試料2:2.66にtO/AbOi/10SiO*
/165HtO、添加したFe’″lの重量ppm:114試料5 : 2,6
6KpO/AItOa/10SiOt/165H20、添加したFe”+の重量
pp+n:220米国特許第4698322号の合成混合物の組成シI斗1 二
2.66KtO/AJgOs/1105jO/165H*0 、試料2 : 2
,66に20/Altoz/1O3iot/165HtO+10891)Inの
pe * +試料5:2.66Kto/AI!O3/1O3iol/165H2
0+221911m1のFe”オートクレーブ中の合成混合物の重量
試料1 : 332.55g 。
試料2 : 332.38g 。
試料5 : 331.71g 。
結晶化:オートクレーブを8.5時間以内ニ32℃(90’F)から150 ℃
(302°F)まで加熱しく13.88℃/時間=25’F/時間) 、150
℃(302°F)で72時間保った。
合成÷グマを室温に冷却した。三つの全ての場合に、母液は無色であり、一方、
生成物は白色であった。生成物を本釣600m1で洗浄した。最後の洗浄水のp
Hは、試料1:10.4B、
試料2:10.52、
試料5:lO,47であった。
生成物を125℃で一夜乾燥した。得られた生成物の重量:試料1:50.2g
。
試料2:50.3g、
試料5:50.9g
生成物の収率:
試料1:15.1%、
試料2:15.1%、
試料5:15.3%
特性決定: XRDは、生成物が純粋なゼオライトLであり、優れた結晶性であ
ることを示す。
試料1.2及び5のSEMg微鏡写真(倍率10.000倍)が図6に示される
。これから米国特許第4698322号に記載された量の鉄の添加はゼオライト
結晶の形態を変えないことがわかる。結晶のサイズ及び形状は変化されない。
Fe−KL触媒
本発明の実施例2から得られたゼオライトの試料に白金を配合し、芳香族化触媒
として使用した。結果を、標準物質である市販のゼオライトKL触媒を使用して
得られた結果と比較した。選択率及び安定性に関して、Feを含むゼオライ)K
Lは標準物質である市販のKLよりもかなり良好であった。
5ins/AleOs比が5.8であり、0.7〜1.4ミクロンの平均結晶長
さを有する標準物質であるKL粉末(LZ 27F1と称する)を、鉄が合成混
合物に添加された実施例2のKL粉末と比較した。実施例2のゼオライトでは、
5ift/Altos比が7.1であり、平均結晶長さが1〜2.5ミクロンで
あった。夫々のKL粉末に0.6重量%の公称の量の白金を配合した。
触媒1.0g(10/20メツシユ)及び不活性希釈剤1.0g(40/60メ
ツシユ)並びに触媒床の中央に軸方向及び長さ方向に置かれた熱伝対を使用して
反応器に装填した。
触媒を250cm’/分の速度の窒素で120℃で1時間前処理し、250(J
”/分の速度の水素で450℃で1時間前処理した。次いで炭化水素供給原料を
450℃で導入し、温度が510℃まで上昇した。塊状のニッケル、続いてアル
ミナの保護床を使用した。
供給原料は3−メチルペンタン/n−ヘキサンの60740の混合物であった。
反応条件は以下のとおりであった。
毎時の重量空間速度(WH5V)=25圧力=105psig(724KPa)
H1/供給原料=4.25
温度=510℃
報告された結果は少なくとも2回の独立の実験の平均である。
図7は、標準物質であるゼオライトKL触媒と比較した実施例2のゼオライトK
Lをベースとする触媒のベンゼン選択率を示す。これから、FeKLをベースと
する触媒は、鉄を合成混合物に添加しなかった触媒よりも一貫して更に選択性で
あることがわかる。
図8は、標準の触媒及び実施例2のゼオライトをベースとする触媒を使用して製
造されたベンゼン/0.重量比を示す。再度、実施例2のゼオライトをベースと
する触媒は、長時間の期間にわたって標準の触媒よりも高いベンゼン/0.重量
比を生じ、これは更に大きい選択率を示す。
3+
参考例C:Fe 、無添加
実施例6
9wt ppm Mg2+添加
FIG、6
国際調査報告
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.K2Oの源、SIO2の源、Al2O3の源及びFe2+の源を含む合成混 合物(K2O/SiO2モル比は0.18〜0.36であり、鉄は、製造された ゼオライト結晶の平均長さが鉄の不在下で相当する合成混合物を同じ条件下で加 熱することにより製造されたゼオライト結晶の平均長さの80%以下であるよう な量で存在する)を加熱することにより得ることができるゼオライトKL。 2.合成混合物中のFe2O3/Al2O3モル比が少なくとも0.015であ る請求の範囲第1項に記載のゼオライトKL。 3.合成混合物のK2O/SiO2モル比が0.18〜0.26であり、かつ合 成混合物のSiO2/Al2O3モル比が8〜15である請求の範囲第1項また は第2項に記載のゼオライトKL。 4.K2O/SiO2モル比が0.225〜0.245である請求の範囲第3項 に記載のゼオライトKL。 5.合成混合物中のFe2O3/Al2O3モル比が0.03〜0.06である 請求の範囲第3項または第4項に記載のゼオライト。 6.合成混合物のK2O/SiO2モル比が0.25〜0.36であり、かつ合 成混合物のSiO2/Al2O3モル比が15〜80である請求の範囲第1項ま たは第2項に記載のゼオライトKL。 7.合成混合物中のFe2O3/Al2O3モル比が0.06〜0.3である請 求の範囲第6項に記載のゼオライト。 8.合成混合物が2価のカチオンの源を更に含む請求の範囲第6項または第7項 に記載のゼオライトKL。 9.2価のカチオンが5〜100ppmの量で合成混合物中に存在するMg2+ である請求の範囲第8項に記載のゼオライトKL。 10(1)K2Oの源、SiO2の源、Al2O3の源及びFe2+の源を含む 水性合成混合物を生成し; (ii)合成混合物を結晶化するのに充分な時間にわたって少なくとも150℃ に合成混合物を加熱することを特徴とする請求の範囲第1項〜第9項のいずれか 一項に記載のゼオライトKLの製造方法。 11.合成混合物を少なくとも60時間にわたって170〜200℃に加熱する 請求の範囲第10項に記載の方法。 12.結晶化した混合物を洗浄し、乾燥させる請求の範囲第10項または第11 項に記載の方法。 13.K2Oの源、SiO2の源及びAl2O3の源を含む合成混合物にFe2 +の源を入れ、K2O/SiO2モル比が0.18〜0.36であり、かつFe 2+がゼオライト結晶の平均長さを減少するのに充分な量で含まれることを特徴 とするゼオライトの平均結晶長さを減少する方法。 14.2価のカチオンの源がまた合成混合物中に含まれる請求の範囲第13項に 記載の方法。 15.2価のカチオンがMg2+であり、かつ5〜100ppmの量で含まれる 請求の範囲第14項に記載の方法。 16.請求の範囲第1項〜第9項のいずれか一項に記載のゼオライトまたは請求 の範囲第10項〜第15項のいずれか一項に記載の方法により製造されたゼオラ イト(これらのゼオライトには、白金または白金と一種以上のその他の金属の混 合物が配合されていた)を含むことを特徴とするリフォーミング触媒。 17.炭化水素を請求の範囲第16項に記載のリフォーミング触媒と接触させる ことを特徴とする炭化水素のリフォーミング方法。
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