JPH0748122A - ゼオライト - Google Patents
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Abstract
素転化反応の有用な触媒であるゼオライトNU−85を
提供する。 [構成] ゼオライトNU−85をゼオライトEU−1
とゼオライトNU−87とのイエターグロースとして形
成する。
Description
質ゼオアルミノシリケートゼオライト、その製造方法及
び触媒としてのその使用方法に関する。
未知であるので、これらの物質は通常それらのX線粉末
回析パターン、モル組成及び収着性(sorptiv
e)と接触性(catalytie propert
y)によって特徴づけられる。しかし、電子回析、透過
電子顕微鏡検査法及びマジック−アングルスピニング
(magic−angle spinning)核磁気
共鳴分光法のような技術を用いて、他の場合には観察さ
れないような、ある種の構造特徴に関する付加的情報を
得ることができる。
にも、2物質を識別するために付加的情報が必要であ
る。例えば、ゼオライトXとYは同じ基礎トポロジー
(topology)を有するが、構造フレームワーク
におけるシリカ対アルミナの比が異なる。もう一つの例
は大ポートモルデナイトと小ポートモルデナイト(po
rt mordenite)である。これらの物質は同
じX線粉末回析パターンを有するが、異なるモレキュラ
ーシーブ特性を有し、大ポート物質の収着は既知フレー
ムワークトポロジーと一致する。これらの差異の理由は
小ポート物質がそのチャンネル内に構造的ブロッケージ
(blockage)を含むという事実に帰因されてお
り、これは電子回析によって観察されうると報告されて
いる。
のインターグロース(intergrowth)である
物質も存在する。このような物質は単純な混合物ではな
い。これらは両ゼオライトの帯(band)が個々の結
晶内に存在するような物質である。このようなインター
グロースは、個々の「親(parent)」ゼオライト
からそれらを識別させる特性を有するので、新しい物質
である。エリオナイト(erionite)/オフレタ
イト(offretite)及びZSM−5/ZSM−
11に基づくインターグロースはそれぞれ米国特許第
4,086,186号と第4,229,424号に述べ
られている。
過電子顕微鏡検査法によって特徴づけられる。しかし、
インターグロースが親ゼオライトとは異なる、明白なX
線粉末回析パターンを有することも可能である。例え
ば、米国特許第4,086,186号はエリオナイト−
オフレタイトのインターグロースであり、エリオナイト
又はオフレタイトのパターンとは異なるX線粉末回析パ
ターンを有する、ZSM−34なる名称の新しいアルミ
ノシリケート物質を述べている。他の例は、米国特許第
295082号の対象であるゼオライトTである。これ
はディ・エム・ブルック(D.M.Brook)の「ゼ
オライト モレキュラーシーブス(Zeolite M
olecular Sieves)」、ジュイ・ウィリ
ー アンドサンズによって1974年発行、01頁にオ
フレナイトとエリオナイトの「不規則インターグロー
ス」として述べられている。ゼオライトZSM−34と
同様に、この物質のX線粉末回析パターンは親ゼオライ
トのパターンとは異なる。
れているゼオライトEU−1のインターグロースとヨー
ロッパ特許明細書第377,291号に述べられている
ゼオライトNU−87が製造されることが今回判明し
た。
ロッパ特許第A377,291号の内容は参考文献とし
てここに関係する。しかし、便宜的に、ゼオライトEU
−1とNU−87の簡単な定義を以下に述べる。
るモル組成:0.5〜1.5R2 O:Y2 O3 :少なく
とも10XO2 :0〜100H2 O〔Rは一価陽イオン
又は原子価nの陽イオンの1/nであり、Xはケイ素及
び/又はゲルマニウムであり、Yはアルミニウム、鉄、
ガリウム又はホウ素の中の1種以上であり、H2 OはR
がHである場合に概念的に存在する水に付加的な水和水
である〕と、その「製造したまま」の形で、表Aに記載
のラインを含むX線回析パターンとを有する。
O2 :10以下Y2 O3 :20以下R2/n O〔Rは原子
価nの1種以上の陽イオンであり、Xはケイ素及び/又
はゲルマニウムであり、Yはアルミニウム、鉄、ガリウ
ム、ホウ素、チタン、バナジウム、ジルコニウム、モリ
ブデン、ヒ素、アンチモン、クロム及びマンガンの中の
1種以上である〕で表されるモル組成と、その「製造し
たまま」の形で、表Bに記載のラインを含むX線回析パ
ターンとを有する。
ulder)として生ずることを意味する。 (a) 約4.31Åのピークの低角度側に生ずる。 (b) 約3.98Åのピークの高角度側に生ずる。 (c) 約3.41Åのピークの高角度側に生ずる。 (d) X線パターン中の最強ラインに100の値を割
当てる相対強度スケールに基づく: 弱(w)は20未満 中等度(m)は20〜40 強(s)は40より大きく、60未満 極強(vs)は60より大
られているように、ゼオライトEU−1は SiO2 −
Al2 O3 −Na2 O−Q−H2 O 〔式中、Qはポリ
メチレンα,ω−ジアンモニウム陽イオン、好ましくは
ヘキサメトニウム−ヘキサン−1,6−ビス(トリメチ
ルアンモニウム)すなわち〔(CH3 )3 N(CH2)
6 N(CH3 )3 〕2+である〕を含む反応混合物から製
造することが好ましい。混合物は通常85〜250℃の
温度において反応する。
述べられているように、ゼオライトNU−87は Si
O2 −Al2 O3 −Na2 O−Q−H2 O 〔式中、Q
は最も好ましくは〔(CH3 )3 N(CH2 )10N(C
H3 )3 〕2+である〕を含む反応混合物から製造するこ
とが好ましい。この混合物は通常85〜250℃の温度
において反応する。
種の組合せが、ゼオライトEU−1とNU−87のイン
ターグロースと見なされる、ゼオライトNU−85なる
名称の新規で、有用な物質を生ずることが判明した。
個々にゼオライトEU−1とゼオライトNU−87との
構造を特徴とする構造を有する、不連続帯(discr
eet bands)を含む結晶から成り、前記帯はそ
れらの間の実質的な結晶格子連続性を有する。
物基準で酸化物のモル比として、式:100XO2 :1
0以下Y2 O3 :20以下R2/n O〔式中Rは原子価n
の1種以上の陽イオンであり、Xはケイ素及び/又はゲ
ルマニウムであり、Yはアルミニウム、鉄、ガリウム、
ホウ素、チタン、バナジウム、ジルコニウム、モリブデ
ン、ヒ素、アンチモン、クロム及びマンガンからの1種
以上である〕で表される組成を有し、その製造したまま
の形でゼオライトEU−1の20±0.2オングストロ
ームフリンジ(fringe)を示すように配向した場
合に、前記20±0.2オングストロームフリンジと共
に相互成長した12.5±0.2オングストロームフリ
ンジ及び/又は表1に示すラインを含むX線パターンを
示す、ゼオライトNU−85なる名称のゼオライトを提
供する。
び/又はイオン交換によって製造される生ずる、ゼオラ
イトNU−85をその水素形で提供する。
ゼオライト、EU−1とNU−87との種々な割合に匹
敵するような組成を有する物質類を意味する。この結
果、ゼオライト85の種々なサンプルのX線粉末回析パ
ターン中のラインは種々な強度を有することになる。理
論によって拘束するわけではないが、3.7Å(24度
2シータ)のラインに比べて3.8Å(25.5度2
θ)におけるXRD(X線回析)ラインの強度が低けれ
ば低いほど、インターグロース結晶中のゼオライトNU
−87の割合が大きくなる。この関係はインターグロー
ス結晶中に少なくとも50%までのゼオライトNU−8
7を含むゼオライトNU−85にも該当すると考えられ
る。
相対強度スケールに基づく: w(弱)は20未満であり, m(中等度)は20〜40であり, s(強)は40より大で60未満であり, vs(極強)は60より大である。 表1に記載のデータが物質の比較的純粋なサンプルから
得られたデータであることは認識しなければならない
が、当業者に容易に理解されるであろう。ゼオライトN
U−85が比較的純粋である場合には、表1に認められ
る下記関係(a),(b)及び(c)が該当する: (a)10.30Åライン対11.15Åラインの強度
(小数点以下1桁までの概数)比は0.5以下である。 (b)3.86Åライン対3.71Åラインの強度(小
数点以下1桁までの概数)比は1.0以下である。 (c)3.37Åライン対3.42Åラインの強度(小
数点以下1桁までの概数)比は1.0以下である。
が常に存在するとは限らない。しかし、ゼオライトNU
−85のX線回析パターンは上記関係(b)を示す、す
なわち、3.86Åライン対3.71Åラインの強度比
は1.0以下である。ゼオライトNU−85サンプルは
そのXRDにおいて上記関係(a)を示すことが好まし
い、すなわち10.30Åライン対11.15Åライン
の強度比は0.5未満であることが好ましい、特に上記
関係(c)を示すことも最も好ましい、すなわち3.3
7Åライン対3.43Åラインの強度比が1.0以下で
あることが最も好ましい。
3.86±0.08Å及び3.37±0.06Åのd間
隔におけるラインの拡大(broadening)はこ
れらの領域においてピークピッキング(peak pi
cking)コンピュータープログラムが1本以上のラ
インを生ずることを意味する。このような場合に、1
0.3、3.86、3.37Å領域における最強ライン
はそれぞれ11.13、3.71、3.42Å領域にお
ける最強ラインに匹敵する。
される不純物には、上記表1に示すラインと一致するX
RDラインを有するα−石英と方沸石がある。例えば、
α−石英は3.34Åにその最強XRDラインを有す
る。これはゼオライトNU−85サンプル中に不純物と
して存在するならば、3.37ÅにおけるXRDライン
を強化するので、サンプルのXRDパターンはゼオライ
トEU−1に対して予想されるパターンにさらに類似す
ることになる。これに反して、ゼオライトNU−85の
多くのサンプル中に不純物として検出される方沸石はそ
のXRDパターンの3.43Åにおいて強いラインを有
する。方沸石はゼオライトEU−1サンプル中に存在す
るならば、3.42ÅにおけるXRDラインを強化する
ことになり、そのXRDパターンがゼオライトNU−8
5のXRDパターンの強いラインに類似するという結果
になる。このことを考えると、特定サンプルがゼオライ
トNU−85であるか否かをXRDデータのみに基づい
て判定する場合には注意しなければならないことが当業
者によって容易に理解されるであろう。
0KV,50mAで作用する長微焦点X管(long
fine focus X−raytube)からのC
uK−α線を用いるフィリップス(Philips)A
PD1700自動化X線回析系によって得られたもので
ある。このCuK−α線を検出器に隣接する、わん曲し
た黒鉛結晶によって単色化(monochromati
sed)した。自動シータ補償発散スリットを0.1m
m受容スリットと共に用いた。ステップスキャンデータ
(step scanned data)を1〜60度
2シータの範囲内で回収した。回収データをDEC〔デ
ジタルエクイップメントコーポレーション(Digit
al Equipment Corporatio
n)〕Micro PDP−11/73コンピューター
でフィリップスPW1867/87バージョン(ver
sion)3.0ソフトウエアを用いて分析した。ここ
に記載するX線コンピューター強度はピーク高さに基づ
くものである。
ゼオライトEU−1に検出されるパターンに類似してい
る、但し前者はヨーロッパ特許第B42,226号によ
って製造したEU−1のサンプルに検出されるラインよ
りも低強度ラインを有するある種の特徴的なラインを含
む。このカテゴリーに入る3主要ラインは10.3±
0.20;3.86±0.08;3.37±0.06Å
のd間隔に存在するラインである。さらに、約10.3
と3.86Åのラインが選択的に拡大され、EU−1の
XRDの対応ラインに比べると高いd間隔へシフトす
る。
ヨーロッパ特許第A377291号に従って製造された
ゼオライトNU−87のサンプルに検出されるパターン
とは、特にゼオライトNU−87に特徴的なラインであ
る、12.52±0.15及び8.31±0.15Åの
d間隔のラインを含まない点で異なる。
ttice image data)(及び電子回析デ
ータ)は120KeVで作用するフィリップスEM40
0T透過電子顕微鏡(TEM)又は300KeVで作用
するフィリップスCM30ST(TEM)のいずれかを
用いて得たものである。前者は3.7Åの「点分解(p
oint resolution)」を有し、後者は
2.0Åの「点分解」を有する。両機器は格子イメージ
ング又は特定領域(>0.3ミクロン直径)電子回析に
適当な標準条件を用いて操作した。電子線量(elec
tron dose)は観察中のゼオライト結晶へのビ
ーム損傷を最小にするように調節した。損傷はここに報
告する構造の原因ではない。倍率とカメラ長さ(回析
用)を較正し、再現性顕微鏡条件を用いるために必要な
工程を実施した。サンプルは孔のあるカーボンフィルム
上に維持し、格子イメージはサポートからの妨害バック
グラウンドを避けるために孔上に吊した結晶から記録し
た。格子イメージはEU−1及びNU−87のインター
グロースの直接の目視証拠を与えるので、すなわち微結
晶の構造とその格子イメージ(適当に記録)との間には
1:1対応が存在するので、NU−85構造の測定方法
として格子イメージは電子回析パターンよりも好まし
い。格子イメージはEU−1単位セル(unit ce
ll)に比べて一般的〔UVO〕方向において記録した
〔エヌ.エイ.ブリスコー(N.A.Briscoe)
等のゼオライト(Zeolite),1988,8巻,
74頁に開示〕。EU−1とNU−87の帯は、インタ
ーグロース面(001)(EU−1)が電子ビームに平
行であるので、これらの方向において重複せずに描かれ
た。
を保証するために、充分な数の結晶を格子イメージング
によって試験することが必要であることは、当業者によ
って理解されるであろう。このことは、サンプルが2種
の親ゼオライトEU−1又はNU−87のいずれか又は
両方の有意な量をインターグロースと共に含む場合に、
又はEU−1を例えば95体積%のように多量に、NU
−87を例えば5体積%のように少量含む物質のよう
な、最終要素物質(end−member mater
ial)に近いNU−85物質にとって、特に重要であ
る。
ライトNU−85の結晶を示す顕微鏡写真である図1に
よって、本発明を説明する。この図は相互に平行に2
0.2±0.2及び12.5±0.2Åの間隔によって
不連続なフリンジ帯を有する結晶を示す。この結晶で
は、bと表示したゼオライトEU−1の2帯によって分
離された、aと表示したゼオライトNU−87の3帯が
存在する。このサンプルでインターグロースを示す微結
晶では、NU−87の(体積による)割合が約50%で
あると推定されている。この推定値には、20.2±
0.2と12.5±0.2Åフリンジの両方を含む結晶
のみが含まれた。このサンプルには少量の純粋なNU−
87が存在するが、これらの割合は推定されていない。
ライトNU−85を示す顕微鏡写真である図2によっ
て、本発明を説明する。このサンプルでインターグロー
スを示す微結晶では、NU−87の(体積による)割合
は30%と推定されている。前記と同様に、20.2±
0.2と12.5±0.2Åフリンジの両方を含む結晶
のみがこの推定値に含まれた。これらの2種サンプル
(NO.9と4)のXRDパターンにおける特徴的ライ
ンの強度の低下によると、例9の物質の低下は例4の物
質の低下の約2倍であり、このことは上記インターグロ
ース微結晶中のNU−87の体積分率に相関する。NU
−85中のインターグロースNU−87の割合が低下す
ると、いずれのサンプルにおいても純粋EU−1微結晶
の割合が増加する。これは二つの関連する理由による。
第一に、微結晶は典型的に200〜1000Åの限定さ
れたサイズであり、このことは大ていの微結晶がEU−
1の20.2±0.2Å層数十個のみを含むことを意味
する。第二に、インターグロース中のNU−87の平均
帯幅は純NU−87含量に対して比較的不感受性である
ように思われる。このため、EU−1中のインターグロ
ースNU−87の有意な割合を含む微結晶は少数であ
る。EU−1中のインターグロースとして1体積%のN
U−87を含むサンプルは全てのインターグロースを示
す〔UVO〕配向微結晶20個の中の1個のみを含むに
すぎないことが推論される。この場合に、格子イメージ
イングによってサンプルを特徴づけるには、〔UVO〕
配向の100を越える微結晶を試験することが必要であ
る。
と、脱水及び/又はか焼及び/又はイオン交換によって
生ずる、NU−85の形態をも含む。「製造したまま」
なる表現は乾燥又は脱水を含む又は含まない、合成し洗
浄した生成物を意味する。その「製造したまま」の形
で、NU−85はM、アルカリ金属陽イオン、特にナト
リウム及び/又はアンモニウムを含み、例えばアルキル
化窒素化合物から製造した場合には、以下で述べるよう
な窒素含有有機陽イオン又はその分解生成物又はその先
駆体を含む。このような窒素含有有機陽イオンは以下で
はQと呼ぶ。
U−85は無水物基準で表現して、下記モル組成を有す
る: 100XO2 :10以下Y2 O3 :10以下Q:10以
下M2 O 〔Qは上記の窒素含有有機陽イオンであり、Mはアルカ
リ金属及び/又はアンモニウム陽イオンである〕
が、「製造したまま」のNU−85とか焼及び/又はイ
オン交換から生ずるNU−85の活性化形とは水を含み
うる。「製造したまま」のNU−85を含めて、このよ
うな形態のモルH2 O含量は合成又は活性化後に、それ
を乾燥及び貯蔵した条件に依存する。含まれる水のモル
量の範囲は典型的に0〜100XO2 である。
存在下で焼却されて、他の陽イオンとして水素イオンを
残すので、窒素含有有機陽イオンを全く含まないか又は
「製造したまま」の形よりも少なく含む。
では、アンモニウム(NH4 + )形はか焼によって水素
形に容易に転化されるので、重要である。水素形とイオ
ン交換によって導入される金属を含む形については以下
で述べる。場合によっては、本発明のゼオライトを酸に
暴露させると、例えばアルミニウムのようなフレームワ
ーク元素の一部又は完全な除去ならびに水素形の発生を
生ずることがある。このことは、合成された後のゼオラ
イト物質の組成を変える手段を提供することができる。
O2 の供給源、少なくとも1種の酸化物Y2 O3 、任意
に少なくとも1種の酸化物M2 Oの供給源、及び少なく
とも1種の窒素含有有機陽イオンQ又はその先駆体を含
む水性混合物であって、次のモル組成:XO2 /Y2 O
3 は20〜40、好ましくは25〜40、最も好ましく
は25〜35;(R1/n )OH/XO2 は0.01〜
2、好ましくは0.05〜1、最も好ましくは0.1〜
0.5;H2 O/XO2 は1〜500、好ましくは5〜
250、最も好ましくは25〜75;Q/XO2 は0.
005〜1、好ましくは0〜1、最も好ましくは0.0
5〜0.5;Lp2/XO2 は0〜5、好ましくは0〜
1、最も好ましくは0.05〜0.5を有する水性混合
物〔Xはケイ素及び/又はゲルマニウムであり、Yはア
ルミニウム、鉄、ホウ素、チタン、バナジウム、ジルコ
ニウム、モリブデン、ヒ素、アンチモン、ガリウム、ク
ロム、マンガンの中の1種以上であり、RはM(アルカ
リ金属陽イオン及び/又はアンモニウム)及び/又はQ
(窒素含有有機陽イオン又はその先駆体)を含むことが
できる原子価nの陽イオンである〕を反応させることを
含むゼオライトNU−86の製造方法をも提供する。場
合によっては、塩LpZ〔Zは原子価pの陰イオンであ
り、Lは陰イオンZと均合うために必要な、Mと同じで
あるアルカリ金属又はアンモニウムイオン、又はMと他
のアルカリ金属もしくはアンモニウムイオンとの混合物
である〕を加えることが有利である。Zは例えばLの塩
として、又はアンモニウムの塩として加えられた酸ラジ
カルを含むこともありうる。Zの例は例えばブロミド、
クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェートもし
くはニトレートのような強酸ラジカル、又は例えばシト
レートもしくはアセテート等の有機酸ラジカルのような
弱酸ラジカルを含む。LpZは本質的ではないが、反応
混合物からのゼオライトNU−85の結晶化を促進させ
ることができ、NU−85の結晶サイズと形状に影響す
ることも考えられる。反応は結晶化が生ずるまで続け
る。
の反応物質のシリカ対アルミナ比とに依存する。SiO
2 /Al2 O3 比に対する感受性は、反応に用いるシリ
カとアルミナの両方の供給源が重要な要因になりうるよ
うな程度である。
又はその分解生成物又はその先駆体、特に式: 〔(R1 R2 R3 )N(CH2 )m N(R4 R
5 R6 )〕2+ 〔式中、R1 〜R6 は同一又は異なる基であり、水素、
炭素数C1 〜C8 のアルキル又はヒドロキシアルキル基
であり、基の中の5個までが水素であることができ、m
は3〜14の範囲内である〕で表されるポリメチレン
α,ω−ジアンモニウム陽イオンを用いて製造されてい
る。例えば、ゼオライトEU−1(ヨーロッパ特許第4
2226号)、ゼオライトEU−2(英国特許第2,0
77,709号)及びゼオライトZ8M−23(ヨーロ
ッパ特許第125078号、英国特許第2,202,8
38号)がこのようなテンプレート(templat
e)を用いて製造されている。
であるようなポリメチレンα,ω−ジアンモニウム陽イ
オンであることが好ましい。M及び/又はQは、(R
1/n )OH/XO2 比が満たされるかぎり、水酸化物と
して又は無機酸の塩として加えられる。
親化合物ジアミンと適当なアルキルハリドもしくはアル
カノール又は親化合物ジハロアルカンと適当なトリアル
キルアミンを含む。このような物質は単純な混合物とし
て用いられるか、又は反応器中で、好ましくは溶液中
で、ゼオライトNU−86の合成に必要な他の反応物質
を加える前に一緒に予熱することができる。
ナトリウムであり、好ましいXO2はシリカ(Si
O2 )であり、好ましい酸化物Y2 O3 はアルミナ(A
l2 O3)である。
一般に考えられる供給源のいずれか、例えば粉状固体シ
リカ、ケイ酸、コロイドシリカ又は溶解シリカである。
有用な粉状シリカには、沈降シリカ、特にケイ酸アルカ
リ金属溶液から、例えばAKZOからのKS300とし
て公知のような溶液及び同様な製品からの沈降によって
製造されるシリカ、エアロシルシリカ、フュームドシリ
カ例えば「CAB−O−SIL」及び、特にゴム、シリ
コーン、ゴムの顔料の強化用に適した等級のシリカゲル
がある。種々な粒度のコロイドシリカ、例えば登録商標
LUDOX,NALCOAG及びSYTONで販売され
ている10〜15又は40〜50ミクロンのシリカを用
いることができる。有用な溶解シリカにはアルカリ金属
酸化物1モルにつき0.5〜6.0、特に2.0〜4.
0モルのSiO2 を含む市販水ガラスシリケート、英国
特許第1193254号に定義されているような、「活
性な」アルカリ金属シリケート、アルカリ金属水酸化物
もしくは第四アンモニウム酸化物又はこれらの混合物が
ある。
ミン酸ナトリウム、アルミニウム、例えば塩化物、硝酸
塩又は硫酸塩のようなアルミニウム塩、アルミニウムア
ルコキシド、又はアルミナ自体であり、例えばコロイド
アルミナ、疑似ベーマイト、ベーマイト、γ−アルミナ
又はα−もしくはβ−三水和物のような、水和形又は水
和可能な形で存在することが好ましい。上記供給源の混
合物も使用可能である。
を任意にアルミノシリケートとして加えることができ
る。
スを添加して外圧下で、190℃未満85℃を超える温
度、好ましくは180℃以下で120℃以上、最も好ま
しくは160℃以下の温度において、ゼオライトNU−
85の結晶が形成されるまで、反応物質の組成及び操作
温度に依存して1時間から数か月になりうる期間反応さ
せる。攪拌は任意であるが、攪拌は反応時間を短縮し、
生成物純度を改良するので好ましい。
での時間及び/又は総結晶化時間を短縮するので有利で
ある。これは又、不純物相の代りにNU−85の形成を
促進することにおいても有利である。このような種結晶
物質にはゼオライト、特にゼオライトNU−85、ゼオ
ライトNU−87、ゼオライトEU−1の結晶又はこれ
らの混合物がある。種結晶は通常反応混合物に用いられ
るシリカの重量の0.01〜10%の量で加えられる。
収して、洗浄し、例えば乾燥、脱水及びイオン交換のよ
うな他の工程の準備をする。
合には、NU−85の水素形を製造するためには、アル
カリ金属イオンを少なくとも部分的に除去しなければな
らず、これは酸、特に例えば塩酸のような無機酸とのイ
オン交換によって実施されるか、又は例えば塩化アンモ
ニウムのようなアンモニウム塩の溶液とのイオン交換に
よって形成されるアンモニウム化合物を介して実施され
る。イオン交換はイオン交換溶液によって一回又は数回
スラリー化することによって実施される。ゼオライトは
通常イオン交換前にか焼されて、含有有機物質を除去さ
れるが、この理由はこのことが通常イオン交換を容易に
するからである。
は金属の陽イオンによって、例えば周期律表のIA,I
B,IIA,IIB,IIIA,IIIB(稀土類を含
む)及びVIII(貴金属を含む)族の金属他の遷移金
属の陽イオンによって、ならびにスズ、鉛およびビスマ
スの陽イオンによって置換されうる。(周期律表は英国
特許庁による発行の「アブリッジメント オブ スペシ
フィケーション(Abridgement of Sp
ecifications)」に記載されている通りの
ものである)。交換は適当な塩の陽イオンを含む溶液に
よって通常実施される。
べた場合に、ゼオライトNU−85はそれぞれの好まし
いテンプレート(m−10に比べてm−6)の相対コス
トと反応速度の増加のために、ゼオライトNU−7より
も安価に製造される、またNU−85はEU−1よりも
大きい触媒活性を示す。比較的低コストにおける大きい
触媒活性がNU−85を、NU−87がその高いコスト
のために考慮されなかったような多くの用途への魅力的
な商業的触媒にする。ゼオライトNU−85のモレキュ
ラーシービング効果(molecular sievi
ng effect)もゼオライトNU−87のモレキ
ュラーシービング効果とは異なる。
する。例1(比較用)EU−1の製造 次のモル組成の反応混合物: 60SiO2 −0.77Al2 O3 −10Na2 O−1
0HexBr2 −3000H2 O CAB−O−SIL(BDH社) 51.5g アルミン酸ナトリウム(BDH社:モル組成 1.37Na2 O−Al2 O3 − 6.37H2 O) 3.322g 水酸化ナトリウム 10.22g HexBr2 51.7g 水 767.6g から製造した、HexBr2 はヘキサメトニウムブロミ
ド:〔(CH3 )3 N(CH2 )6 N(CH3 )3 〕B
r2 である。この混合物は次のように製造した: A−水の全量の約1/3に水酸化ナトリウムとアルミン
酸ナトリウムとを含む溶液; B−水の全量の約1/3にHexBr2 を含む溶液; C−残りの水にCAB−O−SILを含む分散液 溶液AとBを攪拌しながら、分散液Cに加えた。滑らか
なゲルが得られるまで攪拌を続けた。生成した混合物を
1リットル−ステンレス鋼オートクレーブに移し、21
0℃において、ピッチド−パドル式インペラー(pit
ched paddle impeller)を用いて
300rpmにおいて攪拌しながら反応させた。
reparation)を周囲温度にクラッシュ(cr
ash)冷却し、生成物を取り出した。生成物を濾過
し、脱イオン水によって洗浄し、110℃において乾燥
した。Al,Na,Siの分析は次のモル組成を明らか
にした。 56SiO2 −Al2 O3 −0.22Na2 O 生成物をX線粉末回析によって分析し、ゼオライトEU
−1として同定した。面間隔(interplanar
spacings)と強度とを表2に示す。
粒子の大部分は1〜10ミクロン長さであった。粒子は
単結晶であるようには見えなかったが、配向した板状結
晶又はラス状(lath−like)結晶から成るよう
に見えた。
2 O3 −10Na2 O−10HexBr2 −3000H
2 Oを、 「SYTON X30」〔モンサント(Monsanto)の 171.7g 30%シリカ含有コロイドシリカ溶液〕 アルミン酸ナトリウム(BDH社:モル組成: 6.172g 1.37Na2 O−Al2 O3 −5.61H2 O) 水酸化ナトリウム 9.08g HexBr2 溶液(水中に38.6%w/wHexBr2 含有)134.0g 水 565.4g から製造した。上記モル組成には「SYTON X3
0」中に存在するナトリウムを含まない。混合物は次の
ように製造した: A−水250g中に水酸化ナトリウムとアルミン酸ナト
リウムとを含む溶液 B−水150g中にHexBr2 を含む溶液 C−残りの水中に「SYTON X30」を含む分散液 溶液Aを溶液Bに加え、生ずる溶液を攪拌しながら分散
液Cに加えた。滑らかなゲルが得られるまで攪拌を続け
た。生成した混合物を1リットル−ステンレス鋼オート
クレーブに移し、160℃においてピッチド−パドル式
インペラーを用いて300rpmで攪拌しながら反応さ
せた。
温にまでクラッシュ冷却し、生成物を取り出した。生成
物を濾過し、脱イオン水で洗浄し、110℃において乾
燥した。生成物をX線粉末回析によって分析し、ゼオラ
イトEU−1と同定した。回析パターンを図3に記載
し、面間隔と強度を表3に記載する
714Al2 O3 −10Na2 O−10HexBr2 −
3000H2 Oを、 「CAB−O−SIL」(BDH社) 51.5g アルミン酸ナトリウム(BDH社:モル組成: 6.566g 1.31Na2 O−Al2 O3 −5.25H2 O) 水酸化ナトリウム 8.86g HexBr2 溶液(水中に38.6%w/wHexBr2 含有)134.0g 水 684.2g から製造した。混合物は次のように製造した: A−水250g中に水酸化ナトリウムとアルミン酸ナト
リウムとを含む溶液 B−水170g中にHexBr2 を含む溶液 C−残りの水中に「CAB−O−SIL」を含む分散液 溶液AとBを一緒に混合し、攪拌しながら、分散液Cに
加えた。滑らかなゲルが得られるまで攪拌を続けた。生
ずる混合物を1リットル−ステンレス鋼オートクレーブ
に移し、ピッチド−パドル式インペラーを用いて300
rpmで攪拌しながら、160℃において反応させた。
における261時間後に、製造を室温にまでクラッシュ
冷却し、生成物を取出した。生成物を濾過し、脱イオン
水で洗浄し、110℃において乾燥した。Al,Na,
Siの分析は次のモル組成:25.1SiO2 −Al2
O3 −0.08Na2 Oを示した。生成物をX線粉末回
析によって分析し、ゼオライトNU−85と同定した。
回析パターンは図4に示し、面間隔と強度は表4に示
す。図4と表4との試験と、図4、表2,3との比較は
印をつけた領域において若干の差があることを実証す
る。約23度2シータ(約3.85Åのd間隔)におけ
るラインの強度の低下が最も顕著である。
ある、この理由は20.5〜22.5度2シータ領域
(4.33〜3.56Åのd間隔)におけるパターン形
状が変化し、20.5度2シータライン(4.33Åの
d間隔)の低角度側の3ラインの強度の連続段階的低下
は、23度2シータライン(3.85Åのd間隔)が2
4度2シータライン(3.7Åのd間隔)の強度よりも
低い強度を有するパターンに変化するからである。
Åのd間隔)におけるラインの強度は約8度2シータ
(11.15Åのd間隔)におけるラインの強度の1/
2未満に低下する。さらに、約26.5度2シータ
(3.37Åのd間隔)のラインの強度は26度2シー
タ(3.43Åのd間隔)のラインの強度未満の値に低
下する。
トEU−1を形成する試薬から、アルミニウム含量と反
応温度との正確な組合せを用いるかぎり、製造されるこ
とを説明する。
対する結晶化温度の影響を説明する。例 4 次のモル組成を有する反応混合物:60SiO2 −1.
714Al2 O3 −10Na2 O−10HexBr2 −
3000H2 Oを、 「CAB−O−SIL」 801g アルミン酸ナトリウム(BDH社:モル組成: 114.8g 1.37Na2 O−Al2 O3 −6.37H2 O) 水酸化ナトリウム 136g HexBr2 805g 水 11.925Kg から製造した。混合物を次のように製造した: A−水2Kg中に水酸化ナトリウムとアルミン酸ナトリ
ウムとを含む溶液 B−水1.925Kg中にHexBr2 を含む溶液 C−残りの水中に「CAB−O−SIL」を含む分散液 分散液Cを19リットル−オートクレーブに入れ、次に
溶液Bを入れた。最後に、溶液Aをオートクレーブに入
れた。混合物を160℃においてフラットパドルスター
ラーを用いて300rpmで攪拌しながら反応させた。
における11日間後に、製造を室温にまでクラッシュ冷
却し、生成物を取出した。生成物を濾過し、脱イオン水
で洗浄し、110℃において乾燥した。生成物をX線粉
末回析によって分析して、ゼオライトNU−85と同定
した。回析パターンを図5に記載し、面間隔と強度を表
5に記載する。この例の結晶を示す顕微鏡写真を図2に
示す。
をくり返した。生成物をX線粉末回析によって分析し
て、ゼオライトNU−85と同定した。回析パターンを
図6に記載し、面間隔と強度を表6に記載する。
をくり返した。生成物をX線粉末回析によって分析し
て、ゼオライトEU−1と同定した。回析パターンを図
7に示し、面間隔と強度とを表7に示す。例4〜6の試
験と比較はゼオライトNU−85の製造における結晶化
温度の重要性を示す。用いた特定反応条件に対して、2
00℃の結晶化温度はゼオライトEU−1の製造を生じ
たが、温度を160℃に下げると、ゼオライトNU−8
5が製造された。このように、温度が低下すると、生成
物は純粋なEU−1からゼオライトEU−1とNU−8
7とのインターグロースに変化した。
表6)がゼオライトNU−85の特徴である特徴(fe
ature)の一部を示すので、遷移温度すなわちイン
ターグロースが純粋なEU−1に優先して形成される温
度が180℃に近接することを実証する。特に10.1
6Å(8.5度2シータ)ライン対11.09Å(8度
2シータ)ラインの強度比は、小数点以下1桁までの概
数で、0.5である。さらに、3.84Å(23度2シ
ータ)ライン対3.71Å(24度2シータ)ラインの
強度比は1.05、すなわち小数点以下1桁までの概数
で1.1である。
観察される相対強度を変えうることは周知である。これ
はZSM−5〔イー.エル.ウー(E.L.Wu)、エ
ス.エル.ロートン(S.L.Lawton)、ディ.
エッチ.オルソン(D.H.Olson)、エイ.シ
ー.ロールマン ジュニア(A.C.Rohrman
Jr)及びジー.ティ.ココタイロ(G.T.Koko
tailo)、ジェイ.フィズ.ケモ.(J.Phy
s.Chem.)、1979,83,3777〕とNU
−3〔ジー.ディ.ショート(G.D.Short)と
ティ.ヴィ.フィッタム(T.V.Whittam)、
ヨーロッパ特許第40,016号)を含めた多くのゼオ
ライトに観察されている。実際に、若干の変化がEU−
1自体に報告されている〔ジェイ.エル.カッシイ
(J.L.Casci)、ティ.ヴィ.ホイッタム及び
ビー.エム.ローウェ(B.M.Lowe)、「プロク
VI ゼオライト コンフ(Proc VI Zeo
lite Conf)」、バターワース(Butter
worths)、1984,894〕。
れたX線粉末回析パターンの特徴が熱履歴によるもので
なく、用いられたテンプレートに関係するものではない
ことを示すために、例4と6の両方からの生成物の一部
を空気中、250℃において24時間か焼し、次に55
0℃において24時間か焼した。例4と例6からのか焼
した物質のX線粉末回析パターンをそれぞれ図8と9に
示す。
ターン(図9)と「製造したまま」の物質のX線粉末回
析パターン(図7)の比較は若干の差を示す。特に、図
9(か焼EU−1)では中角度(mid−angle)
領域のラインに比べて低角度領域の相対強度が増加す
る。しかし、ラインの一般パターンは20〜25度2シ
ータ領域におけるピークのクラスター(cluste
r)の強度のオーダーと同じ状態である。
線粉末回析パターン(図8)と「製造したまま」の物質
の同パターン(図5)との比較も中角度領域のラインに
比べて低角度ラインの強度が総合的に増加することを示
す。
ル)と図9(ゼオライトEU−1のか焼サンプル)の比
較は、「製造したまま」物質のX線粉末回析パターンの
比較(図4,表4と図3,表2,3)から検出された差
と同じ差を示す。特に、ゼオライトNU−85に関して
は、3.8Å(23.5度2シータ)ラインは3.7Å
(24度2シータ)ラインよりも低い強度を有するが、
ゼオライトEU−1に関しては、この逆が見出される。
ないことを実証する。例6で製造したゼオライトEU−
1のサンプルのAl,Na,Siの分析は次のモル組成
を明らかにした: 26.5SiO2 −Al2 O3 −0.16Na2 O これは例3によって製造したゼオライトNU−85の検
出されたモル組成:25.1SiO2 −Al2 O3 −
0.08Na2 Oに比較することができる。これらの組
成の類似性は、X線粉末回析パターンの差をこれらの組
成の差に帰することができないようなものである。
ロースであるので、純粋な末端要素、ゼオライトEU−
1とゼオライトNU−87との間の連続体(conti
nuum)を含み、連続体が種々な程度にNU−87を
含むEU−1インターグロースから成る物質を得ること
が可能である。他の可能な物質はインターグロース(ゼ
オライトNU−85)を不純物としての親ゼオライトの
一方又は両方と共に含む物質、すなわちゼオライトNU
−85とゼオライトEU−1及びNU−87との物理的
混合物である。
も高い割合のNU−87を含むゼオライトNU−85の
製造を説明する。(これは3.8ÅXRDラインの強度
対3.7Åラインの強度の比がインターグロース中に存
在するゼオライトNU−87の量に逆比例する)。
Al2 O3 −10Na2 O−10HexBr2 −300
0H2 Oを、 「SYTON X30」(モンサント;90%シリカ含有 343.3g コロイドシリカ溶液) アルミン酸ナトリウム(BDH社:モル組成: 17.50g 1.23Na2 O−Al2 O3 −5.70H2 O) 水酸化ナトリウム 16.73g HexBr2 溶液(水中に38.6%w/wHexBr2 268.1g を含有) 水 1129.1g から製造した。上記モル組成には「SYTON X3
0」中に存在するナトリウムを含まない。混合物は次の
ように製造した: A−水500g中に水酸化ナトリウムとアルミン酸ナト
リウムとを含む溶液 B−水300g中にHexBr2 を含む溶液 C−残りの水中に「SYTON X30」を含む分散液 溶液AとBを混合し、攪拌しながら、分散液Cに加え
た。滑らかな混合物が得られるまで攪拌を続けた。生ず
る混合物を2リットル−ステンレス鋼オートクレーブに
移し、160℃において300rpmで攪拌しながら反
応させた。〔系での故障(fault)のためにヒータ
ーは74時間の反応時間後6時間中断された〕反応温度
における450時間後に、配合物を周囲温度にクラッシ
ュ冷却し、生成物を取り出した。生成物を濾別し、脱イ
オン水で洗浄し、110℃において乾燥した。
回析パターンを図10に示し、面間隔と強度とを表8に
示す。図10と図4〜6との比較は生成物がゼオライト
NU−85であることを示した。サンプルは不純物とし
て方沸石(analcime)約5%w/wを含んだ。
この例の結晶を示す顕微鏡写真は図1に示す。
l2 O3 −10Na2 O−10HexBr2 −3000
H2 Oを、「SYTON X30」(モンサント;30
%シリカ含有コロイドシリカゾル) アルミン酸ナトリウム(BDH社:27.5%Na
2 O,34.6%Al2 O3 ,37.9%H2 O) 水酸化ナトリウム(31.1%w/w溶液) HexBr2 溶液(水中に38.6%w/wHexBr
2 含有) 水 から製造した。上記モル組成は「SYTON X30」
中に存在するナトリウムを含まない。混合物は次のよう
に製造した: A−水中に水酸化ナトリウムとアルミン酸ナトリウムを
含む溶液 B−水中にHexBr2 を含む溶液 C−水中に「SYTON X30」を含む分散液 分散液Cを反応器に入れ、次に溶液Bを入れた。最後
に、溶液Aを反応器に入れた。A,B及びCの添加の間
に反応器に管から水をフラッシュ(flush)した。
混合物を160℃において4ブレードピッチドパドル式
インペラーを用いて、約140rpmで攪拌しながら反
応させた。反応温度における427時間後に製造を停止
し、周囲温度にクラッシュ冷却した。次に、生成物を濾
過し、凝縮液(condensate)で洗浄し、乾燥
した。Al,Na,Siの分析は次のモル組成を示し
た:20.2SiO2 −Al2 O3 −0.28Na2 O
回析パターンを図11に示し、面間隔と強度を表9に示
す。混合物は不純物として方沸石と方ソーダ石の各々を
少量、5%未満含むゼオライトNU−85の高結晶質サ
ンプルであることが判明した。
3 −10Na2 O−10HeptaBr2 −3000H
2 Oを、 「CAB−O−SIL」(BDH社) 51.5g アルミン酸ナトリウム(BDH社:35.4%w/wAl2 O3 , 29.5%w/wNa2 O,35.1%w/wH2 O) 8.229g 水酸化ナトリウム 8.29g HeptaBr2 溶液(水中に38.9%w/wHeptaBr2 含有) 138.2g 水 682.8g から製造した、この場合HeptaBr2 はヘプタメト
ニウムブロミド〔(CH3 )3 N(CH2 )7 N(CH
3 )3 〕Br2 である。混合物は次のように製造した: A−水250g中に水酸化ナトリウムとアルミン酸ナト
リウムとを含む溶液 B−水170g中にHeptaBr2 を含む溶液 C−残りの水中に「CAB−O−SIL」を含む分散液 溶液AとBを一緒に混合し、攪拌しながら分散液Cに加
えた。滑らかなゲルが得られるまで、攪拌を続けた。生
成した混合物を1リットル−ステンレス鋼オートクレー
ブに移し、160℃においてピッチド−パドル式インペ
ラーを用いて300rpmにおいて攪拌しながら反応さ
せた。製造から定期的にサンプル採取した。反応温度に
おける432時間後に、反応を停止し、周囲温度にクラ
ッシュ冷却し、生成物を取出した。生成物を濾過し、脱
イオン水によって洗浄し、110℃において乾燥した。
Al,Na,Siの分析は次のモル組成:25.1Si
O2 −Al2 O3 −0.20Na2 Oを示した
沸石不純物約6%w/wを含むNU−85のサンプルで
あることを判明した。NU−85の特徴であるラインの
コンピューター算出強度は次き通りであった: 強度比(小数点以 間 隔 Å 強 度 下1桁の概数) 関係(b) 3.86vs3.71 23.8vs36.7 0.5 関係(a) 10.3vs11.5 9.7 vs38.7 0.3 関係(c) 3.37vs3.42 26.6vs45.0 0.6 サンプル中の方沸石の存在は生成物の同定に関係(c)
が用いられないことを意味する。
Al2 O3 −10Na2 O−10HexBr2 −300
0H2 Oを、 「CAB−O−SIL」(BDH社) 801g アルミン酸ナトリウム(BDH社:モル組成 1.31Na2 O−Al2 O3 −5.25H2 O 105.8g 水酸化ナトリウム 137.9g HexBr2 805g 水 11.924kg 混合物は次のように製造した: A−水2kg中に水酸化ナトリウムとアルミン酸ナトリ
ウムを含む溶液 B−水1.924kg中にHexBr2 を含む溶液 C−残りの水中に「CAB−O−SIL」を含む分散液 分散液Cを19リットル−オートクレーブに入れ、次に
溶液Bを入れた。最後に、溶液Aをオートクレーブに入
れた。混合物を150℃において、フラットパドルスタ
ーラーを用いて30rpmにおいて反応させた。製造か
ら毎日サンプル採取した。反応温度における23日間後
に、製造を周囲温度にクラッシュ冷却し、生成物を取出
す。生成物を濾過し、脱イオン水で洗浄し、110℃で
乾燥した。Al,Na,Siの分析は次のモル組成を示
した: 28.5SiO2 −Al2 O3 −0.05Na2 O
出可能な結晶質不純物を含まないNU−85の高結晶質
サンプルであることが判明した。回析パターンを図12
に示す。ゼオライトNU−85の特徴であるラインのコ
ンピューター算出強度は次の通りであった: 強度比(小数点以 間 隔 Å 強 度 下1桁の概数) 関係(b) 3.0 vs3.7 29.9vs29.0 1.0 関係(c) 10.2vs11.2 12.5vs28.1 0.4 関係(d) 3.35vs3.42 21.2vs18.9 1.1
間か焼し、次に550℃において24時間か焼した。次
に、生ずる物質を固体か焼生成物1gにつき溶液10m
lを用いて塩酸の1モル溶液に60℃において4時間接
触させた。次に、物質を濾過し、脱イオン水で洗浄し、
110℃において乾燥した。Na,Al,Siの分析は
次のモル組成を示した: 34.9SiO2 −Al2 O3 −0.001Na2 O
物質を周囲温度において塩酸1モル溶液と2時間接触さ
せることによってイオン交換を実施した以外は、例13
をくり返した。イオン交換処理を2回くり返し、その後
に物質を濾過し、脱イオン水で洗浄し、110℃におい
て乾燥した。Na,Al,Siの分析は次のモル組成を
示した: 32.0SiO2 −Al2 O3 −0.002Na2 O
着能(sorptive capaity)を測定し
た。表10は収着結果を含む。比較のためのゼオライト
NU−87のデータはヨーロッパ特許第A377,29
1号に見出される。データはCIローバル ミクロバラ
ンス(Robal Microbalance)を用い
て得た。サンプルを7時間か焼し、測定の前に550℃
において2時間排気した。結果は相対圧力(relat
ive pressure)(P/P0 )における吸収
量%(w/w)として表現した、P0 は飽和蒸気圧であ
る。見かけの充填空隙率(apparentvoida
dge filled)は、液体かそれらの正常密度を
収着温度において維持すると推定して、算出した。
4時間か焼し、次に550℃において24時間か焼し
た。次に生ずる物質を固体か焼生成物1gにつき溶液1
0mlを用いて塩酸の1モル溶液に周囲温度において2
時間接触させた。次に物質を濾過し、脱イオン水で洗浄
し、乾燥し、塩酸とのイオン交換をくり返した。最後
に、物質を濾過し、脱イオン水で洗浄し、110℃にお
いて乾燥した。Na,Al,Siの分析は次のモル組成
を示した: 34.0SiO2 −Al2 O3 −0.001Na2 O
4時間か焼し、次に550℃において24時間か焼し
た。次に生ずる物質を固体か焼生成物1gにつき溶液1
0mlを用いて塩酸の1モル溶液に周囲温度において2
時間接触させた。次に物質を濾過し、脱イオン水で洗浄
し、乾燥し、塩酸とのイオン交換をくり返した。最後
に、物質を濾過し、脱イオン水で洗浄し、110℃にお
いて乾燥した。Na,Al,Siの分析は次のモル組成
を示した: 30.9SiO2 −Al2 O3 −0.09Na2 O
24時間か焼し、次に550℃において24時間か焼し
た。生ずる物質を固体か焼生成物1gにつき溶液10m
lを用いて、塩酸の1モル溶液と60℃において4時間
接触させた。次に物質を濾過し、脱イオン水で洗浄し、
乾燥し、塩酸とのイオン交換をくり返した。生ずる物質
を次に空気中、550℃において24時間か焼した。最
後に、物質を濾過し、脱イオン水で洗浄し、110℃に
おいて乾燥した。Na,Al,Siの分析は次のモル組
成を示した: 25.5SiO2 −Al2 O3 −0.05Na2 O サンプル中の残留ナトリウムは方沸石及び/又は方ソー
ダ石不純物に関連すると考えられる。
例16をくり返した。Na,Al,SiのAASによる
分析は次のモル組成を示した: 22.7SiO2 −Al2 O3 −0.05Na2 O
ークアップ(worked−up)」し、残りの物質と
は別に活性化した。生成物を濾過し、脱イオン水で洗浄
し、110℃で乾燥した。生ずる物質を空気中450℃
において24時間か焼し、次に550℃において24時
間か焼した。次に、生ずる物質を固体か焼生成物1gに
つき溶液10mlを用いて、塩酸の1モル溶液に60℃
において4時間接触させた。物質を次に濾過し、脱イオ
ン水で洗浄し、乾燥し、塩酸とのイオン交換をくり返し
た。最後に、生ずる物質を空気中、550℃において1
6時間か焼した。Na,Al,Siの分析は次のモル組
成を示した: 27.0SiO2 −Al2 O3 −0.04Na2 O
間、次に550℃において24時間か焼した。次に、生
ずる物質を固体か焼生成物1gにつき溶液10mlを用
いて、塩酸の1モル溶液に60℃において4時間接触さ
せた。物質を次に濾過し、脱イオン水で洗浄し、110
℃において乾燥した。Na,Al,Siの分析は次のモ
ル組成を示した: 33.3SiO2 −Al2 O3 −<0.001Na2 O
応物質のシリカ/アルミナ比に感受性である。この例は
160℃において実施した製造に関してこの関係を実証
する。種々なシリカ/アルミナ比を有する反応混合物を
用いて一連の製造を実施した。個々の製造の詳細は表1
1と12に記載する。全ての製造はシリカ供給源として
「SYTON X30」を用い、アルミナ供給源として
アルミン酸ナトリウム(BDH社)を用いた。表11と
12に記載した反応組成は「SYTON X30」中に
存在するナトリウムを無視して算出した。反応混合物は
例9に述べたように製造した。
験した。図13は、NU−85に特徴的な10.3Å対
11.1Åと3.84Å対3.72ÅX線ライン相対強
度対反応混合物中のSiO2 /Al2 O3 比のプロット
である。3.37Å対3.42Åのライン比はこのプロ
ットに含めない、この理由は一部のサンプル中の方沸石
不純物の存在が3.42Åラインの実際の強度を遮へい
するからである。
アルミニウム含量が増加すると、すなわちSiO2 /A
l2 O3 比が低下すると、生成物がNU−85特性(c
haracter)を多く有するようになる、すなわち
10.3Åライン対11.1Åラインの相対強度と3.
84Åライン/3.72Åラインの相対強度とが低下す
ることを示す。
/Al2 O3 比では、この傾向は逆転し、生成物のNU
−85特性は低下する。SiO2 /Al2 O3 比が約2
7〜30の範囲内である場合には、NU−85特性度は
上昇してから、再び低下する。
成物中に存在するNU−85特性度の初期低下と実際
に、全体的な「くぼみ状(well−shaped)」
プロットとは方沸石不純物の形成に関係すると考えられ
る。アルミニウム富化相である方沸石はアルミニウムに
対してシンク(sink)として作用し、その結果反応
混合物が高い有効SiO2 /Al2 O3 比を有するよう
になると考えられる。この例は、NU−85の製造が反
応混合物のアルミニウム含量に決定的に依存することを
実証する。アルミニウムがあまりに多く又はあまりに少
なく存在するならば、EU−1がNU−85に優先して
形成される。
3 −10Na2 O−10HexBr2 −3000H2O
を、 「SYTON X30」(モンサント;30%シリカ 含有コロイドシリカゲル) 171.7g アルミン酸ナトリウム(BDH社:27.83%Na2 CO2 38.90%w/wAl2 O3 ,33.25%w/wH2 O) 8.73g HexBr2 溶液(水中に38.6%w/wHexBr2 含有) 134.0g 水 565.1g から製造した。上記モル組成には「SYTON X3
0」中に存在するナトリウムを含まない。この混合物は
次のように製造した: A−水250g中に水酸化ナトリウムとアルミン酸ナト
リウムとを含む溶液 B−水150g中にHexBr2 を含む溶液 C−残りの水中に「SYTON X30」を含む分散液 溶液Aを溶液Bに加え、生ずる溶液を攪拌しながら分散
液Cに加えた。滑らかなゲルが得られるまで攪拌を続け
た。生ずる混合物を1リットル−ステンレス鋼オートク
レーブに移し、170℃においてピッチドーパドル式イ
ンペラーを用いて300rpmで攪拌しながら反応させ
た。調製物から定期的にサンプル採取し、反応温度にお
ける144時間後に、調製物を周囲温度にクラッシュ冷
却し、生成物を取出した。生成物を濾過し、脱イオン水
で洗浄し、110℃で乾燥した。
検出可能な結晶質不純物を含まないゼオライトNU−8
5の高結晶質サンプルと同定した。特徴的なXRDライ
ンの強度を次に示す: 強度比(小数点以 間 隔 Å 強 度 下1桁の概数) 関係(b) 3.84vs3.72 30.15vs28.92 1.0 関係(a) 10.3vs11.15 12.61vs25.63 0.5 関係(c) 3.37vs3.42 21.36vs22.54 0.9
exBr2 ,H2 O (2)試薬:SiO2 =「SYTON X30」(BD
H); SA =アルミン酸ナトリウム(BDH); Soln=HexBr2 溶液 他の場合には固体HexBr2 を用いた。
む触媒組成物と、触媒としてゼオライトNU−85を用
いる触媒プロセスを提供する。
あることが好ましく、Y2 O3 はアルミナであることが
好ましい。このような触媒は広範囲な触媒プロセスに多
様なフィードストックと共に用いられる。ゼオライトN
U−85の触媒有効形には、前記方法によって製造され
た、水素形とアンモニウム形がある。
種以上の元素、特に金属又はその陽イオン、又は前記元
素の化合物、特に金属酸化物をも含む。このような触媒
は前記元素、陽イオン又は化合物、又は前記陽イオン又
は化合物の適当な先駆体によるゼオライトのイオン交換
又は含浸によって製造される。このようなイオン交換又
は含浸は「製造したまま」のゼオライトNU−85、か
焼形、水素形及び/又はアンモニウム形及び/又は他の
置換形に対して実施される。
ン交換によって製造する場合には、金属の完全な置換を
行うことが望ましい、金属の完全な置換は置換可能な部
位の実質的に全てが金属によって占められることを意味
する。このような形態は例えばキシレンの分離のような
分離プロセスに特に有用である。しかし、大ていの場合
に、金属の部分的な置換のみを行い、残りの部位は他の
陽イオン、特に水素又はアンモニウムイオンによって占
められることが望ましい。ある場合には、イオン交換に
よって2種以上の金属陽イオンを導入することが望まし
い。
して触媒を形成する場合には、金属化合物を適当量加え
るが、大ていの用途には一般に20重量%が充分であ
り、ある用途には10重量までが充分であり、5%まで
の量もしばしば適当である。含浸は触媒製造分野で公知
の適当な方法を用いて実施される。
ようなものとして用いられるが、これらを処理して活性
誘導体を製造することもできる。処理には、例えば水素
含有雰囲気下での金属形又は他の還元形を製造する還元
がある。このような処理は触媒製造の適当な段階で実施
することができる、又は触媒反応器中で便利に実施する
こともできる。
は、任意に、不活性又は触媒活性である無機マトリック
スを結合させることができる。マトリックスはゼオライ
ト粒子を例えばペレット又は押出成形体のような、特定
の形状に維持するための唯一の結合剤として存在しう
る、又は例えば触媒の単位重量あたりの活性を制御する
不活性な希釈剤として機能しうる。無機マトリックス又
は希釈剤がそれ自体触媒活性である場合には、ゼオライ
ト/マトリックス触媒の有部部分を形成しうる。適当な
無機マトリックス及び希釈剤には、例えばシリカ、種々
な形式のアルミナ、例えばベントナイトのような粘度、
モンモリロナイト、海泡石、アタパルジャイト、フラー
土、及び例えばシリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニ
ア、シリカ−トリア、シリカ−ベリリア又はシリカ−チ
タニアのような合成多孔質物質がある。マトリックスの
組合せ、特に不活性マトリックスと触媒活性マトリック
スとの組合せも本発明の範囲内で考えられる。
物質又は複数のマトリックス物質と結合させる場合に
は、全組成物中のマトリックス物質の割合は通常90重
量%まで、好ましくは50重量%まで、特に好ましくは
30重量%までである。
モレキュラーシーブスをゼオライトNU−85と組合せ
て、触媒を形成することができる。このような組合せは
このようなものとして用いることができる、又は1種以
上の前記マトリックスと組合せて用いられる。このよう
な総合組成物の特定の使用例は流体接触クラッキング触
媒添加剤であり、この場合にはゼオライトNU−85が
全触媒の0.5〜5重量%の量で用いられることが好ま
しい。他の用途には、ゼオライトNU−85を例えばア
ルミナ付き白金のような、他の触媒と組合せることがで
きる。
及び/又は他のゼオライト物質との混合には、例えば押
出成形体、ペレット又は顆粒のような、使用触媒の最終
形状に特に適した便利な方法が用いられる。
リックスの他に金属成分(例えば、水素化/脱水素化成
分又は他の触媒活性金属)と結合した触媒を形成する場
合には、マトリックス物質を加える前のゼオライトNU
−85に又はゼオライト−マトリックス組成物に金属成
分を置換又は含浸させることができる。ある用途には、
マトリックス物質をゼオライトNU−85と混合する前
にマトリックス物質の全体又は一部に金属成分を加える
ことが有利である。
化水素転化触媒をCu,Ag,Ga,Mg、Ca,S
r,Zn、Cd、B,Al,Sn,Pb,V,P,S
b,Cr,Mo,W,Mn,Re,Fe,Co,Ni及
び貴金属から成る群から選択された元素から誘導される
1種以上の陽イオン又は酸化物によるゼオライトのイオ
ン交換又は含浸によって製造することができる。
属のNi,Co,Pt,Pd,Re及びRhのような1
種以上の水素化及び/又は脱水素化用成分を含む場合に
は、このような成分は適当な金属化合物のイオン交換又
は含浸によって導入することができる。
は、飽和及び不飽和脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、
酸素化有機化合物、及び窒素及び/又は硫黄含有有機化
合物ならびに他の官能基を含む有機化合物に関係する反
応に用いられる。
組成物は異性化、トランスアルキル化と不均化、アルキ
ル化と脱アルキル化、脱水と水和、オリゴマー化と重合
環化、芳香族化、クラッキング、水素化と脱水素化、酸
化、ハロゲン化、アミン合成、水素化脱硫と水素化脱窒
素、エーテル形成及び一般に有機化合物の合成を含む反
応に通常用いられる。
に選択された条件下で、液相又は気相で実施される。例
えば、気相で実施される反応は流動床、固定床又は移動
床操作を含むことができる。プロセス希釈剤を必要に応
じて用いることができる。特定の条件に依存して、適当
な希釈剤には不活性ガス(例えば、窒素又はヘリウ
ム)、炭化水素、二酸化炭素、水又は水素がある。希釈
剤は不活性であるか又は化学的効果を及ぼすことができ
る。特に水素を用いる場合には、例えばNi,Co,P
t,Pd,Re又はRhの金属の中の1種以上の、水素
化/脱水素化成分のような金属成分を触媒組成物の一部
として含めることが有利である。
又はアルキルベンゼン混合物を気相又は液相における異
性化条件下でゼオライトNU−85含有触媒と接触させ
ることを含む炭化水素転化方法を提供する。
る異性化反応は、アルカン及び置換芳香族分子、特にキ
シレンを含む反応である。このような反応には水素の存
在下で実施されるような反応がある。異性化反応に特に
用いられるゼオライトNU−85を含む触媒組成物はN
U−85がその酸(H)形、陽イオン置換形、又は他の
金属含有形又はこれらの組合せであるような組成物であ
る。金属が例えばNi,Co,Pt,Pd,Re又はR
hのような水素化/脱水素化成分であるような形態が特
に有用である。
れる特定の異性化反応には、キシレン異性化及びキシレ
ン、パラフィン、特にC4 〜C10直鎖炭化水素のヒドロ
異性化(hydro−isomerization)、
又はオレフィン異性化及び接触脱ろうがある。
気相で実施することができる。液相における適当な異性
化条件は0〜350℃の範囲内の温度、1〜200絶対
気圧、好ましくは5〜70絶対気圧の範囲内の圧力を含
み、流動系で実施する場合には、触媒組成物総量に基づ
いて、特に1〜30時-1の範囲内の重量毎時空間速度
(weight hourly space velo
cily)(WHSV)を含む。任意に、希釈剤が存在
することができ、用いる異性化条件よりも高い臨界温度
を有する希釈剤の1種以上を用いることが好ましい。希
釈剤は、存在する場合に、供給材料(feed)の1〜
90重量%を占めることができる。気相のキシレン異性
化ヒドロ異性化反応は最も適切には100〜600℃の
範囲内の温度、好ましくは200〜500℃、0.5〜
100絶対気圧、好ましくは1〜50絶対気圧の範囲内
の圧力、及び触媒組成物総量に基づいて80までのWH
SVにおいて実施される。
実施する場合には、好ましい水素化/脱水素化成分はP
t又はNiである。水素化/脱水素化成分は通常触媒総
量に基づいて0.05〜2重量%の量で加えられる。触
媒組成物には付加的な金属及び/又は金属酸化物が存在
しうる。
シレン供給材料中に40重量%までの量で存在しうる。
ゼオライトNU−85含有触媒組成物上で、エチルベン
ゼンはそれ自体でトランスアルキル化を行って、キシレ
ンと共により重質及びより軽質の芳香族化合物を形成す
る。エチルベンゼンも反応して、特に400℃より高温
においてベンゼンと軽質ガスを形成する。このようなア
ルキルベンゼン含有キシレン供給材料では、水素化/脱
水素化用成分と共にゼオライトNU−85を含む触媒組
成物上で、水素の存在下において反応を実施する場合
に、エチルベンゼンの一部がキシレンに異性化する。キ
シレン異性化反応を炭化水素化合物、特にパラフィン又
はナフタレンの存在下で実施することは、付加的な水素
の有無に関係なく、有利である。炭化水素の存在下では
キシレン損失を招く反応が抑制され、特に水素の不存在
下で反応を実施する場合に、触媒寿命が延長されるの
で、炭化水素は触媒性能を改良するように思われる。
アルキル芳香族化合物を気相又は液相においてトランス
アルキル化条件下でゼオライトNU−85含有触媒と接
触させることから成る炭化水素転化プロセスを提供す
る。
スアルキル化反応と不均化反応に、特にモノ−,ジ−,
トリ−及びテトラ−アルキル置換芳香族分子、特にトル
エンとキシレンを含む反応に非常に貴重である。
用であるNU−85含有触媒組成物には、NU−85成
分がその酸(H)形、その陽イオン置換形、又は他の金
属含有形又はこれらの組合せであるような組成物があ
る。酸形が特に有用であり、金属が例えばNi,Co,
Pt,Pd,Re又はRhのような水素化/脱水素化用
成分であるような形態が有用である。
不均化反応及びトルエンと炭素数9の芳香族化合物、例
えばトリメチルベンゼンとの反応がある。
存在下又は不存在下のいずれにおいても実施されるが、
水素の存在は触媒不活化の抑制を助成するので、好まし
い。最も適切な反応条件は、250〜650℃好ましく
は300−550℃の範囲の温度;0.3〜100絶対
気圧、好ましくは1−50絶対気圧の範囲の圧力;50
までの重量毎時空間速度(触媒組成物総量を基準にし
て)である。
場合には、触媒は任意に水素化/脱水素化用成分を含む
ことができる。好ましい水素化/脱水素化成分はPt,
Pd又はNiである。水素化/脱水素化用成分は通常、
触媒組成物総量の5重量%までの量である。
芳香族化合物を適当なアルキル化用化合物とアルキル化
条件下、気相又は液相においてゼオライトNU−85含
有触媒上で反応させることを含む炭化水素転化方法を提
供する。
であるアルキル化反応には、ベンゼン又は置換芳香族分
子のメタノール又はオレフィン又はエーテルによるアル
キル化がある。このようなプロセスの特別な例には、ト
ルエンのメチル化、エチルベンゼン合成、エチルトルエ
ン及びクメンの形成を含む。本発明のこの態様によるプ
ロセスに用いられるアルキル化触媒は、さらに他の物
質、特に触媒性能を改良する金属酸化物を含むことがで
きる。
フィン及びガソリンを含めた炭化水素を形成するため
の、例えばメタノール及び高級アルコールのようなアル
コール類の脱水を含む反応に用いられる。NU−85を
含めた触媒を用いる脱水反応の他のフィードストックに
はエーテル,アルデヒド及びケトンがある。
ばエテンプロペン又はブテンのような不飽和化合物、例
えばプロパン又はブタンのような飽和化合物、又は例え
ば軽ナフサのような炭化水素混合物に対するオリゴマー
化反応、環化反応及び/又は芳香族化反応を実施するこ
とによって炭化水素を製造することができる。ある種の
反応に対して、特に芳香族化反応に対しては、触媒は通
常金属又は金属酸化物、特に白金、ガリウム、亜鉛又は
これらの酸化物を含むことができる。
フィンもしくは芳香族又はこれらの混合物のクラッキン
グを含めた、多様なクラッキング反応に有用である。ク
ラッキング反応の生成物を改良するための流体接触クラ
ッキング触媒添加剤としてのゼオライトNU−85の使
用は特に重要である。ゼオライトNU−85は接触脱ろ
う又は水素化クラッキングプロセスの触媒の1成分とし
て用いることもできる。
素のような水素化/脱水素化プロセスは、適当なフィー
ドストックを適当な条件下でゼオライトNU−85含有
触媒と接触させることによって、特にこの触媒が例えば
Ni,Co,Pt,Pd,Re又はRuのような水素化
/脱水素化用成分をも含む場合に、適切に実施される。
の、例えばメタノールとアンモニアとからのメチルアミ
ンの製造のための触媒の1成分として有用である。
ールの反応による又はオレフィンとアルコールとの反応
によるエーテルの形成のための有用な触媒である。
いたプロセスとに関する本発明を下記例によってさらに
説明する。
範囲内のサイズの凝集体に圧縮した。この物質1gを4
mm内径ステンレススチール鋼反応器に入れ、大気圧、
500℃において空気中で16時間か焼した。空気を窒
素に入れ替え、反応器と内容物を350℃に冷却した。
次に、水素を反応器に通し、圧力を2069kPaに上
昇させた。水素流量を大気圧下で測定して1728cm
3 /時に設定した。1時間後に、トルエンを液体1.9
ml/時の速度で水素流に導入した。水素対トルエンの
モル比は4対1であり、固体の単位重量あたりの水素の
重量は1.64であった。反応を7時間続け、この間に
トルエンの47%転化を維持するために温度を段階的に
高めた。
用いてこの方法をくり返した。(*例12からの最終生
成物の一部を例17に述べた方法と同じ方法によって活
性化して、試験した)。150時間の反応時間後の試験
からの生成物の組成を下記の表13に示す。
ずるために必要な温度によって実証されるように、トル
エン不均化反応に異なる活性を有することを示す。
めに必要な温度によって測定されるトルエン不均化反応
におけるゼオライトNU−85の上記サンプルの活性
を、3.86±0.08ÅXRDライン強度対3.71
±0.07ÅXRDライン強度の比と比較した。
サンプルのXRDにおける特徴的なラインの相対強度と
の間に直接の関係があることを説明する。これはゼオラ
イトNU−85が物質群であることを実証する。
6からの物質の一部を用いて試験した。この方法はエッ
チ.ラステリ ジュニア(H.Rastelli J
r)、ビーエム ロク(BM Lok)、ジェイ.エ
イ.デュイスマン(J.A.Duisman)、ディ.
イー.イール(D.E.Earls)及びジェイ.テ
ィ.ムルハウプト(J.T.Mullhaupt)、カ
ナジアン ジャーナル オブ ケミカル エンジニアー
リング(Canadian Journal of C
hemical Engineering)60巻,1
982年2月、44〜49頁によって述べられた方法に
従ったものであり、この文献の内容は参考文献としてこ
こに関係する。
し、破壊し、ふるい分けして、500〜1000ミクロ
ンサイズ画分を得た。この物質0.268gをステンレ
ス鋼微小反応器(内径4.6mm)に入れ、グラスウー
ルとガラスボール上で支えた。次に物質を乾燥窒素流中
で500℃において5.5時間加熱することによって
「その場で」脱水した。n−ブタン2.19%v/v、
窒素15.36%v/v及びヘリウム82.45%v/
vを含む供給材料を触媒床上に通した。触媒床を500
℃の温度と大気圧に維持した。分解生成物をガスクロマ
トグラフィーによって分析した。このことはゼオライト
がn−ブタンをC1 〜C3 炭化水素に分解することを示
した。50.0cm3 /分の供給材料流量において、3
7.0%のn−ブタン転化率が測定された。これは上記
参考文献に記載の式を用いて、83cm3 /8分のKA
に対応する。
において5時間加熱することによって、再生した。供給
材料を49.6cm3 /分の供給材料流量で再導入し、
n−ブタン転化率32%が測定された。これは72cm
3 /g・分のKA に相当する。この例は、ゼオライトN
U−85がn−ブタンクラッキングの活性触媒であるこ
とを示す。
え、ミクロ活性試験(MAT)ランにおいてクラッキン
グ生成物に対するその効果を監視することによって、流
体接触クラッキング(FCC)添加剤として評価した。
t) 用いたベースFCC触媒はResoc−IE−Cat
〔グレース ダヴィットソン(Grace David
son)〕であった。「E−Cat」はこの触媒がFC
Cプラントで稼動中に不活化したことを示す。このベー
ス触媒を空気中、550℃において24時間か焼するこ
とによって脱炭素した。Resoc−1は稀土類置換超
安定化(ullrastabilized)Yゼオライ
ト主成分触媒(噴霧乾燥形)である。
5(Resoc−1,E−Catの重量基準)を含む触
媒を製造することによって、NU−85サンプルを試験
した(NU−85の重量%は無水物に基づくものであ
る)。個々の触媒はベース触媒と例16からの物質の一
部とを完全に物理的に混合することによって製造した。
次の混合物を圧縮した。生成したペレットを破壊し、ふ
るい分けして、44〜70ミクロンの範囲内のサイズを
有する顆粒を得た。
シンシナチガスオイル(Cincinnati gas
oil)であった。この物質の性質は次の通りであっ
た: 真空蒸留 ℃ 10% 760mm 312.7 (595°F) 30% 362.8 (685°F) 50% 407.2 (765°F) 70% 451.7 (845°F) 80% 501.1 (934°F) シンシナチガスオイル0.897gと触媒2.5gとを
用いて、固定床装置において、MATランを実施した。
接触時間は80秒間であった。個々のランの重量毎時空
間速度(WHSV)を表15に記載する。
8℃(1000°F)において1時間か焼した。各ラン
の出発温度は515.5℃(960°F)であった。生
成物をガスクロマトグラフィー毛管分析によって実施
し、この研究から生成ガソリンのオクタン価を算出する
ことができた。表15にこのデータをリストする。
−85の添加がC3 及びC4 パラフィンとオレフィンの
収量を増加させるが、これはガソリン収量の低下という
犠牲を伴うものであることが分る。FCCガソリンとア
ルキレート(alkylate)との総収量は本質的に
変化しなかった。ゼオライトNU−85添加剤はガソリ
ンのRONを2ポイント高めた。ガソリンの分析はこれ
が主としてC6 〜C8芳香族(ベンゼン,トルエン,エ
チルベンゼン,キシレン)の濃度の上昇によるものであ
ることを示した。
30ml及び脱イオン水50mlから成るスラリーを閉
鎖容器内で室温において4時間攪拌した。(クロロ白金
酸溶液は脱イオン水25ml中に白金0.340gの同
等量を含んだ)。次に回転蒸発器を用いて混合物から水
を蒸発させ、生じた溶液を空気中、500℃において3
時間攪拌した。このように製造された白金含浸ゼオライ
ト粉末を電子吸着分光法(Atomic Adsort
ion Spectroscopy)(AAS)によっ
て分析し、0.4重量%の白金を含むことが判明した。
粉末をペレット化し、破壊し、ふるい分けして、500
〜1000ミクロンサイズ画分を得た。
(内径4.2mm)に移し、水素流下250℃、420
psigの圧力において19時間還元した。予めモレキ
ュラーシーブ上で乾燥した液体n−ペンタンを蒸発さ
せ、水素ガスと混合し、H2 対ペンタン1.6:1のモ
ル比を有する混合物を得た。この混合物を437psi
gの圧力及び251℃の温度において、0.9時-1の重
量毎時空間速度(n−ペンタンに基づく)で触媒床上に
通した。反応器床を出る生成物をオンラインクロマトグ
ラフィーで分析した。イソペンタン61%とn−ペンタ
ン39%を含むことが判明した。これは61%の転化率
に対応する。251℃での可能な最大転化率は72%で
あるので、すなわちn−ペンタンとイソペンタンの限定
熱力学的平衡混合物が形成されるので、Pt−NU−8
5触媒により得られる高い転化率はn−ペンタンヒドロ
異性化におけるその高い活性を実証する。
い分けして、500〜1000ミクロンサイズ画分を得
た。この物質のサンプル(2.91g)を管状ステンレ
ス鋼微小反応器に入れ、アンモニアを導入する前に、窒
素流下で180℃に加熱した。さらに300℃に加熱し
た後に、メタノールを導入し、望ましいメタノール転化
が得られるように条件を調節した。反応生成物をオンラ
インガスクロマトグラフィーによって測定し、モノ−、
ジ−及びトリ−メチレンの混合物から成ることが判明し
た。350℃の温度において、アンモニア/メタノール
のモル比2を含む供給材料を用いて、ガス毎時空間速度
(GHSV)1100時-1で2日間生産した後に、メタ
ノール転化率は99%であり、生成物はモノメチルアミ
ン36モル%、ジメチルアミン26%及びトリメチルア
ミン36モル%から成るものであった。この例はアミン
の製造用触媒としてゼオライトNU−85の使用を実証
する。
るい分けして、サイズ425〜1000ミクロンの凝集
体を得た。凝集体0.5gを5mm内径ステンレス鋼管
状反応器に入れ、空気中、500℃、大気圧において1
6時間か焼した。空気を窒素によってパージし、反応器
と内容物を300℃に冷却した。
給し、300℃、大気圧において反応器に通した。速度
は最初10ml液体/時であった。生成物は定期的に分
析した。24時間後に、温度を360℃に上げ、供給速
度を5.0ml/分に減じた。転化率が低下した場合に
は、温度をさらに高めた。供給材料と得られた生成物組
成を表16に示す。この結果は、NU−85が特に40
0℃より高温において、ごく僅かなキシレン損失のみで
キシレンの異性化に触媒作用を及ぼすことを示す。効果
的キシレン異性化プラント操作のために望ましい、エチ
ルベンゼン損失は非常に高かった。
ライトNU−85のサンプル(0.5g)を空気中、3
00℃において16時間か焼した。次に、反応器が30
0℃に冷却された時に、反応器を窒素でパージした。ト
ルエンとメタノールの3:1のモル比の混合物を300
℃の温度、大気圧において反応器に供給した。種々な時
点での生成物中の芳香族化合物の組成を表17に示す。
ライトNU−85のサンプル(0.5g)を空気中、5
00℃において16時間か焼した。次に、反応器を窒素
でパージし、350℃に冷却した。ベンゼンとエチレン
との、3:2のモル比での混合物を300℃、20Ba
rで反応器に供給した。種々な時点と温度における生成
物の組成を表18に示す。これらの結果から、エチルベ
ンゼンに対する全体的選択性が高いことが明らかであ
る。生成物からの除去が困難であるキシレンは検出され
なかった。
るい分けして、サイズ425〜1000ミクロンの凝集
体を得た。凝集体0.1gを3mm内径ステンレス鋼反
応器に入れ、空気中、500℃、大気圧において16時
間か焼した。空気を窒素でパージし、反応器と内容物を
330℃に冷却した。次に水素を反応器に導入し、圧力
を6.7bar.に高めた。反応器への水素流を4.9
2リットル/時に設定した。C8 芳香族炭化水素の混合
物を水素流に5.70ml液体/時の速度で加えた。
(水素/炭化水素のモル比は4:1であった)。生成物
を定期的に分析した。転化が不良であった場合は温度を
段階的に高めた。試験の終了時に、炭化水素供給速度を
2倍にし、水素供給速度は変えなかった。供給材料と生
成物の組成を表19に示す。
10-3M溶液16mlと共に60℃において3時間攪拌
した。水分を回転蒸発によって除去した。生ずる粉末を
AASによって分析して、ガリウム0.4重量%を含む
ことが判明した。粉末をペレット化し、破壊し、ふるい
分けして、500〜1000ミクロンサイズ画分を得
た。この画分0.45gをステンレス鋼管状反応器内で
乾燥空気流下、1.5リットル/時の速度で532℃に
おいて3時間か焼した。窒素中プロパンガスの供給材料
(29%プロパン)をか焼した物質上に1.5psig
プロパンの圧力下、重量毎時空間速度1.95時-1で供
給した。温度は532℃であった。生じた気体生成物を
ガスクロマトグラフィーによって分析した。反応温度に
おいて13分間稼動した後のガス分析は、プロパン供給
材料の21%が転化したことを示した。気体炭化水素生
成物中のベンゼンの濃度は14.5重量%、トルエン濃
度は14.5重量%、キシレン異性体の濃度は1重量%
であった。それ故、気体炭化水素生成物中の芳香族類の
総濃度は30%であった。この例はガリウム含浸ゼオラ
イトNU−85のプロパンの芳香族化への使用を説明す
る。
の顕微鏡写真である。
の顕微鏡写真である。
パターンである。
析パターンである。
析パターンである。
析パターンである。
パターンである。
る。
る。
回析パターンを示す。
線回析パターンを示す。
線回析パターンを示す。
ラインの強度比対SiO2 /Al2 O3 のプロットであ
る。
−85の活性の3.86Åライン/3.71Åラインの
強度比に対するプロットである。
Claims (20)
- 【請求項1】 不連続帯を含む結晶から成り、その構造
は、各個にゼオライトEU−1及びゼオライトNU−8
7の構造に特徴的であり、前記帯がそれらの間に実質的
な結晶格子連続性を示すNU−85なる名称のゼオライ
ト。 - 【請求項2】 無水物基準で酸化物のモル比として、次
式: 100XO2 :10以下Y2 O3 :20以下R2 /nO 〔Rは原子価nの1種又はそれ以上の陽イオンであり、
Xはケイ素及び/又はゲルマニウムであり、Yはアルミ
ニウム、鉄、ガリウム、ホウ素、チタン、バナジウム、
ジルコニウム、モリブデン、ヒ素、アンチモン、クロム
及びマンガンからの1種又はそれ以上である〕で表され
る組成を有し、その製造したまま(as- prepar
ed)の形において、ゼオライトEU−1の20±0.
2Åフリンジ(fringe)を示すように配向した場
合に、前記ゼオライトEU−1の20±0.2Åフリン
ジと共にインターグローした(intergrown)
12.5±0.2Åフリンジの格子イメージと及び/又
は表1に示したラインを含むX線回析パターンを示すN
U−85なる名称のゼオライト。 - 【請求項3】 無水物基準で、酸化物のモル比として、
次式: 100XO2 ;10以下Y2 O3 :10以下Q:10以
下M2 O 〔式中Qは次式: 〔(R1 R2 R3 )N(CH2 )m N(R4 R
5 R6 )〕2+ (式中R1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5 及びR6 は相互に
独立的にC1 〜C3 アルキルであり、mは6又は7であ
り、Mはアルカリ金属及び/又はアンモニウムである)
によって表されるポリメチレンアルファーオメガアンモ
ニウム陽イオンである〕によって表される組成を有する
請求項1記載の製造したままのゼオライト。 - 【請求項4】 その水素形、アンモニウム形又は金属含
有形である請求項2記載のゼオライト。 - 【請求項5】 Xがケイ素であり、Yがアルミニウムで
ある請求項2又は3に記載のゼオライト。 - 【請求項6】 190℃以下の温度において少なくとも
1種の酸化物XO2〔Xはケイ素及び/又はゲルマニウ
ムである〕の供給源、少なくとも一種の窒素含有有機陽
イオンQ〔Qは式:〔(R1 R2 R3 )N(CH2 )m
N(R4 R5R6 )〕2+(R1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R
5 及びR6 は相互に独立的にC1 〜C3 アルキルであ
り、mは6又は7である)で表されるポリメチレンα,
ω−ジアンモニウム陽イオン又はその先駆体である〕、
少なくとも1種の酸化物Y2 O3〔Yはアルミニウム、
鉄、ガリウム、ホウ素、チタン、バナジウム、ジルコニ
ウム、モリブデン、ヒ素、アンチモン、クロム及びマン
ガンの中の1種以上である〕の供給源、及び任意に一価
陽イオンの供給源を含む水性混合物であって、次のモル
組成:XO2 /Y2 O3 20〜40の範囲内,(R
1/n )OH/XO2 0.01〜2の範囲内,H2 O/
XO2 1〜500の範囲内,Q/XO2 0.005
〜1の範囲内,LpZ/XO2 0〜5の範囲内〔上記
化学式中、RはQ及び/又はMを含む、原子価nの陽イ
オンであり、Mはアルカリ金属陽イオン及び/又はアン
モニウムであり、Zは原子価pの陰イオンであり、Lは
アルカリ金属及び/又はアンモニウムイオンである〕を
有する水性混合物を、温度とXO2 /Y2 O3 のモル比
をゼオライトNU−85が生ずるように選択しながら、
反応させる工程、及び結晶化が生ずるまで反応を続ける
工程を含む、請求項2記載のゼオライトNU−85の製
造方法。 - 【請求項7】 反応を180℃以下の温度において実施
し、XO2 /Y2 O3 モル比を25〜40の範囲内とす
る請求項6記載の方法。 - 【請求項8】 反応を160℃以下の温度において実施
し、XO2 /Y2 O3 モル比を25〜35の範囲内にす
る請求項6記載の方法。 - 【請求項9】 次の工程: (i)製造したままのゼオライトNU−85を任意にか
焼すること;及び (ii)酸又はアンモニウム塩溶液でイオン交換させる
こと を含むゼオライトNU−85の水素形の製造方法。 - 【請求項10】 Rが少なくとも部分的に水素である請
求項2記載のゼオライトNU−85を含む触媒。 - 【請求項11】 水素が部分的に又は完全に金属によっ
て置換された請求項10記載の触媒。 - 【請求項12】 Rが水素以外である請求項2記載のゼ
オライトNU−85を含む触媒。 - 【請求項13】 次の要素: (a)結合剤; (b)触媒担体物質; (c)他のゼオライト又はモレキュラーシーブ; (d)金属;及び (e)他の触媒 又はこれらの組合せから成る群から選択された成分をさ
らに含む請求項10〜12のいずれかに記載の触媒。 - 【請求項14】 前記有機化合物を転化条件下で請求項
10〜13のいずれかに記載の触媒と接触させることを
含む有機化合物転化方法。 - 【請求項15】 請求項10〜13のいずれかに記載の
触媒を用いる、水素の存在又は不存在下での芳香族炭化
水素のアルキル化及び脱アルキル化反応方法であって、
前記反応が (a)トランスアルキル化 (b)不均化反応 (c)脱アルキル化;及び (d)アルキル化 の中の1種又はそれ以上である方法。 - 【請求項16】 請求項10〜13のいずれかに記載の
触媒を用いる水素の存在下又は不存在下での置換芳香族
化合物又は脂肪族炭化水素の異性化方法。 - 【請求項17】 請求項10〜13のいずれかに記載の
触媒を用いる水素の存在下又は不存在下での脂肪族炭化
水素のクラッキング方法。 - 【請求項18】 請求項10〜13のいずれかに記載の
触媒を用いる高オクタンガソリンを製造するための炭化
水素フィードストックのクラッキング方法。 - 【請求項19】 請求項10〜13のいずれかに記載の
触媒を用いる脂肪族炭化水素の芳香族化方法。 - 【請求項20】 請求項10〜13のいずれかに記載の
触媒を用いる、アルコールとアンモニアとからのアミン
製造方法。
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