JPS60151210A - 結晶性シリカの製造方法 - Google Patents

結晶性シリカの製造方法

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JPS60151210A
JPS60151210A JP59263077A JP26307784A JPS60151210A JP S60151210 A JPS60151210 A JP S60151210A JP 59263077 A JP59263077 A JP 59263077A JP 26307784 A JP26307784 A JP 26307784A JP S60151210 A JPS60151210 A JP S60151210A
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    • Y10S423/22MFI, e.g. ZSM-5. silicalite, LZ-241

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】 本発明は結晶性シリカ、より特に単斜晶対称性の構造を
イ1する結晶性シリカ、の製造方法に関するものである
本発明の方法に従って製造される結晶性シリカは、例え
ばアルキル化および異性化の如、ぎ形状選択性を必要と
する反応分野において分子ふるい性および触媒性を示す
岐近の10年間に、ゼオライト分野または結晶性シリカ
分野において、新型の触媒類を見出すために多くの努力
がなされてきている。
ゼオライト型触媒に関する一つの問題点は、それらが少
量の水の存在下でさえ急速に脱活性化されるということ
である。脱活性化とは、反応物から生成物への高い転化
率が長期間にわたって維持されずその結果費用のかかる
触媒の交換または再生工程が必要であることを意味し、
それは全体的な工程効率を大きく減少させる。
最近では、米国特許4,061,724中で製造された
ようなシリカライト(silical−tte)型の結
晶性シリカはオルト斜方晶形対称を有しそして水蒸気安
定性を有することが認識されている。
シリカライト型結晶性シリカが水蒸気中である程度の形
状選択性を示すことも報告されている。
そのようなこれまでに存在している物質類を用いて得ら
れるものより大きい形状選択性が望まれている。
本出願人は同時出願中の出願の中で、単斜晶対称性を有
する結晶性シリカが興味ある形状選択性を有することを
開示している。
従って、単斜晶対称性を有する結晶性シリカ触媒の製造
方法がめられている。
本発明の一目的は従って1単斜晶対称性を有する結晶性
シリカ触媒を特に製造するための新規な方法を提供する
ことである。
本発明の他の目的は、形状選択性を必要とする反応にお
いて、特にバラアルキル化反応において、優れた触媒活
性を有する単斜晶対称性の結晶性シリカ触媒を製造する
方法を提供することである。
本発明の他の目的は、優れた触媒活性を有するだけでな
く優れた水蒸気安定性も示す単斜晶対称性を有する結晶
性シリカ触媒の製造方法を提供することである。
単斜晶対称性を有する結晶性シリカを製造するだめの本
発明に従う方法は、約80以上のシリカ対アルミナ原子
比を有するシリカライト型の結晶性シリカを空気中で少
なくとも500℃の温度において少なくとも3時間にわ
たってか焼する段階を包含している。
単斜晶対称性を有する結晶性シリカという語は1本発り
1で使用するときには1本発明に従うか焼後に特別なX
線回折パターンを有する結晶性シリカを意味する。その
ようなX線回折パターンを表1に示す。
1・面間間隔d(オンゲストロー1、) 相対的強度1
1.33 +00 10.18 52 9.8!3 22 B、7B IO 2,4116 8、0520 5−7411 5Jl 14 5.17 3 5、06 ? 5.01 8 4.64 7 4.38 9 4.28 1! 4、10 5 4.03 7 3.87 82 3.83 42 3.7? 22 :ll?3 48 3.67 15 3.64 15 3.61 4 3−50 5 3.48 7 3.41 4 3.37 ? 3.33 7 3.32 1+ 3.27 5 3.15 3 3、0B 6 3.05 R 3,0015 2,857 2,744 2,693 2,803 2,524 2,495 2,424 2,0210 2,009 1,883 本発明の結晶性シリカのX線回折パターンの最も重要な
特徴の−・つは、約d=3.65±0.02人の平面間
間隔におけるピークの分裂である。
単斜晶対称性を有する結晶性ソリ力を他のものと匿別す
るために使用できるX線回折パターンの他の特徴は、約
d=3.05〜3.06人の平面間間隔における二重線
の出現であり、一方−重線のピークは約d=:100±
0.02への平面間間隔において出現する。
本発明の単斜晶対称性の触媒を製造するために使用すべ
きシリカライト型の結晶性シリカは、水、シリカ源、ア
ルカリ金属酸化物および式(i)を有する第四級アンモ
ニルム塩または式(TI )を有する第四級ホスホニウ
ム塩( [式中、 R+ 、R2、R3およびR4はアルキル法であり、そ
して XはOHまたは1価の酸の基である] を含有している反応混合物を7〜14の間のPHにおい
て水熱結晶化して含水結晶性先駆体を生成することによ
り製造できる。
反応n合物中のシリカ源は一般にアルカリ金属珪酸塩、
発煙シリカ、シリカゾルおよびシリカゲルから選択され
る。
これらのシリカ源は常に少量のアルミナを含有している
ことに注意すべきである。
本発明に従うと、結晶性シリカ中に存在できるアルミナ
の砥はシリカ−アルミナ原子比が80以」二であるよう
にずべきである。好適にはシリカ−アルミナ原子比は1
20より高くすべきであり、200以J二もしくは20
00以1−の比も見られる。
非常に高いシリカ対アルミナ原子比の場合には、珪酸テ
トラエチルの調節しながらの加水分解によりゲルを製造
することにより、使用されるシリカ源が得られる。
結晶性シリカの製造においてi5慮すべき他の化合物は
第四級アンモニウム塩であり、それは一般に臭化もしく
は水酸化テトラプロピルアンモニウムおよび臭化もしく
は水酸化テトラエチルアンモニウムから選択され、臭化
テトラプロピルアンモニウムが好適である。
従って、結晶性シリカの製造においては、1モル−イオ
ンの第四級カチオン当たり150〜700モルのH2O
,13〜50モルのシリカおよびo、i〜6.5モルの
M2O(ここでMはアルカリ金属である)を含有してい
る少なくとも10のpHを有する反応混合物が製造され
る。反応混合物は、一般に約50〜150時間後にシリ
カの結晶が生成するまで、約100〜250℃の温度に
自生圧力下で保たれるウシリカライト型の結晶性シリカ
である得られた生成物を水で洗浄し、そして空気中で約
110℃において乾燥する。
単斜晶対称性の結晶性シリカ触媒を特別に製造するため
の方法は1.I:記で製造された生成物を空気中で少な
くとも3時間の期間にわたって少なくとも約500℃の
温度にか焼する段階を包含している。
出願人は、シリカライト型の結晶性シリカを約3時間よ
り短い時間だけか焼する場合には約850℃を越える温
度でも適当な触媒を生じないということを見出した。一
方、550〜650℃の間の温度に168時間程度の期
間にわたりか焼した約60以下のシリカ対アルミナ原子
比を4するシリカライト型の結晶性シリカも単斜晶対称
性な示さない。
末完り1の方法の−・態様によると、シリカライト型の
結晶性シリカのか焼時間は、シリカ対アルミナ原子比が
80より大きいという条件下では、一般に3〜96時間
であり、好適には5〜72時間である。
反応温度も屯要な要素である。この温度は単斜晶対称性
を得るのに充分まものにすべきであるが高すぎてはなら
ず、そしていずれの場合にも結晶性シリカから例えばク
リストバライト(cri−sLbalite)の如き他
の形への転化を避けるためには800℃を越えるべきで
はない。
一般にか焼温度は550〜650℃の間である。
r記の実施例は本発明の方法をより良く説明するための
ものであるが、それの範囲を限定しようとするものでは
ない。
g薯1」 250g(7)水中17)103g+7)0.8%(7
) N a 20を含有しているコロイド状シリカを6
2gのH2O中の24.3gの(C3H7) 4 N十
Br−と混合することにより結晶性シリカ触媒を製造し
、混合物に62gのH2O中の9.1gのNaOHを加
えた0合成中、混合物のPHは12.7から11.7に
変化した。その後、混合物をオートクレーブ中で3日間
にわたり175℃に加熱した。生成したシリカライト型
の結晶性シリカは酸化物で表わされた下記の分子式を有
していた:■ (丁PA) 2 0; 38 Si0 
2 ; 3.I Na20; 550 H20シリカラ
イト型の本発明の結晶性シリカは450のシリカ/アル
ミナ原子比を有していた。
この結晶性シリカを次に空気の存在ドで600℃におい
て10時間か焼した。か焼された結晶性シリカはd=3
.65人の平面間間隔における二重線を示すX線回折パ
ターンを有していた。さらに、X線パターンハ約d=3
.05〜3.06Aにおける二重線および約d=2.9
8〜3.00^における一重線を示した。該結晶性シリ
カは単斜晶対称性種類に属していた。
比較例IA 比較のために、に記と同じシリカライト型の結晶性シリ
カを475℃において1時間か焼した。
か焼した結晶性シリカは単斜晶対称性を生、v徴づける
特徴のいずれも有していなかった。
尖蒸1ヱ エチレンによるトルエンのアルキル化を水蒸気のイIイ
f下で下記の操作条件下で実施するために、実施例1で
製造された単斜晶対称性を有する結晶性シリカを使用し
た: l・ルエン/エチレンモル比二8.1 水/トルエンモル比=0.2 人[」温度:410℃ 圧力ニ 15 k g / c m 2ト)LyxンW
H5V : l 87 、555%のエチレン転化率に
おいて、エチルトルエンが7.4のパラ/メタ異性体比
で得られた。
比較のために、比較例IAで製造されたシリカライト型
の結晶性シリカを上記と同じ条件で試験した。
55%のエナし・ン転化率において、エチルトルエンが
2.7のパラ/メタ異性体比で得られた。
この実施例はアルキル芳香族炭化水素類のアルキル化反
応用に適している触媒を製造するだめの未発明の方法の
有利性を示している。
尺旌鼾 250gの水中の370.4gの0.12%のNa2O
を含有しているコロイド状シリカを200gのH2O中
の38gの(C3H7) 4 N”Br−と混合するこ
とにより結晶性シリカ触媒を製造し、混合物に200g
のH20Φの15.7gのN a OHを加えた。合成
中、程合物のpHは13.1から12に変化した。その
後、混合物をオートレクーブ中で311間にわたって1
75℃に加熱した。生成したシリカライト型の結晶性シ
リカは酸化物で表わされた下記の分子式を有していた: 1 (TPA)70;405i02 ; 3.25 N
a 20: 552 H20ソリカライド型の本発明の
結晶性シリカは130のシリカ/アルミナ原子比をイj
していた。この結晶性シリカを次に空気の存在ドで60
0°Cにおいて311ν間か焼した。か焼された結晶性
シリカはd=3.65Aの平面間間隔における二重線を
示すX線回折パターンを有していた。該結晶性シリカは
単斜晶対称性種類に属していた。
この結晶性シリカを実施例1に記され−(いる如きアル
キル化反応で使用した。
70%のエチレン転化率において、エチルトルエンが4
.8のパラ/メタ異性体比で得られた。
訪例2A 比較のために、上記と同じシリカライト型の結晶性シリ
カを500℃において1時間か焼した。
か焼した結晶性シリカは単斜晶対称性を特徴とする特徴
のいずれも有していなかった。
この結晶性シリカを、操作条件が以1;に記されている
ようなアルキル化反応で試験した。
70%のエチレン転化率において、エチルトル1ンが2
.4のパラ/メタ異性体比で得られた。
比較例ζ旦 40のシリカ対アルミナ原子比を有するアルミノシリケ
ートを600℃の温度において72時間か焼した。
この時に、アルミノシリケ−1・は単斜晶対称性を特徴
とする特徴のいずれも有していなかった。
か焼を600°Cにおいて168時間繰り返したが、対
称性には変化が生じなかった。
4、ν爵出即人 コスデン中テクノロジーφ第1頁の続
き ■Int、C1,’ m別記号 @発 明 者 ジョルジューイー・エ ム・ジエイΦド・クリ ップレ [相]発 明 者 フーゴ・ファン・ティ口 庁内整理番号 ベルギー国1600シントピータースレーウ赤ペトルス
 フイセゴムストラート 5 ベルギー国1850グリムベルゲン・シントフベルトウ
スストラート 14

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも約80のシリカ対アルミナ原子比を有す
    るシリカライト型の結晶性シリカを空気中で少なくとも
    500℃の温度において少なくとも3時間にわたってか
    焼する段階を包含している、単斜晶対称を有する結晶性
    シリカの製造方法。 2、シリカライト型の結晶性シリカを約3〜約96時間
    の間の期間にわたってか焼する、特許請求の範囲tjS
    1項記載の方法。 3、シリカライト型の結晶性シリカを約5〜約72時間
    の間の期間にわたってか焼する、特許請求の範囲第2項
    記載の方法。 4、シリカライ(・型の結晶性シリカを空気中で500
    ゛C〜800℃の間の温度においてか焼する、特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 5、シリカライト型の結晶性シリカを空気中で500℃
    〜650℃の間の温度においてか焼する、特許請求の範
    囲第4項記載の方法。 6、少なくとも120のシリカ対アルミナ原子比を有す
    るシリカライト型の結晶性シリカを空気中で少なくとも
    500℃の温度において少なイとも3時間にわたってか
    焼する段階を包含している。 48詐請求の範囲第1項記載の方法。 7、ソリカライド型の結晶性シリカを約3〜約96時間
    の間の期間にわたってか焼する、特許請求の範囲第6項
    記載の方法。 8、シリカライト型の結晶性シリカを約5〜約72時間
    の間の期間にわたってか焼する、特許請求の範囲第7項
    記載の方法。 9、シリカライト型の結晶性シリカを空気中で500℃
    〜800℃の間の温度においてか焼する、特許請求の範
    囲第6項記載の方法。 lO,シリカライト型の結晶性シリカを空気中で550
    ℃〜650℃の間の温度においてか焼する、特許請求の
    範囲第9項記載の方V:。 11、少なくとも200のシリカ対アルミナ原子比を有
    するシリカライト型の結晶性シリカを空気中で少なくと
    も500℃の温度において少なくとも3時間にわたって
    か焼する段階を包含している、特許請求の範囲第6項記
    載の方法。 12、シリカライト型の結晶性シリカを約3〜約96時
    間の間の期間にわたってか焼する。特許請求の範囲第1
    1引記載の方法6 13、シリカライト型の結晶性シリカを約5〜約72昨
    間の間の期間にわたってか焼する、特許請求の範囲第1
    2項記載の方法。 14、シリカライト型の結晶性シリカを空気中で500
    °C〜800°Cの間の温度においてか焼する、特許請
    求の範囲第11項記載の方法。 15、シリカライト型の結晶性シリカを空気中で550
    °C〜650°Cの間の温度においてか焼する。特許請
    求の範囲第14項記載の方法。
JP59263077A 1983-12-19 1984-12-14 結晶性シリカの製造方法 Granted JPS60151210A (ja)

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