JPS6172619A - 複合した結晶質珪酸アルミニウムの製造方法 - Google Patents

複合した結晶質珪酸アルミニウムの製造方法

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JPS6172619A JP60203608A JP20360885A JPS6172619A JP S6172619 A JPS6172619 A JP S6172619A JP 60203608 A JP60203608 A JP 60203608A JP 20360885 A JP20360885 A JP 20360885A JP S6172619 A JPS6172619 A JP S6172619A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合した結晶質珪酸アルミニウムの製造法に関
し、さらに特定的には、それを製造するための熱水プロ
セスに関するものである。
〔従来技術〕
X線粉末回折図に現われる或種の固有の線によって互に
区別することができる結晶質珪酸アルミニウムは、1種
または2種以上の珪素化合物、1種または2種以上のア
ルミニウム化合物、1種または2種以上のアルカリ金属
化合物および1種または2種以上の有機窒素化合物を含
む、水性のアルカリ性出発混合物を、結晶質珪酸アルミ
ニウムが生成するまで昇温下に維持し、ついでその結晶
質の珪酸塩を母液から分離し、その後普通洗浄および乾
燥することによって熱水的に製造することができる。
水性混合物中に含まれる反応成分の正しい選択とそれら
のモル比は、所望の結晶質珪酸アルミニウムを製造する
上で非常に重要である。
合成ゼオライトの顕微鏡組m(例えば最終的な結晶の結
晶形、結晶寸法、滑らかさおよび凝集度)は前述の熱水
プロセスを遂行するのに使用される出発γd合物中に存
在する有機窒素化合物によって影響されることが知られ
ている。
l挿または2種以上の珪素化合物、1種または2種以上
のアルミニウム化合物、1種または2種以上のアルカリ
金属水酸化物、+!!1iまたは2種以」二の鉱酸のア
ルカリ金属塩およびとリジンを含む水性の出発混合物を
、機械的なエネルギーを唐人しないで(すなわち攪簀牢
しないで)100〜200℃の温度に維持することによ
って複合した結晶質珪酸アルミニウムを製造することも
知られている。
複合した結晶質珪酸アルミニウムを(半)工業的な規模
で大量に製造するときには、一定の品質と組成を有する
珪酸塩を得ることが極めて望ましく、これはプロセス混
合物をその全体積にわたって無理なく一定に保つために
、かなりの種類の化合物を含むその混合物を好ましくは
連続的にまたは間歇的に(例えば撹拌によって)動かし
ておくことを意味している。
〔研究に基づく知見事項〕
種々の化合物が、本発明方法の臨界的な必要条件である
特定のモル比で出発混合物中に存在するならば、を機窒
素化合物としてピリジンおよび有機第4級アンモニウム
化合物を含む水性のアルカ□1[す性出発物質混合物か
ら、X線粉末回折図が2種の珪酸塩の特有な線を含む複
合した結晶質珪酸アルミニウムを再現色よく製造できる
ことがここに発見された。
〔発明の構成〕
従って、本発明は、1種または2種以上の珪素化合物、
1種または2種以上のアルミニウム化合物、1種または
2種以上の、元素の周期律表の第1a族から選ばれた金
属の化合物(MX) 、および有機窒素化合物を含む水
性のアルカリ性出発混合物を、腹合した結晶質珪酸アル
ミニウムが生成するまで昇温下に維持し、ついで結晶質
珪酸塩を母液から分離することからなる、腹合した結晶
質珪酸アルミニウムの製造方法において、種々の化合物
が次のモル比の範囲内で出発混合物中に存在し、 RN : R4NY    ±  6〜3,000、S
iO□ :R4NY  =  200〜i、o、ooo
、S i Ox  : A l zos =  :60
〜250、S i Ox  : MX< 10.および
HzO:5iOt    −5〜  65、そしてRN
がピリジンを表わし、またR4NYがfr殿第4級アン
モニア化合物を表わす、上記製造方法に関するものであ
る。
ここで引用した元素の周期律表は、米国、オハイオ州(
1975年)のシー・アール・シー・プレス(CRCP
ress)発行の[化学および物理のハンドブック (
)Iandbook of Chemistry an
d Physics)J、第55版に記載されている。
ここで使用された「ピリジン」という用語は第4級アン
モニウム化合物を含んでいない。
好適には、RNはピリジン、アルキル基が好ましくは1
〜4個の炭素原子を含むアルキルピリジンおよび(置換
されたアルキル)ピリジン、およびアミノピリジンから
選ばれた化合物を表わし;最も好ましくはRNはピリジ
ンを表わす。
R4NYの中のR基は同じかまたは異なるアルキル基お
よび/または置換されたアルキル基、例えばヒドロキシ
置換基および/またはハロゲン(例えば臭素)置換基を
含むアルキル基を4個含み;これらのアルキル基は一般
に1〜20個、好ましくは1〜4個の炭素原子を含んで
いる。
R4NYの中の符号Yは、好適には鉱酸のアニオンまた
は水酸イオンを表わしている。好ましくはR4NYは水
酸化テトラプロピルアンモニウムを表わし、したがって
臭化テトラエチルアンモニウムがその代りの好適な第4
級アンモニウム化合物である。
上に定義した有m窒素化合物RNおよびR4NYは好適
には、25〜600.好ましくは40〜450のモル比
で出発混合物中に存在している。
出発混合物中に存在しているSin、とRINYとのモ
ル比は、好適には300〜2000.好ましくは450
〜1500である。
出発混合物中の化合物MXは、好ましくは、Mがアルカ
リ金属イオンを表わし、かつZが鉱酸のアニオンを表わ
す少なくとも1種のMnZ(nは化合物MnZの電子中
和性を満足している)および少なくとも1種のMOHを
表わし;最も好ましくはMはナトリウムイオンを表わす
、化合物5iftおよびMOHは、好適には、出発混合
物中に5.2〜7.8のモル比、好ましくは5.6〜7
.0のモル比で存在する。いす机にし′ζも、水性の出
発混合物は、出発混合物のp Hが7よりも大きいこと
を意味するアルカリ性を有する。
化合物S iot、A1t’sおよびHfOは、好まし
くは、次のモル比、すなわちS i Oz :Δ120
゜−65〜200、およびHzO: S i Ot= 
8〜50で出発混合物中に存在する。
本発明方法において使用される出発混合物中には種々の
珪素化合物とアルミニウム化合物が存在できる。好適な
珪素化合物は、水ガラスと無定形シリカを包含する一方
、好適なアルミニウム化合物は硫酸アルミニウムとアル
ミン酸ナトリウムを包含している。鉱酸の好適なアルカ
リ金属塩は硫酸塩、硝酸塩および燐酸塩を包含している
。しかしながら、上に述べた化合物をその形で水性の出
発混合物に添加する必要はない、それらの化合物はまた
その他の反応成分、例えば水ガラスとHM□ から生成
させてもよい0本方法にとって極めて好11     
        通な出発混合物は無定形シリカ、硫酸
アルミニウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム、と
リジン、水および水酸化テトラプロピルアンモニウムま
たは臭化テトラエチルアンモニウムのいずれかからなる
複合した結晶質珪酸アルミニウムは、好適には、出発混
合物を、撹拌された状態の下で、複合した結晶質珪酸ア
ルミニウムが生成するまで、普通自生圧の下で24〜1
90時間昇温下、好ましくは100〜250℃の温度に
維持し、ついで母液から(例えばI遇または遠心分離に
よって)結晶質珪酸塩を分離し、このようにして得られ
た結晶質珪酸塩を洗浄してから乾燥しく好適には100
〜200℃の温度において)、そして随意にその後20
0〜600℃の温度において1焼することにより、前述
の方法で製造される。
本発明はまた前述のような方法によって製造された複合
結晶質珪酸アルミニウムに関するものである。
本方法によって製造された結晶質珪酸塩はアルカリ金属
を含んでいる。しかしながら、本発明がさらに関係して
いる炭化水素油の接触脱ろうにおいてその複合した結晶
質珪酸アルミニウムを触媒または触媒担体として使用し
ようとするときは、0、11を量%を越えるアルカリ金
属音を量は望ましくない、?![金球酸塩のアルカリ金
属含有量を0.1it量%未満、特に0.01重量%未
満まで低下させるためには、この珪酸塩を、好適には、
アンモニウムイオンを含む水溶液と1回または数回接触
させる。この方法において得られたNH,’珪酸塩から
H゛珪酸塩を頂焼によって5!造することができる。
所望ならば、こうして処理された複合珪酸塩を元素の周
期律表の第6b族、第7b族および第8族から選ばれた
1種または2種以上の活性金属またはそれらの化合物の
担体として同時に使用することによって、接触脱ろう法
におけるその複合珪酸塩の性能(例えば触媒活性および
安定性)をさらに改良することができる。金属のモリブ
デン、゛タングステン、クロム、鉄、ニッケル、コバル
ト、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミ
ウムおよびイリジウムが特に興味がもたれ、白金および
/またはパラジウムが複合珪酸塩の上に存在すると、望
ましくない芳香族化合物の生成を阻止して脱ろう生成物
をさらに水素処理することが避けられるような高い脱ろ
う生成物の品質を導くように思われるので、白金および
/またはパラジウムが好ましく使用される。これらの金
属およびその化合物は、含浸、イオン交換または沈澱の
ようなこの技術において公知のあらゆる触媒製造法によ
って複合珪酸塩上に沈着させることができる。
金属を担持させた複合珪酸塩は、好適には、第6b族、
第7b族および/または第8族の非貴金属をl〜501
量%、好まし゛くは2〜20重量%含み、第8族の貴金
属は、好適には、複合珪酸塩触媒中に0.001〜5重
量%、好ましくは0.O1〜2ffi量%の量で存在し
ている。
複合珪酸塩が触媒または触媒担体として使用されるとき
、それは一般に0.5〜51wl11の直径を有する形
で入手しなければならない0本発明方法においては、複
合珪酸塩は通常微細な粉末の形で得られる、?11合珪
酸塩は、例えばプレスまたは押出によって、大きな寸法
の粒子を形成するように成形できる。成形中球酸塩は、
1〜10の重量比で結合剤材料と混合することができ;
好ましくは、アルミナのようなアルカリ金属を含まない
か、または掻く僅かしか含まない結合剤材料が使用され
る。
触媒的に活性な金属、特に貴金属は、好適には、それを
複合珪酸塩と混合する前に(例えばイオン交換によって
)結合剤材料上に沈着させる。しかしながら、好ましく
は、初期脱活性を少ししか、または全く示さない触媒を
製造するために、複合珪酸塩と結合剤材料との押出成形
品に貴会II(化合物)を含浸させる。
複合珪酸塩触媒(担体)で脱ろうしようとする炭化水素
油は、好ましくは、潤滑油および変圧器油(流動点を下
げるため)、および灯油および軽油(凝固点を下げるた
め)からなる群から選ばれる。
1            本発明は前述の方法によ7
て脱ろうされた炭化水素油に関するものである。
本発明の接触膜ろう法は、好適には、200〜500℃
の温度、5〜100バールの水素圧力、0.1〜5.0
km−fi−’ −h−’の空間速度および100〜2
50ON1・kg−1の水素/油止において遂行するこ
とができる0本方法は、好ましくは、250〜450℃
の温度、2O〜75バールの水素圧力、0.3〜kg、
ll−1・h−1の空間速度および200〜200 O
Nl−kg−’の水素/油止において遂行される。
さらに、本発明は、前述のように製造された複合結晶質
珪酸アルミニウムからなる分子篩、および実質的に成分
れしていない構造を有する化合物と、成分れした構造お
よび/または環状構造を存する化合物との混合物から前
記実質的に成分れしていない構造を有する化合物を分離
する方法において、前記のような分子篩を適用すること
に関するものである。この通用については、その複合珪
酸塩は少なくとも一部脱水していなければならない。
本発明は以下の実施例によって説明される。
(実施例および発明の効果〕 大嵐斑上 複合した結晶質珪酸アルミニウムAの製造。
出発混合物が次のモル組成、すなわち 93.5 S i O,−I Altos  −30C
,HsN −0,1(CsHt)aNOH−7,4Na
zO−19,6NatSOa−1938HzO をもつような量で、次の化合物、すなわち無定形シリカ
、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウ
ム、とリジンおよび水酸化テトラプロピルアンモニウム
を水に加えることによって、水性のアルカリ出発混合物
を製造した。
オートクレーブの中で出発混合物を攪拌しながら自生圧
の下に75時間150℃に維持することによって、複合
珪酸塩Aを製造した。冷却後、反応混合物の結晶質珪酸
アルミニウムをデ遇し、洗浄水のpHが約8になるまで
水で洗浄し、そして120℃において16時間乾燥させ
た。このようにして得られた複合珪酸塩AはA表に示さ
れた固有Xi回折図を存し、この表の中で「D−間隔」
はブラッグの式を使用することによって、測定されたθ
角(ブラッグ角)から計算された結晶網面の格子間隔(
人)を意味し、そしてr I / Imax。
%」は最大ピーク強度の百分率の形で表わした、ピーク
強度を意味している。
人−1 D−間隔        1/Imax、%9.39 
           523、97        
    763、92            493
.85           11)03.81   
         763.76          
  693.71            493、6
4            563、53      
      893.46            7
4複合珪酸塩Aの化学分析結果は、そのアルミニウム含
有量が1.14ffi1%であることを示した。
複合珪酸塩Aは、さらに実質的に等量の、「珪酸1!l
」および「珪酸塩2」と表わされる2種の異なる結晶π
珪酸アルミニウムからなる結晶質の相互成長物である。
(C,H,)、NOHのモル量を0、2Oから0.32
に増大させたことを除き、珪酸塩Aについて使用したの
と同様な出発混合物を使用することによって複合珪酸塩
Bを製造した。オートクレーブ中で出発混合物を(1)
 f! シながら自生圧の下で93時間150℃に維持
し、そしてさらに珪酸塩Aの製造について前に述べたよ
うに処理した。
このようにして得られた複合珪酸塩BはB表に示したよ
うな固有X線回折図を生じた。
旦−表 り−間隔        1/I、、、、%111Q 
           509、97        
   25 3、85           ]、 003.81 
          69 ’               3.74     
    413.71           59 3、[i4              373.52
                163.44   
            22複合珪酸塩Bのアルミニ
ウム含有量は1.06重量%であり、複合珪酸塩Bは、
試料中に存在する珪酸塩2の重量と比較して珪酸塩lを
5倍含む結晶質相互成長物を含んでいる。
ル校斑 化合物(C3Hff)INOHが出発混合物中に存在し
ないことを除いて、複合珪酸塩Aの製造において使用し
たのと同様な水性のアルカリ出発混合物を使用して、結
晶質珪酸アルミニウムCを製造した。オートクレーブ中
でこの出発混合物を撹拌しながら自生圧の下で113時
間150℃に維持し、そしてさらに珪酸塩入の製造につ
いて前に述べたように処理した。結晶質珪酸アルミ−ニ
ウムCの固有X線回折図は次の0表に示される。
旦−1 D−間隔      1/III□1%9.43   
     91 3.97            783.92   
          413.76         
    433、5 3           1 0
 03、46            74本発明方法
によって製造されなかった珪酸塩Cは実質的に珪酸塩2
からなって、珪酸塩1を含んでいなかったので、珪酸塩
Cは複合珪酸塩AおよびBのような複合した結晶質珪酸
アルミニウムではない。
実l貧1L 複合珪酸塩AおよびBによる吸@実験、複合珪酸塩Aお
よびBを空気中500℃において2時間マ焼し、ついで
各珪酸塩を1. ON硝酸アンモニウム水溶液で2回処
理することによって、これらの珪酸塩を水素型に変えた
。この方法によって得られたNH,’珪酸塩を空気中5
00℃において1時間照焼することによって、この珪酸
塩からH゛珪酸塩を製造した。
D表において、100℃において測定された吸着能はI
M合金球塩ΔおよびBの水素型について示された。
旦−表 1    A     −0,840,272B   
  O,990,68 D表に示された結果から、枝分れした2、2−ジメチル
ブタンから枝分れしていないn−ヘキサンを分離する方
法に適用したとき、2種の珪酸塩AおよびBのうち珪酸
塩Aが最も選択性に冨むことが明らかである。
去隻炎ユ 脱ろう実験 いずれも炭化珪素粒子で希釈された複合珪酸Aまたは触
媒りの水素型の固定床を含む反応器において、接触脱ろ
う実験を単流操作において遂行した。
触媒りは、(珪酸塩Aと同様な方法で製造した)複合珪
酸塩とアルミナ結合剤ローとの混合物(珪酸塩:アルミ
ナの重量比=4 I)を押出成形し、そして押出成形さ
れたものに0.2重量%のパラジウムを含浸させること
によって製造した。
21重量%のろう、2.8ppl−の硫黄および1ρp
H11未満の窒素を含み、かつASTM  D97によ
る+36℃の流動点を仔する北海産のろう分に冨むラフ
ィネートを、下記のE表に示される運転条件の下に、水
素の存在下で接触脱ろうした。
影1 実験3 実験4 実験5 水素分圧、バール         40   40 
  40空間速度、kgW、料油/l触媒/h    
1.5   0.75  1.0反応塔平均温度、℃ 
      345  330  280水素供給速度
、Nff1/に一油  700’  700  500
触媒             珪酸塩A  珪酸塩A
D接触脱ろう後、実験3.4および5において得られた
液体ラフィネートをビグローカラムで蒸留し、得られた
300℃を越ず沸点の留分はASTMD97によって測
定される=18℃の流動点をもっていた。炭化水素張込
油を基にした重量百分率の形で計算した液体の脱ろうラ
フィネートの収率は、実験3および4の両方で73であ
り、実験5において71であった。
実験3を540時間続行することによって複合珪酸塩へ
の安定性を評価したところ、その間でラフィネートの収
率も、また脱ろうラフィネートの流動点のいずれも実質
的に変化しないことがわかった・ ここに示された反応条件と結果から、複合珪酸塩Aおよ
び触媒りは優れた脱ろう触媒であることが明らかである

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1種または2種以上の珪素化合物、1種または2
    種以上のアルミニウム化合物、1種または2種以上の、
    元素の周期律表の第1a族から選ばれた金属の化合物(
    MX)、および有機窒素化合物を含む水性のアルカリ性
    出発混合物を、複合した結晶質珪酸アルミニウムが生成
    するまで昇温下に維持し、ついで結晶質珪酸塩を母液か
    ら分離することからなる、複合した結晶質珪酸アルミニ
    ウムの製造方法において、種々の化合物が次のモル比の
    範囲内で出発混合物中に存在し、 RN:R_4NY=6〜3,000、 SiO_2:R_4NY=200〜10,000、Si
    O_2:Al_2O_3=60〜250、SiO_2:
    MX<10、および H_2O:SiO_2=5〜65、 そしてRNがピリジンを表わし、またR_4NYが有機
    第4級アンモニウム化合物を表わす、上記製造方法。
  2. (2)RNがピリジン、アルキルピリジンおよび(置換
    されたアルキル)ピリジンからなる群から選ばれた化合
    物を表わす、特許請求の範囲第(1)項記載の製造方法
  3. (3)RNがピリジンを表わす、特許請求の範囲第(2
    )項記載の製造方法。
  4. (4)R_4NYの中のR基が4個のアルキル基および
    /または置換されたアルキル基を含み、そしてYがアニ
    オンを表わす、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造方法。
  5. (5)R_4NYが水酸化テトラプロピルアンモニウム
    を表わす、特許請求の範囲第(4)項記載の製造方法。
  6. (6)RNおよびR_4NYが25〜600、好ましく
    は40〜450のモル比で出発混合物中に存在する、特
    許請求の範囲第(1)項ないし第(5)項のいずれかに
    記載の製造方法。
  7. (7)SiO_2およびR_4NYが300〜2000
    、好ましくは450〜1500のモル比で出発混合物中
    に存在する、特許請求の範囲第(1)項ないし第(6)
    項のいずれかに記載の製造方法。
  8. (8)MXが少なくとも1種のMnZおよび少なくとも
    1種のMOHを表わし、そしてここでMがアルカリ金属
    イオンを表わし、かつZが鉱酸のアニオンを表わす、特
    許請求の範囲第(1)項ないし第(7)項のいずれかに
    記載の製造方法。
  9. (9)SiO_2およびMOHが5.2〜7.8、好ま
    しくは5.6〜7.0のモル比で出発混合物中に存在し
    ている、特許請求の範囲第(8)項記載の製造方法。
  10. (10)SiO_2、Al_2O_3およびH_2Oが
    次のモル比、すなわち SiO_2:Al_2O_3=65〜200、および H_2O:SiO_2=8〜50 で出発混合物中に存在している、特許請求の範囲第(1
    )項ないし第(9)項のいずれかに記載の製造方法。
  11. (11)出発混合物を自生圧の下で24〜190時間1
    00〜250℃の温度において撹拌する、特許請求の範
    囲第(1)項ないし第(10)項のいずれかに記載の製
    造方法。
  12. (12)特許請求の範囲第(1)項ないし第(11)項
    のいずれかに記載された複合結晶質珪酸アルミニウムを
    含む分子篩。
  13. (13)実質的に枝分れしていない構造を有する化合物
    と、枝分れした構造および/または環状構造を有する化
    合物との混合物から前記実質的に枝分れしていない構造
    を有する化合物を分離する方法において、少なくとも一
    部脱水されている特許請求の範囲第(12)項記載の分
    子篩を使用する、前記分離方法。
  14. (14)炭化水素油の接触脱ろう法において、使用され
    る触媒が、特許請求の範囲第(1)項ないし第(11)
    項のいずれかに記載された方法によって製造された複合
    結晶質珪酸アルミニウムを含む、前記接触脱ろう法。
  15. (15)触媒が、担体とした複合結晶質珪酸アルミニウ
    ムの上に第6b族、第7b族および第8族から選ばれた
    金属またはこれらの化合物をさらに1種または2種以上
    含む、特許請求の範囲第(14)項記載の接触脱ろう法
  16. (16)脱ろうしようとする油が潤滑油、変圧器油、灯
    油および軽油からなる群から選ばれた、特許請求の範囲
    第(14)項または第(15)項記載の接触脱ろう法。
  17. (17)200〜500℃の温度、5〜100バールの
    水素圧力、0.1〜5kg・l^−^1・h^−^1の
    空間速度および100〜2500Nl・kg^−^1の
    水素/油比において遂行される、特許請求の範囲第(1
    4)項ないし第(16)項のいずれかに記載の接触脱ろ
    う法。
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