WO2000023377A1 - Method for preparing a mel-type titanium silicalite, resulting product and uses in catalysis - Google Patents

Method for preparing a mel-type titanium silicalite, resulting product and uses in catalysis Download PDF

Info

Publication number
WO2000023377A1
WO2000023377A1 PCT/FR1999/002478 FR9902478W WO0023377A1 WO 2000023377 A1 WO2000023377 A1 WO 2000023377A1 FR 9902478 W FR9902478 W FR 9902478W WO 0023377 A1 WO0023377 A1 WO 0023377A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
zeolite
titanium
carbon atoms
xerogel
formula
Prior art date
Application number
PCT/FR1999/002478
Other languages
French (fr)
Inventor
Jean-Louis Grieneisen
Henri Kessler
Eric Fache
Anne-Marie Le Govic
Michel Costantini
Original Assignee
Rhodia Chimie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie filed Critical Rhodia Chimie
Priority to AU62067/99A priority Critical patent/AU6206799A/en
Priority to EP99949045A priority patent/EP1131264A1/en
Priority to JP2000577114A priority patent/JP2002527347A/en
Publication of WO2000023377A1 publication Critical patent/WO2000023377A1/en
Priority to NO20011920A priority patent/NO20011920L/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/60Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by oxidation reactions introducing directly hydroxy groups on a =CH-group belonging to a six-membered aromatic ring with the aid of other oxidants than molecular oxygen or their mixtures with molecular oxygen
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B37/00Compounds having molecular sieve properties but not having base-exchange properties
    • C01B37/005Silicates, i.e. so-called metallosilicalites or metallozeosilites

Definitions

  • the present invention relates to a new process for preparing a titanium silicalite of MEL type, the product obtained and its various applications in the field of catalysis.
  • Titanium silicalites are known products and widely described in the literature, in particular in “Atlas of zeolites structure types by WM Meier and DH Oison published by the Structure Commission of the International Zeolite Association (1992), p 132. "
  • One of the first processes for preparing TS-2 consists in carrying out the crystallization of a product resulting from the reaction of a source of silicon, in particular of o-silicate tetraethyl, a source of titanium oxide, in particular a titanium tetraalkoxide, a mobilizing agent consisting of OH- ions and a structuring agent, preferably tetrabutylammonium hydroxide.
  • TS-2 prepared according to this synthetic route does not really have an MEL type structure, but is formed of MEL / MFI intergrowths, resulting from poor stacking of "pentasil" sheets. These numerous defects can be harmful in catalysis.
  • the process described consists in preparing a reaction mixture comprising both a source of titanium oxide, a source of silicon oxide and a structuring agent comprising at least one compound of the 3,5-di ⁇ methylpiperidinium type; maintaining the aqueous solution under conditions sufficient to form zeolite crystals, then recovering the latter.
  • the objective of the present invention is to provide a more industrial process for the preparation of pure TS-2 which involves a lesser amount of structuring agent and a much shorter crystallization step.
  • a process has now been found, and this is the subject of the present invention, for the preparation of a titanium silicalite which consists:
  • amorphous xerogel (Ti ⁇ 2-Si ⁇ 2) comprising at least the silicon and titanium elements with a solution comprising at least one structuring agent and at least one mobilizing agent OH "> the impregnation solution comprising at least one effective amount of a compound of the 3,5-dimethylpiperidinium type used as a structuring agent,
  • the titanium silicalite obtained according to this impregnation technique has a MEL type structure. It is based on silicon oxide and titanium oxide and its chemical composition, after calcination corresponds to the following formula:
  • the titanium silicalite obtained according to the process of the invention has a quadratic crystal system and an X-ray diffraction diagram defined in table (I).
  • titanium silicalite can in particular and advantageously be carried out by establishing their X-ray diffraction diagram.
  • This diffraction diagram can be obtained using a diffractometer using the conventional method of powders with K radiation from copper.
  • ) is calculated, as a function of the absolute error (2), by the Bragg relation.
  • the relative intensity l / l 0 assigned to each value of dhki is estimated from the height of the corresponding diffraction peak.
  • the crystals are in the form of the following medium-sized parallelepipeds:
  • the zeolite is prepared according to a process which consists of:
  • an amorphous xerogel (Ti ⁇ 2-Si ⁇ ) comprising at least ' the silicon and titanium elements with a solution comprising at least one structuring agent and at least one mobilizing agent OH " ' > the impregnation solution comprising at least one effective amount a compound of the 3,5-dimethylpiperidinium type used as a structuring agent,
  • xerogel a dry, amorphous gel composed of a mixed oxide Ti ⁇ 2
  • a preferred method of preparation consists in hydrolyzing in an acid medium a source of silicon and then adding a source of titanium.
  • the soil thus prepared is gelled by adding a base or by heating.
  • the gel is dried at an appropriate temperature.
  • silicon element with oxidation state +4 can be used.
  • hydrolyzable tetravalent silicon compounds such as silicon halides or the like.
  • the source of silicon is preferably chosen from alkylsilicates, tetraethylsilicate being that which is most preferred.
  • titanium oxides and hydroxides crystallized or amorphous, tetravalent titanium compounds which can be hydrolysed such as halides (TiCL,), organic derivatives titanium, such as, for example, alkyl o-titanates, preferably tetraethyl o-titanate or tetrabutyl o-titanate, soluble titanium salts such as TiOS0 4 , TiOCI 2 , (NH ⁇ TiO ⁇ O ⁇ . It is also possible to use as sources of silica or titanium oxide, compounds comprising the elements Si and Ti such as, for example, glasses or gels based on the oxides of these two elements.
  • the sources of silica and titanium oxide can be used in the soluble form or in powdery solids but also in the form of agglomerates such as, for example, extruded pellets which can be transformed into titanozeosilite of desired structure without modification of shape.
  • the molar ratio Ti ⁇ 2 Si ⁇ 2 in this xerogel is preferably between 25 and 200, more preferably between 35 and 100.
  • a source of silicon is hydrolyzed in an acid solution (for example, dilute HCl), then a source of titanium in the same solution, in order to obtain a clear solution.
  • the hydrolysis of the silicon source is preferably started with a dilute acid having a concentration advantageously between 0.01 and 2 N.
  • the amount of acid involved is such that the H2 ⁇ / Si ratio is between 2 and 10 and preferably between 3 and 5.
  • the source of titanium is added.
  • a preferred variant consists in diluting the source of titanium by adding an organic solvent, for example an alcohol with low carbon condensation, for example from 1 to 5 carbon atoms, and preferably isopropanol is used.
  • an organic solvent for example an alcohol with low carbon condensation, for example from 1 to 5 carbon atoms, and preferably isopropanol is used.
  • the amount of solvent represents from 50% to 85% of the volume represented by the source of titanium and of the organic solvent.
  • the hydrolysis operation can be carried out from 0 ° C to room temperature (generally 15 ° C - 25 ° C). It is also possible to exceed this temperature.
  • a base which can be of mineral origin, for example NH OH or of organic origin.
  • an organic compound which also has the role of structuring agent and preferably, a compound of the 3,5-dimethylpiperidinium type.
  • the basic solution used generally has a high concentration preferably between 10 and 40% by weight.
  • the amount of base added is such that the pH of the solution obtained is between approximately 5 and approximately 7.
  • the operation is carried out at a temperature advantageously between 0 and 25 ° C.
  • the gel obtained is subjected to drying at a temperature advantageously chosen between 50 and 120 ° C., under atmospheric pressure or under reduced pressure chosen between 1 mm of mercury and atmospheric pressure.
  • a xerogel is obtained which has a large specific surface area varying most often between 400 m 2 / g and 700 m 2 / g. Its pore volume is most often between 0.25 and 0.5 cm 3 / g.
  • the pore size varies widely between 5 and 100 ⁇ but the xerogel has a large microporous volume since almost 80% of the volume is constituted by micropores having from 3 to 20 ⁇ .
  • the xerogel obtained is impregnated using a solution comprising an organic compound used as a structuring agent and a mobilizing agent, of the OH " type.
  • the mobilizing agent OH " is introduced in the form of weak and / or strong base (s) preferably containing no alkaline cations. Mention may be made of amines and quaternary ammonium hydroxides. Examples are given below.
  • the structuring agent it directs and stabilizes the formation of the zeolite.
  • structuring agents suitable for the invention mention may be made of those which correspond to the following formula:
  • R a and Rb identical or different, represent an alkyl group, linear or branched, having from 1 to 7 carbon atoms; the groups R a and Rb, can together form a ring system which includes the nitrogen atom, comprising from 4 to 7 carbon atoms, said system being able to be substituted or not by alkyl, linear or branched groups having from 1 to 3 carbon atoms,
  • 3,5-DMP compounds there may be mentioned 3,5-dimethyl-N, N-diethylpiperidinium, 3,5-dimethyl-N-methyl-N-ethylpiperidinium.
  • spiro-3,5-dimethyipiperidinium compounds mention may be made of the compounds 1-azonia-3,5,7-trimethyl-spiro [5.4] decane.
  • the anion can be essentially a halide or hydroxide anion.
  • halide we consider fluoride, chloride, bromide , iodide or combinations thereof.
  • the illustrative anions are: hydroxide, acetate, sulfate, carboxylate, tetrafluoroborate, halides such as fluoride, chloride, bromide, iodide. Iodides and hydroxides are the preferred anions. of the process of the invention consists in associating 3,5-
  • HTA tetraikylammonium hydroxide
  • tetraikylammonium hydroxides mention may in particular be made of tetraethylammonium, tetrapropylammonium and tetrabutylammonium hydroxides.
  • the amount of HTA used is such that the HTA / 3.5-DMP molar ratio varies between 0.5 and 2.10 -3 and, preferably, between 0.1 and 0.01
  • the second HTA structuring agent is added in any way to the
  • the reaction mixture is crystallized at an appropriate temperature, with stirring.
  • the composition of the reaction mixture is characterized by a low water content.
  • the amount of water is determined so that it allows wetting of the xerogel.
  • the H2 ⁇ / Si ⁇ 2 ratio is less than 10, preferably between 3 and 10, and more preferably between 4 and 6.
  • the OH7Si ⁇ 2 molar ratio advantageously varies between 0.05 and 1.0, preferably between 0.05 and 0.5.
  • the quantity of structuring agent expressed by the molar ratio Q / Si0 2 (in which Q represents the 3,5-DMP) must be at most equal to 0.13, preferably between 0.05 and 0.125, and even more preferably between 0.075 and 0.125.
  • the molar ratio Q / Si ⁇ 2 is between 0.125 and 1.0, preferably between 0.15 and 0.20.
  • the crystallization of the zeolite can be obtained by heating the xerogel for the time necessary for crystallization, according to the standard procedure for the synthesis of zeolite well known to those skilled in the art.
  • Appropriate temperatures are between 90 and 210 ° C, preferably between 120 and 190 ° C and more preferably between 150 and 170 ° C.
  • the duration of heating can be between 6 hours and
  • This heating and this crystallization are preferably carried out in a container or autoclave coated with a layer such as for example polytetrafluoroethane.
  • a variant of the process of the invention consists in adding crystallized seeds of determined structure, MEL, in a proportion which does not exceed a few weight percentages (generally ⁇ 5%) relative to the weight of SiO + TiO engaged, facilitates crystallization zeolite. As seeds of crystallization, one can use any zeolite having the MEL structure, whatever its chemical composition.
  • silicalite which is a zeolite equivalent to titanium silicalite, but containing only silicon in its framework. It is also possible to use seeds of titanium silicalite MEL originating from a previous manufacture. It should be noted that when only 3,5-DMP is used as a structuring agent, it is particularly advantageous to add seeds of crystallization.
  • the material obtained is separated according to conventional solid / liquid separation techniques, preferably by filtration. It may be advantageous to carry out a washing operation, preferably with deionized water.
  • the material obtained is subjected to drying at a temperature preferably chosen between 50 and 120 ° C., under atmospheric pressure or under reduced pressure chosen between 1 mm of mercury and atmospheric pressure. Finally, it is calcined preferably in air, at a temperature of at least
  • the duration of the calcination, given below for information, is most often between 2 and 12 hours.
  • the zeolites obtained according to the process of the invention have catalytic properties which allow their use as catalysts or catalyst supports for reactions of transformation of various organic compounds.
  • a preferred application of the zeolites of the invention is their use for the hydroxylation reactions of phenolic compounds.
  • the process of the invention advantageously applies to phenolic compounds which are soluble in the medium, under the reaction conditions.
  • the phenolic compound is soluble in an amount of at least 90% by weight.
  • R2 R3 and R4, identical or different, represent a hydrogen atom or any substituent
  • R - R ' represents a hydrogen atom or a hydrocarbon radical having from 1 to 24 carbon atoms, which can be a saturated or unsaturated, linear or branched acyclic aliphatic radical; a saturated or unsaturated, monocyclic or polycyclic cycloaliphatic radical; a saturated or unsaturated, linear or branched aliphatic radical, carrying a cyclic substituent.
  • cyclic substituent is meant a saturated, unsaturated or aromatic carbocycle having, generally, from 4 to 7 carbon atoms, and preferably 6 carbon atoms.
  • the process of the invention applies to any phenolic compound corresponding to the general formula (III) and, more particularly, to the phenolic compounds of formula (III) in which R 'represents: a hydrogen atom. a linear or branched alkyl radical having from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms, and more particularly a methyl or ethyl radical,. a cyclohexyl radical,. a benzyl radical.
  • the phenolic compound of formula (III) may carry one or more substituents R-
  • substituents are given below, but this list is in no way limiting. Any substituent can be present on the cycle as long as it does not interfere with the desired product.
  • the process of the invention applies more preferably to phenolic compounds of formula (III) in which:
  • R 0 one of the following groups:
  • a hydrogen atom a hydrogen atom,. an alkyl radical, linear or branched, having from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, sec-butyl, tert-butyl,
  • a linear or branched alkenyl radical having from 2 to 6 carbon atoms, preferably from 2 to 4 carbon atoms, such as vinyl, allyl,.
  • a linear or branched alkoxy radical having from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms such as the methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, radicals.
  • an acyl group having from 2 to 6 carbon atoms,. a radical of formula: -R5-OH
  • R5 represents a valence bond or a divalent, linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical, having from 1 to
  • R ⁇ represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl radical having from 1 to 6 carbon atoms
  • X symbolizes a halogen atom, preferably a chlorine, bromine or fluorine atom.
  • R 2 , R3 and R 4 identical or different, represent R 7 , one of the following more complex radicals:. a saturated or unsaturated carbocyclic radical having from 4 to 7 carbon atoms, preferably a cyclohexyl radical,. a radical of formula
  • R5 represents a valential bond or a divalent, linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical having from 1 to 6 carbon atoms such as, for example, methylene, ethylene, propylene, isopropylene, isopropylidene and R 0 having the meaning given above and m is an integer from 0 to 4,.
  • R 5 represents a radical - R 5 - A - R 8 in which R 5 has the meaning given above, R 8 represents a linear or branched alkyl radical having from 1 to 6 carbon atoms or a radical of formula
  • Rg represents a hydrogen atom or an alkyl radical having from 1 to 4 carbon atoms, a cyclohexyl or phenyl radical.
  • R - R ' represents a hydrogen atom - R- j , R2, R3 and R 4 , identical or different, represent one of the following groups:
  • an alkyl radical linear or branched having from 1 to 4 carbon atoms ,.
  • a linear or branched alkoxy radical having from 1 to 4 carbon atoms,. a hydroxyl group, . a halogen atom,
  • a phenyl radical - two groups R 1 and R 2 and / or R 3 and R 4 placed on two vicinal carbon atoms can form together and with the carbon atoms which carry them a benzene ring.
  • the compounds of formula (III) are chosen in which R ′ represents a hydrogen atom and one of the radicals R ⁇ R2, R3 and R 4 represents a hydroxyl group, a methyl radical or a methoxy radical and the other 3 represent a hydrogen atom.
  • R ⁇ represents a radical of type R 7 , such as 2-phenoxyphenol, 3-phenoxyphenol.
  • R ⁇ represents a radical of type R 7 , such as 2-phenoxyphenol, 3-phenoxyphenol.
  • R ⁇ represents a radical of type R 7 , such as 2-phenoxyphenol, 3-phenoxyphenol.
  • phenol o-cresol, m-cresol, p-cresol.
  • the phenolic compound of formula (III), the hydrogen peroxide and the zeolitic catalyst are used during the hydroxylation process.
  • the hydrogen peroxide used according to the invention can be in the form of an aqueous solution or an organic solution.
  • aqueous solutions being commercially more readily available are used.
  • the concentration of the aqueous hydrogen peroxide solution is not critical.
  • a dilute solution of hydrogen peroxide its concentration can advantageously be between 20% and 40% by weight.
  • the amount of hydrogen peroxide can range up to 1 mole of H2O2 for 1 mole of phenolic compound of formula (III).
  • reaction is carried out in an aqueous medium.
  • the total weight content of water expressed relative to the phenolic compound of formula (III) can vary between 30% and 100%, preferably between 40% and 70%.
  • the amount of zeolitic catalyst which is used in the process of the invention can vary within wide limits.
  • the catalyst can represent, by weight relative to the phenolic compound of formula (III) used, from 0.1 to 25%, preferably from 3 to 10%.
  • the process is carried out continuously, for example by reacting a mixture of phenolic compound (III), of hydrogen peroxide solution on a fixed bed of catalyst, these catalyst / phenolic compound ratios of formula (III) do not make sense and at a given time, there may be an excess weight of catalyst compared to the phenolic compound of formula (III).
  • a solvent for said compound which is preferably miscible or partially miscible with water.
  • solvents such solvents, mention may be made of water, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol; ketones such as acetone or methyl isobutyl ketone; nitriles such as acetonitrile; carboxylic acids such as acetic acid; esters of carboxylic acids such as propyl acetate; ethers such as methyltertiobutylether; polar aprotic solvents such as tetrahydrothiophene dioxide (sulfolane), ethylene glycol carbonate, propylene glycol carbonate, N-methylpyrrolidone.
  • alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol
  • ketones such as acetone or methyl isobutyl ketone
  • nitriles such as acetonitrile
  • the hydroxylation of the phenolic compound of formula (III) is carried out at a temperature which can be between 45 ° C. and 150 ° C.
  • a preferred variant of the process of the invention consists in choosing the temperature between 50 ° C and 120 ° C, and even more preferably around 80 ° C.
  • the reaction is advantageously carried out at atmospheric pressure.
  • the method according to the invention is simple to implement continuously or discontinuously.
  • the following different reagents are introduced in any order, phenolic compound of formula (III), and catalyst.
  • the reaction medium is brought to the desired temperature and then the hydrogen peroxide solution is added gradually.
  • the zeolitic catalyst is separated according to conventional solid / liquid separation techniques, preferably by filtration and then the untransformed phenolic compound, are separated from the hydroxylation products by the usual means, in particular by distillation and are returned to the reaction zone.
  • TPABr tetrapropyiammonium bromide.
  • 3,5-DMDEPI 3,5-dimethyl-NN-diethylpiperidinium iodide
  • 3,5-DMDEPI is characterized by proton nuclear magnetic resonance
  • N.N-diethylpiperidinium (3,5-DMDEPOH) is produced from silver oxide according to the following procedure: a solution containing 50 g of
  • the solution is stirred for 1 hour at room temperature and then 2 hours at 70 ° C. in order to remove the alcohols (alcohols released by hydrolysis + isopropanol).
  • the clear soil thus obtained is gelled by adding 2.25 g of a 25% solution of 3,5-DMDEPOH.
  • the gel is then dried overnight in an oven at 110 ° C.
  • the Si ⁇ 2-TiO 2 xerogel thus prepared is finely ground in a mortar before use.
  • the mixture is stirred for approximately 10 minutes.
  • the molar composition reduced to one mole of silica of the reaction mixture is as follows:
  • reaction mixture is then crystallized in an autoclave coated internally with polytetrafluoroethane, by heating at 170 ° C for 9 days with stirring (rotary oven). After crystallization, the solid phase is separated by filtration, washed with water and dried at 80 ° C.
  • Titanium silicalite (TS-2) is in the form of parallelepipedic crystals of size 150 x 150 x 400 nm approximately.
  • the infrared spectrum of the solid comprises a band at 960 cm " characteristic of titanium silicalites.
  • UV-Visible spectrum is devoid of the bands characteristic of the presence of extra-reticular Ti ⁇ 2.
  • the impregnated xerogel is stirred for approximately 10 minutes.
  • the molar composition reduced to one mole of silica of the reaction mixture is as follows:
  • reaction mixture is then crystallized in an autoclave coated internally with polytetrafluoroethane, by heating at 170 ° C for 7 days with stirring (rotary oven). After crystallization, the solid phase is separated by filtration, washed with water and dried at 80 ° C.
  • the solid After calcination at 560 ° C for 8 hours, the solid is characterized by X-ray diffraction.
  • Titanium silicalite (TS-2) is in the form of spherical particles of 0.5 ⁇ m polycrystalline.
  • Example 2 Preparation of titanium silicalite (TS-2) Example 2 is repeated, but with 6.25 g of 3.5-DMDEPOH at 25% instead of 5.0 g.
  • the molar composition reduced to one mole of silica of the reaction mixture is as follows:
  • reaction mixture 1 Si ⁇ 2; 0.0222 TiO 2 ; 0.125 3.5-DMDEPOH; 2% of germs.
  • the reaction mixture is then crystallized in an autoclave coated internally with polytetrafluoroethane, by heating at 170 ° C for 8 days with stirring (rotary oven).
  • the solid phase is separated by filtration, washed with water and dried at 80 ° C. After calcination at 560 ° C for 8 hours, the solid is characterized by X-ray diffraction and by scanning electron microscopy.
  • Example 3 is repeated but the hydrothermal synthesis is carried out statically and for 3 days (instead of 8 days in Example 3). After crystallization, the solid phase is separated by filtration, washed with water and dried at 80 ° C.
  • Titanium silicalite (TS-2) is in the form of spherical particles of 0.5 ⁇ m polycrystalline.
  • Example 6 is repeated but the titanium silicalite (TS-2) of Example 3 is replaced by that of Example 4. About 30 minutes after the end of the pouring, the hydrogen peroxide has been completely consumed .

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

The invention concerns a novel method for preparing MEL-type titanium silicalite, the resulting product and its different uses in the field of catalysis. The inventive method for preparing MEL-type titanium silicalite is characterised in that it consists in: impregnating an amorphous xerogel (TiO2-SiO2) comprising at least silicon and titanium elements with a solution comprising at least a structural agent and at least a mobilizer OH-; the impregnating solution comprising at least an efficient amount of a compound of the type 3,5 dimethylpiperidinium used as structural agent; heating said reaction mixture up to the zeolite crystallisation temperature; then recuperating and calcining the resulting zeolite. The zeolite crystals obtained present a morphology resulting from their preparation method.

Description

PROCEDE DE PREPARATION D'UNE SILICALITE DE TITANE DE TYPE MEL PRODUIT OBTENU ET SES APPLICATIONS EN CATALYSE. PROCESS FOR THE PREPARATION OF A SILICALITY OF TITANIUM OF THE MEL TYPE PRODUCT OBTAINED AND ITS APPLICATIONS IN CATALYSIS.
La présente invention a pour objet un nouveau procédé de préparation d'une silicalite de titane de type MEL, le produit obtenu et ses différentes applications dans le domaine de la catalyse.The present invention relates to a new process for preparing a titanium silicalite of MEL type, the product obtained and its various applications in the field of catalysis.
Les silicalites de titane (TS-2) sont des produits connus et largement décrits dans la littérature, en particulier dans " Atlas of zeolites structure types by W. M. Meier and D. H. Oison published by the Structure Commission of the International Zeolite Association (1992), p. 132. "Titanium silicalites (TS-2) are known products and widely described in the literature, in particular in "Atlas of zeolites structure types by WM Meier and DH Oison published by the Structure Commission of the International Zeolite Association (1992), p 132. "
Ce sont des zéolithes répertoriées comme ayant une structure MEL. L'un des premiers procédés de préparation de la TS-2, selon BE-A- 1 001 038, consiste à effectuer la cristallisation d'un produit résultant de la réaction d'une source de silicium, en particulier d'o-silicate de tétraéthyle, d'une source d'oxyde de titane, notamment un tétraalkoxyde de titane, un agent mobilisateur constitué par des ions OH- et un agent structurant, de préférence l'hydroxyde de tétrabutylammonium. La TS-2 préparée selon cette voie de synthèse ne présente pas réellement une structure de type MEL, mais est formée d'intercroissances MEL/MFI, résultant d'un mauvais empilement de feuillets "pentasil". Ces nombreux défauts peuvent être néfastes en catalyse.These are zeolites listed as having an MEL structure. One of the first processes for preparing TS-2, according to BE-A- 1 001 038, consists in carrying out the crystallization of a product resulting from the reaction of a source of silicon, in particular of o-silicate tetraethyl, a source of titanium oxide, in particular a titanium tetraalkoxide, a mobilizing agent consisting of OH- ions and a structuring agent, preferably tetrabutylammonium hydroxide. TS-2 prepared according to this synthetic route does not really have an MEL type structure, but is formed of MEL / MFI intergrowths, resulting from poor stacking of "pentasil" sheets. These numerous defects can be harmful in catalysis.
Pour pallier cet inconvénient, on a proposé selon W096/34827 de préparer une zéolithe TS-2 avec une phase de type MEL pure, en mettant en oeuvre un agent structurant particulier à savoir le 3,5-diméthyl-N,N-diéthylpipéridinium.To overcome this drawback, it has been proposed according to WO96 / 34827 to prepare a TS-2 zeolite with a phase of pure MEL type, by using a particular structuring agent, namely 3,5-dimethyl-N, N-diethylpiperidinium.
Le procédé décrit consiste à préparer un mélange réactionnel comprenant à la fois une source d'oxyde de titane, un source d'oxyde de silicium et un agent structurant comprenant au moins un composé de type 3,5-diιméthylpipéridinium ; à maintenir la solution aqueuse sous conditions suffisantes pour former des cristaux de zéolithe, puis à récupérer cette dernière.The process described consists in preparing a reaction mixture comprising both a source of titanium oxide, a source of silicon oxide and a structuring agent comprising at least one compound of the 3,5-diιmethylpiperidinium type; maintaining the aqueous solution under conditions sufficient to form zeolite crystals, then recovering the latter.
L'inconvénient dont souffre ce procédé est que les temps de cristallisation sont relativement longs et il est mentionné des durées de 15 jours dans les exemples. De plus, la quantité d'agent structurant mise en oeuvre est conséquente.The disadvantage from which this process suffers is that the crystallization times are relatively long and durations of 15 days are mentioned in the examples. In addition, the amount of structuring agent used is substantial.
L'objectif de la présente invention est de fournir un procédé de préparation de TS-2 pure plus industriel qui fait intervenir une quantité moindre d'agent structurant et une étape de cristallisation beaucoup plus courte. Il a maintenant été trouvé et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention un procédé de préparation d'une silicalite de titane qui consiste :The objective of the present invention is to provide a more industrial process for the preparation of pure TS-2 which involves a lesser amount of structuring agent and a much shorter crystallization step. A process has now been found, and this is the subject of the present invention, for the preparation of a titanium silicalite which consists:
- à imprégner un xérogel amorphe (Tiθ2-Siθ2) comprenant au moins les éléments silicium et titane avec une solution comprenant au moins un agent structurant et au moins un agent mobilisateur OH" > la solution d'imprégnation comprenant au moins une quantité efficace d'un composé de type 3,5-diméthylpipéridinium utilisé comme agent structurant,- impregnating an amorphous xerogel (Tiθ2-Siθ2) comprising at least the silicon and titanium elements with a solution comprising at least one structuring agent and at least one mobilizing agent OH "> the impregnation solution comprising at least one effective amount of a compound of the 3,5-dimethylpiperidinium type used as a structuring agent,
- à soumettre le mélange réactionnel à un chauffage jusqu'à la température de cristallisation de la zéolithe,- subjecting the reaction mixture to heating up to the crystallization temperature of the zeolite,
- puis à récupérer et à calciner la zéolithe obtenue.- then recover and calcine the zeolite obtained.
La silicalite de titane obtenue selon cette technique d'imprégnation présente une structure de type MEL. Elle est à base d'oxyde de silicium et d'oxyde de titane et sa composition chimique, après calcination correspond à la formule suivante :The titanium silicalite obtained according to this impregnation technique has a MEL type structure. It is based on silicon oxide and titanium oxide and its chemical composition, after calcination corresponds to the following formula:
S'(96-x) Tix °192 (D dans laquelle x est compris entre 0,1 et 6, de préférence entre 0,1 et 4. S '(96-x) Ti x ° 192 (D in which x is between 0.1 and 6, preferably between 0.1 and 4.
La silicalite de titane obtenue selon le procédé de l'invention a un système cristallin quadratique et un diagramme de diffraction des rayons X défini dans le tableau (I).The titanium silicalite obtained according to the process of the invention has a quadratic crystal system and an X-ray diffraction diagram defined in table (I).
Dans ce tableau, les valeurs extrêmes des différentes équidistances réticulaires dnkl sont données et correspondent aux concentrations limites de titane incorporé dans la charpente de la zéolithe ou plus précisément au rapport Ti/Si.In this table, the extreme values of the different reticular equidistances d n kl are given and correspond to the limit concentrations of titanium incorporated into the framework of the zeolite or more precisely to the Ti / Si ratio.
En effet, l'identification des silicalite de titanes peut être notamment et avantageusement réalisée par l'établissement de leur diagramme de diffraction des rayons X.Indeed, the identification of titanium silicalite can in particular and advantageously be carried out by establishing their X-ray diffraction diagram.
Ce diagramme de diffraction peut être obtenu à l'aide d'un diffractomètre en utilisant la méthode classique des poudres avec le rayonnement K du cuivre.This diffraction diagram can be obtained using a diffractometer using the conventional method of powders with K radiation from copper.
A partir de la position des pics de diffraction représentée par l'angle 2, on calcule par la relation de Bragg, les équidistances réticulaire d^kl caractéristiques de l'échantillon.From the position of the diffraction peaks represented by the angle 2, we calculate by the Bragg relation, the reticular equidistances d ^ kl characteristic of the sample.
L'estimation de l'erreur de mesure (dnk|) se calcule, en fonction de l'erreur absolue (2), par la relation de Bragg.The estimation of the measurement error (d n k |) is calculated, as a function of the absolute error (2), by the Bragg relation.
Une erreur absolue (2) égale à à 0,2° est couramment admise.An absolute error (2) equal to 0.2 ° is commonly accepted.
L'intensité relative l/l0 affectée à chaque valeur de dhki est estimée à partir de la hauteur du pic de diffraction correspondant. On utilise souvent une échelle de symboles pour caractériser cette intensité à savoir FF = très fort, F = fort, mF = moyen à fort, mf ≈ moyen à faible, f= faible, ff = très faible.The relative intensity l / l 0 assigned to each value of dhki is estimated from the height of the corresponding diffraction peak. A symbol scale is often used to characterize this intensity, namely FF = very strong, F = strong, mF = medium to strong, mf ≈ medium to weak, f = weak, ff = very weak.
Tableau (I)Table (I)
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000005_0001
La morphologie des cristaux est mise en évidence par microscopie à balayage électroniqueThe morphology of the crystals is demonstrated by scanning electron microscopy
Les cristaux se présentent sous la forme de parallélépipèdes de taille moyenne suivante :The crystals are in the form of the following medium-sized parallelepipeds:
- épaisseur entre 50 et 500 nm, de préférence entre 100 et 250 nm,- thickness between 50 and 500 nm, preferably between 100 and 250 nm,
- longueur entre 100 et 1000 nm, de préférence entre 300 et 500 nm,- length between 100 and 1000 nm, preferably between 300 and 500 nm,
- largeur entre 50 et 500 nm, de préférence entre 100 et 250 nm. Ce type de morphologie est caractéristique du procédé de l'invention à savoir une synthèse en milieu OH" et la technique d'imprégnation du xérogel.- width between 50 and 500 nm, preferably between 100 and 250 nm. This type of morphology is characteristic of the process of the invention, namely a synthesis in OH medium " and the technique of impregnating xerogel.
Conformément au procédé de l'invention, on effectue la préparation de la zéolithe selon un procédé qui consiste :In accordance with the process of the invention, the zeolite is prepared according to a process which consists of:
- à imprégner un xérogel amorphe (Tiθ2-Siθ ) comprenant au moins' les éléments silicium et titane avec une solution comprenant au moins un agent structurant et au moins un agent mobilisateur OH" '> la solution d'imprégnation comprenant au moins une quantité efficace d'un composé de type 3,5-diméthylpipéridinium utilisé comme agent structurant,- impregnating an amorphous xerogel (Tiθ2-Siθ) comprising at least ' the silicon and titanium elements with a solution comprising at least one structuring agent and at least one mobilizing agent OH "'> the impregnation solution comprising at least one effective amount a compound of the 3,5-dimethylpiperidinium type used as a structuring agent,
- à soumettre le mélange réactionnel à un chauffage jusqu'à la température de cristallisation de la zéolithe,- subjecting the reaction mixture to heating up to the crystallization temperature of the zeolite,
- puis à récupérer et à calciner la zéolithe obtenue.- then recover and calcine the zeolite obtained.
Par xérogel, on entend un gel sec, amorphe composé d'un oxyde mixte Tiθ2By xerogel is meant a dry, amorphous gel composed of a mixed oxide Tiθ2
- SiO2.- SiO 2 .
Dans un premier temps, on effectue la préparation du xérogel. Un mode préféré de préparation consiste à hydrolyser en milieu acide, une source de silicium puis à ajouter une source de titane. Le sol ainsi préparé est gélifié par ajout d'une base ou par chauffage. On sèche le gel à une température appropriée.First, we prepare the xerogel. A preferred method of preparation consists in hydrolyzing in an acid medium a source of silicon and then adding a source of titanium. The soil thus prepared is gelled by adding a base or by heating. The gel is dried at an appropriate temperature.
De nombreuses sources de l'élément silicium au degré d'oxydation +4 peuvent être utilisées. On peut citer à titre d'exemple, les silices sous forme d'hydrogels, d'aérogels, de xérogels, de suspensions colloïdales, les silices résultant de la précipitation à partir de solutions de silicates solubles ou de l'hydrolyse d'esters siliciques comme Si(OCH3)4, Si(OC2H5)4. On peut également utiliser des composés du silicium tétravalent hydrolysables tels les halogénures de silicium ou analogues.Many sources of the silicon element with oxidation state +4 can be used. By way of example, mention may be made of silicas in the form of hydrogels, aerogels, xerogels, colloidal suspensions, silicas resulting from precipitation from solutions of soluble silicates or from hydrolysis of silicic esters as Si (OCH 3 ) 4, Si (OC2H 5 ) 4 . It is also possible to use hydrolyzable tetravalent silicon compounds such as silicon halides or the like.
La source de silicium est choisie de préférence parmi les alkylsilicates, le tétraéthylsilicate étant celui que l'on préfère le plus.The source of silicon is preferably chosen from alkylsilicates, tetraethylsilicate being that which is most preferred.
Parmi les sources d'oxyde de titane, on peut citer, à titre d'exemple, les oxydes et les hydroxydes de titane, cristallisés ou amorphes, les composés de titane tétravalent pouvant être hydrolyses tels les halogénures (TiCL,), les dérivés organiques du titane, tels que, par exemple, les o-titanates d'alkyle, de préférence l'o-titanate de tétraéthyle ou l'o-titanate de tétrabutyle, les sels solubles de titane tels TiOS04, TiOCI2, (NH^TiO^O^. Il est également possible d'utiliser comme sources de silice ou d'oxyde de titane, des composés comprenant les éléments Si et Ti tels que, par exemple, des verres ou gels à base des oxydes de ces deux éléments.Among the sources of titanium oxide, there may be mentioned, by way of example, titanium oxides and hydroxides, crystallized or amorphous, tetravalent titanium compounds which can be hydrolysed such as halides (TiCL,), organic derivatives titanium, such as, for example, alkyl o-titanates, preferably tetraethyl o-titanate or tetrabutyl o-titanate, soluble titanium salts such as TiOS0 4 , TiOCI 2 , (NH ^ TiO ^ O ^. It is also possible to use as sources of silica or titanium oxide, compounds comprising the elements Si and Ti such as, for example, glasses or gels based on the oxides of these two elements.
Les sources de silice et d'oxyde de titane peuvent être engagées sous forme soluble ou de solides pulvérulents mais également sous forme d'agglomérats tels que, par exemple, pastilles, extrudés pouvant être transformés en titanozéosilite de structure désirée sans modification de forme.The sources of silica and titanium oxide can be used in the soluble form or in powdery solids but also in the form of agglomerates such as, for example, extruded pellets which can be transformed into titanozeosilite of desired structure without modification of shape.
Le rapport molaire Tiθ2 Siθ2 dans ce xérogel est compris de préférence entre 25 et 200, plus préférentiellement entre 35 et 100. Dans les conditions préférentielles, on hydrolyse une source de silicium dans une solution acide (par exemple, HCI dilué), puis une source de titane dans la même solution, afin d'obtenir une solution limpide.The molar ratio Tiθ2 Siθ2 in this xerogel is preferably between 25 and 200, more preferably between 35 and 100. Under the preferential conditions, a source of silicon is hydrolyzed in an acid solution (for example, dilute HCl), then a source of titanium in the same solution, in order to obtain a clear solution.
On commence de préférence à effectuer l'hydrolyse de la source de silicium par un acide dilué ayant une concentration avantageusement comprise entre 0,01 et 2 N.The hydrolysis of the silicon source is preferably started with a dilute acid having a concentration advantageously between 0.01 and 2 N.
La quantité d'acide mise en jeu est telle que le rapport H2θ/Si soit compris entre 2 et 10 et de préférence entre 3 et 5.The amount of acid involved is such that the H2θ / Si ratio is between 2 and 10 and preferably between 3 and 5.
On ajoute la source de titane.The source of titanium is added.
Une variante préférée consiste à diluer la source de titane en ajoutant un solvant organique, par exemple un alcool à faible condensation en carbone, par exemple de 1 à 5 atomes de carbone, et l'on fait appel de préférence à l'isopropanol.A preferred variant consists in diluting the source of titanium by adding an organic solvent, for example an alcohol with low carbon condensation, for example from 1 to 5 carbon atoms, and preferably isopropanol is used.
La quantité de solvant représente de 50 % à 85 % du volume représenté par la source de titane et du solvant organique. L'opération d'hydrolyse peut être conduite de 0°C à la température ambiante (généralement 15°C - 25°C). Il est également possible de dépasser cette température.The amount of solvent represents from 50% to 85% of the volume represented by the source of titanium and of the organic solvent. The hydrolysis operation can be carried out from 0 ° C to room temperature (generally 15 ° C - 25 ° C). It is also possible to exceed this temperature.
Après ajout de la source de titane, il est avantageux d'éliminer le solvant organique par chauffage généralement 50 à 80°C pour les alcools. On obtient une solution limpide.After adding the titanium source, it is advantageous to remove the organic solvent by heating generally 50 to 80 ° C. for the alcohols. A clear solution is obtained.
Le pH de ladite solution est alors porté à une valeur qui permet la coprécipitation du sol Tiθ2-Siθ2-The pH of said solution is then brought to a value which allows the coprecipitation of the soil Tiθ2-Siθ2-
On met donc en oeuvre une base qui peut être d'origine minérale, par exemple NH OH ou d'origine organique. Dans ce dernier cas, on préfère faire appel à un composé organique qui a aussi le rôle d'agent structurant et de préférence, un composé de type 3,5-diméthylpipéridinium.A base is therefore used which can be of mineral origin, for example NH OH or of organic origin. In the latter case, it is preferred to use an organic compound which also has the role of structuring agent and preferably, a compound of the 3,5-dimethylpiperidinium type.
La solution basique mise en oeuvre a généralement une forte concentration située de préférence entre 10 et 40 % en poids. La quantité de base ajoutée est telle que le pH de la solution obtenue se situe entre environ 5 et environ 7.The basic solution used generally has a high concentration preferably between 10 and 40% by weight. The amount of base added is such that the pH of the solution obtained is between approximately 5 and approximately 7.
L'opération est effectuée à une température avantageusement comprise entre 0 et 25°C. On soumet le gel obtenu, à un séchage à une température choisie avantageusement entre 50 et 120°C, sous pression atmosphérique ou sous pression réduite choisie entre 1 mm de mercure et la pression atmosphérique.The operation is carried out at a temperature advantageously between 0 and 25 ° C. The gel obtained is subjected to drying at a temperature advantageously chosen between 50 and 120 ° C., under atmospheric pressure or under reduced pressure chosen between 1 mm of mercury and atmospheric pressure.
On obtient un xérogel qui présente une grande surface spécifique variant le plus souvent entre 400 m2/g et 700 m2/g. Son volume poreux se situe le plus souvent entre 0,25 et 0,5 cm3/g.A xerogel is obtained which has a large specific surface area varying most often between 400 m 2 / g and 700 m 2 / g. Its pore volume is most often between 0.25 and 0.5 cm 3 / g.
La taille des pores varie largement entre 5 et 100 À mais le xérogel présente un volume microporeux important puisque près de 80 % du volume est constitué par des micropores ayant de 3 à 20 À.The pore size varies widely between 5 and 100 Å but the xerogel has a large microporous volume since almost 80% of the volume is constituted by micropores having from 3 to 20 Å.
Dans l'étape suivante, on réalise l'imprégnation du xérogel obtenu à l'aide d'une solution comprenant un composé organique utilisé comme agent structurant et un agent mobilisateur, de type OH".In the following step, the xerogel obtained is impregnated using a solution comprising an organic compound used as a structuring agent and a mobilizing agent, of the OH " type.
L'agent mobilisateur OH" est introduit sous forme de base(s) faible(s) et/ou forte(s) ne contenant de préférence pas de cations alcalins. On peut citer les aminés et les hydroxydes d'ammonium quaternaire. Des exemples sont donnés ci-après.The mobilizing agent OH " is introduced in the form of weak and / or strong base (s) preferably containing no alkaline cations. Mention may be made of amines and quaternary ammonium hydroxides. Examples are given below.
Pour ce qui est de l'agent structurant, il oriente et stabilise la formation de la zéolithe. Comme exemples d'agents structurants convenant à l'invention, on peut citer ceux qui répondent à la formule suivante :As for the structuring agent, it directs and stabilizes the formation of the zeolite. As examples of structuring agents suitable for the invention, mention may be made of those which correspond to the following formula:
Figure imgf000008_0001
dans laquelle :
Figure imgf000008_0001
in which :
- Ra et Rb, identiques ou différents, représentent un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 7 atomes de carbone ; les groupes Ra et Rb, peuvent former ensemble un système cyclique qui inclut l'atome d'azote, comprenant de 4 à 7 atomes de carbone, ledit système pouvant être substitué ou non par des groupes alkyle, linaires ou ramifiés ayant de 1 à 3 atomes de carbone,- R a and Rb, identical or different, represent an alkyl group, linear or branched, having from 1 to 7 carbon atoms; the groups R a and Rb, can together form a ring system which includes the nitrogen atom, comprising from 4 to 7 carbon atoms, said system being able to be substituted or not by alkyl, linear or branched groups having from 1 to 3 carbon atoms,
- X" est un anion.- X " is an anion.
Comme composés 3,5-DMP, on peut citer le 3,5-diméthyl-N,N- diéthylpipéridinium, le 3,5-diméthyl-N-méthyl-N-éthylpipéridinium. Comme composés spiro-3,5-diméthyipipéridinium, on peut mentionner les composés 1-azonia-3,5,7-triméthyl-spiro[5.4] décane.As 3,5-DMP compounds, there may be mentioned 3,5-dimethyl-N, N-diethylpiperidinium, 3,5-dimethyl-N-methyl-N-ethylpiperidinium. As spiro-3,5-dimethyipiperidinium compounds, mention may be made of the compounds 1-azonia-3,5,7-trimethyl-spiro [5.4] decane.
Quant à la nature de l'anion X", il ne doit pas perturber la formation de la zéolithe. L'anion peut être essentiellement un anion halogénure ou hydroxyde. Comme exemples d'halogénure, on envisage le fluorure, le chlorure, le bromure, l'iodure ou leurs combinaisons. Ainsi, les anions illustratifs sont : hydroxyde, acétate, sulfate, carboxylate, tetrafluoroborate, les halogénures tels que fluorure, chlorure, bromure, iodure. Les iodure et les hydroxydes sont les anions préférés. Une variante préférée du procédé de l'invention consiste à associer le 3,5-As for the nature of the anion X " , it must not disturb the formation of the zeolite. The anion can be essentially a halide or hydroxide anion. As examples of halide, we consider fluoride, chloride, bromide , iodide or combinations thereof. Thus, the illustrative anions are: hydroxide, acetate, sulfate, carboxylate, tetrafluoroborate, halides such as fluoride, chloride, bromide, iodide. Iodides and hydroxides are the preferred anions. of the process of the invention consists in associating 3,5-
DMP avec un hydroxyde de tétraaikylammonium désigné "HTA" . En effet, on a constaté que l'addition d'une faible quantité d'hydroxyde de tétraaikylammonium permettait de réduire considérablement la vitesse de cristallisation de la zéolithe. Comme exemples plus particuliers d'hydroxydes de tétraaikylammonium, on peut citer notamment les hydroxydes de tétraéthylammonium, de tétrapropylammonium, de tétrabutylammonium.DMP with tetraikylammonium hydroxide designated "HTA". Indeed, it has been found that the addition of a small amount of tetraikylammonium hydroxide makes it possible to considerably reduce the rate of crystallization of the zeolite. As more specific examples of tetraikylammonium hydroxides, mention may in particular be made of tetraethylammonium, tetrapropylammonium and tetrabutylammonium hydroxides.
Lorsque l'on met en oeuvre un mélange 3,5-DMP et HTA, la quantité de HTA mise en oeuvre est telle que le rapport molaire HTA/3.5-DMP varie entre 0,5 et 2.10"3 et, de préférence, entre 0,1 et 0,01. Le deuxième agent structurant HTA est ajouté d'une manière quelconque auWhen a 3,5-DMP and HTA mixture is used, the amount of HTA used is such that the HTA / 3.5-DMP molar ratio varies between 0.5 and 2.10 -3 and, preferably, between 0.1 and 0.01 The second HTA structuring agent is added in any way to the
3,5-DMP.3,5-DMP.
Après l'imprégnation du solide séché à l'aide d'une solution comprenant l'agent structurant et l'agent mobilisateur, on fait cristalliser le mélange réactionnel à une température appropriée, sous agitation. La composition du mélange réactionnel est caractérisée par une faible teneur en eau.After the dried solid has been impregnated with a solution comprising the structuring agent and the mobilizing agent, the reaction mixture is crystallized at an appropriate temperature, with stirring. The composition of the reaction mixture is characterized by a low water content.
La quantité d'eau est déterminée de telle sorte qu'elle permette le mouillage du xérogel.The amount of water is determined so that it allows wetting of the xerogel.
Le rapport H2θ/Siθ2 est inférieur à 10, de préférence, compris entre 3 et 10, et, plus préférentiellement, compris entre 4 et 6.The H2θ / Siθ2 ratio is less than 10, preferably between 3 and 10, and more preferably between 4 and 6.
Le rapport molaire OH7Siθ2 varie avantageusement entre 0,05 et 1 ,0, de préférence entre 0,05 et 0,5.The OH7Siθ2 molar ratio advantageously varies between 0.05 and 1.0, preferably between 0.05 and 0.5.
Il a été trouvé que la quantité d'agent structurant à mettre en oeuvre devait être différente selon que l'on mettait en oeuvre le 3,5-DMP seul ou bien en mélange avec un autre agent structurant "HTA".It has been found that the amount of structuring agent to be used must be different depending on whether the 3,5-DMP is used alone or else in admixture with another "HTA" structuring agent.
D'une manière surprenante, il a été trouvé que la quantité d'agent structurant exprimée par le rapport molaire Q/Si02 (dans lequel Q représente le 3,5-DMP) doit être au plus égal à 0,13, de préférence compris entre 0,05 et 0,125, et encore plus préférentiellement entre 0,075 et 0,125.Surprisingly, it has been found that the quantity of structuring agent expressed by the molar ratio Q / Si0 2 (in which Q represents the 3,5-DMP) must be at most equal to 0.13, preferably between 0.05 and 0.125, and even more preferably between 0.075 and 0.125.
Lorsque Q est un mélange de 3,5-DMP et de HTA, le rapport molaire Q/Siθ2 est compris entre 0,125 et 1 ,0, de préférence, entre 0,15 et 0,20. La cristallisation de la zéolithe peut être obtenue par chauffage du xérogel pendant le temps nécessaire à la cristallisation, selon le mode opératoire classique de synthèse de zéolithe bien connue de l'Homme du métier.When Q is a mixture of 3,5-DMP and HTA, the molar ratio Q / Siθ2 is between 0.125 and 1.0, preferably between 0.15 and 0.20. The crystallization of the zeolite can be obtained by heating the xerogel for the time necessary for crystallization, according to the standard procedure for the synthesis of zeolite well known to those skilled in the art.
Les températures appropriées sont comprises entre 90 et 210°C, de préférence, entre 120 et 190°C et, plus préférentiellement, entre 150 et 170°C. A titre indicatif, la durée du chauffage peut être comprise entre 6 heures etAppropriate temperatures are between 90 and 210 ° C, preferably between 120 and 190 ° C and more preferably between 150 and 170 ° C. As an indication, the duration of heating can be between 6 hours and
250 heures environ.About 250 hours.
Ce chauffage et cette cristallisation sont réalisés de préférence dans un récipient ou autoclave revêtu d'une couche telle que par exemple le polytétrafluoroéthane. Une variante du procédé de l'invention consiste à ajouter des germes cristallisés de structure déterminée, MEL, dans une proportion qui n'excède pas quelques pourcentages pondéraux (généralement < 5 %) par rapport au poids de SiO + TiO engagé, facilite la cristallisation de la zéolithe. A titre de germes de cristallisation, on peut faire appel à toute zéolithe ayant la structure MEL, quelle que soit sa composition chimique.This heating and this crystallization are preferably carried out in a container or autoclave coated with a layer such as for example polytetrafluoroethane. A variant of the process of the invention consists in adding crystallized seeds of determined structure, MEL, in a proportion which does not exceed a few weight percentages (generally <5%) relative to the weight of SiO + TiO engaged, facilitates crystallization zeolite. As seeds of crystallization, one can use any zeolite having the MEL structure, whatever its chemical composition.
On peut utiliser de préférence, une silicalite (silicalite-2) qui est une zéolithe équivalente à la silicalite de titane, mais ne contenant que du silicium dans sa charpente. On peut également mettre en oeuvre des germes de silicalite de titane MEL provenant d'une fabrication précédente. II est à noter que lorsque l'on ne met en oeuvre que le 3,5-DMP comme agent structurant, il est particulièrement avantageux d'ajouter des germes de cristallisation.It is preferable to use a silicalite (silicalite-2) which is a zeolite equivalent to titanium silicalite, but containing only silicon in its framework. It is also possible to use seeds of titanium silicalite MEL originating from a previous manufacture. It should be noted that when only 3,5-DMP is used as a structuring agent, it is particularly advantageous to add seeds of crystallization.
En fin de traitement hydrothermal, on sépare le matériau obtenu selon les techniques classiques de séparation solide/liquide, de préférence, par filtration. II peut être avantageux d'effectuer une opération de lavage, de préférence, à l'eau desionisée.At the end of the hydrothermal treatment, the material obtained is separated according to conventional solid / liquid separation techniques, preferably by filtration. It may be advantageous to carry out a washing operation, preferably with deionized water.
On soumet le matériau obtenu, à un séchage à une température choisie préférentiellement entre 50 et 120°C, sous pression atmosphérique ou sous pression réduite choisie entre 1 mm de mercure et la pression atmosphérique. Enfin, on le calcine de préférence à l'air, à une température d'au moinsThe material obtained is subjected to drying at a temperature preferably chosen between 50 and 120 ° C., under atmospheric pressure or under reduced pressure chosen between 1 mm of mercury and atmospheric pressure. Finally, it is calcined preferably in air, at a temperature of at least
350°C, comprise entre 400 et 600°C, de préférence, entre 450 et 600°C.350 ° C, between 400 and 600 ° C, preferably between 450 and 600 ° C.
La durée de la calcination, donnée ci-après à titre indicatif, se situe le plus souvent entre 2 et 12 h. Les zéolithes obtenues selon le procédé de l'invention possèdent des propriétés catalytiques qui permettent leur utilisation comme catalyseurs ou supports de catalyseur pour des réactions de transformation de composés organiques variés.The duration of the calcination, given below for information, is most often between 2 and 12 hours. The zeolites obtained according to the process of the invention have catalytic properties which allow their use as catalysts or catalyst supports for reactions of transformation of various organic compounds.
Elles peuvent trouver de nombreuses applications dans différentes réactions d'oxydation, notamment dans les réactions d'oxydation, de dismutation de composés aromatiques comme le toluène ; la conversion des composés carbonyles aliphatiques ou d'oléfines ; l'hydroxylation de composés aromatiques ; la formylation des composés aromatiques ; l'époxydation des oléfines ; la cyclisation des composé organiques.They can find numerous applications in different oxidation reactions, in particular in oxidation reactions, of disproportionation of aromatic compounds such as toluene; conversion of aliphatic carbonyl or olefin compounds; the hydroxylation of aromatic compounds; formylation of aromatic compounds; epoxidation of olefins; cyclization of organic compounds.
Une application privilégiée des zéolithes de l'invention est leur emploi pour les réactions d'hydroxylation des composés phénoliques.A preferred application of the zeolites of the invention is their use for the hydroxylation reactions of phenolic compounds.
Le procédé de l'invention s'applique avantageusement aux composés phénoliques qui sont solubles dans le milieu, dans les conditions réactionnelles.The process of the invention advantageously applies to phenolic compounds which are soluble in the medium, under the reaction conditions.
On peut évidemment tolérer une certaine insolubilité mais l'on préfère que le composé phénolique soit soluble à raison d'au moins 90 % en poids.It is obviously possible to tolerate a certain insolubility but it is preferred that the phenolic compound is soluble in an amount of at least 90% by weight.
La présente invention s'applique aux composés phénoliques de formule générale (III) :The present invention applies to phenolic compounds of general formula (III):
Figure imgf000011_0001
dans ladite formule (III) :
Figure imgf000011_0001
in said formula (III):
- R-| , R2, R3 et R4, identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un substituant quelconque,- R- | , R2, R3 and R4, identical or different, represent a hydrogen atom or any substituent,
- deux groupes Ri et R2 et/ou R3 et R placés sur deux atomes de carbone vicinaux peuvent former ensemble et avec les atomes de carbone qui les portent un cycle,- two groups Ri and R2 and / or R3 and R placed on two vicinal carbon atoms can form together and with the carbon atoms which carry them a ring,
- R' représente un atome d'hydrogène ou un radical hydrocarboné ayant de 1 à 24 atomes de carbone, qui peut être un radical aliphatique acyclique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié ; un radical cycloaliphatique saturé ou insaturé, monocyclique ou polycyclique ; un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, porteur d'un substituant cyclique.- R 'represents a hydrogen atom or a hydrocarbon radical having from 1 to 24 carbon atoms, which can be a saturated or unsaturated, linear or branched acyclic aliphatic radical; a saturated or unsaturated, monocyclic or polycyclic cycloaliphatic radical; a saturated or unsaturated, linear or branched aliphatic radical, carrying a cyclic substituent.
Par substituant cyclique, on entend un carbocycle saturé, insaturé ou aromatique ayant, généralement, de 4 à 7 atomes de carbone, et de préférence 6 atomes de carbone. Le procédé de l'invention s'applique à tout composé phénolique répondant à la formule générale (III) et, plus particulièrement, aux composés phénoliques de formule (III) dans laquelle R' représente : . un atome d'hydrogène . un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, et plus particulièrement un radical méthyle ou éthyle, . un radical cyclohexyle, . un radical benzyle. Le composé phénolique de formule (III) peut être porteur d'un ou plusieurs substituants R-|, R2, R3 et R4. Des exemples de substituants sont donnés ci- après mais cette liste ne présente aucun caractère limitatif. N'importe quel substituant peut être présent sur le cycle dans la mesure où il n'interfère pas au niveau du produit désiré. Le procédé de l'invention s'applique plus préférentiellement aux composés phénoliques de formule (III) dans lesquels :By cyclic substituent is meant a saturated, unsaturated or aromatic carbocycle having, generally, from 4 to 7 carbon atoms, and preferably 6 carbon atoms. The process of the invention applies to any phenolic compound corresponding to the general formula (III) and, more particularly, to the phenolic compounds of formula (III) in which R 'represents: a hydrogen atom. a linear or branched alkyl radical having from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms, and more particularly a methyl or ethyl radical,. a cyclohexyl radical,. a benzyl radical. The phenolic compound of formula (III) may carry one or more substituents R- |, R2, R3 and R 4 . Examples of substituents are given below, but this list is in no way limiting. Any substituent can be present on the cycle as long as it does not interfere with the desired product. The process of the invention applies more preferably to phenolic compounds of formula (III) in which:
- R-|, R2, R3 et R4, identiques ou différents représentent R0, l'un des groupes suivants :- R- |, R2, R3 and R 4 , identical or different, represent R 0 , one of the following groups:
. un atome d'hydrogène, . un radical alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, sec-butyle, tert-butyle,. a hydrogen atom,. an alkyl radical, linear or branched, having from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, sec-butyl, tert-butyl,
. un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical de formule : -R5-OH. a linear or branched alkenyl radical having from 2 to 6 carbon atoms, preferably from 2 to 4 carbon atoms, such as vinyl, allyl,. a linear or branched alkoxy radical having from 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms such as the methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, radicals. an acyl group having from 2 to 6 carbon atoms,. a radical of formula: -R5-OH
-R5-COOR6 -R5-X -R5-CF3 dans lesdites formules, R5 représente un lien valentiel ou un radical hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à-R 5 -COOR 6 -R 5 -X -R5-CF3 in said formulas, R5 represents a valence bond or a divalent, linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical, having from 1 to
6 atomes de carbone tel que, par exemple, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; Rρ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone ; X symbolise un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore, de brome ou de fluor. - R-|, R2, R3 et R4, identiques ou différents représentent R7, l'un des radicaux plus complexes suivants : . un radical carbocyclique saturé ou insaturé ayant de 4 à 7 atomes de carbone, de préférence un radical cyclohexyle, . un radical de formule6 carbon atoms such as, for example, methylene, ethylene, propylene, isopropylene, isopropylidene; Rρ represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl radical having from 1 to 6 carbon atoms; X symbolizes a halogen atom, preferably a chlorine, bromine or fluorine atom. - R- |, R 2 , R3 and R 4 , identical or different, represent R 7 , one of the following more complex radicals:. a saturated or unsaturated carbocyclic radical having from 4 to 7 carbon atoms, preferably a cyclohexyl radical,. a radical of formula
Figure imgf000013_0001
dans lequel R5 représente un lien valentiel ou un radical hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé ayant de 1 à 6 atomes de carbone tel que par exemple, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène et R0 ayant la signification donnée précédemment et m est un nombre entier de 0 à 4, . un radical - R5 - A - R8 dans lequel R5 a la signification donnée précédemment, R8 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone ou un radical de formule
Figure imgf000013_0001
in which R5 represents a valential bond or a divalent, linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon radical having from 1 to 6 carbon atoms such as, for example, methylene, ethylene, propylene, isopropylene, isopropylidene and R 0 having the meaning given above and m is an integer from 0 to 4,. a radical - R 5 - A - R 8 in which R 5 has the meaning given above, R 8 represents a linear or branched alkyl radical having from 1 to 6 carbon atoms or a radical of formula
Figure imgf000013_0002
et A symbolise l'un des groupes suivants : - O - , - COO - , - OCOO -, - SO2 - , - CO - N -,
Figure imgf000013_0002
and A symbolizes one of the following groups: - O -, - COO -, - OCOO -, - SO 2 -, - CO - N -,
I R9 dans ces formules, Rg représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.IR 9 in these formulas, Rg represents a hydrogen atom or an alkyl radical having from 1 to 4 carbon atoms, a cyclohexyl or phenyl radical.
- deux groupes R-| et R2 et/ou R3 et R placés sur deux atomes de carbone vicinaux peuvent former ensemble et avec les atomes de carbone qui les portent un carbocycle insaturé ou aromatique ayant de 4 à 7 atomes de carbone et, de préférence, 6 atomes de carbone,- two groups R- | and R2 and / or R3 and R placed on two vicinal carbon atoms can form together and with the carbon atoms which carry them an unsaturated or aromatic carbocycle having from 4 to 7 carbon atoms and, preferably, 6 carbon atoms,
Parmi les composés de formule (III), on met en oeuvre plus particulièrement ceux répondant à la formule (III) dans laquelle :Among the compounds of formula (III), use is more particularly made of those corresponding to formula (III) in which:
- R' représente un atome d'hydrogène - R-j , R2, R3 et R4, identiques ou différents représentent l'un des groupes suivants :- R 'represents a hydrogen atom - R- j , R2, R3 and R 4 , identical or different, represent one of the following groups:
. un atome d'hydrogène,. a hydrogen atom,
. un radical alkyle, linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone,.. an alkyl radical, linear or branched having from 1 to 4 carbon atoms ,.
. un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone, . un groupe hydroxyle, . un atome d'halogène,. a linear or branched alkoxy radical having from 1 to 4 carbon atoms,. a hydroxyl group, . a halogen atom,
. un groupe -CF3 . a group -CF 3
. un radical cyclohexyle,. a cyclohexyl radical,
. un radical phényle, - deux groupes R^ et R2 et/ou R3 et R4 placés sur deux atomes de carbone vicinaux peuvent former ensemble et avec les atomes de carbone qui les portent un cycle benzénique.. a phenyl radical, - two groups R 1 and R 2 and / or R 3 and R 4 placed on two vicinal carbon atoms can form together and with the carbon atoms which carry them a benzene ring.
Encore plus préférentiellement, on choisit les composés de formule (III) dans laquelle R' représente un atome d'hydrogène et l'un des radicaux R^ R2, R3 et R4 représente un groupe hydroxyle, un radical méthyle ou un radical méthoxy et les 3 autres représentent un atome d'hydrogène.Even more preferably, the compounds of formula (III) are chosen in which R ′ represents a hydrogen atom and one of the radicals R ^ R2, R3 and R 4 represents a hydroxyl group, a methyl radical or a methoxy radical and the other 3 represent a hydrogen atom.
A titre illustratif de composés phénoliques de formule (III) susceptibles d'être mis en oeuvre dans le procédé de l'invention, on peut mentionner plus particulièrement : - ceux répondant à la formule (III) dans laquelle R-|, R2, R3 et R représentent un atome d'hydrogène, tels que le phénol ou l'anisole,By way of illustration of phenolic compounds of formula (III) capable of being used in the process of the invention, there may be mentioned more particularly: - those corresponding to formula (III) in which R- |, R2, R3 and R represent a hydrogen atom, such as phenol or anisole,
- ceux répondant à la formule (III) avec un substituant sur le cycle benzénique, tels que l'o-crésol, le m-crésol, le p-crésol, le 2-méthoxyphénol, le 2-éthylphénol, le 3-éthylphénol, 2-propylphénol, le 2-sec-butylphénol, le 2-tert-butylphénol, le 3- tert-butylphénol, le 4-tert-butylphénol, le 2-méthoxyphénol, le 3-méthoxyphénol, le 4-méthoxyphénol, le salicylate de méthyle, le 2-chlorophénol, le 3- chlorophénol, le 4-chlorophénol,- those corresponding to formula (III) with a substituent on the benzene ring, such as o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2-methoxyphenol, 2-ethylphenol, 3-ethylphenol, 2-propylphenol, 2-sec-butylphenol, 2-tert-butylphenol, 3- tert-butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, salicylate methyl, 2-chlorophenol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol,
- ceux répondant à la formule (III) avec deux substituants sur le cycle benzénique, tels que le 2,3-diméthylphénol, le 2,5-diméthylphénol, le 2,6- diméthylphénol, le 3,5-diméthyphénol, le 2,3-dichlorophénol, le 2,5- dichlorophénol, le 2,6-dichlorophénol, le 3,5-dichlorophénol, le 2,6-ditert- butylphénol, le 3,5-ditert-butylphénol,- those corresponding to formula (III) with two substituents on the benzene ring, such as 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2, 3-dichlorophenol, 2,5-dichlorophenol, 2,6-dichlorophenol, 3,5-dichlorophenol, 2,6-ditert-butylphenol, 3,5-ditert-butylphenol,
- ceux répondant à la formule (III) avec trois substituants sur le cycle benzénique, tels que le 2,3,5-triméthylphénol, le 2,3,6-triméthylphénol, le 2,3,5- trichlorophénol, le 2,3,6-trichlorophénol,- those corresponding to formula (III) with three substituents on the benzene ring, such as 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol, 2,3,5-trichlorophenol, 2,3 , 6-trichlorophenol,
- ceux répondant à la formule (III) dans laquelle R-| et R2 forment un cycle benzénique, tels que le 1-hydroxynaphtalène,- those corresponding to formula (III) in which R- | and R2 form a benzene ring, such as 1-hydroxynaphthalene,
- ceux répondant à la formule (III) dans laquelle R^ représente un radical de type R7, tels que le 2-phénoxyphénol, le 3-phénoxyphénol. Parmi les composés phénoliques de formule (III) qui pourront être mis en oeuvre dans le procédé de l'invention, on peut citer à titre non limitatif, le phénol, l'o-crésol, le m-crésol, le p-crésol. Conformément au procédé de l'invention, on fait intervenir au cours du procédé d'hydroxylation du composé phénolique de formule (III), le peroxyde d'hydrogène et le catalyseur zéolithique.- Those corresponding to formula (III) in which R ^ represents a radical of type R 7 , such as 2-phenoxyphenol, 3-phenoxyphenol. Among the phenolic compounds of formula (III) which may be used in the process of the invention, there may be mentioned, without limitation, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol. In accordance with the process of the invention, the phenolic compound of formula (III), the hydrogen peroxide and the zeolitic catalyst are used during the hydroxylation process.
Le peroxyde d'hydrogène mis en oeuvre selon l'invention peut être sous forme de solution aqueuse ou de solution organique.The hydrogen peroxide used according to the invention can be in the form of an aqueous solution or an organic solution.
Les solutions aqueuses étant commercialement plus facilement disponibles sont utilisées, de préférence.Preferably, aqueous solutions being commercially more readily available are used.
La concentration de la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène n'est pas critique. On peut utiliser une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène ayant une concentration allant par exemple de 20 % à 70 % en poids de H2θ2-The concentration of the aqueous hydrogen peroxide solution is not critical. One can use an aqueous solution of hydrogen peroxide having a concentration ranging for example from 20% to 70% by weight of H 2 θ2-
Pour des raisons de commodités de mise en oeuvre, il est préférable de faire appel à une solution diluée de peroxyde d'hydrogène, sa concentration pouvant être comprise avantageusement entre 20 % et 40 % en poids.For reasons of convenience of implementation, it is preferable to use a dilute solution of hydrogen peroxide, its concentration can advantageously be between 20% and 40% by weight.
La quantité de peroxyde d'hydrogène peut aller jusqu'à 1 mole de H2O2 pour 1 mole de composé phénolique de formule (III).The amount of hydrogen peroxide can range up to 1 mole of H2O2 for 1 mole of phenolic compound of formula (III).
Il est cependant préférable pour obtenir un rendement industriellement acceptable d'utiliser un rapport molaire peroxyde d'hydrogène/composé phénolique de formule (III) de 0,01 à 0,4 et, de préférence, de 0,10 à 0,25.It is however preferable to obtain an industrially acceptable yield to use a molar ratio hydrogen peroxide / phenolic compound of formula (III) of 0.01 to 0.4 and, preferably, of 0.10 to 0.25.
Conformément au procédé de l'invention, la réaction est conduite en milieu aqueux.In accordance with the process of the invention, the reaction is carried out in an aqueous medium.
La majeure partie de l'eau est introduite en début de réaction et l'autre partie étant apportée par la solution de peroxyde d'hydrogène.Most of the water is introduced at the start of the reaction and the other part is provided by the hydrogen peroxide solution.
La teneur totale pondérale en eau exprimée par rapport au composé phénolique de formule (III) peut varier entre 30 % et 100 %, de préférence, entre 40 % et 70 %.The total weight content of water expressed relative to the phenolic compound of formula (III) can vary between 30% and 100%, preferably between 40% and 70%.
La quantité de catalyseur zéolithique que l'on met en oeuvre dans le procédé de l'invention peut varier dans de larges limites.The amount of zeolitic catalyst which is used in the process of the invention can vary within wide limits.
Lorsque l'on réalise le procédé en discontinu, le catalyseur peut représenter en poids par rapport au composé phénolique de formule (III) engagé, de 0,1 à 25 %, de préférence, de 3 à 10 %. Cependant si l'on réalise le procédé en continu, par exemple en faisant réagir un mélange de composé phénolique (III), de solution de peroxyde d'hydrogène sur un lit fixe de catalyseur, ces rapports catalyseur/composé phénolique de formule (III) n'ont pas de sens et à un instant donné, on pourra avoir un excès pondéral de catalyseur par rapport au composé phénolique de formule (III).When the process is carried out batchwise, the catalyst can represent, by weight relative to the phenolic compound of formula (III) used, from 0.1 to 25%, preferably from 3 to 10%. However, if the process is carried out continuously, for example by reacting a mixture of phenolic compound (III), of hydrogen peroxide solution on a fixed bed of catalyst, these catalyst / phenolic compound ratios of formula (III) do not make sense and at a given time, there may be an excess weight of catalyst compared to the phenolic compound of formula (III).
Il est également possible d'effectuer la réaction d'hydroxylation du composé phénolique de formule (III) dans un solvant dudit composé qui soit de préférence miscible ou partiellement miscible à l'eau. A titres d'exemples de tels solvants, on peut citer l'eau, les alcools comme le méthanol, l'éthanol, l'isopropanol, le tert-butanol ; les cétones comme l'acétone ou la méthylisobutylcétone ; les nitriles comme l'acétonitrile ; les acides carboxyliques comme l'acide acétique ; les esters d'acides carboxyliques comme l'acétate de propyle ; les éthers comme le méthyltertiobutyléther ; les solvants aprotiques polaires comme le dioxyde de tétrahydrothiophène (sulfolane), le carbonate d'éthylèneglycol, le carbonate de propylèneglycol, la N- méthylpyrrolidone.It is also possible to carry out the hydroxylation reaction of the phenolic compound of formula (III) in a solvent for said compound which is preferably miscible or partially miscible with water. By way of examples of such solvents, mention may be made of water, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol; ketones such as acetone or methyl isobutyl ketone; nitriles such as acetonitrile; carboxylic acids such as acetic acid; esters of carboxylic acids such as propyl acetate; ethers such as methyltertiobutylether; polar aprotic solvents such as tetrahydrothiophene dioxide (sulfolane), ethylene glycol carbonate, propylene glycol carbonate, N-methylpyrrolidone.
Conformément au procédé de l'invention, on réalise l'hydroxylation du composé phénolique de formule (III) à une température qui peut être comprise entre 45°C et 150°C.In accordance with the process of the invention, the hydroxylation of the phenolic compound of formula (III) is carried out at a temperature which can be between 45 ° C. and 150 ° C.
Une variante préférée du procédé de l'invention consiste à choisir la température entre 50°C et 120°C, et encore plus préférentiellement aux environs de 80°C. La réaction est conduite avantageusement sous pression atmosphérique.A preferred variant of the process of the invention consists in choosing the temperature between 50 ° C and 120 ° C, and even more preferably around 80 ° C. The reaction is advantageously carried out at atmospheric pressure.
On peut également opérer à plus haute température et sous pression supérieure à la pression atmosphérique.It is also possible to operate at a higher temperature and under pressure greater than atmospheric pressure.
D'un point de vue pratique, le procédé selon l'invention est simple à mettre en oeuvre de façon continue ou discontinue. D'un manière préférée, on introduit les différents réactifs suivants dans un ordre quelconque, composé phénolique de formule (III), et catalyseur.From a practical point of view, the method according to the invention is simple to implement continuously or discontinuously. Preferably, the following different reagents are introduced in any order, phenolic compound of formula (III), and catalyst.
On porte le milieu réactionnel à la température désirée puis, l'on ajoute la solution de peroxyde d'hydrogène, de manière progressive.The reaction medium is brought to the desired temperature and then the hydrogen peroxide solution is added gradually.
En fin de réaction, on sépare le catalyseur zéolithique selon les techniques classiques de séparation solide/liquide, de préférence, par filtration puis le composé phénolique non transformé, sont séparés des produits d'hydroxylation par les moyens usuels, notamment, par distillation et sont renvoyés dans la zone réactionnelle.At the end of the reaction, the zeolitic catalyst is separated according to conventional solid / liquid separation techniques, preferably by filtration and then the untransformed phenolic compound, are separated from the hydroxylation products by the usual means, in particular by distillation and are returned to the reaction zone.
On donne ci-après des exemples de réalisation de l'invention.Examples of the invention are given below.
Les exemples 1 à 7 qui suivent, illustrent l'invention sans toutefois la limiter.Examples 1 to 7 which follow illustrate the invention without however limiting it.
ExemplesExamples
Dans les exemples, les abréviations suivantes signifient : - TEOS = tétraéthylsilicate,In the examples, the following abbreviations mean: - TEOS = tetraethylsilicate,
- TBOT ≈ o-titanate de tétrabutyle,- TBOT ≈ tetrabutyl o-titanate,
- TPAOH = hydroxyde de tétrapropyiammonium,- TPAOH = tetrapropyiammonium hydroxide,
- TPABr = bromure de tétrapropyiammonium. - 3,5-DMDEPI = iodure de 3,5-diméthyl-N.N-diéthylpipéridinium- TPABr = tetrapropyiammonium bromide. - 3,5-DMDEPI = 3,5-dimethyl-NN-diethylpiperidinium iodide
- 3,5-DMDEPOH = hydroxyde de 3,5-diméthyl-N,N-diéthylpipéridinium- 3,5-DMDEPOH = 3,5-dimethyl-N, N-diethylpiperidinium hydroxide
nombre de moles de peroxyde d'hydrogène transformées TT = % nombre de moles de peroxyde d'hydrogène introduitesnumber of moles of hydrogen peroxide transformed TT =% number of moles of hydrogen peroxide introduced
nombre de moles d'hydroquinone forméesnumber of moles of hydroquinone formed
RTHQ = % nombre de moles de peroxyde d'hydrogène transforméesRT HQ =% number of moles of hydrogen peroxide transformed
nombre de moles de pyrocatéchine forméesnumber of moles of pyrocatechol formed
RTpc = % nombre de moles de peroxyde d'hydrogène transforméesRT pc =% number of moles of hydrogen peroxide transformed
Exemple 1 ,Example 1,
Synthèse de l'hvdroxvde de 3.5-diméthvl-N.N-diéthvlDipéridinium.Synthesis of 3.5-dimethvl-N.N-diethvl Diperidinium hvdroxvde.
Dans un ballon tricol de 1 litre équipé d'un système d'agitation, d'une ampoule de coulée et d'un condenseur à reflux, on place 37,8 g de 3,5- diméthylpipéridine (rapport cis/trans=3), 48,2 g de bicarbonate de potassium et37.8 g of 3,5-dimethylpiperidine (cis / trans ratio = 3) are placed in a 1 liter three-necked flask equipped with a stirring system, a dropping funnel and a reflux condenser. , 48.2 g of potassium bicarbonate and
330 cm3 de méthanol sec.330 cm 3 of dry methanol.
On ajoute goutte à goutte 150 g d'iodure d'éthyle.150 g of ethyl iodide are added dropwise.
Le mélange est alors placé dans un bain d'huile et chauffé à reflux (50 -The mixture is then placed in an oil bath and heated to reflux (50 -
55°C) pendant 3 jours. Après traitement du milieu réactionnel et recristalllisation du solide dans un mélange acétone/méthanol, on récupère 53 g d'iodure de 3,5-diméthyl-N,N- diéthylpipéridinium (3,5-DMDEPI).55 ° C) for 3 days. After treatment of the reaction medium and recrystallization of the solid from an acetone / methanol mixture, 53 g of 3,5-dimethyl-N, N-diethylpiperidinium iodide (3,5-DMDEPI) are recovered.
Le 3,5-DMDEPI est caractérisé par résonance magnétique nucléaire proton3,5-DMDEPI is characterized by proton nuclear magnetic resonance
(rapport cis /trans = 4,2) et contient moins de 50 ppm de potassium et de sodium. L'échange ionique I70H" pour l'obtention de l'hydroxyde de 3,5-diméthyl-(cis / trans ratio = 4.2) and contains less than 50 ppm of potassium and sodium. I70H ion exchange " for obtaining 3,5-dimethyl- hydroxide
N.N-diéthylpipéridinium (3,5-DMDEPOH) est réalisé à partir d'oxyde d'argent selon le mode opératoire suivant : on prépare une solution contenant 50 g deN.N-diethylpiperidinium (3,5-DMDEPOH) is produced from silver oxide according to the following procedure: a solution containing 50 g of
3,5-DMDEPI et 96 g d'eau. On ajoute 20 g de Ag2θ puis la suspension est agitée3,5-DMDEPI and 96 g of water. 20 g of Ag2θ are added and the suspension is stirred
1 heure à 50°C, à l'abri de la lumière. La solution de 3,5-DMDEPOH à environ 25 % (pondéral) est récupérée par centrifugation.1 hour at 50 ° C, protected from light. The solution of 3,5-DMDEPOH at about 25% (by weight) is recovered by centrifugation.
Exemple 2.Example 2.
Préparation d'un xérogel SiO -TiO Si/Ti = 45) On hydrolyse 42 g de TEOS avec 14,5 g d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 0,05 mol/l en agitant le mélange, 1 heure à température ambiante.Preparation of an SiO -TiO Si / Ti xerogel = 45) 42 g of TEOS are hydrolyzed with 14.5 g of an aqueous hydrochloric acid solution at 0.05 mol / l while stirring the mixture for 1 hour at room temperature.
La solution est ensuite refroidie à 0°C puis l'on ajoute goutte à goutte une solution contenant 1 ,53 g de TBOT et 9,15 g d'isopropanol.The solution is then cooled to 0 ° C. and then a solution containing 1.53 g of TBOT and 9.15 g of isopropanol is added dropwise.
A la fin de l'addition, la solution est agitée 1 heure, à température ambiante puis 2 heures à 70°C afin d'éliminer les alcools (alcools libérés par hydrolyse + isopropanol).At the end of the addition, the solution is stirred for 1 hour at room temperature and then 2 hours at 70 ° C. in order to remove the alcohols (alcohols released by hydrolysis + isopropanol).
Le sol limpide ainsi obtenu est gélifié par ajout de 2,25 g d'une solution de 3,5-DMDEPOH à 25 %.The clear soil thus obtained is gelled by adding 2.25 g of a 25% solution of 3,5-DMDEPOH.
Le gel est ensuite séché une nuit en étuve à 110°C.The gel is then dried overnight in an oven at 110 ° C.
Le xérogel Siθ2-TiO2 ainsi préparé est finement broyé au mortier avant utilisation.The Siθ2-TiO 2 xerogel thus prepared is finely ground in a mortar before use.
Préparation de la silicalite de titane (TS-2) On ajoute dans 5,0 g d'une solution aqueuse de 3,5-DMDEPOH à 25 % en poids, 0,08 g de germes de silicalite de titane (TS-2) puis 4 g de xérogel Siθ -Preparation of titanium silicalite (TS-2) 0.08 g of titanium silicalite seeds (TS-2) are added to 5.0 g of an aqueous solution of 3,5-DMDEPOH at 25% by weight then 4 g of Siθ xerogel -
TiO2.TiO 2 .
On agite pendant 10 minutes environ.The mixture is stirred for approximately 10 minutes.
La composition molaire ramenée à une mole de silice du mélange réactionnel est la suivante :The molar composition reduced to one mole of silica of the reaction mixture is as follows:
1 SiO2 ; 0,0222 TiO2 ; 0,1 3,5-DMDEPOH ; 2 % de germes.1 SiO 2 ; 0.0222 TiO 2 ; 0.1 3.5-DMDEPOH; 2% of germs.
Le mélange réactionnel est ensuite cristallisé dans un autoclave revêtu intérieurement par du polytétrafluoroéthane, par chauffage à 170°C pendant 9 jours sous agitation (étuve rotative). Après cristallisation, la phase solide est séparée par filtration, lavée à l'eau et séchée à 80°C.The reaction mixture is then crystallized in an autoclave coated internally with polytetrafluoroethane, by heating at 170 ° C for 9 days with stirring (rotary oven). After crystallization, the solid phase is separated by filtration, washed with water and dried at 80 ° C.
Après calcination à 560°C pendant 8 heures, la phase solide est identifiée par son spectre de diffraction des rayons X donné dans le tableau (II). After calcination at 560 ° C. for 8 hours, the solid phase is identified by its X-ray diffraction spectrum given in table (II).
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
La silicalite de titane (TS-2) se présente sous forme de cristaux parallélépipèdiques de taille 150 x 150 x 400 nm environ.Titanium silicalite (TS-2) is in the form of parallelepipedic crystals of size 150 x 150 x 400 nm approximately.
L'analyse chimique effectuée sur le solide obtenu donne 1 ,78 % de titane.Chemical analysis carried out on the solid obtained gives 1.78% of titanium.
Le spectre infrarouge du solide comporte une bande à 960 cm" caractéristique des silicalites de titane.The infrared spectrum of the solid comprises a band at 960 cm " characteristic of titanium silicalites.
Son spectre UV-Visible est dépourvu des bandes caractéristiques de la présence de Tiθ2 extra-réticulaire.Its UV-Visible spectrum is devoid of the bands characteristic of the presence of extra-reticular Tiθ2.
Exemple 3Example 3
Préparation de la silicalite de titane (TS-2)Preparation of titanium silicalite (TS-2)
On mélange 9 g d'une solution de 3,5-DMDEPOH à 25 % en poids et 0,4 g d'une solution de TBAOH à 40 %. On ajoute ensuite 0,08 g de germes de silicalite de titane (TS-2) puis 4,0 g du xérogel Siθ2-Ti02 préparé dans l'exemple 2.9 g of a solution of 3.5-DMDEPOH at 25% by weight and 0.4 g of a solution of TBAOH at 40% are mixed. Then added 0.08 g of titanium silicalite seeds (TS-2) and then 4.0 g of the Siθ2-Ti0 2 xerogel prepared in Example 2.
On agite pendant 10 minutes environ le xérogel imprégné.The impregnated xerogel is stirred for approximately 10 minutes.
La composition molaire ramenée à une mole de silice du mélange réactionnel est la suivante :The molar composition reduced to one mole of silica of the reaction mixture is as follows:
1 Si02 ; 0,0222 Ti02 ; 0,183,5-DMDEPOH ; 0,01 TBAOH ; 2 % de germes.1 Si0 2 ; 0.0222 Ti0 2; 0.183.5-DMDEPOH; 0.01 TBAOH; 2% of germs.
Le mélange réactionnel est ensuite cristallisé dans un autoclave revêtu intérieurement par du polytétrafluoroéthane, par chauffage à 170°C durant 7 jours sous agitation (étuve rotative). Après cristallisation, la phase solide est séparée par filtration, lavée à l'eau et séchée à 80°C.The reaction mixture is then crystallized in an autoclave coated internally with polytetrafluoroethane, by heating at 170 ° C for 7 days with stirring (rotary oven). After crystallization, the solid phase is separated by filtration, washed with water and dried at 80 ° C.
Après calcination à 560°C durant 8 heures, le solide est caractérisé par diffraction de rayons X.After calcination at 560 ° C for 8 hours, the solid is characterized by X-ray diffraction.
La silicalite de titane (TS-2) se présente sous forme de particules sphériques de 0,5 μm polycristallines.Titanium silicalite (TS-2) is in the form of spherical particles of 0.5 μm polycrystalline.
L'analyse chimique effectuée sur la TS-2 donne 1 ,20 % de titane.Chemical analysis carried out on TS-2 gives 1.20% titanium.
Exemple 4Example 4
Préparation de la silicalite de titane (TS-2) On répète l'exemple 2 mais avec 6,25 g de 3,5-DMDEPOH à 25 % à la place de 5,0 g.Preparation of titanium silicalite (TS-2) Example 2 is repeated, but with 6.25 g of 3.5-DMDEPOH at 25% instead of 5.0 g.
La composition molaire ramenée à une mole de silice du mélange réactionnel est la suivante :The molar composition reduced to one mole of silica of the reaction mixture is as follows:
1 Siθ2 ; 0,0222 TiO2 ; 0,125 3,5-DMDEPOH ; 2 % de germes. Le mélange réactionnel est ensuite cristallisé dans un autoclave revêtu intérieurement par du polytétrafluoroéthane, par chauffage à 170°C durant 8 jours sous agitation (étuve rotative).1 Siθ2; 0.0222 TiO 2 ; 0.125 3.5-DMDEPOH; 2% of germs. The reaction mixture is then crystallized in an autoclave coated internally with polytetrafluoroethane, by heating at 170 ° C for 8 days with stirring (rotary oven).
Après cristallisation, la phase solide est séparée par filtration, lavée à l'eau et séchée à 80°C. Après calcination à 560°C durant 8 heures, le solide est caractérisé par diffraction de rayons X et par microscopie électronique à balayage.After crystallization, the solid phase is separated by filtration, washed with water and dried at 80 ° C. After calcination at 560 ° C for 8 hours, the solid is characterized by X-ray diffraction and by scanning electron microscopy.
Les caractéristiques physico-chimiques sont proches de celles du catalyseur préparé dans l'exemple 2.The physico-chemical characteristics are close to those of the catalyst prepared in Example 2.
Exemple 5.Example 5.
Préparation de la silicalite de titane (TS-2)Preparation of titanium silicalite (TS-2)
On répète l'exemple 3 mais la synthèse hydrothermale s'effectue en statique et durant 3 jours (à la place de 8 jours dans l'exemple 3). Après cristallisation, la phase solide est séparée par filtration, lavée à l'eau et séchée à 80°C.Example 3 is repeated but the hydrothermal synthesis is carried out statically and for 3 days (instead of 8 days in Example 3). After crystallization, the solid phase is separated by filtration, washed with water and dried at 80 ° C.
Après calcination à 560°C durant 8 heures, le solide est caractérisé par diffraction de rayons X. La silicalite de titane (TS-2) se présente sous forme de particules sphériques de 0,5 μm polycristallines.After calcination at 560 ° C for 8 hours, the solid is characterized by X-ray diffraction. Titanium silicalite (TS-2) is in the form of spherical particles of 0.5 μm polycrystalline.
L'analyse chimique effectuée sur la silicalite de titane (TS-2) donne 1 ,35 % de titane.Chemical analysis carried out on titanium silicalite (TS-2) gives 1.35% titanium.
Exemple 6Example 6
3 Dans un réacteur en verre Pyrex de 50 cm , muni d'une agitation centrale, d'un réfrigérant relié à un gazomètre, d'un système de chauffage régulé et d'un système d'injection, on charge :3 In a Pyrex glass reactor of 50 cm, equipped with a central stirring, a refrigerant connected to a gasometer, a regulated heating system and an injection system, we charge:
- 13,2 g de phénol - 8,0 g d'eau- 13.2 g of phenol - 8.0 g of water
- 0,8 g de la silcalite de titane (TS-2) préparée dans l'exemple 3- 0.8 g of titanium silcalite (TS-2) prepared in Example 3
On chauffe à 80°C sous agitation, puis l'on injecte en 2 heures, 3,8 g d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène à 30 % en poids.Heated to 80 ° C with stirring, then injected in 2 hours, 3.8 g of an aqueous solution of hydrogen peroxide at 30% by weight.
Trente minutes après la fin de la coulée, le peroxyde d'hydrogène a été entièrement consommé (d'après dosage iodométrique).Thirty minutes after the end of the pouring, the hydrogen peroxide was completely consumed (according to iodometric dosage).
Le dosage des diphénols par chromatographie liquide haute performance (CLHP) donne les résultats suivants :The determination of diphenols by high performance liquid chromatography (HPLC) gives the following results:
- rendement en pyrocatéchine par rapport à H2O2 transformée (RT) : 23,6 %- yield of pyrocatechol relative to transformed H2O2 (RT): 23.6%
- rendement en hydroquinone par rapport à H2O2 transformée (RT) : 52,4 % - rendement total en diphénols : 76 %- yield of hydroquinone compared to transformed H2O2 (RT): 52.4% - total yield of diphenols: 76%
Exemple 7Example 7
On répète l'exemple 6 mais on remplace la silicalite de titane (TS-2) de l'exemple 3 par celle de l'exemple 4. Environ 30 minutes après la fin de la coulée, le peroxyde d'hydrogène a été entièrement consommé.Example 6 is repeated but the titanium silicalite (TS-2) of Example 3 is replaced by that of Example 4. About 30 minutes after the end of the pouring, the hydrogen peroxide has been completely consumed .
Le dosage des diphénols par chromatographie liquide haute performance (CLHP) donne les résultats suivants :The determination of diphenols by high performance liquid chromatography (HPLC) gives the following results:
- rendement en pyrocatéchine par rapport à H2O2 transformée (RT) : 22,3 % - rendement en hydroquinone par rapport à H2O2 transformée (RT) : 55,7 %- yield of pyrocatechol relative to transformed H2O2 (RT): 22.3% - yield of hydroquinone relative to transformed H2O2 (RT): 55.7%
- rendement total en diphénols : 78 % - total yield of diphenols: 78%

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de préparation d'une silicalite de titane de type MEL caractérisé par le fait qu'il consiste : - à imprégner un xérogel amorphe (Tiθ2-Siθ2) comprenant au moins les éléments silicium et titane avec une solution comprenant au moins un agent structurant et au moins un agent mobilisateur OH" '> la solution d'imprégnation comprenant au moins une quantité efficace d'un composé de type 3,5-diméthylpipéridinium utilisé comme agent structurant, - à soumettre le mélange réactionnel à un chauffage jusqu'à la température de cristallisation de la zéolithe, - puis à récupérer et à calciner la zéolithe obtenue.1 - Process for the preparation of a titanium silicalite of the MEL type, characterized in that it consists in: - impregnating an amorphous xerogel (Tiθ2-Siθ2) comprising at least the silicon and titanium elements with a solution comprising at least one agent structuring agent and at least one mobilizing agent OH "' > the impregnating solution comprising at least one effective amount of a compound of the 3,5-dimethylpiperidinium type used as structuring agent, - subjecting the reaction mixture to heating until the crystallization temperature of the zeolite, - then recovering and calcining the zeolite obtained.
2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on effectue la préparation du xérogel par hydrolyse en milieu acide, d'une source de silicium et ajout d'une source de titane conduisant à un sol qui est gélifié par ajout d'une base ou par chauffage et enfin séchage du gel.2 - Process according to claim 1 characterized in that one carries out the preparation of xerogel by hydrolysis in acidic medium, a source of silicon and addition of a source of titanium leading to a sol which is gelled by addition of 'a base or by heating and finally drying the gel.
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la source de silicium est un alkylsilicates, de préférence le tétraéthylsilicate et la source de titane est un o-titanate d'alkyle, de préférence l'o-titanate de tétraéthyle ou l'o-titanate de tétrabutyle.3 - Method according to one of claims 1 and 2 characterized in that the source of silicon is an alkylsilicates, preferably tetraethylsilicate and the source of titanium is an alkyl o-titanate, preferably o-titanate tetraethyl or tetrabutyl o-titanate.
4 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le rapport molaire Tiθ2 Siθ2 dans le xérogel est compris de préférence entre 25 et4 - Method according to one of claims 1 and 2 characterized in that the molar ratio Tiθ2 Siθ2 in the xerogel is preferably between 25 and
200, plus préférentiellement entre 35 et 100.200, more preferably between 35 and 100.
5 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'on dilue la source de titane en ajoutant un solvant organique, de préférence un alcool à faible condensation en carbone, et plus préférentiellement l'isopropanol.5 - Process according to claim 2 characterized in that one dilutes the source of titanium by adding an organic solvent, preferably an alcohol with low carbon condensation, and more preferably isopropanol.
6 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'on ajoute une base en une quantité est telle que le pH de la solution obtenue se situe entre environ 5 et environ 7.6 - Process according to claim 2 characterized in that a base is added in an amount is such that the pH of the solution obtained is between about 5 and about 7.
7 - Procédé selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la base mise en oeuvre est une base qui peut être d'origine minérale, de préférence NH4OH ou une base d'origine organique, de préférence, un composé de type 3,5- diméthylpipéridinium.7 - Process according to claim 6 characterized in that the base used is a base which may be of mineral origin, preferably NH 4 OH or a base of organic origin, preferably a compound of 3,5-dimethylpiperidinium type.
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que le xérogel présente une surface spécifique variant entre 400 m2/g et 700 m2/g.8 - Method according to one of claims 1 to 7 characterized in that the xerogel has a specific surface varying between 400 m 2 / g and 700 m 2 / g.
9 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le xérogel présente un volume poreux se situant entre 0,25 et 0,5 cm3/g : 80 % du volume poreux étant constitué par des micropores ayant de 3 à 20 À.9 - Process according to claim 8 characterized in that the xerogel has a pore volume between 0.25 and 0.5 cm 3 / g: 80% of the pore volume being constituted by micropores having from 3 to 20 A.
10 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'agent mobilisateur OH" introduit dans la solution d'imprégnation est sous forme de base(s) faible(s) et/ou forte(s) ne contenant de préférence pas de cations alcalins, de préférence, une aminé ou un hydroxyde d'ammonium quaternaire.10 - Process according to claim 1 characterized in that the mobilizing agent OH "introduced into the impregnation solution is in the form of base (s) weak (s) and / or strong (s) preferably containing no alkaline cations, preferably an amine or a quaternary ammonium hydroxide.
11 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'agent structurant introduit dans la solution d'imprégnation répond à la formule suivante :11 - Method according to claim 1 characterized in that the structuring agent introduced into the impregnation solution corresponds to the following formula:
Figure imgf000023_0001
dans laquelle :
Figure imgf000023_0001
in which :
- Ra et RD, identiques ou différents, représentent un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 7 atomes de carbone ; les groupes Ra et RD, peuvent former ensemble un système cyclique qui inclut l'atome d'azote, comprenant de 4 à 7 atomes de carbone, ledit système pouvant être substitué ou non par des groupes alkyle, linaires ou ramifiés ayant de 1 à 3 atomes de carbone,- R a and R D , identical or different, represent an alkyl group, linear or branched, having from 1 to 7 carbon atoms; the groups R a and R D , can together form a ring system which includes the nitrogen atom, comprising from 4 to 7 carbon atoms, said system being able to be substituted or not by alkyl, linear or branched groups having from 1 with 3 carbon atoms,
- X" est un anion.- X " is an anion.
12 - Procédé selon la revendication 11 caractérisé par le fait que l'agent structuant est le 3,5-diméthyl-N,N-diéthylpipéridinium, le 3,5-diméthyl-N-méthyl- N-éthylpipéridinium.12 - Process according to claim 11 characterized in that the structuring agent is 3,5-dimethyl-N, N-diethylpiperidinium, 3,5-dimethyl-N-methyl-N-ethylpiperidinium.
13 - Procédé selon l'une des revendications 11 et 12 caractérisé par le fait que l'on associe le 3,5-DMP avec un hydroxyde de tétraaikylammonium, de préférence, un hydroxyde de tétraéthylammonium, de tétrapropyiammonium, de tétrabutylammonium.13 - Method according to one of claims 11 and 12 characterized in that one associates 3,5-DMP with a tetraaikylammonium hydroxide, preferably a tetraethylammonium hydroxide, tetrapropyiammonium, tetrabutylammonium.
14 - Procédé selon l'une des revendications 11 à 13 caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre un mélange 3,5-DMP et HTA ; la quantité de HTA étant telle que le rapport molaire HTA/3.5-DMP varie entre 0,5 et 2.10-3 et, de préférence, entre 0,1 et 0,01.14 - Method according to one of claims 11 to 13 characterized in that one implements a mixture of 3,5-DMP and HTA; the amount of HTA being such that the HTA / 3.5-DMP molar ratio varies between 0.5 and 2.10 -3 and, preferably, between 0.1 and 0.01.
15 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le rapport H2θ/Siθ2 est inférieur à 10, de préférence, compris entre 3 et 10, et, plus préférentiellement, compris entre 4 et 6.15 - Method according to claim 1 characterized in that the H2θ / Siθ2 ratio is less than 10, preferably between 3 and 10, and more preferably between 4 and 6.
16 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le rapport molaire OH7Siθ2 varie entre 0,05 et 1 ,0, de préférence entre 0,05 et 0,5.16 - Process according to claim 1 characterized in that the OH7Siθ2 molar ratio varies between 0.05 and 1.0, preferably between 0.05 and 0.5.
17 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le rapport molaire Q/SiO2 (dans lequel Q représente le 3,5-DMP) est au plus égal à 0,13, de préférence compris entre 0,05 et 0,125, et encore plus préférentiellement entre 0,075 et 0,125 ; le rapport molaire Q/Siθ (dans lequel Q représente un mélange de 3,5-DMP et de HTA) est compris entre 0,125 et 1 ,0, de préférence, entre 0,15 et 0,20.17 - Process according to claim 1 characterized in that the molar ratio Q / SiO 2 (in which Q represents 3,5-DMP) is at most equal to 0.13, preferably between 0.05 and 0.125, and even more preferably between 0.075 and 0.125; the molar ratio Q / Siθ (in which Q represents a mixture of 3,5-DMP and HTA) is between 0.125 and 1.0, preferably between 0.15 and 0.20.
18 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 17 caractérisé par le fait que la cristallisation de la zéolithe est obtenue par chauffage du xérogel, sous agitation, à une température comprise entre 90 et 210°C, de préférence, entre 120 et 190°C et, plus préférentiellement, entre 150 et 170°C.18 - Method according to one of claims 1 to 17 characterized in that the crystallization of the zeolite is obtained by heating the xerogel, with stirring, at a temperature between 90 and 210 ° C, preferably between 120 and 190 ° C and, more preferably, between 150 and 170 ° C.
19 - Procédé selon la revendication 18 caractérisé par le fait que l'on ajoute des germes de cristallisation.19 - A method according to claim 18 characterized in that one adds seeds of crystallization.
20 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 19 caractérisé par le fait que l'on soumet le matériau obtenu, à un séchage à une température choisie préférentiellement entre 50 et 120°C, sous pression atmosphérique ou sous pression réduite choisie entre 1 mm de mercure et la pression atmosphérique.20 - Method according to one of claims 1 to 19 characterized in that the material obtained is subjected to drying at a temperature preferably chosen between 50 and 120 ° C, under atmospheric pressure or under reduced pressure chosen between 1 mm of mercury and atmospheric pressure.
21 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 20 caractérisé par le fait que l'on calcine le matériau séché de préférence à l'air, à une température d'au moins 350°C, comprise entre 400 et 600°C, de préférence, entre 450 et 600°C. 22 - Silicalite de titane à base d'oxyde de silicium et d'oxyde de titane présentant une structure de type MEL et répondant après calcination à la formule suivante :21 - Method according to one of claims 1 to 20 characterized in that the dried material is preferably calcined in air, at a temperature of at least 350 ° C, between 400 and 600 ° C, preferably between 450 and 600 ° C. 22 - Titanium silicalite based on silicon oxide and titanium oxide having a MEL type structure and responding after calcination to the following formula:
Si(96-x) Tix °192 0 dans laquelle x est compris entre 0,1 et 6, de préférence entre 0,1 et 4 et ayant un système cristallin quadratique et un diagramme de diffraction des rayons X défini dans le tableau (I) :If (96-x) Ti x ° 192 0 in which x is between 0.1 and 6, preferably between 0.1 and 4 and having a quadratic crystal system and an X-ray diffraction diagram defined in the table ( I):
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000025_0001
23 - Zéolithe selon la revendication 22 caractérisée par le fait que ses cristaux se présentent sous la forme de parallélépipèdes de taille moyenne suivante :23 - Zeolite according to Claim 22, characterized in that its crystals are in the form of parallelepipeds of the following average size:
- épaisseur entre 50 et 500 nm, de préférence entre 100 et 250 nm,- thickness between 50 and 500 nm, preferably between 100 and 250 nm,
- longueur entre 100 et 1000 nm, de préférence entre 300 et 500 nm,- length between 100 and 1000 nm, preferably between 300 and 500 nm,
- largeur entre 50 et 500 nm, de préférence entre 100 et 250 nm. 24 - Utilisation d'une zéolithe décrite dans l'une des revendications 22 et 23 comme catalyseur ou support de catalyseur pour des réactions de transformation de composés organiques variés.- width between 50 and 500 nm, preferably between 100 and 250 nm. 24 - Use of a zeolite described in one of claims 22 and 23 as catalyst or catalyst support for transformation reactions of various organic compounds.
25 - Utilisation d'une zéolithe obtenue selon le procédé décrit dans l'une des revendications 1 à 21 comme catalyseur ou support de catalyseur pour des réactions de transformation de composés organiques variés.25 - Use of a zeolite obtained according to the process described in one of claims 1 to 21 as catalyst or catalyst support for transformation reactions of various organic compounds.
26 - Utilisation selon l'une des revendications 24 et 25 dans un procédé d'hydroxylation d'un composé phénolique, par le peroxyde d'hydrogène en présence d'une quantité efficace d'une zéolithe.26 - Use according to one of claims 24 and 25 in a process for the hydroxylation of a phenolic compound, with hydrogen peroxide in the presence of an effective amount of a zeolite.
27 - Utilisation selon la revendication 26 caractérisée par le fait que le composé phénolique répond à la formule27 - Use according to claim 26 characterized in that the phenolic compound corresponds to the formula
Figure imgf000026_0001
dans ladite formule (III) :
Figure imgf000026_0001
in said formula (III):
- R-(, R2, R3 et R4, identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un substituant quelconque,- R- ( , R2, R3 and R 4 , identical or different, represent a hydrogen atom or any substituent,
- deux groupes Ri et R2 et/ou R3 et R placés sur deux atomes de carbone vicinaux peuvent former ensemble et avec les atomes de carbone qui les portent un cycle,- two groups Ri and R2 and / or R3 and R placed on two vicinal carbon atoms can form together and with the carbon atoms which carry them a ring,
- R' représente un atome d'hydrogène ou un radical hydrocarboné ayant de 1 à 24 atomes de carbone, qui peut être un radical aliphatique acyclique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié ; un radical cycloaliphatique saturé ou insaturé, monocyclique ou polycyclique ; un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, porteur d'un substituant cyclique.- R 'represents a hydrogen atom or a hydrocarbon radical having from 1 to 24 carbon atoms, which can be a saturated or unsaturated, linear or branched acyclic aliphatic radical; a saturated or unsaturated, monocyclic or polycyclic cycloaliphatic radical; a saturated or unsaturated, linear or branched aliphatic radical, carrying a cyclic substituent.
28 - Utilisation selon la revendication 27 caractérisée par le fait que le composé phénolique est le phénol.28 - Use according to claim 27 characterized in that the phenolic compound is phenol.
29 - Utilisation selon l'une des revendications 26 à 28 caractérisée par le fait que le catalyseur représente en poids par rapport au composé phénolique de formule (III) engagé, de 0,1 à 25 %, de préférence, de 3 à 10 %. 29 - Use according to one of claims 26 to 28 characterized in that the catalyst represents by weight relative to the phenolic compound of formula (III) engaged, from 0.1 to 25%, preferably from 3 to 10% .
PCT/FR1999/002478 1998-10-19 1999-10-13 Method for preparing a mel-type titanium silicalite, resulting product and uses in catalysis WO2000023377A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU62067/99A AU6206799A (en) 1998-10-19 1999-10-13 Method for preparing a mel-type titanium silicalite, resulting product and uses in catalysis
EP99949045A EP1131264A1 (en) 1998-10-19 1999-10-13 Method for preparing a mel-type titanium silicalite, resulting product and uses in catalysis
JP2000577114A JP2002527347A (en) 1998-10-19 1999-10-13 Method for producing MEL type titanium silicalite, product obtained thereby and application to catalyst
NO20011920A NO20011920L (en) 1998-10-19 2001-04-18 Process for the preparation of a MEL type titanium silicalite, the product obtained and its use in catalysis

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9813078A FR2784672B1 (en) 1998-10-19 1998-10-19 PROCESS FOR THE PREPARATION OF MEL-TYPE TITANIUM SILICALITY, PRODUCT OBTAINED AND ITS APPLICATIONS IN CATALYSIS
FR98/13078 1998-10-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000023377A1 true WO2000023377A1 (en) 2000-04-27

Family

ID=9531724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1999/002478 WO2000023377A1 (en) 1998-10-19 1999-10-13 Method for preparing a mel-type titanium silicalite, resulting product and uses in catalysis

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1131264A1 (en)
JP (1) JP2002527347A (en)
CN (1) CN1324325A (en)
AU (1) AU6206799A (en)
FR (1) FR2784672B1 (en)
NO (1) NO20011920L (en)
WO (1) WO2000023377A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6968669B2 (en) 2002-11-06 2005-11-29 Lancer Partnership Ltd. Flexible packaging
US8247620B2 (en) 2006-09-04 2012-08-21 Rhodia Operations Production of highly pure hydroquinone
US8628849B2 (en) 2007-12-19 2014-01-14 Rhodia Operations Method for preparing purified pyrocatechol

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2869033B1 (en) * 2004-04-20 2006-06-02 Rhodia Chimie Sa PROCESS FOR THE PREPARATION OF METHYLENEDIOXYBENZENE
FR2987046B1 (en) * 2012-02-17 2014-03-21 Rhodia Operations HYDROXYLATION PROCESS FOR AROMATIC COMPOUNDS, HYDROXYLATION CATALYST AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME
JP5972694B2 (en) * 2012-07-18 2016-08-17 ユニゼオ株式会社 Fe (II) -substituted MEL type zeolite, gas adsorbent containing the same, method for producing the same, and method for removing nitric oxide and hydrocarbon
CN106268927B (en) * 2015-05-27 2021-04-06 中国石油化工股份有限公司 Ti-beta molecular sieve obtained by modifying all-silicon beta molecular sieve and preparation method and application thereof
FR3067348B1 (en) 2017-06-13 2019-06-28 Rhodia Operations COMPOSITIONS COMPRISING HYDROQUINONE AND CATECHOL, PROCESS FOR PREPARING THESE COMPOSITIONS
FR3074177A1 (en) 2017-11-30 2019-05-31 Rhodia Operations COMPOSITIONS COMPRISING 4-ALKOXYPHENOL AND 2-ALKOXYPHENOL, AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION
FR3075198B1 (en) * 2017-12-15 2020-04-03 Rhodia Operations PROCESS FOR HYDROXYLATION OF AN AROMATIC COMPOUND
CN111484031B (en) * 2019-01-28 2023-03-10 中国石油化工股份有限公司 Modified titanium-silicon molecular sieve, preparation method and application thereof, and thioether oxidation method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311983A2 (en) * 1987-10-12 1989-04-19 Enichem Anic S.r.l. Method for the preparation of titanium-silicalites
WO1996034827A1 (en) * 1995-05-04 1996-11-07 Chevron U.S.A. Inc. Pure phase titanium, containing zeolite having mel structure
DE19623972A1 (en) * 1996-06-15 1997-12-18 Degussa Titanium containing molecular sieves used as oxidation catalysts and for the epoxidation of olefin(s) are prepared simply and reliably
WO1998035910A1 (en) * 1997-02-14 1998-08-20 Exxon Chemical Patents Inc. Metal molecular sieve catalysts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311983A2 (en) * 1987-10-12 1989-04-19 Enichem Anic S.r.l. Method for the preparation of titanium-silicalites
WO1996034827A1 (en) * 1995-05-04 1996-11-07 Chevron U.S.A. Inc. Pure phase titanium, containing zeolite having mel structure
DE19623972A1 (en) * 1996-06-15 1997-12-18 Degussa Titanium containing molecular sieves used as oxidation catalysts and for the epoxidation of olefin(s) are prepared simply and reliably
WO1998035910A1 (en) * 1997-02-14 1998-08-20 Exxon Chemical Patents Inc. Metal molecular sieve catalysts

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CAMBLOR M A ET AL: "A NEW HIGHLY EFFICIENT METHOD FOR THE SYNTHESIS OF TI-BETA ZEOLITE OXIDATION CATALYST", APPLIED CATALYSIS A: GENERAL, vol. 133, no. 2, 1 January 1995 (1995-01-01), pages L185 - L189, XP002032291 *
CAMBLOR M A ET AL: "LARGE PORE TI-BETA ZEOLITE WITH VERY LOW ALUMINIUM CONTENT: AN ACTIVE AND SELECTIVE CATALYST FOR OXIDATIONS USING HYDROGEN PEROXIDE", INDUSTRIAL CHEMISTRY LIBRARY, vol. 8, 1 January 1996 (1996-01-01), pages 391 - 404, XP002067432 *
REDDY J S ET AL: "TITANIUM SILICALITE-2: SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND CATALYTIC PROPERTIES", APPLIED CATALYSIS, vol. 58, 1 January 1990 (1990-01-01), pages L01 - L04, XP000198989 *
SERRANO D P ET AL: "EVIDENCE OD SOLID-SOLID TRANSFORMATIONS DURING THE TS-1 CRYSTALLIZATION FROM AMORPHOUS WETNESS IMPREGNATED SIO2-TIO2 XEROGELS", MICROPOROUS MATERIALS, vol. 7, no. 6, 1 December 1996 (1996-12-01), pages 309 - 321, XP002067617 *
UGUINA M A ET AL: "TS-2 SYNTHESIS FROM WETNESS-IMPREGNATED SIO2-TIO2 XEROGELS", ZEOLITES, vol. 18, no. 5/06, 1 May 1997 (1997-05-01), pages 368 - 378, XP000695537 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6968669B2 (en) 2002-11-06 2005-11-29 Lancer Partnership Ltd. Flexible packaging
US8247620B2 (en) 2006-09-04 2012-08-21 Rhodia Operations Production of highly pure hydroquinone
US8628849B2 (en) 2007-12-19 2014-01-14 Rhodia Operations Method for preparing purified pyrocatechol

Also Published As

Publication number Publication date
FR2784672A1 (en) 2000-04-21
CN1324325A (en) 2001-11-28
NO20011920D0 (en) 2001-04-18
AU6206799A (en) 2000-05-08
FR2784672B1 (en) 2000-12-29
NO20011920L (en) 2001-06-19
JP2002527347A (en) 2002-08-27
EP1131264A1 (en) 2001-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1001038A7 (en) Process for the preparation of synthetic materials made porous crystalline silicon oxide and titanium.
JP2019001711A (en) Method for hydroxylation of aromatic compounds, hydroxylation catalyst and method for preparing catalyst
EP0466545A1 (en) Zeolites based on silica and oxides of tetravalent elements, method for their synthesis and their use
WO2000023377A1 (en) Method for preparing a mel-type titanium silicalite, resulting product and uses in catalysis
JP2013530924A (en) Regular mesoporous titanosilicates and methods for their preparation
KR100758142B1 (en) Method for the production of a titanium-containing zeolite, and a titanium-containing zeolite obtainable by this method
WO2000023185A1 (en) Method for preparing an mfi-type titanozeosilite, resulting product and uses in catalysis
US5254746A (en) Hydroxylation of phenols/phenol ethers
EP0665188B1 (en) Process for making zeolites containing titanium
FR2740707A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF A RUTHENIUM / TIN BI-METAL CATALYST
EP0314582B1 (en) Method of hydroxylating phenols and phenol ethers
EP0346250B1 (en) Process for the hydroxylation of phenols and phenol ethers
KR100746020B1 (en) Method for the production of a titanium-containing zeolite
EP0299893A2 (en) Process for hydroxylating phenols and phenol ethers
EP1737837B1 (en) Method for producing optionally substituted methylenedioxybenzene
JPH09208511A (en) Production of aromatic hydroxy compound
FR2835251A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF AROMATIC ALDEHYDE
JPH08188575A (en) Production of glycidyl meathacrylate
FR2730723A1 (en) Prepn. of new titanium-beta zeolite cpd.
EP0385882B1 (en) Method for the hydroxylation of phenols and phenol ethers
EP0835688B1 (en) Titanium silicalites catalysts and n,n-disubstituted hydroxylamine preparation process
JPH1025285A (en) Epoxidation of olefin compound
FR2666333A1 (en) Process for the hydroxylation of phenols and phenol ethers
RU2229930C1 (en) Method of preparing titanium silicate catalyst and a method for liquid-pha se oxidation of organic compounds
JPH10291948A (en) Production of dihydric phenols

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 99812362.5

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2000 577114

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1999949045

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09807833

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1999949045

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1999949045

Country of ref document: EP