使用ITQ-55分离和储存流体制造技术

本发明专利技术涉及一种沸石性质的微孔结晶材料，其在其煅烧态下和在其结晶基质中不存在体现为硅烷醇的存在的缺陷的情况下具有经验式：x(M1/nXO2):y YO2:g GeO2:(1‑g)SiO2，其中M选自H

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术属于沸石性质的微孔结晶材料
，所述材料可用作吸附剂、催化剂或催化组分，用于转化工艺，特别是用于在气相或液相中吸附和分离有机和无机化合物。专利技术背景沸石是由TO4四面体基质形成的微孔结晶材料，所述四面体共享其所有顶点产生含有分子尺寸的通道和/或空腔的三维结构。它们具有可变组成且T通常代表具有形式氧化态+3或+4的原子，例如Si、Ge、Ti、Al、B或Ga。当一些T原子具有小于+4的氧化态时，所形成的晶体基质呈现负电荷，它们借助有机或无机阳离子在通道或空腔中的存在补偿。这些通道和空腔还可能含有有机分子和H2O，因此，一般而言，沸石的化学组成可由下列经验式表示:x(M1/nXO2):yYO2:zR:wH2O其中M是一种或几种电荷为+n的有机或无机阳离子；X是一种或几种三价元素；Y是一种或几种四价元素，通常Si；且R是一种或几种有机物质。尽管借助合成后处理，M、X、Y和R的性质和x、y、z和w的值可变，但沸石(合成态(asissynthesized)或在其煅烧后)的化学组成具有各沸石及其制备方法特有的范围。具有通道和特定空腔的系统的各沸石的晶体结构产生特征X-射线衍射图样，从而能将它们互相区分。许多沸石已在充当结构导向剂的有机分子存在下合成。充当结构导向剂(SDA)的有机分子通常在它们的组成中含有氮，且它们可以在反应介质中产生稳定的有机阳离子。前体物类在沸石合成过程中的移动可以在羟基和碱性介质存在下进行，所述碱性介质可作为相同SDA的氢氧化物引入，例如在沸石ZSM-5的情况下的四丙基氢氧化铵。氟离子也可充当沸石合成中的移动剂(mobilizingagents)，例如在专利EP-TO-337479中描述了在H2O中在低pH下使用HF作为用于沸石ZSM-5合成的二氧化硅的移动剂。专利技术概述本专利技术涉及被指定为“沸石ITQ-55”的新型沸石性质的微孔结晶材料、其制备方法及其用途。ITQ-55(INSTITUTODEnumber55)是具有通过桥连原子连接的四面体原子骨架的新型结晶微孔材料，该四面体原子骨架由其骨架中的四面体配位原子之间的互连界定。ITQ-55对于在空气中的煅烧是稳定的，吸收烃并对烃转化具有催化活性。这种材料在其煅烧形式和合成但未煅烧形式下都具有与其它公知沸石材料不同的X-射线衍射图样，该X-射线衍射图样因此是这种材料特征性的。在各种方面中，该材料适用于流体组分的基于选择性吸附的分离。在各种方面中，该材料适用于流体组分的膜分离。在各种方面中，该材料适用于流体组分的储存。在各种方面中，该材料适用于催化有机化合物和/或合成气的转化反应。附图简述图1代表根据实施例2获得的纯硅质ITQ-55材料在合成态(asissynthesized)下的最特征性峰的X-射线衍射图样。图2代表实施例2的材料在煅烧态下的最特征性峰的X-射线衍射图样。图3代表根据实施例4获得的在其组成中含有Al和Si的ITQ-55材料在合成态下的最特征性峰的X-射线衍射图样。图4代表在根据实施例2获得的在其煅烧形式下的ITQ-55材料中的CO2/甲烷吸附选择性。选择性表示为由纯气体的等温线获得的吸附容量的比率。图5代表ITQ-55的骨架结构，其仅显示四面体原子。图6是直接由微孔吸附剂形成并含有许多平行通道的整料形式的平行通道接触器的一个实施方案的图示。图7是沿图6的整料的纵轴的截面图示。图8是图7的整料的截面图的放大部分的图示，其显示吸附剂层的详细结构以及占据一些介孔和大孔的封闭剂。图9是涂覆整料形式的平行通道接触器的一个实施方案的另一图示，其中通道壁上涂有吸附剂层。图10是由平行层压片材构成的平行接触器的一个实施方案的图示。图11显示通过测量值测定和通过模拟测定的ITQ-55的晶胞尺寸。图12显示与ITQ-55晶胞中的最小孔径(或孔隙)大小相关的来自分子动力学模拟的附加结果。图13显示ITQ-55晶体在低压下在28℃下的吸附等温线。图14显示在30℃下在扩大的压力范围内对CO2和N2的吸附等温线。图15显示对CO2和N2的等量吸附热。图16显示ITQ-55在5℃和25℃下以摩尔/千克计的N2平衡载量。图17显示ITQ-55与沸石5A相比的H2O平衡载量。图18显示在28℃下对C2H4、Ar、Kr和CH4的吸附等温线。图19显示在1bara(101kPa)和28℃下甲烷和乙烯的平衡吸附的比较。图20显示在-10℃下在最多10巴(大约1MPaa)下对H2和在28℃下对CH4的吸附等温线。图21显示在1巴(101kPa)和30℃下对CO2、N2、CH4和C2H4的吸附vs时间平方根。图22显示与对N2、CO2、CH4、C2H6和C2H4的吸收(uptake)vs时间相关的附加数据。图23A和23B显示ITQ-55晶体的扫描电子显微(SEM)图像。图24和25显示在ITQ-55样品上对CH4和CO2(图24)和N2(图25)的频率响应的动力学研究。图26显示乙烷和乙烯的扩散时间常数的温度依赖性。图27显示在ITQ-55中对CO2的ZLC结果。图28显示在ITQ-55上对乙炔的计算吸附等温线。实施方案详述本专利技术首先涉及一种沸石性质的微孔结晶材料，其在煅烧态下和在其结晶基质中不存在体现为硅烷醇的存在的缺陷的情况下具有经验式x(M1/nXO2):yYO2:gGeO2:(1-g)SiO2其中M选自H+、至少一种电荷为+n的无机阳离子和两者的混合物，优选选自H+、至少一种选自碱金属、碱土金属及其组合的电荷为+n的无机阳离子和两者的混合物，X是至少一种氧化态为+3的化学元素，优选选自Al、Ga、B、Fe、Cr及其混合物，Y是至少一种氧化态为+4的不同于Si的化学元素，优选选自Ti、Sn、Zr、V及其混合物，x取0至0.2之间的值，包括两个端点，优选小于0.1，y取0至0.1之间的值，包括两个端点，优选小于0.05，g取0至0.5之间的值，包括两个端点，优选小于0.33，并且由于该材料在其合成态下具有包括至少表I中所示的角度值2θ(°)和相对强度(I/I0)的X-射线衍射图样，I0是被赋值100的最高峰的强度:表I其中w是在0至20％之间的相对弱强度，m是在20至40％之间的相对中等强度，f是在40至60％之间的相对强强度，且mf是在60至100％之间的极强相对强度。本专利技术的沸石性质的微孔结晶材料在煅烧以除去吸留在其内部的有机化合物后具有包括至少表II中所示的角度值2θ(°)和相对强度(I/I0)的X-射线衍射图样:表II其中w、m、f和mf具有上述含义。根据本专利技术的一个优选实施方案，该沸石性质的微孔结晶材料ITQ-55在煅烧态下和在其结晶基质中不存在体现为硅烷醇的存在的缺陷的情况下具有经验式x(M1/nXO2):yYO2:gGeO2:(1-g)SiO2其中M选自H+、至少一种电荷为+n的无机阳离子，优选碱金属或碱土金属、碱金属、碱土金属及其组合，X是至少一种氧化态为+3的化学元素，选自Al、Ga、B、Fe、Cr及其混合物，Y是至少一种氧化态为+4的不同于Si的化学元素，选自Ti、Sn、V、Zr及其混合物，x取0至0.1之间的值，包括两个端点，y取0至0.05之间的值，包括两个端点，g取0至0.33之间的值，包括两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸附和储存流体的方法，其包括：使包含第一流体组分的输入流体料流在第一压力和第一温度下暴露于包含沸石ITQ‑55的吸附剂；使所述吸附剂在第二压力和第二温度下保持一定储存期；形成包含第一流体组分的吸附产物流体料流；和收集所述吸附产物料流，其中所述沸石ITQ‑55具有通过桥连原子连接的四面体(T)原子的骨架，其中所述四面体原子通过以下表中描述的方式与最近的T原子相连而界定：ITQ‑55四面体原子互连

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.20 ES P2014309351.一种吸附和储存流体的方法，其包括：使包含第一流体组分的输入流体料流在第一压力和第一温度下暴露于包含沸石ITQ-55的吸附剂；使所述吸附剂在第二压力和第二温度下保持一定储存期；形成包含第一流体组分的吸附产物流体料流；和收集所述吸附产物料流，其中所述沸石ITQ-55具有通过桥连原子连接的四面体(T)原子的骨架，其中所述四面体原子通过以下表中描述的方式与最近的T原子相连而界定：ITQ-55四面体原子互连2.一种吸附和储存流体的方法，其包括：使包含第一流体组分的输入流体料流在第一压力和第一温度下暴露于包含沸石ITQ-55的吸附剂；使所述吸附剂在第二压力和第二温度下保持一定储存期；形成包含第一流体组分的吸附产物流体料流；和收集所述吸附产物料流，其中所述沸石ITQ-55在合成态下具有包括至少下列角度值2θ(°)和相对强度(I/I0)的X-射线衍射图样:其中I0是来自被赋值100的最强峰的强度w是在0至20％之间的弱相对强度，m是在20至40％之间的平均相对强度，f是在40至60％之间的强相对强度，且mf是在60至100％之间的极强相对强度。3.权利要求1或2的方法，其中所述沸石ITQ-55在煅烧态下和在其结晶基质中不存在体现为硅烷醇的存在的缺陷的情况下具有经验式x(M1/nXO2):yYO2:gGeO2:(1-g)SiO2其中M选自H+、至少一种电荷为+n的无机阳离子和两者的混合物，X是至少一种氧化态为+3的化学元素，Y是至少一种氧化态为+4的不同于Si的化学元素，x取0至0.2之间的值，包括两个端点，y取0至0.1之间的值，包括两个端点，g取0至0.5之间的值，包括两个端点。4.权利要求3的方法，其中x取基本0的值，y取基本0的值，且g取基本0的值。5.权利要求3的方法，其中a)x取大于0的值，b)y取基本0的值，c)g取基本0的值，或d)它们的组合。6.上述权利要求任一项的方法，其中使所述输入流体料流暴露于吸附剂包括在变动吸附容器中使所述输入流体料流暴露于吸附剂。7.上述权利要求任一项的方法，其中第一温度和第二温度相同，其中第一压力和第二压力相同，或它们的组合。8.上述权利要求任一项的方法，其中形成吸附产物流体料流包括改变...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·W·小科克兰，P·科图诺夫，C·S·保尔，P·I·拉维科维奇，Y·王，A·科尔曼卡尼奥斯，S·瓦伦西亚瓦伦西亚，F·雷伊加西亚，A·坎廷桑斯，M·帕洛米诺罗卡，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US