分子筛SSZ-91、制备SSZ-91的方法和SSZ-91的用途技术

公开了一族命名为SSZ‑91的新型结晶分子筛，以及制造SSZ‑91的方法和SSZ‑91的用途。分子筛SSZ‑91在结构上类似于落入ZSM‑48分子筛族中的筛，其特征在于：(1)具有低程度的缺陷；(2)抑制加氢裂化的低纵横比，与常规纵横比大于8的ZSM‑48材料相比；和(3)基本上是纯相的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分子筛SSZ-91、制备SSZ-91的方法和SSZ-91的用途相关申请的交叉引用本申请涉及都于2015年8月27日提交的美国专利申请第14/837,071、14/837,087、14/837,094和14/837,108号，在此全文并入。
本文描述了称为SSZ-91的结晶分子筛的新族、制备SSZ-91的方法和SSZ-91的用途。专利技术背景由于它们独特的筛分特性以及它们的催化性能，结晶分子筛和分子筛尤其可用于诸如烃转化、气体干燥和分离的应用中。尽管已经公开了许多不同的结晶分子筛，但仍然需要具有用于气体分离和干燥、烃和化学转化以及其他应用的期望性能的新分子筛。新的分子筛可能含有新颖的内部孔结构，在这些方法中提供增强的选择性。分子筛具有不同的晶体结构，其由不同的X射线衍射图证实。晶体结构定义了不同类别特有的孔穴和孔隙。分子筛根据IUPAC沸石命名委员会的规则由国际沸石协会结构委员会分类。根据该分类，已经建立了结构的骨架类型沸石和其它结晶微孔分子筛被分配三字母代码并且描述于“AtlasofZeoliteFrameworkTypes”第六修订版,Elsevier(2007)和国际沸石协会网站上的分子筛结构数据库(http://www.iza-online.org)。分子筛的结构可以是有序的或无序的。具有有序结构的分子筛具有在所有三维中周期性排列的周期性结构单元(PerBUs)。结构无序结构显示小于三维的周期性排列(即，二维、一维或零维)。当PerBUs以不同方式连接时，或者当两个或更多PerBUs在同一晶体内共生时，发生无序。如果在所有三个维度上实现了周期性排列，则由PerBUs构建的晶体结构称为端元结构。在无序材料中，在材料在两个维度中含有排序的情况下出现平面堆垛缺陷缺陷(faults)。平面缺陷缺陷扰乱了材料孔隙系统形成的通道。位于表面附近的平面缺陷缺陷限制扩散路径，这些扩散路径原本是允许原料组分进入孔系统的催化活性部分需要的。因此，随着缺陷程度的增加，材料的催化活性通常减小。在具有平面缺陷的晶体的情况下，X射线衍射图的解释需要模拟堆垛无序效应的能力。DIFFaX是基于数学模型的计算机程序，用于计算含有平面缺陷的晶体的强度。(参见M.M.J.Treacy等人，ProceedingsoftheRoyalChemicalSociety，London，A(1991)，第433卷，第499-520页)。DIFFaX是由国际沸石协会选择并可从其获得的模拟分子筛共生相的XRD粉末图模拟程序(参见“CollectionofSimulatedXRDPowderPatternsforZeolites”，M.M.J.Treacy和J.B.Higgins，2001，第四版，代表国际沸石协会结构委员会出版的)。如K.P.Lillerud等人在“StudiesinSurfaceScienceandCatalysis”，1994,第84卷，第543-550页报道的，它也被用于理论研究AEI、CHA和KFI分子筛的共生相。DIFFaX是一种用于表征具有平面缺陷的无序结晶材料(如共生分子筛)众所周知的确立的方法。名称ZSM-48是指一族无序材料，每个都表征为具有一维10-环管状孔隙体系。所述孔隙由稠合四面体6环结构的卷起的蜂窝状薄片形成，并且孔隙包含10个四面体原子。沸石EU-2、ZSM-30和EU-11属于ZSM-48沸石族。根据Lobo和Koningsveld，ZSM-48分子筛族由九种多型体组成。(参见J.Am.Chem.Soc.2002,124,13222-13230)。这些材料具有非常相似但不相同的X射线衍射图。Lobo和Koningsveld论文描述了他们对ChevronCorporation的AlexanderKuperman博士提供的三种ZSM-48样品的分析。分别标记为样品A、B和C的三种样品中的每一种均使用三种不同的结构导向剂制备。下面的比较例2和3对应于在Lobo和Koningsveld论文中描述的样品A和B.Lobo和Koningsveld论文将样品A描述为多型体6，将样品B描述为缺陷的多型体6。该论文进一步描述样品A的形态，其由直径为约20nm和长度约为0.5微米的针状晶体组成。样品B的形态由宽度约为0.5μm且长度为4-8μm的长而窄的晶体组成。如以下对比例2和3所示，样品A和B的扫描电子显微镜图像呈现在本文图3和4中。Kirschhock及其合作者描述了纯相多型体6的成功合成(参见Chem.Mater.2009,21,371-380)。在他们的论文中，Kirschhock及其合作者将其纯相多型体6材料(它们称为COK-8)描述为具有非常大的长宽比(宽度15-80nm，长度0.5-4μm)、沿着互连的孔方向生长的长针状晶体组成的形态。如Kirschhock论文所述，来自ZSM-48族分子筛由10环1维孔结构组成，其中由相互连接的孔形成的通道垂直于针的长轴延伸。因此，通道开口位于针的短端处。随着这些针的长度直径比(也称为纵横比)增加，烃进料的扩散路径也增加。随着扩散路径的增加，进料在通道中的停留时间也增加。较长的停留时间导致进料的不希望的加氢裂化增加，同时伴随选择性的降低。因此，目前需要表现出比已知ZSM-48分子筛加氢裂化度低的ZSM-48分子筛。也持续需要纯相的或基本上纯相的、并且在结构内具有低程度的无序(低程度的缺陷)的ZSM-48分子筛。专利技术概要下文中描述了具有独特性质的一种结晶分子筛族，在本文中称为“分子筛SSZ-91”或简称为“SSZ-91”。分子筛SSZ-91在结构上类似于落入ZSM-48族的分子筛，其特征在于：(1)具有低程度的缺陷；(2)抑制加氢裂化的低纵横比，与纵横比大于8的传统ZSM-48材料相比；以及(3)基本上是纯相的。如将在下面的实施例中显示的，缺少SSZ-91的三种独特组合特征(低纵横比、低EU-1含量、高多型体6的组成)中的任何一种的ZSM-48材料将表现出差的催化性能。一方面，提供了氧化硅对氧化铝的摩尔比为40至200的分子筛。本文表2的X射线衍射线表示在其制备后原样形式下的SSZ-91。如通过DIFFaX模拟以及如由Lobo和Koningsveld在J.Am.Chem.Soc.2012,124,13222-13230中所述确定的，SSZ-91材料由基于存在于产品中的全部ZSM-48型材料计至少70％的多型体6组成，其中无序通过三种不同的缺陷概率来调整。应该注意的是，短语“至少70％”包括结构中不存在其它ZSM-48多型体(即该材料是100％纯相的多型体6)的情况。另一方面，SSZ-91基本上是纯相的。SSZ-91含有其他的EUO型分子筛相，其量为总产品重量的0-3.5％(包括端值)。分子筛SSZ-91具有表征为多晶聚集体的形态，每个聚集体的特征在于由总体具有平均纵横比在1和8(包括端值)之间的微晶组成。与具有较高纵横比的ZSM-48材料相比，SSZ-91表现出较低程度的加氢裂化。纵横比1是理想的最低值，其长度和宽度相同。另一方面，提供了一种制备结晶材料的方法，通过在结晶条件下接触：(1)至少一种氧化硅源；(2)至少一种氧化铝源；(3)至少一种选自周期表第1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种属于ZSM‑48沸石族的分子筛，其中所述分子筛包括：40至200的氧化硅对氧化铝的摩尔比，基于存在于产品中的全部ZSM‑48型材料计至少70％的多型体6，和其他的EUO型分子筛相，其量以重量计为全部产品的0‑3.5％；和其中所述分子筛具有表征为包括总体具有平均纵横比1至8的微晶的多晶聚集体的形态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.27 US 14/837,071;2015.08.27 US 14/837,087;1.一种属于ZSM-48沸石族的分子筛，其中所述分子筛包括：40至200的氧化硅对氧化铝的摩尔比，基于存在于产品中的全部ZSM-48型材料计至少70％的多型体6，和其他的EUO型分子筛相，其量以重量计为全部产品的0-3.5％；和其中所述分子筛具有表征为包括总体具有平均纵横比1至8的微晶的多晶聚集体的形态。2.根据权利要求1所述的分子筛，其中所述分子筛在其合成后原样形式下具有基本上如下表所示的X射线衍射图：(b)W＝弱(>0至≤20)；M＝中等(>20至≤40)；S＝强(>40至≤60)；VS＝非常强(>60至≤100)。3.根据权利要求1或2所述的分子筛，其中所述分子筛具有70至160的氧化硅对氧化铝的摩尔比。4.根据权利要求1至3中任一项所述的分子筛，其中所述分子筛具有80至140的氧化硅对氧化铝的摩尔比。5.根据权利要求1-4中任一项所述的分子筛，其中所述分子筛包括，基于存在于产品中的全部ZSM-48型材料计至少80％的多型体6。6.根据权利要求1至5...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·F·奥乔，谢丹，张义华，雷光韬，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US