菱钾沸石系列合成沸石的制法制造技术

技术编号:1417113 阅读:191 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术乃关于具有下列组的合成沸石:XK-[2]O、YR-[2]O、[(1±0.15)-(X+Y)]M-[2]/nO、Al-[2]O-[3]、ZSiO-[2]O-10H-[2]O;这里的X是0.01至0.25,Y是0.01至0.5,R是一烷基或芳基铵原子团、M是除钾以外的原子价是n的碱或碱土金属,Z是5至10的数.此沸石可特别用作烃转化催化剂的载体.(*该技术在2005年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种新合成沸石,以后称作NAO(类似硅酸钾铝石的合成沸石),它的制造过程和用途。预定份量的硅石铝和碱性氢氧化物在水介质内反应,再结晶反应混合物,便可获得有分子筛分特性的合成结晶沸石。沸石是由氧原子串连的SiO4和AlO4四面体的巨大阴离子晶格组成。形成的结构包括凹穴和通道,后者可能保存着间充水或适当大小的任何其它分子。晶体的负电荷会被钠、钾或钙等阳离子中和,因后者可自由移动,只要位向阻碍不受阻,只需与恰当的盐的水溶液接触,便可用其他阳离子取代。沸石可用多种不同检定方法测定,主要包括化学分析,X射线衍射,和不同分子吸附。本专利技术描述一种新沸石及其制造方法。这种称为NAO的新沸石,近似硅酸钾铝石,又几乎与沸石完全相同。硅酸钾铝石是一种稀有天然无机化合物,最先被电子做衍射鉴定为与毛沸石不相同的一种特殊沸石(J.A.GARD,Nature214,1005,1967)。美国专利3,578,398号透露了一种硅酸钾铝石的合成及鉴定方法,可供比较的,是法国专利1,223,775号描述的天然毛沸石和缔合的T沸石。区别可于X射线衍射图及各吸附特性上观察到。硅酸钾铝石X射线衍射光谱的不同处是缺少了密勒的单一标志(Odd-->indicesofMiller)。毛沸石和T沸石具有大约5×10-10米的开口,而硅酸钾铝石的直径则接近67×10-10米;因此,环己烷(6.1×10-10米)可以穿透硅酸钾铝石的晶格,但对沸石和T沸石却毫无办法。硅酸钾铝石、毛沸石和T毛沸石类的合成沸石,有相当一部份或全部包含的,都是比钠大的无机阳离子而无损产物的三度结构却不可能。除了当结构受到改变这些相位特有性质失去外(H.S.SHERRY,Proc.Int.Conf.Ion.Exch.Process.Ind.London1969(1970)p329-37)至少总是对于每四个铝原子保留一个大于钠的阳离子;沸石的25%子交换能力不能用于离子交换上。在吸附应用上,比钠有更大尺寸的不可交换无机阳离子占据的体积,会减弱产物的吸附能力;在酸的催化作用方面,这种阳离子会堵塞一部份活性位置,从而降低沸石的催化活性,同时大家亦知道在酸催化沸石作用时,可获得高酸度的产物,离子交换率也高于90%。另一方面,这些离子的存在却可改变某些活性位置对于于将被转化分子的可接近性,在催化剂载体的应用上,不可交换的离子可以毒害催化剂,抑制某些反应,因而限制了这些产物的应用。本专利技术的主题,即新的方法,使直接合成NAO的新沸石成为可能,NAO与硅酸钾铝石相似,每四个铝原子含有尺寸比钠大但少于一个的无机离子。不过,有可能互换全部或部份于NAO沸石内的阳离子,而不改变结构的三度排列,并在高于850℃仍维持良好热稳定性,这样和毛沸石和硅酸钾铝石相比于上述各种应用中该沸石具有良好特性。下列表1表示NAO沸石及有关沸石的吸附结果。显示毛沸石与T沸石吸附环己烷(分子大小约6.1×10-10米)量不大,但NAO-->沸石和硅酸钾铝却有高吸附能力。附2制备的NAO沸石比硅酸钾铝石本身拥有更大环己烷吸附能力,由此看出NAO沸石比硅酸钾铝石有更大可接近(可接触)体积。表1样本    在20℃和60乇的环己烷吸附重量(%)天然毛沸石    0.9T沸石    1.2合成硅酸钾铝石    8.8NAO    10.6用本专利技术合成方法获得的NAO沸石具有下列成份,氧化物间用克分子比率表示。xK2O,YR2O,〔(1±0.15)-(X+Y)〕M2/nO,Al2O3,zSiO2,O-10H2这里的X(同时代表K2O/Al2O3克分子比率)是0.01至0.25,最好是0.05至0.25;Y是0.01至0.5,最好是0.05;R是一烷基或芳基铵原子团,最好是四甲铵,M是一种除钾外的原子价为n的碱或碱土金属,最好是钠或钠和锂的混合物,比钾离子还小的碱或碱土金属为宜;z是5至10,最好是5至8。NAO沸石的特微在也于其X射线衍射光谱。X-射线衍射法可测定晶体纲状平面间距离,及相应于每段距离相对强度。此相对强度以图内的更强线作比较表示出。这距离和强度对子决定了每种沸石的特性,视乎沸石成份,只有轻微改变。下列表2展示NAO沸石的衍射光谱。-->-->NAO沸石有一特别形态,晶体是球状颗粒,平均直径大约1微米,制备本专利技术的沸石,需要预先制备的硅石、氧化铝和水的混合物,最少一种除钾以外的碱或碱土金属的氧化物(盐或碱形式),用作盐或碱的氧化钾、及至少一种烷基或芳基铵化合物,至少后三种化合物之中一种是碱;此混合物具有的组成物特征在于下述克分子比率。*(当R是四甲铵阳离子,M是钠阳离子时特别适用。)在混合物的均化和熟化(也可选择不熟化)后,把它加热至有机成份的分解温度之下,但足够形成所需的硅铝酸盐结晶。用过滤或离心分离法从母液分离出结晶,再洗涤及干燥。结晶过程的温度通常维持在20℃至150℃之间。一般来说,NAO沸石在60至100℃之间结晶,时间可能是2至25日。由于本专利技术的NAO沸石对铵离子有高度选择性,它可以当作酸液用作除去污水中的部份铵离子。它的高热稳定性使其有可能再生,只需把混合物加热至铵离子的分解温度便成。NAO沸石对分离液体和气体的混合物亦有用。譬如说,由链烷烃-->和异链烷烃产生的二甲苯异构体和芳族烃,与及芳族烃的硫化合物,都可用它分离。NAO沸石也是良好干燥剂,广泛用于干燥气流及液流。NAO沸石本身或它的混合物,如结合料,也可用作催化剂基本成份。此外,也用于除去有机阳离子或与其他阳离子交换的燃烧之后。对于酸催化应用方面,NAO沸石最好与如H-、NH+4、Mg++、Ca++、稀土阳离子等其他阳离子交换。因此,理想的是把本专利技术的合成沸石用作烃转化催化剂的载体,根据本专利技术亦可降低沸石内的钾成份。此时,生成物沸石的X值(或K2O/Al2O3的克分子比率),应为0.002至0.15,最好是0.005至0.10。可以用任何已知方法降低钾的量,在一可离子化铵盐的溶液内进行至少一次阳离子交换尤为适宜。根据现有技术中已知方法在本专利技术的沸石内加入如ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA类金属阳离子亦具有有利之处。AO沸石可以单独或与一无机物质混合使用,本身在催化反应中是活性均无妨。它的作用是作为粘合剂迅速把催化剂附聚成球、丸、压出物或其他形状,同时/或作为稀释剂使用以便调整最后催化剂内的沸石量。这些无机物质可以是各种粘土,如班脱土,蒙脱石、高岭土、海泡石、硅镁土、漂白土、合成多孔物质如氧化铝、硅石一氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化或上述氧化物的任何组合体。此外,还可以把NAO沸石与另一沸石混合使用。一个把NAO沸石有效地与稀释剂混合的方法,包括先混成合适的水悬浮液,再将之喷洒。另一传统方法是把各湿团揉捏混和。各种改更沸石的生产程序,在离子交换中,不是使单个NAO沸-->石就是使NAO和无机物质混合物受到影响。由ⅥB类(钼、钨)金属与Ⅷ类(钴、镍、铂、钯、铼、铑等)金属缔合形成具有氢化或脱氢功用的催化剂,最佳制备方法是将NAO混合物沉积在无机物质上面。在烃转化方面,此新沸石有多种用途,例如是用予裂化、氢化裂解、异构化、重整、岐化、烷化、聚合化等过程。此沸石的另一优点,是不一定有结合料,也能用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
以氧化物的克子子比率表示具有下列组成的合成沸石:xK↓〔2〕O,YR↓〔2〕O,〔1±0.15)-(X+Y)〕M↓〔2/n〕O,Al↓〔2〕O↓〔3〕,zSiO↓〔2〕,0-10H↓〔2〕O这里的X是0.01至0.25、Y是0.01至0 .5、R是一烷基或芳基铵原子团、M是除钾以外的原子价为n的碱或碱土金属、z是5至10的数。

【技术特征摘要】
1、以氧化物的克子子比率表示具有下列组成的合成沸石:xK2O,YR2O,[(1±0.15)-(X+Y)]M2/nO,Al2O3,zSiO2,0-10H2O这里的X是0.01至0.25、Y是0.01至0.5、R是一烷基或芳基铵原子团、M是除钾以外的原子价为n的碱或碱土金属、z是5至10的数。2、按照权项1的一种沸石,这里的X是0.5至0.25,Y是0.05至0.5,R是四甲铵原子团,Z是5至8的数。3、按照权项1或2的一种沸石,它的X射线衍射光谱与2吻合4、由权项1至3中任何一项定义的沸石制造方法,包括制备一种混合物,内里有硅石、氧化铝、水、至少一种除钾以外的作为盐或碱使用的碱或碱土金属的氧化物、作为碱或盐使用的氧化钾、和至少一种烷基或芳基铵化合物的各成份比率(克分子比率)如下:OH-/SiO2=0.4-1.2H2O/OH-=15-60SiO2/Al2O3=10-50R+R++1nMn++K+=0.01-0.5]]>K2O/Al2O3=0.01-0.25这里的R+是-烷基或芳基铵阳离子,并在形成权项1的结晶的过程中,将温度维持在20至150℃。5、按...

【专利技术属性】
技术研发人员:鲁埃特古思迪弗雷纳雷蒙韦
申请(专利权)人:法国石油公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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