ES2201915B1 - Aluminosilicatos mesoporosos y microporosos con elevada actividad catalitica en reacciones de catalisis acida y su procedimiento de preparacion. - Google Patents

Aluminosilicatos mesoporosos y microporosos con elevada actividad catalitica en reacciones de catalisis acida y su procedimiento de preparacion.

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Abstract

Aluminosilicatos mesoporosos y microporosos con elevada actividad catalítica en reacciones de catálisis ácida y su procedimiento de preparación. Esta invención se refiere a nuevos materiales de tipo aluminosilicatos microporosos y mesoporosos con una composición química expresada por la siguiente fórmula (en moles de óxidos): AI203 : mSi02 : nM20 en donde el valor de m está comprendido entre 2 y 50, preferentemente entre 4 y 10; M representa los cationes Na+ o H+, y el valor de n está comprendido entre 0,01 y 2, preferentemente entre 0,1 y 1. Estos materiales poseen una distribución regular de poros cuyo diámetro promedio está comprendido entre 1,0 nm y 15 nm. Presentan asimismo una elevada actividad catalítica en reacciones de catálisis ácida. Se describe su procedimiento de preparación y su uso como catalizadores de reacciones de transformación de hidrocarburos, tales como craqueo, isomerización, transalquilación, alquilación, dimerización y polimerización.

Description

Aluminosilicatos mesoporosos y microporosos con elevada actividad catalítica en reacciones de catálisis ácida y su procedimiento de preparación.
Sector de la técnica
Esta invención se refiere a materiales de tipo aluminosilicatos microporosos y mesoporosos que poseen una elevada actividad catalítica en reacciones de catálisis ácida, su procedimiento de preparación y su uso como catalizador de reacciones de transformación de hidrocarburos, tales como craqueo, isomerización, transalquilación, alquilación, dimerización y polimerización.
Estado de la técnica
Los materiales zeolíticos son ampliamente utilizados como catalizadores en las industrias de refino y petroquímica y en la síntesis de compuestos químicos de alto valor añadido. Su comportamiento catalítico se debe a la presencia en esos materiales de centros activos de elevada acidez, que permiten catalizar un gran número de reacciones de interés industrial.
Tanto las zeolitas (aluminosilicatos cristalinos) como los materiales zeolíticos en general poseen una estructura cristalina en la que existen cavidades y canales microporosos, cuyo acceso está limitado por aberturas cuyo diámetro es siempre inferior a 2,0 nm, y en la mayoría de los casos no excede de 0,8 nm. Aunque el tamaño de las cavidades y canales presentes en la estructura de las zeolitas y materiales zeolíticos es adecuado para transformar o producir moléculas que sean suficientemente pequeñas, por ejemplo producir un isómero excluyendo a otros posibles (propiedad conocida como selectividad de forma), es a menudo excesivamente pequeño para transformar moléculas voluminosas, que no pueden acceder al interior del sistema microporoso. Eso supone una severa limitación para el empleo de las zeolitas y materiales zeolíticos en numerosos procesos químicos de interés industrial.
En el año 1992 la compañía Mobil Oil dio a conocer la invención de una nueva familia de materiales mesoporosos ordenados, denominada M41S (WO Pat. 91/11390 (1991)). Estos materiales se caracterizan por poseer una distribución regular de poros cuyo tamaño, entre 2,0 nm y 10,0 nm, está comprendido dentro del rango del mesoporo, por lo que no presentan las limitaciones de las zeolitas para procesar moléculas voluminosas. Sin embargo, y a pesar de poseer una distribución regular de mesoporos, estos materiales son amorfos, es decir, el esqueleto inorgánico está constituido por una red de tetraedros de SiO_4 y AlO_4 enlazados entre sí de manera desordenada a través de los átomos de oxígeno. Por este motivo, la acidez de estos materiales se asemeja a la de las sílices-alúminas amorfas, siendo muy inferior a la de las zeolitas, al igual que su actividad catalítica. Estos factores limitan severamente el empleo de los materiales mesoporosos ordenados en numerosos procesos de interés industrial.
Sin embargo, por las razones expuestas, sería deseable disponer de materiales porosos que tuviesen una distribución regular de tamaño de poro y un diámetro medio de poro superior al de las zeolitas y una actividad catalítica semejante.
Recientemente se ha descrito un método para obtener materiales mesoporosos a partir de disoluciones precursoras de cristales de la zeolita faujasita de tipo Y (WO 01/92154 Al; Y. Lin, W.Zhang, T.J.Pinnavaia, J. Am. Chem. Soc., 122, 8791 (2000)). Este método hace uso de disoluciones que sólo contienen cationes inorgánicos, preferentemente sodio. Los materiales mesoestructurados obtenidos mediante los procedimientos descritos en esas dos referencias poseen una estabilidad térmica e hidrotérmica superior a la de los materiales mesoporosos preparados mediante los procedimientos convencionales (WO Pat. 91/11390 (1991)). Sin embargo, esos materiales una vez calcinados presentan una actividad catalítica similar a la de los materiales mesoporosos convencionales que contienen aluminio, como por ejemplo AlMCM-41, obtenidos mediante procedimientos ya descritos anteriormente en la bibliografía, muy inferior por lo tanto de la actividad catalítica de las zeolitas.
Descripción de la invención Descripción breve
Esta invención se refiere a nuevos materiales de tipo aluminosilicatos microporosos y mesoporosos con una composición química expresada por la siguiente fórmula (en moles de óxidos):
Al_2O_3:m SiO_2:n M_2O
en donde el valor de m está comprendido entre 2 y 50, preferentemente entre 4 y 10; M representa los cationes Na^+ o H^+, y el valor de n está comprendido entre 0,01 y 2, preferentemente entre 0,1 y 1.
Estos materiales poseen una distribución regular de poros cuyo diámetro promedio está comprendido entre 1,0 nm y 15 nm. Presentan asimismo una elevada actividad catalítica en reacciones de catálisis ácida. Se describe su procedimiento de preparación y su uso como catalizadores de reacciones de transformación de hidrocarburos, tales como craqueo, isomerización, transalquilación, alquilación, dimerización y polimerización.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a la preparación de estructuras porosas que poseen un retículo formado por la unión de tetraedros de SiO_4 y AlO_4, con una relación molar de silicio a aluminio comprendida entre 1 y 100, que presentan una distribución regular de poros cuyo diámetro promedio está comprendido entre 1,0 nm y 15,0 nm, al menos un pico de difracción de rayos X correspondiente a un espaciado comprendido entre 1,5 nm y 20,0 nm, una superficie BET comprendida entre 300 m^2/g y 1400 m^2/g, un volumen total de poro comprendido entre 0,2 cm^3/g y 2,0 cm^3/g, una acidez determinada mediante la cantidad de piridina retenida en la muestra después de calentada e vacío a 250ºC de al menos 10^{-5}\mumol/g_{\mathrm{s\acute{o}lido}}, una actividad catalítica en la transformación de m-xileno tal que para un valor de tiempo de contacto expresado como W/F (g h/mol) comprendido entre 0,5 y 1 la conversión de m-xileno es al menos del 5%, y a su empleo como catalizadores de reacciones de transformación de moléculas orgánicas que son catalizadas por centros ácidos.
El procedimiento para la obtención de los materiales porosos objeto de la presente invención comprende un proceso en dos etapas. En la primera etapa, se prepara una disolución A, denominada "disolución precursora de la zeolita faujasita", cuya principal pero no única característica es que contiene el catión tetrametilamonio. En una segunda etapa, se prepara una disolución B cuya principal pero no única característica es que contiene un surfactante catiónico, que se mezcla con la disolución A.
La composición química de la disolución A se representa mediante la fórmula (en moles):
Al_2O_3:x SiO_2:y (TMA)_2O:z Na_2O:w H_2O:v ROH
La preparación de esta disolución comprende el tratamiento de una fuente de aluminio, tal como el hidróxido de aluminio, con una disolución acuosa de hidróxido de tetrametilamonio, en la que está presente una fuente de sodio, hasta lograr la disolución del hidróxido de aluminio. Ejemplos no limitantes de esa fuente de sodio son el hidróxido de sodio y diversas sales solubles de sodio, tales como el cloruro sódico, el sulfato sódico o el nitrato sódico. El hidróxido de aluminio empleado en la invención puede prepararse ventajosamente mediante su precipitación a partir de una disolución de una sal soluble de aluminio, tal como el sulfato de aluminio o el nitrato de aluminio, mediante mezclado de la misma con una disolución de una base, como por ejemplo el hidróxido amónico. Opcionalmente, se puede disolver aluminio metálico en la disolución de hidróxido de tetrametilamonio. El valor de y está comprendido entre 0,2 y 10, preferentemente entre 0,5 y 5. El valor de z está comprendido entre 0,001 y 0,2, preferentemente entre 0,01 y 0,1.
En el caso de que se emplee hidróxido de aluminio como fuente de aluminio, el tratamiento de dicho hidróxido con la disolución básica que contiene tetrametilamonio y una fuente de sodio se realiza a una temperatura comprendida entre 10ºC y 100ºC, preferentemente entre 20ºC y 60ºC, durante un tiempo comprendido entre 5 minutos y 5 horas, preferentemente entre 10 minutos y 1 hora. El objetivo de este tratamiento es lograr la completa disolución del hidróxido de aluminio.
Una vez disuelta la fuente de aluminio en la disolución de hidróxido de tetrametilamonio, se mezcla la disolución resultante con una fuente de silicio, ejemplos no limitantes de la cual son la sílice coloidal, sílice precipitada, sílice pirogénica, o alcóxidos de silicio, tales como tetrametoxisilano y tetraetoxisilano. Opcionalmente, la fuente de silicio puede hacerse reaccionar con una parte de la disolución de hidróxido de tetrametilamonio utilizado en la preparación. En caso de que se emplee sílice coloidal como fuente de silicio, ésta puede tratarse opcionalmente con una resina de intercambio catiónico con el objeto de disminuir el contenido de cationes alcalinos, preferentemente sodio, que contiene. El valor de x está comprendido entre 2 y 10, preferentemente entre 3 y 5.
Opcionalmente, la disolución A puede contener uno o más alcoholes (ROH) que posean un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 6, pueden ser lineales o ramificados, y preferentemente metanol, etanol o mezclas de ambos. El valor de v está comprendido entre 0 y 200, preferentemente entre 0 y 50.
El valor de w (moles de agua por cada mol de Al_2O_3 del gel) está comprendido entre 50 y 5000, preferentemente entre 200 y 1000.
Una vez preparada la disolución A, ésta se envejece a una temperatura comprendida entre 4ºC y 150ºC, preferentemente entre 60ºC y 110ºC, durante un tiempo comprendido entre 10 minutos y 7 días, preferentemente entre 1 hora y 48 horas. Es característico de la presente invención que el envejecimiento de la disolución A se realiza en condiciones de temperatura y tiempo tales que no se detecta la formación de cristales de faujasita al finalizar el envejecimiento. Por este motivo, a la disolución A se la denomina en la presente invención "disolución precursora de faujasita".
La disolución B se prepara mediante disolución de uno o más surfactantes catiónicos en agua, en un disolvente orgánico o en una mezcla de ambos. El surfactante catiónico empleado en la presente invención se representa mediante la fórmula NR_1R_2R_3R_4, en donde R_2, R_3 y R_4 pueden ser iguales o distintos, y representan grupos orgánicos que contienen entre 1 y 6 átomos de carbono, siendo la composición preferida aquella en la que R_2 = R_3 = R_4 = CH_3; R_1 representa un grupo orgánico que contiene carbono e hidrógeno, saturado o insaturado, preferentemente una cadena alifática lineal o ramificada, que contiene un número de átomos de carbono comprendido entre 2 y 36, preferentemente entre 8 y 22. Ejemplos no restrictivos de este surfactante catiónico son el hexadeciltrimetilamonio, el dimetildidodecilamonio y el benciltrimetilamonio. Este catión puede emplearse bajo la forma de sales, ejemplos no limitantes de las cuales son el bromuro y el cloruro, o bien como hidróxido, o mezcla de ambos. La disolución B a la que hace referencia la invención puede contener uno o más de los surfactantes descritos, y su proporción en peso respecto al disolvente está comprendida entre el 2 y el 50%, preferentemente entre el 10% y el 30%. El disolvente preferido para preparar la disolución B es el agua, pero opcionalmente pueden emplearse un alcohol o mezcla de dos o más alcoholes, o una mezcla de alcoholes con agua. Los alcoholes empleados pueden contener un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 6, preferentemente metanol o etanol. Opcionalmente, la disolución B puede contener tetrametilamonio y opcionalmente también sodio, en una proporción no superior al 90% del tetrametilamonio y el 90% del sodio contenidos conjuntamente en las disoluciones A y B.
La relación molar entre la sílice de la disolución A y el surfactante catiónico de la disolución B (relación sílice/surfactante) está comprendida entre 0,1 y 15, preferentemente entre 0,5 y 5. La disolución B puede contener una proporción del total de disolvente empleado en la preparación comprendido entre 1% y 95%, preferentemente entre 10% y 50%.
El gel resultante de la mezcla de las disoluciones A y B se caliente a una temperatura comprendida entre 20ºC y 200ºC, preferentemente entre 100ºC y 180ºC, durante un tiempo comprendido entre 30 minutos y 7 días, preferentemente entre 1 hora y 48 horas. El producto sólido obtenido después de esta etapa de calentamiento se filtra, se lava con agua desionizada y se seca.
El producto así obtenido se calienta en aire a temperaturas comprendidas entre 400ºC y 800°C, preferentemente entre 500ºC y 700ºC, con el fin de eliminar la materia orgánica que contiene. Opcionalmente, la calcinación puede llevarse a cabo en una atmósfera de un gas inerte, tal como nitrógeno, seguido opcionalmente de una calcinación en aire.
El material calcinado obtenido mediante el procedimiento descrito en la presente invención se caracteriza por tener una composición química expresada por la siguiente fórmula (en moles de óxidos):
Al_2O_3:m SiO_2:n M_2O
en donde el valor de m está comprendido entre 2 y 50, preferentemente entre 4 y 10; M representa los cationes Na^+ o H^+, y su valor n está comprendido entre 0,01 y 2, preferentemente entre 0,1 y 1,9.
Además de su composición química, el material poroso obtenido según el procedimiento descrito en la presente invención se distingue por poseer las siguientes características:
1)
Al menos un pico de difracción de rayos X correspondiente a un valor de espaciado comprendido entre 1,5 nm y 20 nm.
2)
Un volumen total de poro comprendido entre 0,2 cm^3/g y 2,0 cm^3/g.
3)
Una superficie BET comprendida entre 300 m^2/g y 1.400 m^2/g.
4)
Un diámetro medio de poro (expresado como 4V/A) comprendido entre 1,0 nm y 15,0 nm.
5)
Una acidez determinada mediante espectroscopia infrarroja tal que después de adsorber piridina sobre una muestra de material a temperatura ambiente y evacuar la muestra a una temperatura de 250ºC durante 1 hora, la concentración de piridina que permanece adsorbida, determinada a partir de la banda a 1545 cm^{-1} correspondiente al ión piridinio, es igual o superior a 10^{-5} \mumol/g_{\mathrm{s\acute{o}lido}}.
6)
Una característica inherente al material que se reivindica en la presente invención es su elevada actividad catalítica en reacciones que son catalizadas por sólidos ácidos. En la presente invención esa actividad catalítica se expresa a modo de ejemplo no limitante en el grado de conversión del m-xileno cuando éste se pone en contacto con una cierta cantidad de reactivo que se hace fluir en un reactor tubular a través de un lecho que contiene una cierta cantidad de material calentado a una cierta temperatura. Más específicamente, es una característica inherente del material el hecho de que en un reactor tubular de lecho fijo empleando nitrógeno como gas portador (relación molar N_2/m-xileno = 4), a un tiempo de contacto W/F (W/F se expresa en gramos de catalizador por hora y por mol de m-xileno) comprendido entre 0,5 y 1 y a una temperatura de 400ºC, permite obtener una conversión de m-xileno igual o superior al 5%.
Es característico del material obtenido de acuerdo al procedimiento descrito en la presente invención el poseer simultáneamente todas las características indicadas anteriormente, lo que lo distingue de otros materiales descritos anteriormente en la bibliografía que pueden poseer una o más, pero no todas, las características del material reivindicado en la presente invención.
El material descrito en la invención puede emplearse en una amplia variedad de reacciones de transformación de hidrocarburos, entre las que se pueden mencionar como ejemplos el craqueo catalítico, la isomerización, hidroisomerización, hidrocraqueo, alquilación, dimerización y polimerización, y entre ellas cabe destacar como ejemplo no limitante la conversión de m-xileno.
Descripción de las figuras
Figura 1. Difractograma de rayos X de la muestra calcinada obtenida de acuerdo al procedimiento descrito en el ejemplo 1. En el recuadro que aparece en el interior de la figura se incluye el difractograma en la región de valores de 2\theta entre 4º y 40º.
Figura 2. Espectro de Resonancia Magnética Nuclear de ^{27}Al con Rotación de Ángulo Mágico de la muestra calcinada obtenida de acuerdo al procedimiento descrito en el ejemplo 1.
Ejemplos de realización
Los siguientes ejemplos ilustran la invención, sin que constituyan por ello una limitación de la invención.
Ejemplo 1
Se prepara una disolución A con la siguiente composición:
Al_2O_3:1,53(TMA)_2O:0,088 Na_2O:3,62SiO_2:246
H_2O
Para ello, se prepara una disolución de 53,20g de sulfato de aluminio en 135g de agua milliQ. Se precipita el Al(OH)_3 añadiendo a la disolución 60,01g de NH_4OH (30%), se filtra y se lava con agua desionizada.
Se introducen en un bote de polipropileno (PP) 89,64 g de TMAOH (disolución acuosa al 25% en peso), 142,42 g de agua milliQ y 15,08 g de NaOH. Se agita durante 15 minutos y a continuación se añade el Al(OH)_3. Se agita hasta disolver totalmente el hidróxido, lo que ocurre en 20 minutos. Se añaden entonces 57,89g de SiO_2Ludox S30 que previamente ha sido intercambiado con resina Dowex HCR-S para retirar el Na que contenga. Se agita el gel resultante 30 minutos más, y se envejece a una temperatura de 100ºC durante 24 horas.
Al cabo de este tiempo, se deja enfriar hasta temperatura ambiente y se añade una disolución acuosa de bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) (20% en peso), denominada disolución B. La mezcla resultante, que tiene una relación molar SiO_2/ CTAB=2,59, se calienta a una temperatura de 150ºC durante 24 horas. Al cabo de este tiempo, se filtra la suspensión resultante, y el sólido se lava y se seca.
El producto sólido seco se calcina a una temperatura de 550ºC en flujo de N_2 durante 1 h, seguido de aire a la misma temperatura durante 6 h.
El diagrama de difracción de rayos X del sólido calcinado se presenta en la figura 1, en el que se puede observar la presencia de un pico intenso que corresponde a un valor de espaciado d=2,4 nm. En la región de valores de 2\theta comprendida entre 4º y 40º se observa la presencia de picos de difracción al nivel de trazas correspondiente a la zeolita tipo A. La superficie BET de la muestra es de 692m^2/g, su volumen de poro de 0,37 cm^3/g y su diámetro promedio de poro de 2,0 nm. La composición química del sólido (en peso) es: 73,7% de SiO_2, 25,3% de Al_2O_3 y 1,0% de Na_2O. La figura 2 muestra el espectro de resonancia magnética nuclear con rotación de ángulo mágico de ^{27}Al, en el que se observa la presencia de 3 señales. La señal a 1 ppm es característica de átomos de aluminio que se encuentran en un entorno octaédrico extrareticular, mientras que la señal a 55 ppm indica la presencia de aluminio tetraédrico, es decir, perteneciente al esqueleto inorgánico del material. La señal a 27 ppm se puede atribuir a aluminio pentacoordinado o bien a aluminio en coordinación tetraédrica fuertemente distorsionada. En cualquier caso, la detección de señales correspondientes a aluminio que no pertenece al esqueleto inorgánico formado por los tetraedros de SiO_4 y AlO_4 distingue claramente este material de otros descritos anteriormente, como por ejemplo el reivindicado en PCT WO 01/92154 A1 (Pinnavaia y col.), en el que sólo se detecta una señal en el rango de 57 ppm a 65 ppm perteneciente a aluminio en coordinación tetraédrica. Después de adsorber piridina sobre el material a temperatura ambiente y evacuar la muestra a una temperatura de 250ºC durante 1 hora, la concentración de piridina que permanece adsorbida determinada a partir de la banda a 1545 cm^{-1} correspondiente al ión piridinio, es de 2,1x10^{-5} \mumol/g_{\mathrm{s\acute{o}lido}}. En la reacción de transformación de m-xileno, a 400ºC y a un tiempo de contacto (expresado como W/F (mol g/h)) de 0,59, esta muestra produce una conversión del reactivo del 21%.
Ejemplo 2
Se prepara una disolución A con la siguiente composición:
Al_2O_3:1,53 (TMA)_2O:0,088 Na_2O:3,62 SiO_2:246 H_2O
A una disolución de 26,60g de sulfato de aluminio en 67,5g de agua milliQ se añaden 30,05g de NH_4OH (30%). El Al(OH)_3 formado se filtra y se lava con agua desionizada y se añade a una disolución que contiene 44,82g de TMAOH (disolución acuosa al 25% en peso), 70,90g de agua milliQ y 7,54g de NaOH. La mezcla se agita hasta disolver totalmente el hidróxido y tener una disolución transparente. Se añaden 28,94g de SiO_2 Ludox S30 que previamente ha sido intercambiada con resina Dowex HCR-S para retirar el sodio que contenga.
El gel así preparado se envejece a temperatura de 100ºC durante 24 horas.
Al cabo de este tiempo de tratamiento se deja enfriar hasta temperatura ambiente y se añade una disolución acuosa de CTAB (20% en peso). El gel resultante tiene una composición SiO_2/CTAB=2,59. La mezcla se calienta a una temperatura de 175ºC durante 3 horas. El producto obtenido se filtra, se lava con agua desionizada y se seca.
El sólido seco se calcina a 550ºC en flujo de N_2 durante 1 h, seguido de aire a la misma temperatura durante 6 h.
El diagrama de difracción de rayos X del sólido calcinado presenta un pico intenso a un valor de espaciado de 2,5 nm; un área BET de 687 m^2/g; un volumen de poro de 0,37 cm^3/g y m diámetro medio de poro de 2,2 nm. La composición química del sólido en peso es de 74,2% de SiO_2, 24,8% de Al_2O_3 y 1,0% de Na_2O. Después de adsorber piridina sobre una muestra del material a temperatura ambiente y evacuar la muestra a una temperatura de 250ºC durante 1 hora, la concentración de piridina que permanece adsorbida determinada a partir de la banda a 1545 cm^{-1} correspondiente al ión piridinio, es de 1,7x10^{-5}\mumol/g_{\mathrm{s\acute{o}lido}}. En la reacción de transformación de m-xileno, a 400ºC y a un tiempo de contacto (expresado como W/F (mol g/h)) de 0,86, esta muestra produce una conversión del reactivo de 16%.

Claims (15)

1. Un material de tipo aluminosilicato poroso que posee una alta actividad en reacciones de transformación de moléculas orgánicas catalizadas por centros ácidos, y caracterizado porque posee la composición química expresada por la siguiente fórmula (en moles de óxidos):
Al_2O_3:m SiO_2:n M_2O
en donde el valor de m está comprendido entre 2 y 50, preferentemente entre 4 y 10; M representa los cationes Na^+ o H^+, y el valor de n está comprendido entre 0,01 y 2, preferentemente entre 0,1 y 1,0, y que se caracteriza además por presentar las siguientes propiedades:
a)
al menos un pico de difracción de rayos X correspondiente a un valor de espaciado comprendido entre 1,5 nm y 20 nm,
b)
un volumen total de poro comprendido entre 0,2 cm^3/g y 2,0 cm^3/g,
c)
una superficie BET comprendida entre 300 m^2/g y 1.400 m^2/g,
d)
un diámetro medio de poro comprendido entre 1,0 nm y 15,0 nm,
e)
una acidez igual o superior a 10^{-5}\mumol_{piridina}/g determinada después de adsorber piridina y evacuar la muestra a una temperatura de 250ºC, y
f)
una actividad catalítica en la transformación de m-xileno tal que para un valor de W/F (g.h/mol) comprendido entre 0,5 y 1 la conversión de m-xileno es al menos el 5%.
2. Un procedimiento para la obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 caracterizado porque se realiza mediante la mezcla de una disolución A denominada "disolución precursora de la zeolita faujasita", y una disolución B, caracterizada porque contiene un surfactante catiónico.
3. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 según la reivindicación 2 caracterizado por los siguientes pasos:
a)
calentamiento del gel resultante de la mezcla de las disoluciones A y B a una temperatura comprendida entre 20ºC y 200ºC, preferentemente entre 100ºC y 180ºC, durante un tiempo comprendido entre 30 minutos y 7 días, preferentemente entre 1 hora y 48 horas,
b)
el producto sólido obtenido en a) se filtra, lava con agua desionizada y se seca, y
c)
el producto así obtenido se calienta en aire a temperaturas comprendidas entre 400ºC y 800ºC, con el fin de eliminar la materia orgánica que contiene. Opcionalmente, la calcinación puede llevarse a cabo en una atmósfera de un gas inerte, tal como nitrógeno, que opcionalmente puede continuarse con una calcinación en aire.
4. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 caracterizado porque la preparación de la disolución A según las reivindicaciones 2 y 3 consiste en los siguientes pasos:
a)
tratamiento de una fuente de aluminio, tal como el hidróxido de aluminio, o sales solubles de aluminio, tales como el sulfato de aluminio o el nitrato de aluminio, o aluminio metálico, con una disolución acuosa de hidróxido de tetrametilamonio que además contiene una fuente de sodio, como por ejemplo hidróxido sódico, cloruro sódico o sulfato sódico, hasta obtener una disolución,
b)
mezcla de la disolución de a) con una fuente de silicio, como por ejemplo sílice coloidal, sílice precipitada, sílice pirogénica o alcóxidos de silicio como por ejemplo tetrametoxisilano y tetraetoxisilano, y
c)
envejecimiento de la disolución así obtenida a una temperatura comprendida entre 4ºC y 150ºC, preferentemente entre 60ºC y 110ºC, durante un tiempo comprendido entre 10 minutos y 7 días, preferentemente entre 1 hora y 48 horas.
5. Un procedimiento para la obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 preparado como se describe en las reivindicaciones 2 a 4 caracterizado porque la composición química de la disolución A se representa mediante la fórmula (en moles):
Al_2O_3:x SiO_2:y (TMA)_2O:z Na_2O:w H_2O:v ROH
en la que el valor de x está comprendido entre 2 y 10; el valor de y está comprendido entre 0,2 y 10; el valor de z está comprendido entre 0,001 y 0,2; el valor de w está comprendido entre 50 y 5000 y el valor de v está comprendido entre 0 y 200.
6. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 preparado como se describe en las reivindicaciones 2 a 5 caracterizado porque la disolución A puede contener uno o más alcoholes lineales o ramificados, representados por la expresión ROH en la fórmula de la reivindicación 5, que contengan un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 6.
7. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 preparado como se describe en las reivindicaciones 2 a 6 caracterizado porque la disolución B se prepara mediante la disolución de uno o más surfactantes catiónicos en agua, en un disolvente orgánico o en una mezcla de ambos; de forma general los surfactantes catiónicos empleados se representan mediante la fórmula NR_1R_2R_3R_4, en donde R_2, R_3 y R_4 pueden ser iguales o distintos, y representan grupos orgánicos que contienen entre 1 y 6 átomos de carbono, siendo la composición preferida aquella en la que R_2=R_3=R_4=CH_3; R_1 representa un grupo orgánico que contiene carbono e hidrógeno, saturado o insaturado, preferentemente una cadena alifática lineal o ramificada, que contiene un número de átomos de carbono comprendido entre 2 y 36.
8. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 preparado según la reivindicación 7 caracterizado porque el surfactante catiónico se selecciona, entre otros, del siguiente grupo: hexadeciltrimetilamonio, el dimetildidodecilamonio, el benciltrimetilamonio, sales de dichos cationes, entre otros, sales de bromuro, cloruro, o bien como hidróxido, o mezcla de ambos.
9. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 según las reivindicaciones 7 y 8 caracterizado porque la disolución B puede contener uno o más de los surfactantes descritos, y la proporción en peso de éstos respecto al disolvente está comprendida entre el 2% y el 50%.
10. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 preparado según las reivindicaciones 2 a la 9 caracterizado porque la relación molar entre la sílice y el surfactante catiónico (sílice/surfactante) está comprendida entre 0,1 y 15.
11. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 preparado según las reivindicaciones 2 a 10 caracterizado porque la disolución B puede contener una proporción del total de disolvente empleado en la preparación comprendida entre el 1% y el 95%.
12. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 preparado según las reivindicaciones 2 a la 11 caracterizado porque el disolvente empleado para preparar la disolución B puede ser agua, uno o más alcoholes o una mezcla de agua y alcoholes; estos alcoholes pueden ser lineales o ramificados, y pueden contener un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 6.
13. Un procedimiento de obtención del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 preparado según las reivindicaciones 2 a la 12 caracterizado porque la disolución B puede contener tetrametilamonio y opcionalmente también sodio, en una proporción no superior al 90% del tetrametilamonio y el 90% del sodio contenido en total en las disoluciones A y B.
14. Utilización del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 obtenido de acuerdo al procedimiento descrito en las reivindicaciones 2 a la 13, como catalizador de reacciones de transformación de hidrocarburos, tales como craqueo, isomerización, transalquilación, alquilación, dimerización y polimerización.
15. Utilización del material de tipo aluminosilicato poroso según la reivindicación 1 obtenido según el procedimiento descrito en las reivindicaciones 2 a la 13, como catalizador en la reacción de transformación de xilenos.
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