JPS6310091B2 - - Google Patents

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JPS6310091B2
JPS6310091B2 JP55154753A JP15475380A JPS6310091B2 JP S6310091 B2 JPS6310091 B2 JP S6310091B2 JP 55154753 A JP55154753 A JP 55154753A JP 15475380 A JP15475380 A JP 15475380A JP S6310091 B2 JPS6310091 B2 JP S6310091B2
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JP
Japan
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zeolite
zsm
tama
sio
reaction mixture
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JP55154753A
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English (en)
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JPS5673618A (en
Inventor
Chen Chuu Ho
Jeraado Doyaa Furanshisu
Aren Makubei Harii
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ExxonMobil Oil Corp
Original Assignee
Mobil Oil Corp
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Publication date
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Publication of JPS6310091B2 publication Critical patent/JPS6310091B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
    • C01B33/28Base exchange silicates, e.g. zeolites
    • C01B33/2807Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures
    • C01B33/2876Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures from a reacting mixture containing an amine or an organic cation, e.g. a quaternary onium cation-ammonium, phosphonium, stibonium
    • 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
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/40Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/7034MTW-type, e.g. ZSM-12, NU-13, TPZ-12 or Theta-3

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
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  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は「分子ふるい」として知られる結晶性
ゼオライトの製造法に関するものである。 ゼオライト物質は天然のものも合成のものも
種々のタイプの炭化水素転化反応に対して触媒的
特性を有することが示されて来た。ある種のゼオ
ライトはある一定の結晶構造を有する整然とした
多孔性結晶性アルミノシリケートであり、結晶構
造中には多数の均一な大きさのチヤンネルを有
し、孔の大きさはある大きさの分子を吸着し、そ
れより大きい分子を受付けないようになつてい
る。これらはSiO4及びAlO4の硬い3次元骨組と
して定義され、その四面体は酸素原子を共有する
ことによつて交叉結合されており、アルミニウム
及びケイ素原子の合計数:酸素原子数の比は1:
2である。アルミニウム含有四面体の電子価は結
晶中にアルカリ金属またはアルカリ土類金属など
のカチオンが導入されていることによつて均衡が
保たれている。これらは、カチオン交換され易
く、適当なカチオン選択することによつてアルミ
ノシリケートの特性を変えることができる。四面
体間の空間は脱水する前は通常水の分子によつて
占められている。 従来技術は種々の合成アルミノシリケートを生
成した。これらのアルミノシリケートは文字また
は記号によつて示され、いくつかの例を挙げれ
ば、ゼオライトA(米国特許第2882243号)、ゼオ
ライトX(米国特許第2882244号)、ゼオライトY
(米国特許第3130007号)、ゼオライトZK−5(米
国特許第3247195号)、ゼオライトZK−4(米国特
許第3314752号)、ゼオライトZSM−5(米国特許
第3702886号)、ゼオライトZSM−11(米国特許第
3709979号)、ゼオライトZSM−12(米国特許第
3832449号)、ゼオライトZSM−20(米国特許第
3972983号)、ゼオライトZSM−35(米国特許第
4016245号)、ゼオライトZSM−21及び38(米国特
許第4046859号)及びゼオライトZSM−23(米国
特許第4076842号)などがある。 本発明はトリアルキルメチルアンモニウム化合
物(但しアルキルはプロピル又はブチル)を使用
してZSM−5又はZSM−11からなる合成結晶性
ゼオライト物質の改良された製造法に関するもの
である。本発明によれば、ZSM−5又はZSM−
12はアルキルがプロピル又はブチルである(以下
同じ)トリアルキルメチルアンモニウムカチオン
の存在下でシリカ源及び適宜アルミナ源の混合物
から実質的に純粋なゼオライト物質を結晶化する
ことによつて製造される。 前記ゼオライトはアルカリ金属の形態、たとえ
ばナトリウムの形態、アンモニウムの形態、水素
の形態または他の一価または多価の形態のいずれ
で使用しても良い。触媒として使用する場合、熱
処理して有機成分の一部または全部が除去され
る。 ゼオライトZSM−5、ZSM−11は第4級アン
モニウム化合物またはその先駆体の存在下で結晶
化された。たとえば、ZSM−5の場合はテトラ
プロピルアンモニウム(TPA)イオンの存在下
で、ZSM−11の場合はテトラブチルアンモニウ
ム(TBA)イオンの存在下で、ZSM−12の場合
はテトラエチルアンモニウム(TEA)イオンの
存在下で結晶化された。これらの場合、第4級化
合物中の有機官能基はC2〜C5化合物であり、ほ
とんどの場合、第4級イオンは有機成分に対して
左右対称であつた。すなわち、全ての有機成分は
同一であつた。ほとんどの場合、左右対称のC2
〜C5及びそれより高級の第4級化合物は市販さ
れていないので、先駆体、たとえばトリアルキル
アミン及びその対応する有機ハロゲン化物を使用
する必要がある。先駆体の反応は完全ではないの
で、未反応先駆体物質を結晶化が完了したら結晶
化混合物から回収して廃棄しなければならない。
従つて、ゼオライトの合成において、先駆体物質
を使用することは毒性の潜在的に危険な薬剤を取
扱うことであり、未反応物質を廃棄することであ
り、先駆体が反応するのに付加的な時間が必要で
あるので合成に必要な時間が延長される。 トリアルキルアミン及びメチルハロゲン化物か
らのトリアルキルメチルアンモニウム化合物の合
成は容易に進行し、これらの物質は水溶液として
市販されている。本発明者はこれらの安価な物質
を使用して高品質のZSM−5、ZSM−11を合成
することができ、前述の様な原料を取扱う問題及
びそれに関連した廃棄の問題を解消した。 結晶性ゼオライトは、シリカ源、適宜アルミナ
源、トリアルキルメチルアンモニウム(TAMA)
イオン源、アルカリ金属酸化物(たとえばナトリ
ウム)及び水を含有し、下記の範囲の組成を有す
る反応混合物から製造される。
【表】
【表】 上式中、Mはアルカリまたはアルカリ土類金属
であり、TAMAはトリアルキルメチルアンモニ
ウムイオン(アルキル基はC3H7またはC4H9)で
ある。結晶性ゼオライトは前記混合物をゼオライ
トの結晶を生成するまで結晶化温度に保つことに
よつて製造される。 結晶化は静止または撹拌のいずれの条件下で行
つても良い。実施例では100℃のポリプロピレン
ジヤーまたは160℃のテフロン内張りステンレス
ステイールオートクレーブを使用した静止条件及
び100〜160℃の撹拌機付ステンレスステイールオ
ートクレーブを使用して撹拌条件を使用した。全
体の有用な温度範囲は80〜250℃であり、反応時
間は約2時間から150日である。しかる後、ゼオ
ライト結晶は母液から分離され、回収される。反
応混合物は適当な酸化物を供給する物質から調製
される。反応混合物中に含まれる物質の例を挙げ
れば、ナトリウムシリケート、シリカヒドロゾ
ル、シリカゲル、ケイ酸、粘土、及び水酸化ナト
リウム、及びトリアルキルメチルアンモニウム
塩、たとえば塩化トリプロピルメチルアンモニウ
ム(TPMACL)及び塩化トリブチルメチルアン
モニウム(TBMACL)などがある。反応混合物
は回分式または連続式のいずれの方式でも製造で
きる。ゼオライト組成物の結晶サイズ及び結晶化
時間は使用する反応混合物の性質及び結晶化条件
に応じて変わる。 本発明に従つて合成されるゼオライトから得ら
れる触媒は種々の粒子サイズの形状を有し、たと
えば2メツシユ(タイラー)ふるいを通り400メ
ツシユ(タイラー)ふるいを通らない粒子サイズ
の押出し成形物などの成形物、粒状物または粉末
の形態をしている。押出し成形などで触媒を成形
する場合、触媒は乾燥する前に押出成形しても良
く、あるいは乾燥(または部分的に乾燥)し、し
かる後押出成形しても良い。 ゼオライトは水素化−脱水素化機能を付与する
場合にはタングステン、バナジウム、モリブデ
ン、レニウム、ニツケル、コバルト、クロム、マ
ンガンあるいは白金またはパラジウム等の貴金属
などの水素化成分と組合わせた触媒として使用し
ても良い。これらの成分は含浸または物理的混合
によつてゼオライト組成物に混入される。これら
の成分はたとえば白金の場合には白金金属含有イ
オンを含有する溶液でゼオライトを処理すること
によつてゼオライト中またはゼオライト上に含浸
させることができる。適当な白金化合物の例とし
ては第1塩化白金酸、第2塩化白金酸、及びテト
ラミン白金錯体を含有する種々の化合物がある。 特に、金属、水素、アンモニウム及びトリアル
キルメチルアンモニウムの形態の場合、ゼオライ
トは熱処理によつて触媒的に利用できる形態に有
効に転化できる。この熱処理は一般にこれらの形
態のものを空気、窒素、水蒸気等の雰囲気中で少
くとも371℃の温度で少くとも1分から20時間ま
での時間加熱することによつて行われ、水分及び
有機置換基の一部または全部が除去される。この
熱処理は大気圧より低い圧力も使用できるが、簡
便な点で大気圧が望ましい。熱処理は一般に約
927℃以下の温度で行われる。この熱処理生成物
はある種の炭化水素転化反応における触媒作用に
おいて特に有用である。簡単な脱水反応はゼオラ
イト触媒を真空中に置いて周囲の温度でも行うこ
とができるが、充分な脱水を行うためにはより長
時間が必要である。 多くの触媒の場合、本出願人のヨーロツパ特許
第1695号に開示されているように有機転化工程で
使用する温度その他の条件に耐える物質とゼオラ
イトを複合させるのが望ましい。 本発明の改良された方法によつて製造したゼオ
ライト触媒で、付加的水素化成分を含有する触媒
的に活性な形態のゼオライトを使用して改質原料
が改質できる。本発明の触媒は白金などの水素化
成分を備えた場合、直鎖パラフインを水素化異性
化するのにも使用できる。白金などの金属を含有
する本発明の触媒を使用して行うことができる他
の反応の例としては水素化−脱水素化反応、脱硫
反応、オレフイン重合(オリゴマー化)反応、そ
の他の有機化合物転化反応(たとえばメタノール
などのアルコールを炭化水素に転化する反応)な
どがある。 下記の実施例において、良好な結晶性のZSM
−5、ZSM−11を製造した。水、シクロヘキサ
ン及びn−ヘキサンに対する吸着能力の比較を示
す吸着データは下記の様に測定した。 焼成した吸着剤の重量を測定したサンプルを<
1mmに減圧した吸着室中で所望する純粋な吸着質
蒸気と接触させた。すなわち、12mmHgの水蒸気、
または20mmHgのシクロヘキサンまたはn−ヘキ
サン蒸気に接触させ、圧力は室温におけるそれぞ
れの吸着質の気−液平衡圧より低くした。圧力は
吸着期間(約8時間以内)中、ガス定流量装置に
よつて調節しながら吸着質蒸気を添加することに
よつて一定(約±0.5mm)に保つた。吸着が進行
するに従つて圧力が低下し、それによつてガス定
流量装置のバルブが開けられて、吸着質蒸気を吸
着室に導入し、一定の所定の圧力を回復する。吸
着は圧力の変化がガス定流量装置を作動させるの
に充分でなくなつた時完了する。重量の増加をサ
ンプルの吸着能力として焼成した吸着剤100g当
りのg数で算定した。 例 1〜4 表1に記載した下記の例は反応混合物の組成、
反応条件、及び生成物の特性についての詳細を示
しており、反応剤としての従来の化合物であるテ
トラブチルアンモニウム(TBA)及びテトラプ
ロピルアンモニウム(TPA)と本発明のトリア
ルキルメチルアンモニウム(TAMA)化合物、
即ちTBMA、TPMAとを比較して示している。
【表】
【表】 例 5〜11 表2A及び2Bに記載した下記の例はトリプロピ
ルメチルアンモニウム(TPMA)イオン(例5
〜9及び11)及び臭化テトラプロピルアンモニウ
ム(TPABr)(例10−比較例)の存在下で種々
の反応混合物を使用してZSM−5を結晶化した
場合の反応混合物の組成、反応条件及び生成物の
特性について詳細に示している。
【表】
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルカリ金属酸化物源、ケイ素酸化物源、適
    宜アルミニウム酸化物源、TAMAイオン源及び
    水を含有し、酸化物のモル比で表わして下記の組
    成、 SiO2/Al2O3>5 M2O/(TAMA)2O=0〜1000 M2O/SiO2=0〜30 H2O/SiO2=1〜3000 (上式中Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金
    属であり、TAMAはトリアルキルメチルアンモ
    ニウムで、そのアルキル基はC3H7またはC4H9
    ある)を有する反応混合物を調製し、前記反応混
    合物をゼオライトの結晶が生成するまで結晶化条
    件下に保つことから成ることを特徴とするZSM
    −5又はZSM−11からなる合成結晶性ゼオライ
    トの製造法。 2 前記反応混合物が酸化物のモル比で表わして
    下記の範囲の組成、 SiO2/Al2O3>20 M2O/(TAMA)2O=0.01〜100 M2O/SiO2=0.01〜5.0 H2O/SiO2=5〜500 (M及びTAMAは先の定義と同じ)を有する特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
JP15475380A 1979-11-05 1980-11-05 Manufacture of crystalline zeolite* zeolite manufactured by said method* catalyst containing said zeolite and use of said catalyst Granted JPS5673618A (en)

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SG60285G (en) 1986-05-02
DE3070391D1 (en) 1985-05-02
NZ195358A (en) 1983-05-31
EP0028516A3 (en) 1981-08-05
EP0028516B1 (en) 1985-03-27
AU537993B2 (en) 1984-07-26
EP0028516A2 (en) 1981-05-13
CA1146923A (en) 1983-05-24
MY8600276A (en) 1986-12-31
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