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CN1011220B - 分子筛的制备方法 - Google Patents

分子筛的制备方法

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CN1011220B
CN1011220B CN 85103199 CN85103199A CN1011220B CN 1011220 B CN1011220 B CN 1011220B CN 85103199 CN85103199 CN 85103199 CN 85103199 A CN85103199 A CN 85103199A CN 1011220 B CN1011220 B CN 1011220B
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CN
China
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phosphorus
aluminium
reaction mixture
product
dusts
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CN 85103199
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CN85103199A (zh
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弗拉尼金
布伦特
佩顿
威尔逊
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Union Carbide Corp
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Union Carbide Corp
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Publication date
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Abstract

公开了具有MO2、AlO2和PO2四面体氧化物单元的三维微孔骨架结构的结晶分子筛制造方法。该分子筛的经验化学组成(干基)可用下式表达:
mR:(MxAlyPz)O2
式中“R”表示至少一种存在于结晶内孔系统中的有机模板剂;“m”表示每个摩尔(MxAlyPz)O2所具有的R的摩尔数:“M”表示选自砷、铍、硼、铬、镓、锗、锂和钒中形成四面体氧化物骨架的至少一种元素;“x”、“y”和“z”分别表示作为四面体氧化物存在的“M”、铝和磷的摩尔分数。

Description

本发明涉及到新型结晶微孔分子筛的制备方法。本发明论及至少含有三种组分的新型分子筛,并如下面所规定的,是以四面体氧化物单元的骨架结构而存在。后述的分子筛组合物可以由含有铝、磷的活性化合物以及至少一种添加组分(如下面所规定,它能形成具有骨架结构的四面体氧化物)的凝胶,并通过水热方法进行制备。而且,最好使用至少一种有机模板剂。该模板剂能够部分地起到确定晶化机制和结晶产物结构的作用。
结晶铝硅酸盐沸石型分子筛是本技术领域众所周知的。目前,这类分子筛包括150多种天然的和合成的制品。一般说来,结晶沸石是由具有共用角的AlO2和SiO2四面体所构成。其特点在于,具有大小均匀的孔口,具有显著的离子交换能力,而且能够可逆地使吸附相进行脱附。所说的吸附相是分散于整个晶体的内部孔隙中,但又没有取代构成固定晶体结构的任何原子。
非沸石的,亦即不只是含有AlO2和SiO2作为基本的骨架组元,但又能显现沸石的离子交换性能和/或吸附性能的其它结晶微孔组合物,也是人们所共知的。据称具有离子交换性能的金属有机硅酸盐,由Dwyer等人在1976年3月2日所公布的美国专利3941871中作了报道。这种金属有机硅酸盐具有均匀的孔道,而且能够可逆地吸附具有分子直径约为6埃或更小些的分子。据R.W.Grose等人在1977年12月6日公布的美国专利4061724所透露,纯的二氧化硅多晶型物即硅沸石,它们具有分子 筛性能以及既不含有阳离子、也不含有阳离子位点的中性骨架。
据Wilson等人在1982年1月12日公布的美国专利4310440所透露,近来报道的微孔组合物和未由二氧化硅所合成的第一种骨架氧化物分子筛,则是结晶铝磷酸盐组合物。这些材料是由AlO2和PO2四面体所形成的,而且与二氧化硅多晶型物的情况一样,具有中性电价的骨架。二氧化硅分子筛即硅沸石,由于缺少超结构的(extra-structural)阳离子,则是疏水的;与上述情况不同,由于铝和磷之间的电负性有差别,显然铝磷酸盐分子筛在一定程度上是亲水的。它们的晶体孔体积和孔径可与沸石和硅分子筛的相匹敌。
在共同申请并经受让的专利申请书(申请号为400438,1982年7月26日)中,介绍一种新型的由硅所取代的铝磷酸盐,它既有微孔又是晶体。这种材料具有含PO+ 2、AlO- 2和SiO2四面体单元的三维结晶骨架(任选存在的任何碱金属或钙除外),其合成态(as-synthesized)的化学组成(干基)经验式为:
mR∶(SixAlyPz)O2
式中“R”表示存在于结晶内孔系中的至少一种有机模板剂,“m”表示每个摩尔(SixAlyPz)O2所具有的“R”的摩尔数,其值从0到0.3,在各种情况下的最大值,与模板剂的分子大小和硅铝磷酸盐结晶的孔系的有效孔隙体积有关;“x”、“y”和“z”分别表示硅、铝和磷的摩尔分数,它们均以四面体氧化物的形式存在。每个“x”、“y”和“z”的最小值为0.01,最好是0.02。“x”的最大值为0.98;“y”的最大值为0.60;“z”的最大值为0.52。这些硅铝磷酸盐显现出一些铝硅酸盐沸石和铝磷酸盐所特有的物理和化学性质。
在共同申请并经受让的专利申请书(申请号为480738,1983年3月31日)中,介绍一种新型的含钛分子筛,其合成态的化学组成(干基)用单元经验式表示如下:
mR∶(TixAlyPz)O2
式中“R”表示存在于结晶内孔系中的至少一种有机模板剂;“m”表示每个摩尔(TixAlyPz)O2所具有的“R”的摩尔数,其值在0和约5.0之间;“x”、“y”和“z”分别表示作为四面体氧化物而存在的钛、铝和磷的摩尔分数。
在共同申请并经受让的专利申请书(申请号为514334,1983年7月15日)中,介绍一种新型的结晶型金属铝磷酸盐,它具有含MO2、AlO2和PO2四面体单元的三维微孔骨架结构,其化学组成(干基)经验式用下式表示:
mR∶(MxAlyPz)O2
式中“R”表示至少一种存在于结晶内孔系中的模板剂;“m”表示每个摩尔(MxAlyPz)O2所具有的“R”的摩尔数,其值为0-0.3;“M”表示镁、锰、锌和钴元素中的至少一种金属;“x”、“y”和“z”分别表示金属“M”、铝和磷的摩尔分数,它们均以四面体氧化物的形式存在。
在共同申请并经受让的专利申请书(申请号为514335,1983年7月15日)中,介绍一种新型的结晶铁铝磷酸盐,它具有含FeO2、AlO2和PO2四面体单元的三维微孔骨架结构,其化学组成(干基)经验式用下面表达式示之:
mR∶(MxAlyPz)O2
式中“R”表示至少一种存在于结晶内孔系中的有机模板剂;“M”表示每个摩尔(FexAlyPz)O2所具有的“R”的摩尔数,其值为0-0.3;“x”、“y”和“z”分别表示作为四面体氧化物形式存在的铁、铝和磷的摩尔分数。
本发明述及到至少含有一种如下面所讨论的、能够与AlO- 2和PO+ 2四面体单元形成骨架四面单元之组分的新型分子筛组合物。
图1为三元相图,其中与本发明组合物相关联的参数均以摩尔分数示之。
图2为三元相图,其中与本发明组合物相关联的参数均以摩尔分数示之。
图3为三元相图,其中与本发明组合物制备过程中所用的反应混合物相关联的参数,均以摩尔分数示之。
本发明述及一种新型的结晶分子筛,它除了含有铝和磷以外,还至少含有一种组分,并能够由它们的骨架四面体氧化物形成三维微孔骨架,以便形成含有AlO- 2、PO+ 2和MOn 2四面体单元的骨架结构,其中“M”表示至少一种作为具有电荷“n”的四面体单元形式而存在的不同组分,“n”可以为-3、-2、-1、0或+1。
这些新型分子筛具有离子交换、吸附和催化性能,因此它们作为吸附剂和催化剂而获得广泛的应用。这类新型的组合物之每一种都具有由AlO- 2、PO+ 2和四面体单元所形成的结晶骨架结构,其化学组成(干基)经验式用下式表示:
mR∶(MxAlyPz)O2
式中“R”表示至少一种存在于结晶内孔系中的有机模板剂;“m”表示每个摩尔(MxAlyPz)O2所具有的“R”的摩尔数,其数值为0-0.3;“M”表示至少一种能够形成骨架四面体氧化物的组分;“x”、“y”和“z”分别表示作为四面体氧化物而存在的“M”、铝和磷的摩尔分数。“M”至少是一种不同的组分,以便分子筛除了含AlO- 2和PO+ 2以外还至少含一种骨架四面体氧化物单元,其中“M”至少是一种选自砷、铍、硼、铬、镓、锗、锂和钒的组分。
本发明的分子筛通常用缩写词“FCAPO”来表示,以指明由AlO- 2、PO+ 2和MOn 2四面体氧化物所构成的骨架中的组分“M”。简称“FCAPO”是指在一个铝和磷的骨架中组分“M”的“骨架成分”均为以骨架四面 体氧化物形式存在。其中的实际类别是采用以一种元素或一些元素(以MOn 2四面体单元形式存在的组分)取代缩写词中“FC”的方法进行标记。例如,“GeBe APO”表示分子筛含有AlO- 2、PO+ 2、GeO2和BeO-2 2四面体单元。为了识别由一些子类(Subgenric Classes)构成的各种不同的结构类别,每个结构类别均标上一个数目字,用诸如“FCAPO-i”加以区分,其中“i”为整数。上述给定结构类别的命名并不是用来表示与用同样符号系统命名的任何其它结构类别在结构上的相似性。
本发明介绍一种新型的结晶分子筛,其中具有至少一种能够形成骨架四面体氧化物的组分,以便由AlO- 2、PO+ 2和MOn 2四面体构成三维微孔骨架结构。其中“M”表示至少一种能够形成四面体单元(例如“MOn 2”)的组分,“M”是一种元素(如下文所讨论的那样);“n”为-3、-2、-1、0或+1。这些新型的分子筛均具有离子交换性能、吸附和催化性能,因此它们作为吸附剂和催化剂而获得广泛的应用。
FCAPO组合物是通过在AlO- 2和PO+ 2四面体单元存在下形成骨架四面体单元MOn 2的方法进行制备的,其中“M”是选自砷、铍、硼、铬、镓、锗、锂和钒的至少一种元素。在本发明的一个具体方案中,FOAPO组合物至少含有两种上述的元素,成为MOn 2骨架四体单元。
元素“M”、铝和磷的相对量用化学组成经验式(干基)表示之:
mR∶(MxAlyPz)O2
式中“x”、“y”和“z”表示所说的“M”、铝和磷的摩尔分数。每个“M”(M1、M2、M3等等)的各自摩尔分数可以用“x1”、“x2”、“x3”等等表示上述“M”之中每个M1、M2、M3等的各自摩尔分数。“x1”、“x2”、“x3”等数值与前面是义的“x”值一样,“x”=x1+x2+x3……,而且x1、x2、x3……每个至少为0.01。
本发明的分子筛具有由MOn 2、AlO- 2和PO+ 2四面体单元所构成的骨架结构,其中“n”为-3、-2、-1、0或+1,其化学组成(干基)经验式 如下:
mR∶(MxAlyPz)O2
式中“R”表示至少一种存在于结晶内孔系中的有机模板剂;“m”表示每个(MxAlyPz)O2所具有的“R”的摩尔数,其值从0到0.3左右;“M”表示至少一种能够形成骨架四面体氧化物、而且选自砷、铍、硼、铬、镓、锗、锂和钒的元素;“x”、“y”和“z”分别表示作为四面体氧化物的形式而存在的“M”、铝和磷的摩尔分数。“x”、“y”、“z”摩尔分数通常是根据由附图1三元相图中A、B、C、D和E点构成的五边形组成区域来确定的。A、B、C、D和E点对于“x”、“y”和“z”具有如下的数值:
摩尔分数
点    x    y    z
A    0.01    0.60    0.39
B    0.01    0.39    0.60
C    0.39    0.01    0.60
D    0.98    0.01    0.01
E    0.39    0.60    0.01
在优选的FCAPO子类分子筛中,“x”“y”和“z”值按上式是位于由附图2三元相图中a、b、c、d、e和f点所确定的六边形组成区域内。所说的a、b、c、d、e和f点对于“x”、“y”和“z”具有的数值如下:
摩尔分数
点    x    y    z
a    0.01    0.60    0.39
b    0.01    0.39    0.60
c    0.39    0.01    0.60
d    0.60    0.01    0.39
e    0.60    0.39    0.01
f    0.39    0.60    0.01
本发明的FCAPO可用作吸附剂、催化剂、离子交换剂,以及与迄今使用的铝硅酸盐大致相同的方式应用,尽管FCAPO分子筛的化学和物理性质与铝硅酸盐的尚无必然的相似之处。
FCAPO组合物一般是通过水热结晶法合成的,所用的反应混合物含有元素“M”、铝和磷的活性原料,最好是含有有机模板剂,即结构导向剂,而且它最好是元素周期表中VA族元素和/或任选碱金属或其它金属的化合物。一般说来,将反应混合物装在密闭的压力容器中,而且最好该容器内衬惰性塑料材料,例如聚四氟乙烯;然后进行加热,在50-250℃,最好100-200℃温度自动升压,直至得到FCAPO的结晶产品;反应时间通常是从几个小时到几星期。为了得到FCAPO产品,典型的晶化时间从约2小时到约30天,一般采用的晶化时间从约4小时到约20天。回收产品采用任何适当方法,例如离心分离或过滤。
在合成本发明FCAPO组合物时,最好采用按照如下摩尔比的反应混合物配方:
aR∶(MxAlyPz)O2∶bH2O
式中“R”是一种有机模板剂;“a”表示有机模板剂的量,其值从0到6左右,而且有效量最好在大于0到6左右的范围内;“b”值从0到500左右,最好在约2到约300之间;“M”表示至少一种能够在AlO- 2和PO+ 2四面体单元存在下形成四面体氧化物骨架单元MOn 2的元素,其中“M”是至少一种选自砷、铍、硼、铬、镓、锗、锂和钒的元素;“n”值为-3、-2、-1、0或+1;“x”、“y”和“z”分别表示“M”、铝和磷的摩尔分数,“x”、“y”和“z”值至少为0.01。“x”值与最后FCAPO产品中所含“M”元素的数目有关,其值为0.01 (每个x,如x1、x2、x3等等的最小值)乘以除了铝和磷以外所出现的元素的数目之乘积。由此可见,除了铝和磷之外,可含有1-8种元素,则“x”值可能处在至少0.01到至少0.08的范围内。当然,上述的量是最小值,可以采用比较大的有效量。
反应混合物中的“x”、“y”和“z”的摩尔分数最好是处在由附图3示出的F、G、H、I和J点所确定的五边形组成区域内,其F、G、H、I和J点对于“x”、“y”和“z”具有如下数值:
摩尔分数
点    x    y    z
F    0.01    0.60    0.39
G    0.01    0.39    0.60
H    0.39    0.01    0.60
I    0.98    0.01    0.01
J    0.39    0.60    0.01
在上述的反应组分的表达式中,反应物是根据总的x+y+z=1.0摩尔来归一化的。另方面,在反应混合物是按照氧化物摩尔比来表示的实例中,可以按照1.00摩尔P2O5来归一化。后一种形式通过常规计算很容易换算为前者,所用的方法是将M、铝和磷的总摩尔数分为每种“M”、铝和磷元素的摩尔数。模板剂和水的摩尔数同样通过除以M、铝和磷的总摩尔数计算方法来归一化。
在制取用于生产本发明分子筛的反应混合物时,所用的有机模板剂可以是曾在以前推荐的、用于合成常规铝硅酸盐沸石的任何一种模板剂。通常,这些化合物都含有元素周期表中第VA族元素,特别是氮、磷、砷和锑,比较好的是氮或磷,最好的是氮;这些化合物还至少含有一个具有1-8碳原子的烷基或芳族基团。用作模板剂的特别好的化合物有胺、季鏻化合物、季铵化合物。后两者一般用通式R4X+表示,其中“X”为 氮或磷,每个R均为含有1-8个碳原子的烷基或芳基。聚合型季铵盐,例如[(C14H32N2)(OH)2]x(其中“x”至少为2)也是适用的。使用单、二和三胺是最有利的,它们或者单独使用,或者与季铵化合物或其它模板化合物联用。两种或更多种模板剂的混合物,或能产生所需FCAPO的混合物;或者由具更强导向能力的模板剂控制该反应过程,其他模板剂的主要作用是确立该反应凝胶的pH条件。典型的模板剂包括四甲基铵、四乙基铵、四丙基铵或四丁基铵离子;四戊基铵离子;二正丙胺;三丙胺;三乙胺;三乙醇胺;哌啶;环己胺;2-甲基吡啶;N,N-二甲基苄胺;N,N-二甲基乙醇胺;胆碱;N,N′-二甲基哌嗪;1,4-二氮杂二环(2.2.2)辛烷;N-甲基二乙醇胺;N-甲基乙醇胺;N-甲基哌啶;3-甲基哌啶;N-甲基环己胺;3-甲基吡啶;4-甲基吡啶;奎宁环;N,N′-二甲基-1,4-二氮杂二环(2.2.2)辛烷离子;二正丁胺;新戊胺;二正戊胺;异丙胺;叔丁胺;乙二胺;吡咯烷;2-咪唑酮。并非每种模板剂会导向生成每类FCAPO,即单一的模板剂通过适当地控制反应条件能够导向生成几种FCAPO组合物。同时,指定的FCAPO组合物能够使用几种不同的模板剂而生产出来。
用于本方法的最佳的磷原料是磷酸。但已发现,诸如磷酸三乙酯之类的有机磷酸酯也是令人满意的;诸如AlPO4组合物(见美国专利4310440)之类的结晶型或无定形的铝磷酸盐也是令人满意的。有机磷化合物例如四丁基溴化鏻,显然并不用作含磷的反应物来源,但这些化合物可以起到模板剂的作用。常规含磷的盐类,例如偏磷酸钠是可以用作磷的原料,至少是部分可用,但这不是最好的。
最好的铝原料,或是烷醇铝,例如异丙醇铝,或是假勃姆石。适用于磷原料的结晶型或无定形的铝磷酸盐,当然也宜作铝的原料。在沸石合成中所用的其它铝原料,例如水铝氧、铝酸钠和三氯化铝,也是可以用的,但不是最好的。
砷、铍、硼、铬、镓、锗、锂和钒元素可以用任何方式引入反应体 系,但所用方式需使所用元素能够就地形成活化态,即能够进行反应以生成含有所用元素的骨架四面体单元“MOn 2”。可以使用的化合物包括:氧化物、烷醇盐、氢氧化物、卤化物、氯化物、碘化物、硫酸盐、溴化物、诸如羧酸盐(如乙酸盐)等有机盐类、硝酸盐,及其它。
虽然FCAPO组合物的合成条件并非很重要,但反应混合物的搅拌或其它类型的适当摇动和/或将准备生产的FCAPO产物或在形态上相似的铝磷酸盐、铝硅酸盐或分子筛组合物等晶种加入反应混合物中,都能促进晶化过程。
在晶化后,FCAPO产物可以离析出来,最好用水洗,并在空气中干燥。合成态的FCAPO通常在其内孔系中至少含一种在合成时所用的模板剂。最通常的情况是,所存在的有机部分,至少其一部分,是作为电荷平衡创离子而存在,正如一般由含有机物的反应体系所制成的合成态铝硅酸盐沸石的情况一样。但是,在个别的FCAPO产物中,可能有一些或全部有机物是处于包藏型的分子状态。按照一般的规则,模板剂乃至包藏型有机物太大以致不能自由通过FCAPO产物的孔道系统,因此必须至200-700℃煅烧FCAPO以使有机物热分解而脱除之。在少数情况下,FCAPO产品的孔隙是足够大的,能使模板剂进行迁移,特别是当模板剂分子小的时候,能够使用在生产沸开时所采用的常规脱附方法实现完全的或部分的脱除。不言而喻,本发明所用的“合成态”这个术语,并不包括FCAPO处于下面状态的情况:即作为水热结晶过程的结果而占据结晶内孔系的有机物通过合成后处理的方法而有所减少的情况,这样,在组合物化学组成表达式
mR∶(MxAlyPz)O2
中的“m”值已低于0.02(表达式中其余符号如前所述)。在那些使用烷醇铝作为“M”、铝或磷的原料的制备过程中,在反应混合物中不可避免地出现了相应的醇类,因为它是烷醇盐的水解产物。这种醇类是否 作为模板剂而参与了合成过程,尚未确定。不过,为了这种应用起见,人为地把上述的醇类在模板剂中略去不计,既使它在合成态的FCAPO物料中是存在的。
由于本发明的FCAPO组合物是由MOn 2、AlO- 2和PO+ 2四面体单元构成的,它们分别具有净电荷“n”、-1和+1,其中“n”为-3、-2、-1、0或+1,所以有关阳离子交换能力的情况比沸石分子筛要复杂很多。对于沸石分子筛,理论上存在AlO- 2四面体和平衡电荷的阳离子之间的化学计量关系。在本发明的组合物中,在电量上平衡AlO- 2四面体,或者是通过结合PO+ 2四面体的方法,或者是通过结合简单的阳离子的方法,如碱金属阳离子以及质子(H+)、存在于反应混合物中的“M”阳离子、或者来自模板剂的有机阳离子。同样,在电量上平衡MOn 2四面体的方法,可通过结合PO+ 2或AlO- 2四面体、存在于反应混合物中的“M”的阳离子、除了诸如碱金属阳离子之外的简单阳离子、质子(H+)、来自模板剂的有机阳离子、或者由外源引入的其它二价或多价金属的阴离子或者阳离子。还有人主张,分别用Na+和OH-来平衡不相邻的AlO- 2和PO+ 2四面体对[Flanigen和Grose,Molecular Sieve Zeolites-I,ACS,Washington,DC(1971)]。
本发明的FCAPO组合物采用在铝硅酸盐沸石方面迄今所用的离子交换技术进行分析测试时,显示出阳离子交换性能,以及具有在每种试样的晶格结构中所固有的孔径,而且至少约3埃。FCAPO组合物的离子交换一般只在由模板剂产生的、在合成过程中出现的有机物从孔系中被脱除之后方有可能。采用通常的方法往往能够实现脱水过程,以脱除存在于合成态的FCAPO组合物中的水,至少脱除到一定的程度而不脱除有机物,但若不存在有机物,则大大促进吸附和脱附过程。正如下面所说的那样,FCAPO物料具有不同程度的水热稳定性和热稳定性,在这方面有些是相当明显的,而且作为分子筛吸附剂、烃转化催化剂或催化剂基质颇 有功效。
在制备FCAPO组合物时,最好使用内衬惰性塑料材料(如聚四氟乙烯)的不锈钢反应容器,以避免污染反应混合物。在一般情况下,制备最终反应混合物(由这些混合物结晶出各种FCAPO组合物)的方法是,用少于总数的反应物制成一种混合物,然后把另外的反应物,或者单独,或者以两种或更多种反应物的中间混合物之方式加到上述混合物中。在某些情况下,混合后的反应物在中间混合物中仍保持它们本来的特征,但在另一些情况下,一些或所有的反应物均参与了化学反应,产生新的物质。“混合物”这个术语是应用于上述两种情况。而且,每种中间混合物和最终混合物,除非另外指明,都要进行搅拌,直至基本上达到均质为止。
采用标准的X-射线粉末衍射技术对反应产物进行X-射线分析,从而得到反应产物的X-射线谱图。辐射源是一种高强度的铜靶X-射线管,它在50千伏和40毫安操作。由铜K-α辐射和石墨单色器所得到的衍射谱图通过X-射线摄谱仪闪烁计数器、脉冲高度分析仪和长图记录仪均能很好地进行记录。扁平的压紧的粉末样品,按照二秒钟的时间间隔、在每分钟2°(2θ)的条件下进行扫描。根据用2θ表示的衍射峰位置,得到晶面间距(d),并用埃单位示之。上述的θ是从长条图上观测的布喇格(Bragg)角。在扣除背景信号之后,由衍射峰高度可以测出强度。“I0”是最强谱线或峰的强度,“I”是每个其它峰的强度。另外,可采用铜K-α辐射技术进行X-射线分析,所用的仪器是Siemens K-805型X-射线源和Siemens D-500 X-射线粉末衍射仪(购于Siemens Coporation 地址Cherry Hill,NJ)。
正象在本技术领域所公知,测定参数2θ要有人为和仪器误差。综合这两种误差,对于每个2θ的报告值,可有约±0.4°的不准确值。当然,这种不准确值在用2θ值所计算的d-间距之报告值中也表现出来。 在本技术领域普遍存在这种不精确性,但还不足以妨碍到将本发明的结晶物质与先有技术的组合物加以区分。在一些报告的X-射线谱图中,d-间矩的相对强度是用符号“vs”、“s”、“m”、“w”和“vw”来表示的,它们分别表示很强、强、中、弱和很弱。
在某些情况下,一种合成产物的纯度可以参照其X-射线粉末衍射谱图来评价。例如,倘若某样品是纯的,那么只意味着样品的X-射线谱图就没有因结晶杂质产生的谱线,但并不意味着没有无定形物质存在。
本发明的分子筛可以用它们的X-射线粉末衍射谱图来表征,并可具有下列表A-V所示的谱图其中之一。这里所说的X-射线谱图,除非另有指明,既包括合成态的,又包括煅烧过的。
表A(FCAPO-5)
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
表B(FCAPO-11)
2θ    d(埃)    相对强度
9.3-9.65    9.51-9.17    m-s
20.2-20.6    4.40-4.31    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    s-vs
22.0-22.5    4.04-3.95    m-s
22.5-22.9    3.95-3.92    m-s
23.0-23.4    3.87-3.80    m-vs
表C(FCAPO-14)
2θ    d(埃)    相对强度
8.6-8.9    10.3-9.93    vs
13.0    6.81    w
21.9-22.2    4.06-4.00    w
25.4    3.51    w
27.5    3.24    w
29.7    3.01    w
表D(FCAPO-16)
2θ    d(埃)    相对强度
11.3-11.6    7.83-7.63    m-vs
18.7-18.9    4.75-4.70    w-s
21.9-22.3    4.06-3.99    m-vs
26.5-27.0    3.363-3.302    w-m
29.7-30.05    3.008-2.974    w-m
表E(FCAPO-17)
2θ    d(埃)    相对强度
7.7-7.75    11.5-11.4    vs
13.4    6.61    s-vs
15.5-15.55    5.72-5.70    s
19.65-19.7    4.52-4.51    w-s
20.5-20.6    4.33-4.31    vs
31.8-32.00    2.812-2.797    w-s
表F(FCAPO-18)
2θ    d(埃)    相对强度
9.6-9.65    9.21-9.16    vs
15.5-15.55    5.72-5.70    m
16.9-17.1    5.25-5.19    m
20.15-20.25    4.41-4.39    m
20.95-21.05    4.24-4.22    m
31.8-32.5    2.814-2.755    m
表G(FCAPO-20)
2θ    d(埃)    相对强度
13.7-14.25    6.46-6.22    m-vs
19.55-20.0    4.54-4.44    w-s
24.05-24.5    3.70-3.63    m-vs
34.3-35.0    2.614-2.564    vw-w
42.5-43.0    2.127-2.103    vw-w
表H(FCAPO-31)
2θ    d(埃)    相对强度
8.5-8.6    10.40-10.28    m-s
20.2-20.3    4.40-4.37    m
21.9-22.1    4.06-4.02    w-m
22.6-22.7    3.93-3.92    vs
31.7-31.8    2.823-2.814    w-m
表J*(FCAPO-33)
2θ    d(埃)    相对强度
9.25-9.55    9.56-9.26    w-m
12.5-12.9    7.08-6.86    vs
16.9-17.3    5.25-5.13    w-m
20.45-20.9    4.34-4.25    w-m
23.85-24.25    3.73-3.67    w-m
26.05-26.35    3.42-3.38    w-m
27.3-27.6    3.27-3.23    vs
*合成态
表K*(FCAPO-33)
2θ    d(埃)    相对强度
13.15-13.4    6.73-6.61    vs
18.05-18.35    4.91-4.83    m
18.4-18.6    4.82-4.77    m
26.55-26.7    3.36-3.34    m
32.0-32.1    2.80-2.79    m
*煅烧过的
表L(FCAPO-34)
2θ    d(埃)    相对强度
9.4-9.65    9.41-9.17    s-vs
15.9-16.2    5.57-5.47    vw-m
17.85-18.4    4.97-4.82    w-s
20.3-20.9    4.37-4.25    m-vs
24.95-25.4    3.57-3.51    vw-s
30.3-30.8    2.95-2.90    w-s
表M(FCAPO-35)
2θ    d(埃)    相对强度
10.8-11.1    8.19-7.97    m
17.2-17.4    5.16-5.10    s-vs
21.0-21.25    4.23-4.18    m-s
21.8-22.0    4.08-4.04    vs
31.8-32.2    2.814-2.788    m
表N(FCAPO-36)
2θ    d(埃)    相对强度
7.7-7.9    11.5-11.2    vs
16.2-16.6    5.47-5.34    w-m
18.9-19.3    4.70-4.60    m-s
20.6-20.8    4.31-4.27    w-s
21.8-22.0    4.08-4.04    m
22.2-22.5    4.00-3.95    w-m
表O(FCAPO-37)
2θ    d(埃)    相对强度
6.1-6.3    14.49-14.03    vs
15.5-15.7    5.72-5.64    w-m
18.5-18.8    4.80-4.72    w-m
23.5-23.7    3.79-3.75    w-m
26.9-27.1    3.31-3.29    w-m
表P(FCAPO-39)
2θ    d(埃)    相对强度
9.4-9.6    9.41-9.21    w-m
13.3-13.6    6.66-6.51    m-vs
18.0-18.4    4.93-4.82    m
21.2-21.5    4.19-4.13    m-s
22.5-23.0    3.95-3.87    s-vs
30.2-30.5    2.96-2.93    w-m
表Q(FCAPO-40)
2θ    d(埃)    相对强度
7.5-7.7    11.79-11.48    vw-m
8.0-8.1    11.05-10.94    s-vs
12.4-12.5    7.14-7.08    w-vs
13.6-13.8    6.51-6.42    m-s
14.0-14.1    6.33-6.28    w-m
27.8-28.0    3.209-3.187    w-m
表R(FCAPO-41)
2θ    d(埃)    相对强度
13.6-13.8    6.51-6.42    w-m
20.5-20.6    4.33-4.31    w-m
21.1-21.3    4.21-4.17    vs
22.1-22.3    4.02-3.99    m-s
22.8-23.0    3.90-3.86    m
23.1-23.4    3.82-3.80    w-m
25.5-25.9    3.493-3.440    w-m
表S(FCAPO-42)
2θ    d(埃)    相对强度
7.15-7.4    12.36-11.95    m-vs
12.5-12.7    7.08-6.97    m-s
21.75-21.9    4.09-4.06    m-s
24.1-24.25    3.69-3.67    vs
27.25-27.4    3.273-3.255    s
30.05-30.25    2.974-2.955    m-s
表T(FCAPO-44)
2θ    d(埃)    相对强度
9.4-9.55    9.41-9.26    vs
13.0-13.1    6.81-6.76    w-m
16.0-16.2    5.54-5.47    w-m
20.6-20.85    4.31-4.26    s-vs
24.3-24.4    3.66-3.65    w-vs
30.7-30.95    2.912-2.889    w-s
表U(FCAPO-46)
2θ    d(埃)    相对强度
7.2-8.1    12.3-10.9    vs
21.2-21.8    4.19-4.08    w-m
22.5-23.0    3.95-3.87    vw-m
26.6-27.2    3.351-3.278    vw-w
28.5-29.0    3.132-3.079    vw-w
表V(FCAPO-47)
2θ    d(埃)    相对强度
9.4    9.41    vs
15.9-16.0    5.57-5.54    w-m
20.5-20.6    4.33-4.31    s
24.5-24.7    3.63-3.60    w
25.8-25.9    3.45-3.44    w
30.4-30.5    2.940-2.931    w
下面由实例进一步说明本发明,但并非对本发明的限制。
实例1(AsAPO-5的制备)
(a)从一种反应混合物制备AsAPO-5,该混合物中的成分用各组分的氧化物摩尔比来表示为
1.0-2.0TPA∶0.05-0.2As2Oq∶0.5-1.0
Al2O3∶0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TPA”表示三丙胺,“q”表示砷的氧化态。
将反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中进行煮制,在有效的温度加热经过一段有效的时间,直至得到AsAPO-5的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗,于室温在空气中干燥。
AsAPO-5产物的化学分析表明,AsAPO-5产物含有砷、铝和磷,其含量是处于由附图中A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
AsAPO-5产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)煅烧过的AsAPO-5之X-射线粉末衍射谱图也符合(a)部分的X-射线谱图表征数据。
(c)在(b)部分的煅烧过的AsAPO-5进行吸附容量试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。在吸附试验中使用如下的数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型的吸附量
AsAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例2(AsAPO-11的制备)
(a)从一种反应混合物制备AsAPO-11,该混合物的组成用各组分的氧化物摩尔比来表示为:
1.0-2.0DPA∶0.05-0.2As2Oq∶0.5-1.0
Al2O3∶0.5-1.0P2O5∶40-100H2O,
其中“DPA”表示二正丙胺,“q”表示砷的氧化态。
将反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效的温度加热经过一段有效的时间的,直至得到AsAPO-11的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中进行干燥。
AsAPO-11产物的化学分析表明,AsAPO-11产物含有砷、铝和磷,其含量是位于由附图1中A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
AsAPO-11产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.3-9.65    9.51-9.17    m-s
20.2-20.6    4.40-4.31    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    s-vs
22.0-22.5    4.04-3.95    m-s
22.5-22.9    3.95-3.92    m-s
23.0-23.4    3.87-3.80    m-vs
(b)煅烧过的AsAPO-11的X-射线粉末衍射谱图也符合(a)部分的x-射线谱图表征数据。
(c)在(b)部分的煅烧过的AsAPO-11用于吸附容量试验,使用标准 的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。在吸附试验中使用如下数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 5
O23.46 750 -183 6
环己烷    6.2    90    24    4
H2O 2.65 4.3 24 6
H2O 2.65 20 24 8
*典型的吸附量
AsAPO-11的孔径约为6埃。
实例3(BAPO-5的制备)
(a)从一种反应混合物制备BAPO-5,该混合物的组成用各组分的氧化物摩尔比来表示为:
1.0-2.0TPA∶0.05-0.2B2O3∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TPA”表示三丙胺。
将反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效的温度加热经过一段有效的时间,直至得到BAPO-5的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
BAPO-5产物化学分析表明,BAPO-5产品含有硼、铝和磷,其含量是位于由附图1中A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
BAPO-5产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)煅烧过的BAPO-5之X-射线粉末衍射谱图也符合(a)部分的X-射线谱图表征数据。
(c)在(b)部分煅烧过的BAPO-5用于吸附容量试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。吸附试验使用如下的数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型的吸附量
BAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例4(BAPO-11的制备)
(a)从一种反应混合物制备BAPO-11,该混合物的组成用各组分的氧化物摩尔比来表示为:
1.0-2.0DPA∶0.05-0.2B2O3∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“DPA”表示二正丙胺。
将反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热 经过一段有效的时间,直至得到BAPO-11产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对BAPO-11产物化学分析表明,BAPO-11产物含有硼、铝和磷,其含量是位于由附图1中A、B、C、D、E和F确点所确定的六边形组成区域内。
BAPO-11产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.3-9.65    9.51-9.17    m-s
20.2-20.6    4.40-4.31    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    s-vs
22.0-22.5    4.04-3.95    m-s
22.5-22.9    3.95-3.92    m-s
23.0-23.4    3.87-3.80    m-vs
(b)煅烧过的BAPO-11之X-射线衍射谱图也符合(a)部分的谱图表征数据。
(c)在(b)部分煅烧过的BAPO-11用于吸附容量试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃下活化过的试样进行测定。在吸附试验中使用如下的数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 5
O23.46 750 -183 6
环己烷    6.0    90    24    4
H2O 2.65 4.3 24 6
H2O 2.65 20 24 8
*典型吸附量
BAPO-11的孔径约为6埃。
实例5(BeAPO-5的制备)
(a)从一种反应混合物制备BeAPO-5,该混合物的组成用各组分的氧化物摩尔比来表示为
1.0-2.0TPA∶0.1-0.4BeO∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TPA”表示三丙胺。
将反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效的时间,直到获得BeAPO-5产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对BeAPO-5产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)煅烧过的BeAPO-5之X-射线粉末衍射谱图也符合(a)部分的X-射线谱图表征数据。
(c)在(b)部分煅烧过的BeAPO-5用于吸附容量试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。吸附试验使用如下的数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型吸附量
BeAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例6(BeAPO-17的制备)
(a)从一种反应混合物制备BeAPO-17,该混合物的组成用各组分的氧化物摩尔比表示为
1.0-2.0QN∶0.1-0.4BeO∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“QN”表示奎宁环。
将反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效的时间,直至得到BeAPO-17结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对BeAPO-17产物化学分析表明,BeAPO-17产物含有铍、铝和磷,其含量是位于由附图1中A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
BeAPO-17产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.7-7.75    11.5-11.4    vs
13.4    6.61    s-vs
15.5-15.55    5.72-5.70    s
19.65-19.7    4.52-4.51    w-s
20.5-20.6    4.33-4.31    vs
31.8-32.00    2.812-2.797    w-s
(b)煅烧过的BeAPO-17之X-射线粉末衍射谱图也符合(a)部分的X-射线谱图表征数据。
(c)在(b)部分煅烧过的BeAPO-17用于吸附容量试验,使用标准的 McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。吸附试验使用如下的数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 10
O23.46 750 -183 12
正丁烷    6.2    100    24    4
H2O 2.65 4.3 24 13
H2O 2.65 20 24 14
*典型吸附量
BeAPO-17的孔径约为4.3埃。
实例7(CAPO-5的制备)
(a)从一种反应混合物制备CAPO-5,该混合物的组成用各组分的氧化物摩尔比表示为
1.0-2.0TPA∶0.05-0.2Cr2Oq∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TPA”表示三丙胺,“q”表示铬的氧化态。
将反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效的时间,直至得到CAPO-5结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对CAPO-5产物的化学分析表明,CAPO-5产物含有铬、铝和磷,其含量是位于附图1中的A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域区内。
CAPO-5产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)煅烧过的CAPO-5之X-射线粉末衍射谱图也符合(a)部分的X-射线谱图表征数据。
(c)在(b)部分煅烧过的CAPO-5用于吸附容量试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化后的试样进行测定。在吸附试验中使用如下的数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型吸附量
CAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例8(CAPO-31的制备)
(a)从一种反应混合物制备CAPO-31,该混合物的组成用各组分的氧化物摩尔比表示为
1.0-2.0DPA∶0.05-0.2Cr2Oq∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“DPA”表示二正丙胺,“q”表示铬的氧化态。
将AlPO4-31晶体作为晶种加入反应混合物中(美国专利4310440)。 将上述反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效的时间,直至得到CAPO-31结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗,于室温在空气中干燥。
对CAPO-31产物的化学分析表明,CAPO-31产物含有铬、铝和磷,其含量位于附图1中A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
CAPO-31产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
8.5-8.6    10.40-10.28    m-s
20.2-20.3    4.40-4.37    m
21.9-22.1    4.06-4.02    w-m
22.6-22.7    3.93-3.92    vs
31.7-31.8    2.823-2.814    w-m
(b)煅烧过的CAPO-31之X-射线粉末衍射谱图也符合(a)部分的X-射线谱图表征数据。
(c)在(b)部分煅烧过的CAPO-31用于吸附容量试验时,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。吸附试验使用如下的数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 4
O23.46 750 -183 6
环己烷    6.0    90    24    3
新戊烷    6.2    700    24    3
H2O 2.65 4.3 24 3
H2O 2.65 20.0 24 10
*典型的吸附量
CAPO-31的孔径大于约6.2埃。
实例9(GaAPO-5的制备)
(a)从一种反应混合物制备GaAPO-5,该混合物的组成用各组分的氧化物摩尔比表示为
1.0-2.0TPA∶0.05-0.2Ga2O3∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TPA”表示三丙胺。
将反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效的时间,直至得到GaAPO-5结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗,于室温在空气中干燥。
对GaAPO-5产物的化学分析表明,GaAPO-5产物含有镓、铝和磷,其含量是位于由附图1中A、B、C、D、E和F所确定的六边形组成区域内。
GaAPO-5产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)煅烧过的GaAPO-5之X-射线衍射谱图也符合(a)部分的X-射线谱图表征数据。
(c)在(b)部分煅烧过的GaAPO-5用于吸附容量试验时,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。吸附试验使用如下的数据:
被吸附物    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型吸附量
GaAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例10(制备GaAPO-44)
(a)从一种反应混合物制备GaAPO-44,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0CHA∶0.05-0.2Ga2O3∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“CHA”为环己胺。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到GaAPO-44的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对GaAPO-44产物的化学分析表明,GaAPO-44产物含有镓、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
GaAPO-44产物的X-射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.4-9.55    9.41-9.26    vs
13.0-13.1    6.81-6.76    w-m
16.0-16.2    5.54-5.47    w-m
20.6-20.85    4.31-4.26    s-vs
24.3-24.4    3.66-3.65    w-vs
30.7-30.95    2.912-2.889    w-s
(b)把焙烧过的GaAPO-44用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中,350℃活化过的试样进行测定。吸附试验采用如下的数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    乇    ℃    重%
O23.46 100 -183 13
O23.46 750 -183 16
正己烷    4.3    100    24    2
H2O 2.65 4.3 24 15
H2O 2.65 20 24 17
*典型吸附量
GaAPO-44的孔径大约为4.3埃。
实例11(制备GeAPO-5)
(a)从一种反应混合物制备GeAPO-5,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0TPA∶0.1-0.4GeO2∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中TPA为三丙胺。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到GeAPO-5的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗,于室温在空气中干燥。
对GeAPO-5产物的化学分析表明,GeAPO-5产物含有锗、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D和E点所确定的五边形组成区域内。
GeAPO-5产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)焙烧过的GeAPO-5的X光粉末衍射谱图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的GeAPO-5用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    乇    ℃    重%
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型吸附量
GeAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例12(制备GeAPO-34)
(a)从一种反应混合物制备GeAPO-34,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0TEAOH∶0.1-0.4GeO2∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TEAOH”为氢氧化四乙铵。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到GeAPO-34的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对GeAPO-34产物的化学分析表明,GeAPO-34产物含有锗、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D和E点所确定的五边形组成区域内。
GeAPO-34产品的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.4-9.65    9.41-9.17    s-vs
15.9-16.2    5.57-5.47    vw-m
17.85-18.4    4.97-4.82    w-s
20.3-20.9    4.37-4.25    m-vs
24.95-25.4    3.57-3.51    vw-s
30.3-30.8    2.95-2.90    w-s
(b)焙烧过的GeAPO-34的X光粉末衍射谱图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的GeAPO-34用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中,350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    乇    ℃    重%
O23.46 100 -183 13
O23.46 100 -183 13
正己烷    4.3    100    24    6
H2O 2.65 4.3 24 15
H2O 2.65 20 24 21
*典型吸附量
GeAPO-34的孔径约为4.3埃。
实例13(制备LiAPO-5)
(a)从一种反应混合物制备LiAPO-5,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-20TPA∶0.05-0.2Li2O∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TPA”为三丙胺。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到LiAPO-5的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对LiAPO-5产物的化学分析表明,LiAPO-5产物含有锂、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
LiAPO-5产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)焙烧过的LiAPO-5的X光粉末衍射谱图,也符合(A)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的LiAPO-5用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    乇    ℃    重%
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型吸附量
LiAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例14(制备LiAPO-11)
(a)从一种反应混合物制备LiAPO-11,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0DPA∶0.05-0.2Li2O∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“DPA”为二正丙胺。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到LiAPO-11的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对LiAPO-11产物的化学分析表明,LiAPO-11产物含有锂、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
LiAPO-11产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.3-9.65    9.51-9.17    m-s
20.2-20.6    4.40-4.31    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    s-vs
22.0-22.5    4.04-3.95    m-s
22.5-22.9    3.95-3.92    m-s
23.0-23.4    3.87-3.80    m-vs
(b)焙烧过的LiAPO-11的X光粉末衍射图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的LiAPO-11用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    乇    ℃    重%
O23.46 100 -183 5
O23.46 750 -183 6
环己烷    6.0    90    24    4
H2O 2.65 4.3 24 6
H2O 2.65 20 24 8
*典型吸附量
LiAPO-11的孔径大约为6埃。
实例15(制备VAPO-5)
(a)从一种反应混合物制备VAPO-5,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0TPA∶0.05-0.2V2Oq∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TPA”为三丙胺、“q”指钒的氧化态。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到VAPO-5的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对VAPO-5产物的化学分析表明,VAPO-5产物含有钒、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域 内。
VAPO-5产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-vs
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)焙烧过的VAPO-5的X光粉末衍射谱图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的VAPO-5用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    ℃    重%
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型吸附量
VAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例16(制备VAPO-11)
(a)从一种反应混合物制备VAPO-11,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0DPA∶0.05-0.2V2Oq∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1P2O5∶40-100H2O
其中“DPA”为二正丙胺,“q”指钒的氧化态。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到VAPO-11的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对VAPO-11产物的化学分析表明,VAPO-11产物含有钒、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D、E和F点所确定的六边形组成区域内。
VAPO-11产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.3-9.65    9.51-9.17    m-s
20.2-20.6    4.40-4.31    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    s-vs
22.0-22.5    4.04-3.95    m-s
22.5-22.9    3.95-3.92    m-s
23.0-23.4    3.87-3.80    m-vs
(b)焙烧过的VAPO-11的X光粉末衍射谱,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的VAPO-11用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    ℃    重%
O23.46 100 -183 5
O23.46 750 -183 6
环己烷    6.0    90    24    4
H2O 2.65 4.3 24 6
H2O 2.65 20.0 24 8
*典型吸附量
VAPO-11的孔径大约为6埃。
实例17(制备AsGaAPO-5)
(a)从一种反应混合物制备AsGaAPO-5,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为:
1.0-2.0TPA∶0.05-0.2(M)2Oq∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TPA”为三丙胺,q是“M”(砷和镓)的氧化态。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到AsGaAPO-5的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对AsGaAPO-5产物的化学分析表明,AsGaAPO-5产物含有砷、镓、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D和E点所确定的五边形组成区域内。
AsGaAPO-5产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.3-7.65    12.1-11.56    m-vs
19.5-19.95    4.55-4.46    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    m-vs
22.2-22.6    4.00-3.93    w-vs
25.7-26.15    3.47-3.40    w-m
(b)焙烧过的AsGaAPO-5的X光粉末衍射谱图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的AsGaAPO-5用于容量吸附试验,使用标准 的McBian-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    ℃    重%
O23.46 100 -183 7
O23.46 750 -183 10
新戊烷    6.2    700    24    4
H2O 2.65 4.3 24 4
H2O 2.65 20.0 24 12
*典型吸附量
AsGaAPO-5的孔径大于6.2埃。
实例18(制备BeGeAPO-11)
(a)从一种反应混合物制备BeGeAPO-11,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0DPA∶0.05-0.2(M)2Oq∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“DPA”为二正丙胺,“q”为“M”(铍和锗)的氧化态。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到BeGaAPO-11的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对BeGeAPO-11产物的化学分析表明,BeGeAPO-11产物含有铍、锗、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D和E点所确定的五边形组成区域内。
BeGeAPO-11产品的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.3-9.65    9.51-9.17    m-s
20.2-20.6    4.40-4.31    m-s
20.9-21.3    4.25-4.17    s-vs
22.0-22.5    4.04-3.95    m-s
22.5-22.9    3.95-3.92    m-s
23.0-23.4    3.87-3.80    m-vs
(b)焙烧过的BeGeAPO-11的X光粉末衍射谱图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的BeGeAPO-11用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    ℃    重%
O23.46 100 -183 5
O23.46 750 -183 6
环己烷    6.0    90    24    4
H2O 2.65 4.3 24 6
H2O 2.65 20.0 24 8
*典型吸附量
BeGeAPO-11的孔径大约为6埃。
实例19(制备CrGaAPO-17)
(a)从一种反应混合物制备CrGaAPO-17,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0QN∶0.05-0.2(M)2Oq∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“QN”为奎宁环,“q”为“M”(铬和镓)的氧化态。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到CrGaAPO-17的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对CrGaAPO-17产物的化学分析表明,CrGaAPO-17产物含有铬、镓、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D和E点所确定的五边形组成区域内。
CrGaAPO-17产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
7.7-7.75    11.5-11.4    vs
13.4    6.61    s-vs
15.5-15.55    5.72-5.70    s
19.65-19.7    4.52-4.51    w-s
20.5-20.6    4.33-4.31    vs
31.8-32.00    2.812-2.797    w-s
(b)焙烧过的CrGaAPO-17的X光粉末衍射谱,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的CrGaAPO-17用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)  (乇)    ℃    重%
O23.46 100 -183 10
O23.46 750 -183 12
正丁烷    6.2    100    24    4
H2O 2.65 4.3 24 13
H2O 2.65 20 24 14
*典型的吸附量
CrGaAPO-17的孔径大约为4.3埃。
实例20(制备AsBeAPO-31)
(a)从一种反应混合物制备AsBeAPO-31,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为。
1.0-2.0DPA∶0.05-0.2(M)2Oq∶0.5-1.0Al2O3
5.0-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“DPA”为二正丙胺,“q”为“M”(砷和铍)的氧化态。
把反应混合物用AlPO4-31晶体作晶种(美国专利4310440),并置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到AsBeAPO-31的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗后,于室温在空气中干燥。
对AsBeAPO-31产物的化学分析表明,AsBeapo-31产物含有砷、铍、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D和E点所确定的五边形组成区域内。
AsBeAPO-31产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
8.5-8.6    10.40-10.28    m-s
20.2-20.3    4.40-4.37    m
21.9-22.1    4.06-4.02    w-m
22.6-22.7    3.93-3.92    vs
31.7-31.8    2.823-2.814    w-m
(b)焙烧过的AsBeAPO-31的X光粉末射谱图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的AsBeAPO-31用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中,350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 4
O23.46 750 -183 6
环己烷    6.0    90    24    3
新戊烷    6.2    700    24    3
H2O 2.65 4.3 24 3
H2O 2.65 20 24 10
*典型的吸附量
AsBeAPO-31的孔径大约大于6.2埃。
实例21(制备AsVBeAPO-34)
(a)从一种反应混合物制备AsVBeAPO-34,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0TEAOH∶0.05-0.2(M)2Oq∶0.5-1.0Al2O3
0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“TEAOH”为氢氧化四乙铵,“q”为“M”(砷、钒和铍)的氧化态。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到AsVBeAPO-34的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗,于室温在空气中干燥。
对AsVBeAPO-34产物的化学分析表明,AsVBeAPO-34产物含有砷、矾、铍、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D和E点所确定的五边形组成区域内。
AsVBeAPO-34产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.4-9.65    9.41-9.17    s-vs
15.9-16.2    5.57-5.47    vw-m
17.85-18.4    4.97-4.82    w-s
20.3-20.9    4.37-4.25    m-vs
24.95-25.4    3.57-3.51    vw-s
30.3-30.8    2.95-2.90    w-s
(b)焙烧过的AsVBeAPO-34的X光粉末衍射谱图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的AsVBeAPO-34用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中、350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 13
O23.46 750 -183 18
正己烷    4.3    100    24    6
H2O 2.65 4.3 24 15
H2O 2.65 20 24 21
*典型的吸附量
AsVBeAPO-34的孔径大约为4.3埃。
实例22(制备GeBAPO-44)
(a)从一种反应混合物制备GeBAPO-44,该混合物的组成用各组分氧化物的摩尔比表示为
1.0-2.0CHA∶0.05-0.2(M)2Oq∶0.5-1.0Al2O3∶0.5-1.0P2O5∶40-100H2O
其中“CHA”为环己胺,“q”为“M”(硼和锗)的氧化态。
把反应混合物置于密闭的不锈钢压力容器中煮制,在有效温度加热经过一段有效时间,直至得到GeBAPO-44的结晶产物。过滤回收结晶,再经水洗,于室温在空气中干燥。
对GeBAPO-44产物的化学分析表明,GeBAPO-44产物含有锗、硼、铝和磷,其含量位于附图1中的A、B、C、D和E点所确定的五边形组成区域内。
GeBAPO-44产物的X射线粉末衍射谱图之表征数据如下:
2θ    d(埃)    相对强度
9.4-9.55    9.41-9.26    vs
13.0-13.1    6.81-6.76    w-m
16.0-16.2    5.54-5.47    w-m
20.6-20.85    4.31-4.26    s-vs
24.3-24.4    3.66-3.65    w-vs
30.7-30.95    2.912-2.889    w-s
(b)焙烧过的GeBAPO-44的X光粉末衍射谱图,也符合(a)部分的X光谱图表征数据。
(c)把(b)部分焙烧过的GeBAPO-44用于容量吸附试验,使用标准的McBain-Bakr重量吸附仪,对在真空中,350℃活化过的试样进行测定。采用如下的吸附试验数据:
被吸附物质    动力学直径    压力    温度    吸附量*
(埃)    (乇)    (℃)    (重%)
O23.46 100 -183 13
O23.46 750 -183 16
正己烷    4.3    100    24    2
H2O 2.65 4.3 24 15
H2O 2.65 20 24 17
*典型吸附量
GeBAPO-44的孔径大约为4.3埃。
应用过程
本发明的FCAPO组合物一般来说是亲水性的,而且对水的吸附优先于吸附一般烃类分子,上述烃类分子如石蜡烃、烯烃和诸如苯、二甲苯和异丙苯的芳烃。因此,该类FCAPO组合物是用作吸附分离(净化)过程,诸如干燥天然气、干燥裂化气中的干燥剂。对水的优先吸附,也超过了诸如二氧化碳、氮、氧和氢的所谓永久气体。因此此类FCAPO适用于重整氢气的干燥,和用于氧、氮或空气在液化前的干燥。
该FCAPO组合物还呈现出特殊的表面选择特性,使之能在许多烃转和氧化燃烧反应中用作催化剂,或催化剂基质与载体。它可以用本领域中熟知的方法浸渍上或载上催化活性金属,例如,生产含有氧化硅或氧化铝载体的催化剂组合物。一般情况下,孔径大于4埃的分子筛适合用作催化剂。
在烃类转化反应中,FCAPO组合物所能催化的反应有裂化、加氢裂化、芳烃和异构烷烃的烷基化、包括二甲苯异构化在内的异构化、叠合、重整、加氢、脱氢、烷基转移、脱烷基、加氢开环和脱氢环化。
使用含有诸如铂或钯等加氢助催化剂的FCAPO催化剂组合物,可以加氢裂化重质石油渣油油料、循环油料和其它可作加氢裂化原料的油料,加氢裂化的温度范围为400-825°F,氢对烃摩尔比在2-80范围内,压力在10-3500磅/平方英寸(表压),液时空速0.1-20,最好是1.0-10。
用于加氢裂化的FCAPO催化剂组合物,也适用于重整过程,该过程中烃原料与催化剂接触的温度约为700-1000°F,氢气压力100-500磅/平方英寸(表压)液时空速0.1-10,氢对烃摩尔比在1-20范围,最好是4-12。
此等含有加氢助催化剂的催化剂,也适用于加氢异构化过程,例如将正构石蜡烃原料转化成饱和的带支链的异构物。加氢异构化的温度约 200-600°F,最好是300-550°F,液时空速约0.2-1.0。供给到反应器去的氢气先与烃原料形成混合物,其摩尔比(氢/烃)为1-5。
当同样催化剂加氢裂化C7-C20的正构石蜡烃时,要采用高一点的温度,例如650-1000°F,最好是850-950°F,并且一般要采用低一点的压力,例如15-50磅/平方英寸(表压)。原料与催化剂的接触时间一般要比较短,以避免产生诸如烯烃叠合和石蜡烃裂化的非目的副反应。液时空速为0.1-10,最好是1.0-6.0。
本发明FCAPO催化剂所具有的独特的结晶结构及其可以作到全然不用含有碱金属的形式,有利于将之用于烷基芳族化合物的转化,特别是对甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯等的催化歧化。在歧化过程中,也能发生异构化和烷基转移。单独用第Ⅷ族贵金属,或是与Ⅳ-B族金属诸如钨、钼和铬联合作为助催化剂,在催化剂组合物中的含量最好是占全部组合物的3-15重%左右。可以从外部向反应区供给氢气,但一般不需要。维持反应区的温度400-750°F,压力100-2000磅/平方英寸(表压)和液时空速0.1-15。
FCAPO组合物最适合用于把汽油作为主要目的产品的催化裂化过程,所用原料可以是瓦斯油、重石脑油、脱沥青原油渣油等等。适宜的条件为:温度为850-1100°F,液时空速为0.5-10,压力约为0-50磅/平方英寸(表压)。
脱氢环化反应使用石蜡烃原料,最好是多于6个碳原子的正构石蜡烃,生成苯、二甲苯、甲苯等等,可以使用基本上与催化裂化同样的反应条件。对于此等反应最好使用带有Ⅷ族非贵金属阳离子诸如钴和镍的FCAPO催化剂。
催化脱烷基过程是希望从芳烃核上去掉烷烃支链但基本上不发生芳核的加氢,要采用较高的温度范围800-1000°F和中等的氢压约300-1000磅/平方英寸(表压),其它条件则与上述催化加氢裂化条件相同。 催化剂则最好使用与上述催化脱氢环化所使用的同样催化剂。此处特别的希望的脱烷基反应,包括从甲基萘生成萘,和从甲苯和(或)二甲苯生成苯的转化。
在催化加氢精制过程中,主要的目的是促进原料中有机硫和(或)氮化合物的选择加氢分解,同时不影响其中的烃分子。为此目的,最好采用与上述催化加氢裂化相同的一般条件,和脱氢环化操作中所用的相同的一般催化剂品种。原料包括汽油馏分、煤油、喷气燃料馏分、柴油馏分,轻、重瓦斯油,脱沥青原油渣油等等,其中的任何一种,可以含硫高达5重%左右,含氮高达3重%左右。
同样的条件能用来实现对有机氮和有机硫化合物含量高的原料的加氢精制,即脱氮和脱硫。一般公认,存在大量的此等组分,要明显抑制加氢裂化催化剂的活性。因此,当要达到同样的对含氮的原料加氢裂化单程转化深度时,所需的操作条件要比含有较少有机氮化合物的原料苛刻得多。在给定的情况下,脱氮、脱硫和(或)加氢裂化在怎样的条件下可以迅速完成,要决定于原料的性质,特别是原料中有机氮化合物的含量。由于有机氮化合物对于这些催化剂组合物的加氢裂化活性产生影响的结果,对于一种有机氮化合物含量较高的原料并要求最低限度的加氢裂化,例如新鲜原料单程转化低于20%(体积)的情况下,则其脱氮的最适宜条件并非不可能与其他含较少抑制加氢裂化成分例如有机氮化合物的原料的优选加氢裂化条件相同。因此,在此技术领域的实践中,对某一原料所建立的条件,要根据事先用特定催化剂与原料进行筛选试验的结果。
异构化反应要在与上述重整相似的条件下进行,并采用酸性稍强一点的催化剂。对烯烃最好的异构化条件是500-900°F,但石蜡烃、环烷烃和烷基芳烃的异构化温度为700-1000°F。这里特别希望的异构化反应,包括转化正庚烯和(或)正辛烷成异庚烷及异辛烷,丁烷成异丁烷, 甲基环戊烷成环己烷,间-二甲苯和(或)邻-二甲苯成对-二甲苯,1-丁烯成2-丁烯和(或)异丁烯,正-己烯成异己烯,环己烯成甲基环戊烯等。最好形式的催化剂是FCAPO与Ⅱ-A族、Ⅱ-B族金属和稀土金属的多价金属的化合物(例如硫化物)相组合。对于烷基化和脱烷基过程,最好是FCAPO组合物的孔径不小于5埃。当用于烷基芳烃的脱烷基过程时,温度一般高于350°F,其范围直到原料或转化产物发生裂化的温度,一般高达约700°F。温度最好至少450°F,同时不高于化合物产生脱烷基反应的临界温度。压力条件要至少维持芳烃原料呈液态。烷基化的温度可以低达250°F,但最好是至少350°F。对苯、甲苯、和二甲苯的烷基化,最好的烷基化剂是烯烃,例如乙烯和丙烯。

Claims (9)

1、一种制备结晶分子筛的方法,该结晶分子筛具有由MO2、AlO2、PO2四面体氧化物单元构成的三维微孔骨架结构,并且其无水基准的组成经验式如下:
mR:(MxAlyPz)O2
其中R是其晶内孔系中存在的至少一种有机模板剂;m是每摩尔(MxAlyPz)O2所存在的R摩尔数,其数值为等于或小于0.3;M是选自砷、铍、硼、铬、镓、锗、锂、钒的至少一种元素组分;x、y、z分别表示作为四面体氧化物形式存在的M、铝、磷的摩尔分数,所述摩尔分数值是位于以Mx、Aly、Pg为顶点的三元组成图中由A、B、C、D、E各点所成的五边形组成区域内,A、B、C、D、E各点在图中的坐标位置如下:
摩尔分数
x y z
A 0.01  0.60  0.39
B  0.01  0.39  0.60
C  0.39  0.01  0.60
D  0.98  0.01  0.01
E  0.39  0.60  0.01
该方法包括用含元素M、铝和磷的反应源和一种或多种有机模板剂制备一种反应混合物,其组成用其氧化物的摩尔比来表示如下:
aR∶(MxAlyPz)O2∶bH2O
其中R是一种有机模板剂;a表示R的量,其值为由大于0至6;b值由大于0至500;其余符号含义同前;并且将该混合物于50-250℃温度加热,历时2小时至30天,从而通过水热结晶法制成该分子筛。
2、按权利要求1的方法,其中反应混合物中的磷源是正磷酸。
3、按权利要求1的方法,其中反应混合物中的磷源是正磷酸,铝源是选自假勃姆石和烷醇铝中的至少一种化合物。
4、按权利要求3的方法,其中的烷醇铝是异丙醇铝。
5、按权利要求1的方法,其中的“M”源是选自氯化物、溴化物、碘化物、硫酸盐、乙酸盐、甲酸盐。
6、按权利要求1的方法,其中有机模板剂是具有下式的季铵或季鏻化合物
R4X+
其中X是氮或磷,每个R是含有1至8个碳原子的烷基或芳基。
7、按权利要求1的方法,其中有机模板剂是一种胺。
8、按权利要求1的方法,其中有机模板剂选自:
四丙基铵离子;四乙基铵离子;三丙胺;三乙胺;三乙醇胺;哌啶;环己胺;2-甲基吡啶;N,N-二甲基苄胺,N,N-二乙基乙醇胺;胆碱;N,N′-二甲基哌嗪;1,4-二氮杂二环(2.2.2)辛烷;N-甲基二乙醇胺;N-甲基乙醇胺;N-甲基哌啶;3-甲基哌啶;N-甲基环己胺;3-甲基吡啶;4-甲基吡啶;奎宁环;N,N′-二甲基-1,4-二氮杂二环(2.2.2)辛烷离子;四甲基铵离子;四丁基铵离子;四戊基铵离子;二正丁胺;新戊胺;二正戊胺;异丙胺;叔丁胺;乙二胺;吡咯烷;2-咪唑酮;二正丙胺;聚合的季铵盐[(C14H32N2)(OH)2]x,其中x值至少为2。
9、按权利要求1的方法,还包括将所制分子筛于高温焙烧,使存在于晶内孔系中的模板剂至少一部分被除去。
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