使用uzm-44鋁硅酸鹽沸石的芳香族烷基轉(zhuǎn)移方法
【專利說明】使用UZM-44鋁硅酸鹽沸石的芳香族烷基轉(zhuǎn)移方法
[0001] 優(yōu)先權(quán)聲明
[0002] 本申請要求2013年3月11日提交的美國申請第13/792, 667號的優(yōu)先權(quán)，該申請 要求2012年12月12日提交的美國申請第61/736, 347號的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容以其全文引用 的方式并入本文中。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種作為催化復(fù)合物用于芳香族烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的命名為UZM-44的新 的一族鋁硅酸鹽沸石。其以經(jīng)驗式表示：
[0004] NaAk+TtAlhExSi yOz
[0005] 其中M表示一種或多種選自鋅或者周期表第1族（IUPAC 1)、第2族（IUPAC 2)、 第3族（IUPAC 3)或者鑭系元素的金屬，T為一種或多種衍生自反應(yīng)物R和Q的有機導(dǎo)向 劑，其中R為A，Ω -二鹵素取代烷烴如1，5-二溴戊烷，Q為至少一種具有6個或更少碳原 子的中性胺如1-甲基吡咯烷。E為骨架元素如鎵。
[0006] 發(fā)明背景
[0007] 沸石為微孔且由共角AlOJP SiO2四面體形成的結(jié)晶鋁硅酸鹽組合物。許多沸石 (天然存在和合成制備的）均用于各種工業(yè)方法中。合成沸石經(jīng)由水熱合成使用Si、Al的 合適來源和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑如堿金屬、堿土金屬、胺、或有機銨陽離子制備。結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑存在于 沸石的孔中且很大程度上決定著最終形成的特定結(jié)構(gòu)。這些物質(zhì)平衡與鋁相關(guān)聯(lián)的骨架電 荷且還可充當(dāng)空間填充物。沸石的特征是具有均勻尺寸的孔口，具有顯著的離子交換能力， 及能夠可逆地解吸分散于結(jié)晶的內(nèi)部孔隙中的吸附相而不會明顯置換構(gòu)成永久沸石結(jié)晶 結(jié)構(gòu)的任何原子。沸石可用作用于烴轉(zhuǎn)換反應(yīng)的催化劑，其可在外表面以及孔隙內(nèi)的內(nèi)表 面上發(fā)生。
[0008] 特定沸石（頂-5)最先是由 Benazzi 等人在 1996 年（FR96/12873 ;TO98/17581) 中公開，其描述了在鈉的存在下由撓性雙陽離子結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，1，5-雙（N-甲基吡咯烷塌· )戊烷二溴化物或1，6-雙（N-甲基吡咯烷銷)己烷二溴化物合成頂-5。在Baerlocher 等人（Science，2007 年，315,113-6)解決 IM-5 結(jié)構(gòu)問題之后，International Zeolite Structure Commission (國際沸石結(jié)構(gòu)委員會）對該沸石結(jié)構(gòu)類型提供IMF代碼，可參見 Atlas of Zeolite Framework Types (沸石骨架類型圖集）。發(fā)現(xiàn)IMF結(jié)構(gòu)類型包含三組 相互正交的通道，其中各通道由四面體配位原子的10員環(huán)限定，然而，第三維中的連接性 每2. 5nm被中斷，因而擴散在某種程度上受到限制。此外，該結(jié)構(gòu)中存在多個不同尺寸的10 員環(huán)通道。
[0009] 申請人已成功地制備命名為UZM-44的新的一族材料。該材料的拓樸學(xué)類似于對 IM-5所觀察到的。該材料通過使用簡單市售結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑（如1，5-二溴戊烷及1-甲基吡咯 烷）的混合物制備。UZM-44可用作用于芳香族烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中的催化劑。 發(fā)明摘要
[0010] 如所述，本發(fā)明涉及在芳香族烷基轉(zhuǎn)移的方法中使用包含命名為UZM-44的新鋁 硅酸鹽沸石的新催化復(fù)合物。因此，本發(fā)明的一個實施方案是一種材料，其具有至少八102和 3102四面體單元的三維骨架及按合成態(tài)且以無水計的由以下經(jīng)驗式表示的經(jīng)驗組成：
[0011] NanMmkXAlhExSiyO z
[0012] 其中"η"為Na與（A1+E)的摩爾比且具有0.05-0. 5的值，M表示至少一種選自由 鋅、周期表第1族（IUPAC 1)、第2族（IUPAC 2)、第3族（IUPAC 3)、和鑭系元素、及其任何 組合組成的組的金屬，"m"為M與（A1+E)的摩爾比且具有0-0.5的值，"k"為該一種或多種 金屬M的平均電荷，T為一種或多種衍生自反應(yīng)物R和Q的有機結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，其中R為具有5 個碳原子的Α，Ω-二鹵素取代烷烴，Q為至少一種具有6個或更少碳原子的中性單胺，"t" 為來自該一種或多種有機結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的N與（A1+E)的摩爾比且具有0. 5-1. 5的值，E為選 自由鎵、鐵、硼及其組合組成的組的元素，"X"為E的摩爾分?jǐn)?shù)且具有0-1. 0的值，"y"為Si 與（A1+E)的摩爾比且從大于9至25變化，"z"為0與（A1+E)的摩爾比且具有由以下方程 式確定的值：
[0013] z = (n+k · m+3+4 · y)/2
[0014] 本發(fā)明催化復(fù)合物的另一個實施方案是微孔結(jié)晶沸石，其具有至少AlOdP 5102四 面體單元的三維骨架和由以下經(jīng)驗式表示的按合成態(tài)且以無水計的經(jīng)驗組成： _5] NaAk+TtAlhExSiyOz
[0016] 其中"η"為Na與（A1+E)的摩爾比且具有0.05-0. 5的值，M表示一種或多種選自 周期表第1族（IUPAC 1)、第2族（IUPAC 2)、第3族（IUPAC 3)、鑭系元素或鋅的金屬，"m" 為M與（A1+E)的摩爾比且具有0-0. 5的值，"k"為該一種或多種金屬M的平均電荷，T為一 種或多種衍生自反應(yīng)物R和Q的有機結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，其中R為具有5個碳原子的Α，Ω-二鹵 素取代烷烴，Q為至少一種具有6個或更少碳原子的中性單胺，"t"為來自該一種或多種有 機結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的N與（A1+E)的摩爾比且具有0. 5-1. 5的值，E為選自由鎵、鐵、硼及其組合 組成的組的元素，"X"為E的摩爾分?jǐn)?shù)且具有0-1. 0的值，"y"為Si與（A1+E)的摩爾比且 從大于9至25變化及"z"為0與（A1+E)的摩爾比且具有由以下方程式確定的值：
[0017] Z = (n+k · m+3+4 · y) /2
[0018] 且該沸石的特征在于其具有具有至少表A中所述的d-間距和強度的x射線衍射 圖。該沸石在一個實施方案中在高達大于600°C的溫度下熱穩(wěn)定且在另一個實施方案中在 至少800 °C下熱穩(wěn)定。
[0019] 本發(fā)明的催化復(fù)合物可通過一種包括以下的方法來制備：形成包含Na、R、Q、A1、 Si及任選E和/或M的反應(yīng)性來源的反應(yīng)混合物并在160°C至180°C、或165°C至175°C的 溫度下加熱該反應(yīng)混合物足以形成沸石的時間。該反應(yīng)混合物具有以以下氧化物的摩爾比 表示的組成：
[0020] a~b Na2O ^Mn72O ：cR0 ：dQ ： l-eAl203：eE 203：fSi0 2：gH 20
[0021] 其中"a"具有10至30的值，"b"具有0至30的值，"c"具有I至10的值，"d"具 有2至30的值，"e"具有0至I. 0的值，"f"具有30至100的值，"g"具有100至4000的 值。以該數(shù)量的反應(yīng)性試劑來源而言，可設(shè)想許多種添加順序。通常，在添加二氧化硅試劑 之前，先將鋁試劑溶解于氫氧化鈉中。試劑R和Q可一起或以許多種不同添加順序分開添 加。
[0022] 本發(fā)明使用UZM-44作為烷基轉(zhuǎn)移烷基芳香烴的方法中的催化劑或催化劑組分。 因此，本發(fā)明的一寬泛實施例是一種用于烷基轉(zhuǎn)移包含C 7X9Xltl及C n+芳香烴中一種或多 種的進料流以獲得具有相對進料流的C8芳香烴濃度增加的C 8芳香烴濃度的烷基轉(zhuǎn)移產(chǎn)物 流的方法，該方法包括使進料流在烷基轉(zhuǎn)移條件下與包含UZM-44的催化劑接觸。
【附圖說明】
[0023] 圖1為實施例1中形成的UZM-44沸石的XRD圖。該圖顯示呈合成態(tài)形式的UZM-44 沸石。
[0024] 圖2也為實施例1中形成的UZM-44沸石的XRD圖。該圖顯示呈H+