分子筛SSZ-109的合成制造技术

提供了一种使用N

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分子筛SSZ-109的合成相关申请的交叉引用本申请要求2018年6月7日提交的美国临时申请序列No.62/681,759的优先权和利益。领域本公开涉及分子筛SSZ-109的合成。背景已知沸石材料可用作吸附剂材料，并对各种类型的烃转化反应具有催化性能。某些沸石材料是有序的、多孔晶体金属硅酸盐，具有通过X射线衍射测定的确定结晶结构。在沸石材料内，存在大量较小的腔，其可以通过多个更小的通道或孔互连。这些空腔和孔在特定沸石材料内的尺寸均匀。因为这些孔的尺寸使得能够接受某些尺寸的吸附分子，同时排除较大尺寸的分子，因此被称为“分子筛”，并以各种方式利用这些特性。分子筛SSZ-109的组成和特征X射线衍射图在美国专利申请公开No.US2018/0312408中公开，其也描述了使用结构导向剂制备分子筛，所述结构导向剂包含N，N′，N′-四甲基-N，N′-二异丁基己烷-1，6-二铵阳离子、N，N，N′，N′-四甲基-N，N′-二新戊基己烷-1，6-二铵阳离子和N，N，N′，N′-四甲基-N-异丁基-N′-新戊基己烷-1，6-二铵阳离子中的一种或多种。根据本公开，现已发现本文所述的有机阳离子可以有效地用作SSZ-109的合成中的结构导向剂。概要在一个方面，提供了一种合成具有SSZ-109结构的分子筛的方法，所述方法包括：(a)提供反应混合物，所述反应混合物包括：(1)氧化硅源；(2)三价元素(X)的氧化物源；(3)任选地，第1族和第2族的金属(M)源；(4)包含N1,N6-二异丙基-N1,N1,N6,N6-四甲基己烷-1,6-二铵阳离子的结构导向剂(Q)；(5)氢氧根离子源；和(6)水；以及(b)使所述反应混合物经受足以形成所述分子筛晶体的结晶条件。另一方面，提供了具有SSZ-109结构的分子筛，并且在其合成后原样形式下，在其孔内包含N1,N6-二异丙基-N1,N1,N6,N6-四甲基己烷-1,6-二铵阳离子。所述分子筛在其合成后原样且无水形式下，具有包括以下摩尔关系的化学组成：宽泛值典型值SiO2/X2O3≥1020至500Q/SiO2>0至0.1>0至0.1M/SiO20至0.10至0.1其中X是三价元素(例如硼、铝、镓和铁中的一种或多种)；以及Q包含N1,N6-二异丙基-N1,N1,N6,N6-四甲基己烷-1,6-二铵阳离子。附图简介图1显示实施例1的合成后原样的分子筛的粉末X射线衍射(XRD)图。图2是实施例1的合成后原样的分子筛的扫描电子显微照片(SEM)图像。详细说明介绍本文使用的术语“合成后原样的”是指在结晶之后、去除结构导向剂之前形式的分子筛。本文使用的术语“无水”是指基本上不含物理吸附水和化学吸附水两者的分子筛。如本文所使用的，元素周期表族的编号方案如Chem.Eng.News1985,63(5),26-27中所公开。反应混合物通常，具有SSZ-109结构的分子筛通过以下方法合成：(a)提供反应混合物，所述反应混合物包含：(1)氧化硅源；(2)三价元素(X)的氧化物源；(3)任选地，第1族和第2族的金属(M)源；(4)包含N1,N6-二异丙基-N1,N1,N6,N6-四甲基己烷-1,6-二铵阳离子的结构导向剂(Q)；(5)氢氧根离子源；和(6)水；以及(b)使所述反应混合物经受足以形成所述分子筛晶体的结晶条件。所述反应混合物具有以摩尔比计的如下表1所示范围的组成：表1反应物可用值典型值SiO2/X2O3≥1020至500M/SiO20至0.500.01至0.20Q/SiO20.05至0.500.10至0.25OH/SiO20.01至0.600.20至0.40H2O/SiO210至8015至50其中组成变量X、M和Q如上所述。合适的氧化硅源包括热解法二氧化硅、胶态二氧化硅、沉淀二氧化硅、碱金属硅酸、原硅酸四烷基酯。三价元素X的合适来源取决于所选择的元素X(例如，硼、铝、镓和铁)。在X包含或为硼的实施方案中，合适的硼源包括硼酸、四硼酸钠和四硼酸钾。可以额外地或替代地使用硅和硼的组合源，并且可以包括硼硅酸盐沸石(例如，硼硅酸盐β沸石)。在X包含或为铝的实施方案中，铝的合适来源包括水合氧化铝、氢氧化铝、碱金属铝酸盐、烷氧基铝和水溶性铝盐(例如硝酸铝)。可以附加地或替代地使用硅和铝的组合源，并且可以包括硅铝酸盐沸石(例如，沸石Y)和粘土或经处理的粘土(例如，偏高岭土)。合适的第1族或第2族金属(M)例子包括钠、钾和钙。金属通常作为氢氧化物存在于反应混合物中。结构导向剂(Q)包含N1,N6-二异丙基-N1,N1,N6,N6-四甲基己烷-1,6-二铵阳离子，由以下结构(1)表示：合适的Q源是二季铵化合物的氢氧化物和/或其他盐。反应混合物也可以包含结晶分子筛材料的晶种，例如来自先前合成的SSZ-109，期望的量为反应混合物的0.01至15,000ppm重量(例如，100至10,000ppm重量)。晶种在减少完全结晶发生所需的时间量方面可能是有利的。另外，通过较任何不希望的相促进SSZ-109的成核和/或形成，晶种可以导致产物的纯度提高。对于本文所述的每个实施方案，所述分子筛反应混合物可以由多于一种来源供应。而且，两种或更多种反应组分可以由一种来源提供。反应混合物可以分批或连续制备。本文描述的分子筛的晶体尺寸、形态和结晶时间可以随着反应混合物的性质和结晶条件而变化。结晶和合成后处理来自上述反应混合物的分子筛的结晶可以在静态、翻转或搅拌条件下在合适的反应器容器中进行，例如聚丙烯罐或特氟隆衬里或不锈钢高压釜，温度为从125℃到在200℃下保持足以在所用温度下发生结晶的时间，例如50至500小时。结晶通常在高压釜中进行，以使反应混合物承受自生压力。一旦形成分子筛晶体，通过标准机械分离技术如离心或过滤分离固体产物和反应混合物。将晶体水洗，然后干燥以获得合成的分子筛晶体。干燥步骤通常在低于200℃的温度下进行。作为结晶过程的结果，回收的结晶分子筛产物在其孔内含有至少一部分在合成中使用的结构导向剂。可以对本文所述的分子筛进行处理，以除去其合成中使用的部分或全部结构导向剂(Q)。这可以通过热处理方便地进行，其中将所述合成后原样的材料在至少约370℃的温度下加热至少1分钟并且通常不长于20小时。热处理可在高达925℃的温度下进行。虽然可以采用低于常压的压力进行热处理，但是为了方便起见希望本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成具有SSZ-109结构的分子筛的方法，所述方法包括：/n(a)提供反应混合物，所述反应混合物包含：/n(1)氧化硅源；/n(2)三价元素(X)的氧化物源；/n(3)任选地，第1族和第2族的金属(M)源；/n(4)包含N

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180607 US 62/681,7591.一种合成具有SSZ-109结构的分子筛的方法，所述方法包括：
(a)提供反应混合物，所述反应混合物包含：
(1)氧化硅源；
(2)三价元素(X)的氧化物源；
(3)任选地，第1族和第2族的金属(M)源；
(4)包含N1,N6-二异丙基-N1,N1,N6,N6-四甲基己烷-1,6-二铵阳离子的结构导向剂(Q)；
(5)氢氧根离子源；和
(6)水；以及
(b)使所述反应混合物经受足以形成所述分子筛晶体的结晶条件。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物具有如下摩尔比的组成：








SiO2/X2O3
≥10


M/SiO2
0至0.50


Q/SiO2
0.05至0.50


OH/SiO2
0.01至0.60


H2O/SiO2
5至60

...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢丹，A·F·奥乔，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US