Способ получения высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 Советский патент 1989 года по МПК C01B39/38 

Изобретение относится к области получения высококремнеземных цеолитов, которые применяются в качестве адсорбентов и катализаторов для процессов алкилирования, изомеризации, крекинга, ароматизации углеводородов, конверсии метанола, синтез-газа и газового конденсата в углеводороды (компоненты моторных топлив).

Цель изобретения - повышение степени кристалл11чности продукта и его каталитической стабильности при конверсии метанола в углеводороды.

Пример 1. К 200 г жидкого стекла (29% SiO и 9% ) при перемешивании добавляют 11,8 г продукта окисления гексаметилевдиамина (R) в 100 мл , 11,8 г А1(ЫОз)э 9Н.,0 в 160 мл НлО, 1 г затравки высококремнеземного цролита и приливают 0,1 н. раствор HNO3 до рН 10,8. Окисление

гексаметилендиамина осуществляют с помощью воздуха или нитрата натрия, или других окислителей с получением органических соединений черного цвета типа оснований Шиффа (-CH-NH-N-OH, -CK -NH-N-O-) и продуктов олигомери- зации. R/Si05 0,1 в смеси.

Полученную смесь загружают в автоклавы из нержавеющей стали, нагревают до 175°С и выдерживают 6 сут, а затем охлаждают. Синтезированный

цеолит промьшают водой, сушат и прокаливают при 54С) С в течение 12 ч. Степень кристал.иичности продукта 100%.

Пример 2. К 200 г 30%-ного зодя SiOi при перемешивании добавляют 1,5.г затравки цеолита, 26,3 NaOH в 100 мл , 10,3 г продукта окисления гексаметилендиамина н 100 мл , 12,75 г А1(ЫОз),, в 130 мл .

сл ко

СП

4

Молярное отношение R/Si02 0,089. Полученную смесь загружают в автоклавы и выдерживают при 165°С в течение 3 сут. Степень кристалличности про- дукта 95%.

П р и м е р 3. Процесс осуществляют так же, как в примере 1, но вместо 11,8 г продукта окисления гексамети- лендиамина в реакционную смесь добав- ляют 16 г продукта окисления гексаме- тилендиамина. R/SiO,0,142, Степень кристалличности продукта - 85%.

П р и м е р А. Процесс осуществляют так же, как в примере 1, но вместо 11,8 г АЦНОд), 9 в реакционную смесь добавляют 7,5 г Al(NOj)j- 9 . R/Si02 0,1. Степень кристалличности - 98%.

П р и м е р 5. Осуществляют анало- гично примеру 1, но R/SiO -0,O3. Степень кристалличности 88%.

В ИК-спектрах полученных цеолитов по примерам 1-4 наблюдаются полосы поглощения при 455, 550 и 810 см и широкая полоса поглощения в области 1000-1300 см , характерные для высо- кокремнеземных цеолитов типа ZSM. Из данных рентгенографического анализа полученные цеолиты аналогичны цеолиту типа ZSM-5.

Каталитическую стабильность полученных образцов цеолитов исследуют в конверсии метанола в углеводороды следующим образом.

Их декатионируют 25%-ным растворо (10 мл раствора на 1 г цеолигт та).при 90 С в течение 2 ч, затем промьшают водой, сушат и прокаливают при в течение 6 ч. Н-формы высококремнеземных цеолитов подвергают механическому помолу до размера частиц 0,1-1,0 мкм, затем прессуют, отбирают фракцию 1-2 мм, загружают в реактор со стационарным слоем объемом 5 см и подвергают термопаровой обработке водяным паром при 520 С в течение 50 ч, затем снижают температуру до и подают метанол с объемной скоростью 0,8-0,9 ч- . Степень превращения метанола во всех опытах 100%. Время работы, стабильность определяют до проскока метанола в продуктах реакции не более 1-2 мас.%.

Данные по исследованию каталитических свойств полученных образцов цеолитов представлены в таблице.

Изобретение касается получения высококремнеземных цеолитов, применяемых в качестве адсорбентов и катализаторов, и позволяет повысить степень кристалличности продукта и его каталитическую стабильность. Высококремнеземные цеолиты типа ZSM-5 получают гидротермальной кристаллизацией реакционной смеси при 120-180°С в течение 1-7 сут, содержащей источники окиси кремния, окиси алюминия, окиси щелочного металла, продукт окисления гексаметилендиамина (R) и воду в соотношении SIO₂/AL₂O₃=30-200

H₂O/SIO₂=20-80

R/SIO₂=0,03-1,0

OH^-/SIO₂=0,076-0,6

NA/SIO₂=0,2-1,0. Степень кристалличности получаемого продукта 85-100%, каталитическая стабильность при конверсии метанола 460-1100 ч.1 табл.

Каталитическая стабильность, ч Состав продуктов, мас.%

По известному способу получают цеолит со степенью кристалличности 80-85% и каталитической стабильностью в том же процессе 355-580 ч.

750

460 620 600

55

Формула изобретения

Способ получения высококремнеземного цеолита типа ZSM-5, включающий

51527154

смешение источников окиси кремния,талличности продукта и его каталитиалюминия, щелочного металла, затрав-ческой стабильности при конверсии

ки цеолита и органической добавки,метанола в углеводороды, в качестве

гидротермальную кристаллизацию реак-.органической добавки используют проционной смеси, промывку, сушку, про-дукт окисления гексаметилевдиамина

калку, отличающийся тем,(R) при молярном отношении R/SiOj

что, с целью повьш1ения степени крис-«0,03-0,1,