[发明专利]结晶共生材料及其合成和在含氧化合物－烯烃转化中的用途

说明书

发明领域

本发明涉及包括CHA骨架类型分子筛和AEI骨架类型分子筛的共 生物的结晶材料及其合成和在含氧化合物(尤其甲醇)-烯烃(尤其乙 烯和丙烯)转化方法中的用途。

发明背景

轻烯烃，例如乙烯、丙烯、丁烯和它们的混合物用作制备许多重 要的化学品和聚合物的原料。通常，C₂-C₄轻烯烃通过将炼油厂料流例 如C₃+链烷烃原料裂化来制备。鉴于竞争性石油原料的供应有限，由石 油原料制备低成本轻烯烃遇到了供应减少的问题。因此，人们在开发 基于替代原料的轻烯烃生产技术上付出的努力在增加。

用于制备轻烯烃的一种重要的替代原料类型是含氧化合物，例如 C₁-C₄醇类，尤其甲醇和乙醇；C₂-C₄二烷基醚，尤其二甲醚(DME)， 甲基乙基醚和二乙醚；碳酸二甲酯和甲酸甲酯以及它们的混合物。许 多的这些含氧化合物可以通过发酵由替代的来源制备，或由源于天然 气、石油液体、碳质材料(包括煤)、再生塑料、城市废物或其它有 机材料的合成气制备。因为来源广泛，醇、醇衍生物和其它含氧化合 物具有作为用于制备轻烯烃的经济的非石油来源的前景。

优选的用于将含氧化合物原料例如甲醇转化为一种或多种烯烃 (主要是乙烯和/或丙烯)的方法包括让所述原料与结晶分子筛催化剂 组合物接触。结晶分子筛具有共角[TO₄]四面体的三维、四连接的骨架 结构，其中T是任何四面体配位的阳离子。属于已知的分子筛形式的 是硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛，其含有[SiO₄]、[A1O₄]和[PO₄]共角四 面体单元的三维微孔晶体骨架结构。

SAPO-34和SAPO-18是已经作为许多重要方法(包括由含氧化合 物例如甲醇制备轻烯烃的方法)的适合催化剂报导的结晶硅铝磷酸盐 分子筛材料。SAPO-34属于具有沸石矿物菱沸石(CHA)的骨架类型的 分子筛家族。SAPO-18属于具有AEI骨架类型的分子筛的家族。其它 具有AEI骨架类型的分子筛是ALPO-18和RUW-18。

SAPO-34的制备和表征在几篇出版物中有报导，包括US专利 No.4,440,871；J.Chen等人，“Studies in Surface Science and Catalysis”，第84卷，第1731-1738页；US专利No.5,279,810； J.Chen等人，“Journal of Physical Chemistry”，第98卷，第 10216-10224页(1994)；J.Chen等人，“Catalysis Letters”，第 28卷，第241-248页(1994)；A.M.Prakash等人，“Journal of the Chemical Society，Faraday Transactions”，第90(15)卷，第 2291-2296页(1994)；Yan Xu等人，“Journal of the Chemical Society，Faraday Transactions”，第86(2)卷，第425-429页(1990)。

具有AEI骨架类型的分子筛的制备和表征在几篇出版物中有报 导，包括US专利No.4,440,871；J.Chen等人，“Studies in Surface Science and Catalysis”，第84卷，第1731-1738页；US专利 No.5,279,810；J.Chen等人，“Journal of Physical Chemistry”， 第98卷，第10216-10224页(1994)；J.Chen等人，“Catalysis Letters”，第28卷，第241-248页(1994)；第2291-2296页 (1994)；Yan Xu等人，“Journal of the Chemical Society，Faraday Transactions”，第86(2)卷，第425-429页(1990)；和U.S.专利 No.5,609,843。