[发明专利]具有层状晶体形态的金属磷酸铝分子筛及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及具有层状晶体形态的金属磷酸铝(metalloaluminophosph- ate)(MeAPO)分子筛及其制备。本发明的金属磷酸铝分子筛可在包括裂化、 加氢裂化、异构化、重整、脱蜡、烷基化、烷基转移作用、甲醇向轻质烯烃 的转化的多种工艺中用作催化剂。原油的有限供应和不断提高的成本促进了 对用于制造烃类产物的替代方法的研究。一种这样的方法是将含氧、含卤化 物或含硫有机化合物转化为烃并且尤其是转化为轻质烯烃(轻质烯烃是指 C₂～C₄烯烃)或汽油和芳烃。对甲醇转化为烯烃(MTO)工艺的关注是基于如下 事实：含氧化合物、特别是甲醇可由煤、生物质、有机废弃物或者天然气通 过制造合成气，然后对合成气进行加工以制造甲醇而获得。

背景技术

US 4,440,871描述了微孔的晶态磷酸硅铝(称作SAPO)，其孔是均匀的并 具有大于约3埃的标称直径，并且其被合成出来之时(as-synthesized)的且无 水形式的基本经验化学组成为mR:(Si_x Al_y P_z)O₂，其中“R”表示存在于晶体 内的孔体系中的至少一种有机模板剂；“m”具有0.02～0.3的值；“m”表示 相对于每摩尔(Si_xAl_yP_z)O₂存在的“R”的摩尔数；“x”、“y”和“z”分别表 示作为四面体氧化物存在的硅、铝和磷的摩尔分数，所述摩尔分数使得它们 在三元相图(ternary diagram)Si_x Al_y P_z的特定区域内。用于制备所述SAPO的 方法包括：形成含有反应性SiO₂源、反应性Al₂O₃源和反应性P₂O源以及有 机模板剂的反应混合物，所述反应混合物具有以氧化物摩尔比表示的组成： aR₂O∶(Si_x Al_y P_z)O₂∶bH₂O，其中“R”为有机模板剂，“a”具有大到足以构 成有效量的“R”的值并且其在大于0至3的范围内，“b”具有0～500的值， “x”、“y”和“z”分别表示(Si_x Al_y P_z)O₂组分中硅、铝和磷的摩尔分数并各 自具有至少0.01的值；和使由此形成的反应混合物在至少100℃的温度下结 晶直至形成磷酸硅铝的晶体。

US 6,207,872涉及将甲醇转化为轻质烯烃的方法，包括将甲醇与催化剂 在转化条件下接触，所述催化剂包括晶态金属磷酸铝分子筛，该晶态金属磷 酸铝分子筛具有由经验式(EL_xAl_yP_z)O₂表示的在无水基础上的化学组成，其 中EL是选自硅、镁、锌、铁、钴、镍、锰、铬及其混合物的金属，“x”是 EL的摩尔分数并具有至少0.005的值，“y”是Al的摩尔分数并具有至少0.01 的值，“z”是P的摩尔分数并具有至少0.01的值且x+y+z＝1，所述分子筛的 特征在于其主要具有片晶形态，其中平均最小晶体尺寸为至少0.1微米并具 有小于或等于5的纵横比。

US 6,334,994涉及微孔晶态磷酸硅铝组合物，其在合成和煅烧后在无水 基础上的理论组成为：H_wSi_xAl_yP_zO₂，其中w和x具有0.01～0.05的值，且y 和z为0.4～0.6的值，其中所述组合物为包括在一个批次的结晶过程(one bach crystallization)中制备的AEI和CHA结构的磷酸硅铝、而不包括纯粹的物理 混合物的混合相产物，所述产物在550℃下在空气中煅烧4小时之后产生特 定的X射线衍射图和XRD轮廓。