[发明专利]制备分子筛SSZ-81的方法

说明书

本申请要求6/25/2010提交的美国临时申请No.61/358,806的权益。

发明领域

本发明涉及在氢氧根介质中使用选自1,5-双(1-氮鎓-双环[2.2.2]辛烷)戊烷二价阳离子、1,5-双(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)戊烷二价阳离子或它们的组合的结构导向剂（SDA）制备新的分子筛SSZ-81的方法。

发明背景

分子筛是一类在化学工业中使用的用于各种过程例如气体料流纯化和烃转化过程的重要材料。分子筛是具有相互连接的不同大小孔隙的多孔固体。分子筛通常具有一维、二维或三维结晶孔隙结构，该结构具有选择性吸附可进入孔隙的分子并且排阻过大的那些分子的一种或多种分子尺寸的孔隙。孔径大小、孔隙形状、隙间距或孔道、组成、晶体形态和结构是决定分子筛在各种烃吸附和转化过程中的用途的几种分子筛特性。

对于石油和石化工业而言，商业上最为有用的分子筛被认为是沸石。沸石是具有由以[SiO₄]和[AlO₄]四面体的氧原子为共顶角形成的开放骨架结构的铝硅酸盐。可移动的非骨架阳离子驻留在孔隙中用以平衡沿着沸石骨架的电荷。这些电荷是用三价或五价阳离子替代四面体骨架阳离子（例如Si⁴⁺）的结果。非骨架阳离子平衡这些电荷从而保持该骨架的电中性，并且这些阳离子可与其它阳离子和/或质子交换。

合成的分子筛，特别是沸石，典型地通过通常在结构导向剂或模板剂存在下，将氧化铝源和二氧化硅源在水性介质中混合来进行合成。所形成的分子筛的结构部分地由各种源的溶解性，硅铝比(silica-to-alumina ratio)，阳离子性质，合成条件（温度、压力、混合搅拌），加入顺序，模板剂类型等决定。

虽然已发现了许多不同的结晶分子筛，但是仍需要具有用于气体分离和干燥、烃和化学品的转化、以及其它应用的期望性能的新的分子筛。新的分子筛可以含有新型内孔结构，在这些方法中提供改进的选择性。

发明概述

本发明涉及本文中称为“分子筛SSZ-81”或简称为“SSZ-81”的具有独特性能的新系列分子筛。

根据本发明，提供了一种具有大于约10的氧化硅与氧化铝摩尔比且在煅烧后具有表4的粉末X-射线衍射(XRD)谱线的分子筛。

本发明还包括一种通过在结晶条件下使以下物质接触来制备结晶材料的方法：(1)至少一种硅源；(2)至少一种铝源；(3)至少一种选自周期表第1和2族的元素的源；(4)氢氧离子；和(5)选自1,5-双(1-氮鎓-双环[2.2.2]辛烷)戊烷二价阳离子、1,5-双(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)戊烷二价阳离子和其混合物的结构导向剂。

本发明还包括一种通过以下来制备在煅烧后具有表4的粉末XRD谱线的分子筛的方法：

(a)制备反应混合物，该反应混合物含有：(1)至少一种硅源；(2)至少一种铝源；(3)至少一种选自周期表第1和2族的元素的源；(4)氢氧离子；和(5)选自1,5-双(1-氮鎓-双环[2.2.2]辛烷)戊烷二价阳离子、1,5-双(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)戊烷二价阳离子和其混合物的结构导向剂；(6)水；以及

(b)将该反应混合物保持在足以形成分子筛晶体的条件下。

在形成的分子筛为中间体物质时，本发明的方法包括进行进一步合成后处理以获得目标分子筛（例如通过酸浸以获得较高的二氧化硅与氧化铝(Si:Al)比）。

本发明还提供了一种在合成后原样状态和无水状态下具有按摩尔比计的以下组成的命名为SSZ-81的新的分子筛：

其中：

(1)M选自周期表第1和2族的元素；

(2)Q是至少一种1,5-双(1-氮鎓-双环[2.2.2]辛烷)戊烷二价阳离子结构导向剂，且Q≥0；以及

(3)A是至少一种1,5-双(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)戊烷二价阳离子结构导向剂，且A≥0。

附图简要描述

图1显示了实施例1中制备的合成后原样的分子筛的粉末X-射线衍射(XRD)分析结果。

图2显示了实施例2的煅烧过的分子筛的XRD分析结果。

发明详述

介绍

术语“周期表”是指日期为2007年6月22日的IUPAC元素周期表版本，该周期表族的编号方案如Chemical and Engineering News，63(5)，27(1985)中所述。