[发明专利]制备硅铝酸盐沸石SSZ-33的方法

说明书

技术领域

本公开通常涉及使用1,1’-(戊烷-1,5-二基)双(3-甲基环己基)哌啶鎓二价阳离子作为结构导向剂(“SDA”)直接制备硅铝酸盐沸石SSZ-33的方法。

发明背景

分子筛是用在化学工业中的一类重要的材料，用于例如气体料流纯化和烃转化工艺的工艺。分子筛是具有不同尺寸的互连孔的多孔固体。分子筛通常具有一维、二维或三维晶体孔结构，所述晶体结构具有一种或多种分子尺寸的孔，所述孔选择性地吸附可以进入所述孔的分子且排除那些太大的分子。孔径、孔的形状、间隙间距或通道、组成、晶体形态和结构是分子筛的一些特征，决定分子筛在各种烃吸附和转换工艺中的使用。

对于石油和石化工业，商业上最有用的分子筛被称为沸石。沸石是具有开放的框架结构的金属硅酸盐，所述框架结构由[SiO₄]和其它的金属氧化物(例如[AlO₄]四面体)角共享氧原子而形成。用于平衡沿着所述沸石框架的电荷的移动的框架外阳离子存在于所述孔中。这些电荷是用三价或五价阳离子取代四面体框架阳离子(例如,Si⁴⁺)的结果。框架外阳离子抵消这些电荷，保持所述框架的电中性，且这些阳离子与其它阳离子和/或质子是可交换的。

原则上，有两种途径导致具有特定的框架组成(例如，特定的金属硅酸盐，例如具有相同晶体结构的硅铝酸盐)的特定的分子筛结构的形成：(1)直接合成和(2)合成后期处理(间接合成)。直接合成是分子筛合成的主要途径。

根据所述分子筛的类型和它们形成的化学作用，这些分子筛中的一些可使用广谱的框架组合物来合成，例如，全二氧化硅形式、硅铝酸盐形式和硼硅酸盐形式，然而其他结构的合成仅在如果某些杂原子(例如，硼)存在于所述合成混合物中且进而并入到所述框架中的情况下才成功。

分子筛被国际沸石联盟(IZA)确定为具有框架结构代码CON是已知的。SSZ-33是已知的晶体CON材料，且在许多工艺中是有用的，包括各种催化反应。硼硅酸盐SSZ-33(B-SSZ-33)和用于制造它的方法在美国专利号4,963,337、7,022,308和7,648,694中公开了。然而，硼硅酸盐沸石对于某些烃转化工艺没有足够的可行的催化活性。

美国专利号4,963,337公开了将硼硅酸盐SSZ-33转化为具有更强的框架酸性位点的硅铝酸盐SSZ-33的方法，所述方法通过在处于约100℃下的Al(NO₃)₃水溶液中加热煅烧后的硼硅酸盐SSZ-33来实施。

迄今为止，硅铝酸盐SSZ-33的直接合成的尝试还没有成功。

因此，需要直接制备硅铝酸盐SSZ-33的方法。

发明概述

在一方面，提供了制备硅铝酸盐沸石SSZ-33的方法，所述方法通过将(1)至少一种硅源；(2)至少一种铝源；(3)氢氧根离子；和(4)1,1’-(戊烷-1,5-二基)双(3-甲基环己基)哌啶鎓二价阳离子在结晶条件下接触来实施。

在另一方面，提供了在其煅烧后的形式下制备具有表4的X-射线衍射(XRD)线条的硅铝酸盐沸石SSZ-33的工艺，所述方法通过以下步骤实施：(a)制备含有以下物质的反应混合物：(1)至少一种硅源；(2)至少一种铝源；(3)至少一种选自元素周期表1和2族的元素源；(4)氢氧根离子；(5)1,1’-(戊烷-1,5-二基)双(3-甲基环己基)哌啶鎓二价阳离子；和(6)水；和(b)将所述反应物保持在足以形成所述沸石的晶体的条件下。

在仍另一方面，提供了硅铝酸盐SSZ-33沸石，其在合成后原样且在其无水状态下，具有以摩尔比计的如下组成：