[发明专利]高电荷密度金属硅磷酸盐分子筛SAPO-79

说明书

合成了一族新的高电荷密度结晶微孔金属硅磷酸盐，称为SAPO‑79。这些金属硅磷酸盐由以下经验式表示：R^p+_rM_m⁺E_xPSi_yO_z，其中M是碱金属如钾，R是有机铵阳离子如二乙基二甲基铵，E是三价骨架元素如铝或镓。该SAPO‑79族材料代表具有ERI拓扑结构的第一碱稳定磷酸盐基分子筛，且具有用于进行各种烃转化方法的催化性能和分离至少一种组分的分离性能。

优先权声明

本申请要求2016年3月4日提交的美国申请No.62/303543的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

发明领域

本发明涉及一族新的高电荷金属硅磷酸盐基分子筛，表示为SAPO-79。它们由以下经验式表示：

R^p+_rM_m⁺E_xPSi_yO_z

其中M是碱金属如钾，R是有机铵阳离子如二乙基二甲基铵，E是三价骨架元素如铝或镓。SAPO-79族材料是具有ERI拓扑结构且具有“Si岛”的第一碱稳定磷酸盐基分子筛。

背景技术

沸石是结晶硅铝酸盐组合物，其是微孔的并且由共角[AlO_4/2]-和SiO_4/2四面体形成。许多天然存在的和合成制备的沸石用于各种工业方法。使用合适的Si，Al源和结构导向剂(SDA)如碱金属，碱土金属，胺或有机铵阳离子通过水热合成制备合成沸石。结构导向剂居于沸石的孔中，并且主要负责最终形成的特定结构。这些物质平衡了与铝相关的骨架电荷，也可以作为空间填料。沸石的特征在于具有均匀尺寸的孔开口，具有显著的离子交换能力，并且能够可逆地解吸分散在晶体的整个内部空隙中的吸附相而不显著置换构成永久沸石晶体结构的任何原子。沸石可用作烃转化反应的催化剂，其可发生在沸石的外表面上以及沸石孔内的内表面上。

1982年，Wilson等人开发的铝磷酸盐分子筛，即所谓的AlPO，它是微孔材料，具有许多相同的沸石性质，但不含二氧化硅，由[AlO_4/2]-和[PO_4/2]⁺四面体组成(见US 4,319,440)。随后，通过用SiO_4/2四面体代替[PO_4/2]⁺四面体将电荷引入中性铝磷酸盐骨架中以产生SAPO分子筛(参见US 4,440,871)。将骨架电荷引入中性铝磷酸盐的另一种方法是用[M²⁺O_4/2]^2-四面体代替[AlO_4/2]^-四面体，得到MeAPO分子筛(参见US4,567,039)。还可以通过将SiO_4/2和[M²⁺O_4/2]^2-四面体引入骨架中而在基于AlPO的分子筛上引入骨架电荷，得到MeAPSO分子筛(参见US 4,973,785)。

US4440871中公开的SAPO分子筛是名为SAPO-17的物种，其具有ERI拓扑结构(参见Database of Zeolite Structures，www.iza-structure.org/databases)。使用胺SDA奎宁环(实施例25，US 4440871)和环己胺(实施例26，US 4440871)公开了几种不同的SAPO-17途径，其产生少量Si取代，环己胺SDA产生组合物(环己胺)_0.245Al_1.33Si_0.048P。类似地，SAPO-17也仅使用Valyocsik和von Ballmoos的己烷双胺SDA制备(参见US 4778780)。