[发明专利]ECR－40大孔铝磷酸盐的合成和组合物

说明书

本发明的技术领域

本发明涉及一种新物质结晶微孔金属铝磷酸盐分子筛、其制备方法及其作为吸附剂和催化剂的应用。该物质标识为ECR-40且以水热方式由包含磷、铝、有机模版剂和金属(优选硅)的反应性源和水的凝胶制成。

本发明的背景

沸石是具有微孔三维骨架结构的结晶铝硅酸盐分子筛。一般来说，结晶沸石由角共享的AlO₂和SiO₂四面体组成且特征在于具有均匀尺寸的孔开口、具有显著的离子交换容量且能够可逆地解吸分散在整个晶体内部空隙的吸附相而不会明显替代构成永久晶体结构的任何原子。

沸石可在无水基础上由以下的经验结构式表示：

                 M_2/nO∶Al₂O₃∶XSiO₂

其中M是具有化合价n的阳离子，X一般等于或大于2。在天然生成的沸石中，M可以是Li、Na、Ca、K、Mg和Ba。M阳离子松弛键接到结构上且往往通过常规的离子交换技术完全或部分被其它阳离子替代。目前已知100种以上的天然生成和合成的沸石种类。人们注意到，尽管大多数商业专利将这些磷酸盐组合物称作“分子筛”而非沸石，但科学分类将它们归属于“沸石”(Barrer，纯粹和应用化学，51卷，1091(1979)；Coombs等人，Canad.Mineral，35卷，1571(1997))。

其它称作沸石或分子筛且具有沸石的离子交换和/或吸附特性的结晶微孔组合物是已知的。这些物质包括铝磷酸盐和取代铝磷酸盐，例如公开于美国专利4310440和4440871。美国专利4440871公开了一类氧化硅铝磷酸盐，它被标识为首字母缩拼词SAPO且具有不同的由其X-射线衍射图确定的结构。这些结构由AlPO、SAPO、MEAPO等之后的数字来标识。(Flanigen等人，Proc.7th国际沸石会议，p.103(1986))且可包括Si、Be、Mg、Ge、Zn、Fe、Co、Ni等对Al和P的取代。本发明是首先合成具有表1所示特征X-射线衍射图的磷酸盐(AlPO/SAPO等)。

本发明的综述

本发明是一种大孔铝磷酸盐或取代铝磷酸盐，包括以下组合物：

                aR：(M_xAl_yP_z)O₂

其中R表示有机模版剂，且a＝0-0.4，X＝0-0.4，y＝0.35-0.5，且Z＝0.25-0.5，且特征在于表1的衍射图，且M可以是Si、Ga、Ge、Co、Ni、Zn、Fe、V、Ti及其组合。

优选实施方案的描述

ECR-40在较简单的甲基三乙醇铵或二(二羟乙基)二甲基铵模板的存在下制成。不同于许多的这类取代磷酸盐，如八面沸石形式(AlPO/SAPO-37)，ECR-40具有高热稳定性(和在某些蒸汽下的稳定性)和对大分子(包括均三苯(misitylene))的吸附能力，可用于除加氢异构化和芳族化外的FCC和加氢裂化，其中在最后一种情况下，AlPO形式提供了用于金属催化的非酸性指数。SAPO形式能够直接合成制备低酸度催化剂而无需在合成后进行处理，这在由铝硅酸盐生产低酸度催化剂时通常是必需的。ECR-40的X-射线衍射图非常类似于以前报道的铝硅酸盐沸石ZSM-18(美国专利3950496；科学，247卷，1319页(1990))且可以是MEI结构类型的一种新组合物(沸石结构类型图集，Elsevier Press(1996)，第4版)。但ECR-40最好根据斜方晶而不是ZSM-18的特征六角单元晶胞来标引。