[发明专利]ITQ－27，新型微孔晶体材料

说明书

背景技术

包括沸石和磷酸硅铝在内的微孔材料被广泛使用在石油工业中作为吸 收剂、催化剂和催化剂载体。它们的晶体结构由包含均匀的尺寸与大多数 烃类相似的孔口、孔道和内部笼的三维骨架构成。所述骨架的组 成可以使得它们呈阴离子性的，这要求存在非骨架阳离子以平衡所述负电 荷。这些非骨架阳离子如碱金属或碱土金属阳离子是可交换的，以常规方 法采用离子交换技术可与另一类阳离子完全或部分地交换。如果这些非骨 架阳离子通过例如酸处理或者与铵阳离子交换接着煅烧以除去氨的方式而 转化成质子形式，这可赋予所述材料具有催化活性的布朗斯台德酸位点。 酸性与受限孔口的组合给予这些材料就其他材料而言无法得到的催化性 能，因为这些材料能够在许多反应中排除或限制某些产物、反应物、和/ 或过渡态。非反应性材料如纯二氧化硅和磷酸铝骨架也是有用的，并可以 用于液体、气体和反应性分子如烯烃的吸附和分离工艺。

显示出沸石的离子交换和/或吸附特性的被称作分子筛的微孔结晶组 合物家族是由首字母缩写AlPO表示的磷酸铝和取代的磷酸铝，如美国专 利No.4,310,440和4,440,871中所述。美国专利No.4,440,871公开了一类 磷酸硅铝，其由首字母缩写SAPO表示以及具有由它们的X-射线衍射图所 确认的不同结构。所述结构由AlPO、SAPO、MeAPO(Me＝金属)等之 后的数值表示(Flanigen等，Proc.7th Int.Zeolite Conf.，p.103(1986)) 以及可以包括由B、Si、Be、Mg、Ge、Zn、Fe、Co、Ni等的Al和P取 代方式。本发明是具有独特骨架结构的新型分子筛。

埃克森美孚(ExxonMobil)和其他公司在许多商业应用中广泛使用各 种微孔材料，如八面沸石、丝光沸石和ZSM-5。所述应用包括重整、裂化、 加氢裂化、烷基化、齐聚、脱蜡和异构化。任何新材料具有相对目前使用 的那些催化剂改善催化性能的潜力。

目前存在由国际沸石协会列出的超过150种已知的微孔骨架结构。现 存在对于新结构的需求以改善许多烃工艺的性能，所述新结构具有与已知 材料不同的性质。每一种结构具有独特的孔、孔道和笼尺寸，这赋予其如 上文提到的特殊性质。ITQ-27是一种新型骨架材料。

发明概述

ITQ-27(INSTITUTO DE   number27)是 具有通过桥联原子连接的四面体原子骨架的新型微孔晶体材料，该四面体 原子骨架通过其骨架中四面体配位原子之间的相互连接而确定。ITQ-27对 于在空气中煅烧而言是稳定的，可吸附烃类，以及对烃转化具有催化活性。

在一个实施方案中，本发明涉及新型晶体材料，其是组成为 mR:aX₂O₃:YO₂·nH₂O和具有表2所示的独特衍射图的硅酸盐复合物，其 中R是有机化合物，X是能够四面体配位的任何金属，如B、Ga、Al、Fe、 Li、Be、P、Zn、Cr、Mg、Co、Ni、Be、Mn、As、In、Sn、Sb、Ti和 Zr中的一种或多种，更优选一种或多种能够四面体配位的三价金属，以及 甚至更优选元素B、Ga、Al和Fe中的一种或多种，和Y仅仅是Si或者是 与能够四面体配位的任何其他四价金属如Ge和Ti组合的Si，以及 m＝0.01-1，a＝0.00-0.2，和n＝0-10。

在一个更具体的实施方案中，本发明涉及组成为aX₂O₃:YO₂·nH₂O和 具有表3所示的独特衍射图的煅烧的晶体硅酸盐复合物，其中X是能够四 面体配位的任何金属，如B、Ga、Al、Fe、Li、Be、P、Zn、Cr、Mg、 Co、Ni、Be、Mn、As、In、Sn、Sb、Ti和Zr中的一种或多种，更优选 一种或多种能够四面体配位的三价金属，以及甚至更优选元素B、Ga、Al 和Fe中的一种或多种，和Y仅仅是Si或者是与能够四面体配位的任何其 他四价金属如Ge和Ti组合的Si，以及a＝0.00-0.2和n＝0-10。

本发明还包括合成衍射图类似于表2的晶体硅酸盐复合物的方法，其 通过将二氧化硅源、有机结构导向剂(SDA)、水和任选的金属混合在一 起和在足以使得所述硅酸盐结晶的温度和时间下加热。

本发明包括ITQ-27在从含烃料流分离烃类中的用途。