[发明专利]由均质无定形硅铝形成沸石的方法

说明书

优先权声明

本申请要求2011年9月11日提交的美国申请No.13/229,522的优先权，其内容全文经此引用并入本文。

技术领域

概括而言，本发明涉及形成沸石的方法，更特别涉及由均质无定形硅铝形成沸石的方法。

背景技术

通常，结晶是沸石合成中的最慢步骤。慢结晶速率导致形成大晶体和高生产成本。沸石常与粘合剂混合以制造混合物，该混合物可形成具有几何形状的催化剂。在此过程中，沸石作为沸石微晶的聚集体分散到粘合剂中，这显著降低了利用效率和收率。

因此，希望提供不受慢结晶步骤阻碍的形成沸石的方法。此外，希望提供一种方法，用于形成具有基本均匀的沸石微晶分布的沸石。还希望提供由微观上均质的无定形硅铝形成沸石的方法。此外，从联系附图和这种发明背景考虑的随后的发明详述和所附权利要求中容易看出本发明的其它合意要素和特征。

发明概述

本发明提供了形成具有基本均匀的沸石微晶分布的沸石的方法。根据一个示例性实施方案，形成具有基本均匀的沸石微晶分布的沸石的方法包括提供微观上均质的无定形硅铝的源。用结晶剂填充该微观上均质的无定形硅铝中的孔隙。然后将该微观上均质的无定形硅铝转化成具有基本均匀的沸石微晶分布的沸石。

根据另一示例性实施方案，形成沸石的方法包括将微观上均质的无定形硅铝与结晶溶液混合、并用结晶剂填充该微观上均质的无定形硅铝中的孔隙。该方法还包括加热该微观上均质的无定形硅铝并导致结晶成以基本均匀的沸石微晶分布形成的沸石。

根据另一示例性实施方案，形成具有基本均匀的沸石微晶分布的沸石的方法包括制备具有微米级孔隙的无定形硅铝和用结晶剂填充该无定形硅铝中的孔隙。加热该无定形硅铝，以使沸石微晶遍布（across）微米级孔隙地结晶，以形成具有基本均匀的沸石微晶分布的沸石。

附图简述

下面联系下列附图描述本发明，其中：

图1是图解根据一个示例性实施方案形成具有基本均匀的沸石微晶分布的沸石的方法的流程图；

图2-6是根据实施例3并根据图1的方法形成的沸石的扫描电子显微图；

图7-11是根据实施例8并根据图1的方法形成的沸石的扫描电子显微图；

图12包括显示样品沸石实施例7（上曲线图）和实施例9（下曲线图）的X-射线衍射图的曲线图。

发明详述

下列发明详述仅是示例性的，并且无意限制本发明或本发明的应用和用途。此外，无意受制于前述发明背景或下列发明详述中给出的任何理论。

本文中设想的各种实施方案涉及具有独特的沸石结构、形态和催化剂孔隙率的沸石和以低成本制备此类沸石的方法。具体而言，提供了将高度均质的无定形硅铝转化成此类沸石（包括沸石LTA、X、Y、MFI、BEA和丝光沸石）的方法。由于它们的有效传送（transport）特性和稳健的水热稳定性，这些沸石适用于如甲醇至烯烃（MTO）的转化；甲醇至烯烃/丙烯（MTO-P）的转化；二甲苯异构化；乙苯（HB）脱烷；用烷基化剂将芳烃烷基化以制造例如乙苯、枯烯和直链烷基苯（LAB）；用烯烃将异链烷烃烷基化以用于发动机燃料生产；流化催化裂化（FCC）；和加氢裂化之类的用途。

在本文中认为微观上均质的无定形硅铝容易在温和合成条件下以非常高的速率转化成沸石材料。因此，结晶不再是沸石合成中的速率决定步骤。此外，在本文中认为，利用具有基本均匀孔隙结构的微观上均质的无定形硅铝能有效控制沸石微晶形成。使用微观上均质的无定形硅铝还可按需要调节传送（transport）性质。含有获自本文中的方法的沸石的催化剂具有在均匀孔隙结构中的基本均匀的沸石微晶分布。换言之，所得催化剂没有由传统合成的沸石和粘合剂制成的催化剂常有的沸石聚集体。这样的沸石聚集体降低沸石利用率和效率并在此要避免。

在图1中图解形成具有基本均匀的沸石微晶分布的沸石的示例性方法10。如本文所用，基本均匀的沸石微晶分布是微晶平均直径在彼此的10％内的分布。在方法10中，优选根据经此引用并入本文的美国专利No.5,230.789中描述的制备方法，制备微观上均质的无定形硅铝的源，无论是干燥还是煅烧的或无论是粉末还是预成形坯状态。因此，该微观上均质的无定形硅铝中的孔隙根据压汞测量为30至300A平均孔径。