[发明专利]用于制备具有BEA骨架结构的脱铝沸石材料的方法

说明书

本发明涉及一种用于制备经处理的具有BEA骨架结构的沸石材料的方法，其包括以下步骤：(i)提供具有BEA骨架结构的沸石材料，其中BEA骨架结构包含YO₂和X₂O₃，其中Y是四价元素，X是三价元素，并且其中具有BEA骨架结构的沸石材料可由无有机模板合成法获得和/或由无有机模板合成法获得；(ii)在650℃或更高的温度下煅烧步骤(i)中提供的沸石材料；和(iii)用pH为5或更低的水溶液处理由步骤(ii)获得的经煅烧的沸石材料，以及优选可根据本发明方法获得的沸石材料本身及其用途和一种使用本发明沸石材料而将含氧化合物转化为烯烃的方法。

本发明涉及一种用于制备具有BEA骨架结构的脱铝沸石材料。此外，本发明涉及一种根据本发明方法获得或可根据本发明方法获得的沸石材料，以及一种具有BEA骨架结构并显示如在根据本发明方法获得的脱铝沸石材料中测得的特殊特性的沸石材料本身。最后，本发明涉及一种用于使用具有BEA骨架结构的本发明沸石材料将含氧化合物转化为烯烃的方法，并且一般性地涉及所述材料的用途，特别是作为用于有机化合物的转化的催化剂的用途。

引言

最突出且研究最充分的具有BEA骨架结构的沸石材料是沸石β，其为在其骨架中包含SiO₂和Al₂O₃的沸石，并且由于其三维12元环(12MR)孔/通道体系而被认为是一种最重要的纳米多孔催化剂且已广泛用于炼油和精细化学工业中。沸石β首先描述于美国专利No.3,308,069中，并且涉及使用四乙基铵阳离子作为结构导向剂。尽管从那时起已对制备程序进行许多改变和改进(包括使用其他结构导向剂如美国专利No.4,554,145中的二苄基-1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷或美国专利No.4,642,226中的二苄基甲基铵)，但是用于其制备的已知方法仍依赖于有机模板化合物的使用。例如，在美国专利No.5,139,759中报道了在沸石β合成程序中在无有机模板化合物存在下反而导致ZSM-5结晶。

然而，近年来令人惊讶地发现沸石β和相关材料可在无有机模板存在下制备，直到那时其通常被用作结构导向剂。因此，在Xiao等，Chem.Mater.2008，20，第4533-4535页及补充信息中显示了一种用于合成沸石β的方法，其中使用沸石β籽晶而进行铝硅酸盐凝胶的结晶。在WO2010/146156A中描述了无有机模板合成具有BEA型骨架结构的沸石材料，特别是无有机模板合成沸石β。另一方面，在Majano等，Chem.Mater.2009，21，第4184-4191页中讨论了具有低至3.9的Si/Al比的富Al沸石β材料，其可由在无有机模板存在下使用种晶的反应而获得。除不必使用昂贵且需要随后通过煅烧从微孔骨架中移除的有机模板这一显著优点之外，所述新型无有机模板合成法进一步允许用于制备具有空前低的Si/Al比的富Al沸石β。

尽管近年来就具有BEA骨架结构的新型沸石材料的合成而言，已取得显著的进展，然而仍极其需要提供具有改进的特性的新型沸石材料。鉴于其目前所用的许多催化应用，尤其如此。在工业应用中，具有定制的Si/Al摩尔比的沸石是获得最大性能，特别是改进的活性和/或选择性的先决条件。通常，高度优化的沸石结晶有时不会得到所需的Si/Al比。因此，上述最近报道的在无有机模板存在下沸石BEA的无模板合成得到Si/Al比在10以下的产物。然而，对于各种催化应用，高浓度的氧化铝是不利的。

因此，需要有效的脱铝程序以调整填充位点(charged site)的数量和酸度。沸石脱铝的关键参数是脱铝的效率，其描述了相对于维持初始结晶度可以在一个循环中移除的氧化铝的量。如果在脱铝过程中使用的参数调节不佳，则沸石可能在该过程中被降解，或者可能在一个循环内移除的Al物质的量太低。