[发明专利]合成铝磷酸盐和硅铝磷酸盐分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成铝磷酸盐和硅铝磷酸盐分子筛的方 法并且涉及所得分子筛作为用于含氧化合物，特别是甲醇到烯烃，特 别是乙烯和丙烯的转化的催化剂的应用。

背景技术

轻质烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯和其混合物用作制备多种 重要化学物质和聚合物的进料。一般而言，C₂-C₄轻质烯烃通过将石油 精炼流例如C₃+石蜡进料裂化而制备。由于竞争性的石油进料的有限供 给，因此由石油进料制备低成本轻质烯烃经受减少的供给。基于替换 进料的轻质烯烃生产技术的开发尝试因此增多。

制备轻质烯烃的一种重要类型的替换进料是含氧化合物 例如C₁-C₄链烷醇，尤其是甲醇和乙醇；C₂-C₄二烷基醚，尤其是二甲 醚(DME)、甲基乙基醚和二乙醚；碳酸二甲酯和甲酸甲酯，和其混合物。 许多这些含氧化合物可由替换来源通过发酵，或者由得自天然气、石 油液体、碳质材料，包括煤、回收的塑料、城市废物或任何有机材料 的合成气制备。由于广泛种类的来源，因此醇、醇衍生物和其它含氧 化合物有希望作为用于轻质烯烃制备的经济的非-石油源。

将含氧化合物原料例如甲醇转化成一种或多种烯烃，主要 是乙烯和/或丙烯的优选方法包括使原料与结晶分子筛催化剂组合物 接触。结晶分子筛全部具有三维的棱角-共用[TO4]四面体的四个相连 的骨架结构，其中T是一个或多个四面体配位的阳离子。公知的分子 筛的例子是硅酸盐，其包括[SiO4]四面体单元；铝硅酸盐，其包括[SiO4] 和[A104]四面体单元；铝磷酸盐，其包括[A104]和[PO4]四面体单元； 和硅铝磷酸盐，其包括[SiO4]、[A104]和[PO4]四面体单元。

分子筛通常根据界定孔的环的尺寸来描述，其中该尺寸基 于环中T原子的数目。其它骨架型特征包括形成笼的环的排列，以及 当存在时孔道的尺寸以及笼之间的间隙。参见van Bekkum等， Introduction to Zeolite Science and Practice，Second Completely Revised and Expanded Edition，第137卷，1-67页，Elsevier Science， B.V.，Amsterdam，Netherlands(2001)。在已被研究用作含氧化合物 转化催化剂的分子筛当中，小孔铝磷酸盐和硅铝磷酸盐(具有小于5的孔隙尺寸)例如SAPO-34已经表现出特别的希望。SAPO-34属于具有 沸石矿物菱沸石(CHA)骨架型的分子筛类。

作为在含氧化合物转化成烯烃中具有活性的，还报导了 CHA骨架型分子筛与AEI骨架型分子筛的共生，例如披露于美国专利 No.6,334,994中的RUW-19以及披露于美国专利No.6,812,372和 6,953,767中的EMM-2。

例如，美国专利No.4,499,327披露了一种制备含有2-4 个碳原子的轻质烯烃的方法，其包括：使包含甲醇、乙醇、二甲醚、 二乙醚和其混合物的一种或多种的原料与刚合成并且无水形式的具有 特定单元经验式的硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛接触。优选的SAPO是具有 足够大以吸附氙气(动力学直径为4.0)，但足够小以排除异丁烷(动 力学直径为5.0)的孔的那些，特别优选SAPO-34。