[发明专利]EUO‑NES‑NON沸石UZM‑43

说明书

在先国家申请的优先权要求

本申请要求于2012年12月18日提交的US No.13/718011的优先权。

发明背景

本发明涉及沸石UZM-43，其制备方法及其在烃转化工艺中作为催化剂的用途。该沸石由如下经验式表示：

其中M表示钠或钠和钾组合可交换阳离子，“m”为M与(Al+E)的摩尔比且在0.05至5范围内，R1是单电荷的丙基三甲基铵阳离子，“r1”是R与(Al+E)的摩尔比并具有0.25至8.0的值，R2是胺，“r2”为R与(Al+E)的摩尔比并具有0.0至5的值，E是选自由镓、铁、硼及其混合物组成的组中的元素，“x”是E的摩尔分数并具有0至1.0的值，“y”为Si与(Al+E)的摩尔比并且在大于5至40范围内，而且“z”是O与(Al+E)的摩尔比并具有由公式z＝(m+r1+r2+3+4·y)/2确定的值。UZM-43沸石具有EUO-NES-NON骨架共生。它可作为未改性沸石UZM-43或UZM-43改性沸石存在于催化剂中。含催化剂的UZM-43可以采取多个形式中的一种，包括例如，球形油滴催化剂或挤出的催化剂。

沸石是结晶的铝硅酸盐组合物，其为微孔的并且由共享AlO₂和SiO₂四面体的角形成。许多天然存在的和合成制备的沸石被用于各种工业方法中。合成沸石使用合适的Si源、Al源和结构导向剂如碱金属、碱土金属、胺或有机铵阳离子，通过水热合成法制备。结构导向剂存在于沸石的孔中并主要负责最终形成的特定结构。这些物质平衡了与铝相关的骨架电荷，也可以充当空间填料。沸石的特征在于具有均匀尺寸的孔开口，具有显著离子交换容量，并且能够可逆地解吸分散在整个晶体内部空隙的吸附相，而不显著替代任何构成永久沸石晶体结构的原子。沸石可以用作烃转化反应的催化剂，该反应可以在外部表面以及孔的内部表面上发生。

这三种结构类型EUO、NON和NES密切相关，并且可以由相同的两层构建单元LBU A和LBU B构成，如下面所示沿a′和b′轴方向延伸。LBU A由在两个维度上连接的TO₄-四面体组成，产生具有12-环开口的硅酸盐片。LBU B由TO_4-四面体的线性链组成。为产生EUO、NON和NES的三维骨架结构，所述两种层类型以特征性顺序在c′轴方向堆叠。

上图显示了所看到的垂直于(0 0 1)的EUO-NES-NON家族的层状构建单元。(a)层A由互连形成12-环的[TO4]-四面体构成，(b)层B由平行于a’延伸的[TO4]-四面体杆构成。

上图显示了所看到的垂直于(1 0 0)的(a)NON，(b)EUO和(c)NES的骨架结构和堆叠序列的代表。

对于NON，只有LBU A层是堆叠的，a)。堆叠顺序为AA′AA′，其中每隔一个A层位移1/2a’，命名为A’。虽然每个层含有12-环，但1/2a′的交替位移堵住了通路且所得的NON骨架是致密相。它不是真正的沸石，而是clathrasil，因为它包含不超过6环的孔可到达的笼子(由J.V.Smith l命名为nns)。

EUO骨架类型可以通过在AA′双层之间插入B层而形成，b)，得到堆叠序列AA′BAA′B。由此产生的骨架包含一维10-环通道，该通道具有进入截平的nns笼的开口。

NES骨架类型可以通过A和B层交替而形成，c)，得到堆叠序列AB′A′BAB′A′B，其中A′和B′位移l/2a′。所得骨架包含垂直于b′轴的2维10-环通道。

已经公开了若干相关分子筛，但那些分子筛与本发明分子筛存在显著差异。在US 6,123,914中公开了EU-1和EUO-NES型共生的分子筛，用于通过使用氢氧化钠温和处理从通道中去除无定形B和铝。本发明涉及不含硼的二氧化硅/氧化铝材料。

US 7,459,073公开了使用具有环的刚性模板(N-环戊基-1，4-二氮杂双环[.2.2]辛烷阳离子)制成的分子筛SSZ-47B，其生产更为昂贵，并将制得比其他材料具有更多EUO特性的沸石。

US 5,910,299公开了使用类似于6-氮鎓螺-[5，5]-十一烷氢氧化物的模板制成的ERS-10沸石。它声称具有从50到纯硅的Si/Al₂比。本发明是在比ERS-10低的Si/Al₂比下制成的。

已经制得了包含EUO-NES-NON骨架共生的新材料，其具有在烃工艺中的应用。