[发明专利]基于中孔沸石的沸石吸附剂

说明书

本发明涉及一种沸石吸附剂，其具有20m²·g^‑1至70m²·g^‑1的外表面积，小于或等于0.20cm³·g^‑1的中孔体积(V_中孔)，小于或等于6％的非沸石相(PNZ)，并且其维度中的至少一个大于或等于30μm。本发明还涉及制备所述为附聚形式的沸石材料的方法及其用于气相或液相分离操作的用途。

本发明涉及包含至少一种中孔沸石的沸石吸附剂领域以及所述沸石吸附剂的制备方法。

无机中孔固体是公知的，并且其合成，特别是通过表面活性剂结构化效应，在专利US3556725中第一次得到描述。

这些中孔固体(或中孔沸石，或者具有中孔结构的沸石)在广泛地用于许多工业领域中，既作为催化剂和催化剂载体，也作为吸附剂，因为它们的大孔隙度(以[表面积/体积]比表示)允许与它们接触的分子容易地接近颗粒的核并且在大的表面积上反应，从而增强这些材料的催化和/或吸附性能。

Mobil公司在20世纪90年代进行了涉及中孔无机固体，特别是涉及(铝)硅化合物，更特别地涉及化合物MCM 41(对于Mobil Composition Of Matter 41)的广泛研究，其合成方法描述于Nature，(1992)，vol.359，pp.710-712中，并且其是许多后续专利和科学文章的主题。

因此，这些中孔材料现在在实验室规模上是众所周知的，关于它们的结构和它们的孔分布、它们的合成方式，以及它们作为催化剂和/或作为吸附剂的可能应用。然而，这些中孔无机材料具有在水的存在下热不稳定的主要缺点，这极大地限制了工业应用。

中孔无机固体的研究引起了通过各种方法获得的中孔沸石的开发，如例如在Feng-Shou Xiao等人的文章(Hierarchical Structured Porous Materials，(2012)，435-455，Wiley-VCH Verlag GmbH＆Co. KGaA：Weinheim，Germany 978-3-527-32788-1)中所描述。

所设想的途径之一是沸石晶体的后处理途径，这些后处理可以是例如用水蒸气处理，导致脱铝的酸性和/或碱性处理，以及附加处理以除去网络外的物质，所有这些后处理可以各自或一起同时或连续地进行一次或多次。

专利US8486369，专利申请US20130183229，US20130183231和申请WO2013/106816是说明这种通过用蒸汽然后使用酸并在表面活性剂的存在下进行各种连续后处理制备具有中孔结构的沸石的方法的实例。

尽管这些方法具有产生大的孔体积的倾向，但是作为交换，它们大大降低了初始沸石粉末的结晶度，在某些情况下高达接近50％。此外，还需要采取额外的烧灼处理以稳定沸石骨架，以除去网络外的铝原子，以便使随后的热处理(特别是煅烧处理)成为可能，这对于沸石材料作为催化剂或吸附剂的大多数用途是必需的。

由于许多步骤的序列，这种允许在沸石固体内产生一定中孔度的方法因此是非常实施费力的，这是非常不经济的，因此难以工业化。此外，多个步骤具有使沸石结构脆化的倾向，并因此降低这些沸石的固有性质。

这就是为什么现在优先考虑通过直接方法和无需在现有技术中已知的后处理合成中孔沸石固体。各种出版物显示了中孔沸石的实验室合成的可行性，并且作为实例，特别注意到申请WO2007/043731和EP2592049，其中中孔沸石的合成基于表面活性剂，特别是TPOAC([3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]十八烷基二甲基氯化铵)类型表面活性剂进行。