[发明专利]使用UZM-39硅铝酸盐沸石的芳烃转化

说明书

优先权声明

本申请要求2011年12月22日提交的美国申请No.61/578,926的优先权，其内容全文经此引用并入本文。

技术领域

本发明涉及使用被指定为UZM-39的新的一族硅铝酸盐沸石作为芳烃转化反应的催化复合材料。该沸石族由下述经验式表示：

Na_nM_m^k+T_tAl_1-xE_xSi_yO_z

其中M代表选自锌或周期表第1族(IUPAC1)、第2族(IUPAC2)、第3族(IUPAC3)或镧系元素的金属，T是衍生自反应物R和Q的有机导向剂，其中R是Α,Ω-二卤代链烷，例如1,4-二溴丁烷，且Q是至少一种具有6个或更少碳原子的中性胺，例如1-甲基吡咯烷。E是骨架元素，例如镓。

背景技术

沸石是微孔的并由共角AlO₂和SiO₂四面体形成的结晶硅铝酸盐组合物。天然存在的和合成的许多沸石用在各种工业方法中。合成沸石经由使用合适的Si、Al源和结构导向剂，例如碱金属、碱土金属、胺或有机铵阳离子的水热合成法制备。结构导向剂留在沸石孔隙中，并主要对最终形成的特定结构负责。这些物类平衡与铝相关的骨架电荷，也可充当空隙填充剂。沸石的特征在于具有尺寸均匀的孔隙开口，具有显著的离子交换容量，并能够可逆解吸散布在晶体内部空隙中的吸附相而不会明显置换构成永久沸石晶体结构的任何原子。沸石可用作烃转化反应的催化剂，该反应可以在外表面上以及在孔隙内的内表面上进行。

Hong等人在2004年(J.Am.Chem.Soc.2004,126,5817-26)，然后在2005年授予的韩国专利KR480229中首次公开了被指定为TNU-9的一种特定沸石。在这一报道和专利后，然后在2007年给出该合成的完整报道(J.Am.Chem.Soc.2007,129,10870-85)。这些论文描述了由柔性双阳离子结构导向剂1,4-双(N-甲基吡咯烷鎓)丁烷二溴化物在钠存在下合成TNU-9。在解析TNU-9的结构后(Nature,2006,444,79-81)，International Zeolite Association Structure Commission为这一沸石结构类型指定编码TUN，参见International Zeolite Association Structure Commission保存在http://www.iza-structure.org/databases/上的Atlas of Zeolite Framework Types。TUN结构类型被发现含有3组互相垂直的通道组，其中各通道由四面体配位原子的10-元环划定。此外，在该结构中存在2种不同尺寸的10-元环通道。

Benazzi等人在1996年(FR96/12873；WO98/17581)首次公开了另一种特定沸石IM-5，其描述了由柔性双阳离子结构导向剂1,5-双(N-甲基吡咯烷鎓)戊烷二溴化物或1,6-双(N-甲基吡咯烷鎓)己烷二溴化物在钠存在下合成IM-5。在Baerlocher等人解析了IM-5的结构后(Science,2007,315,113-6)，International Zeolite Association Structure Commission为这一沸石结构类型指定编码IMF，参见Atlas of Zeolite Framework Types。IMF结构类型也被发现含有3组互相垂直的通道组，其中各通道由四面体配位原子的10-元环划定，但是第三维度中的连接性每隔2.5纳米中断，因此扩散稍微受限。此外，在该结构中存在多种不同尺寸的10-元环通道。

申请人已经成功制备被指定为UZM-39的新的一族材料。该材料的拓扑类似于对TNU-9和IM-5观察到的拓扑。通过与Na⁺一起使用简单的市售结构导向剂，如1,4-二溴丁烷和1-甲基吡咯烷的混合物，使用用于合成沸石的层状材料转化法(Layered Material Conversion approach)(下述)制备该材料。申请人已经成功证实这类沸石在芳烃转化反应中的效力。

发明概述