Способ получения кристаллического металлосиликата - SU1082307A3

Описание

оо ю

со « Изобретение относится к способам получения кристаллических металлосиликатов . Известен способ получения кристаллического металлосиликата путем взаимодействия смеси раствора тетра пропиламмония, окиси натрия, одного из соединений металлов, в качестве которых взяты алюминий или галлий с добавлением окиси кремния l . Наиболее близким к предлагаемому является способ получения кристаллического металлосиликата смешением растворов солей металлов - алюмини и натрия с соединением кремния, вы держиванием при гидротермальных условиях и отделением от маточной жидкости 2J . Недостатком известного способа является то, что полученный металло силикат не обладает высокой каталитической активностью. Целью изобретения является полу чение кристаллического металлосиликата , обладающего высокой каталитической активностью. Поставленная цель достигается те что кристаллический металлосиликат получают смешением растворов солей металлов с соединением кремния, выдерживанием при гидротермальных условиях и отделением от маточной жидкости, при этом в качестве исходных солей металлов используют ни рат или окись натрия или калия и/ил нитрат или сульфат железа с добавле нием в раствор четвертичного аммони вого основания и в качестве соедине ния кремния используют двуокись кре ния или жидкое стекло при следующем молярном отношении солей в пересчете на окислы: NajО или KjO: четвертичное аммониевое основание0 ,05-1,5 Четвертичное аммониевое основание:SiOj 0,05-0,4 SiOj 20-600 При этом обеспечивается получение кристаллического металлосиликата , обладающего высокой каталитической активностью в реакции ароматизации углеводородов. Пример 1. Смесь GU,5 г FeCNO,),, 1500 г SiO , 23,8 г ЫаЫОз и 507,5 г ;(СэН) в 8100 г воды , имеющую молярный состав: 0,28 72 Na,0 . 1,25 (СзН7) 0,125 Fi-j(),x 25 SiOj -450 HjO, нагревают при перемешивании 24 ч в автоклаве при 150°С под установившимся давлением. После реакции смесь охлахцтают, образовавшийся силикат фильтруют, промывают водой до достижения рН промывной ВОДЬ около 8 и высушивают в течение 2 ч при 120°С, Затем прокалинают в течение 4 ч при 500°С, кипятят с 1,0 М раствором NlrbNO , промывают водой, опять кипятят с 1 М pacTBOpcriM , промывают и высушивают в течение 2 ч при 120°С и прокаливают в течение 4 ч при 500°С. Полученп)1Й кристаллический силикат имеет следующий химический состав: 195 SiOj . Выход силиката 69 вес.%. П р-и М е р 2. Смесь 60,5 г FeCNOj),, , 1500 г SlO , 170 г NaNOj и 1827 г (CjH) в 8100 г воды , имеющую молярнь Й состав: 1 NajO 4,5 (СзП7) 0,125 , SiOj 450 HjO, нагревают при перемешивании 24 ч в автоклаве при 150°С под собственным давлением. После реакции смесь охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровывают, промывают водой до достижения рН промывной воды около 8 и высушивают в течение 2 ч при 120°С. После этого осуществляют последовательно операции прокаливания в течение 4 ч при 500°С, кипячения с 1,0 М раствором NH, NOj , промывания водой, опять кипячения с 1,0 М раствором , промывки водой, сушки в течение 2 ч при 120°С и прокаливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: , 160 Si О. Выход 66 вес.%. Пример 3. Сме с ь 60,5 г FeCNOj),, 1500 г SiO,, 374 г NaNOj и 4060 г (C,,H) в 8100 г воды, имеющую молярный состав: 2,2 NajO -10 (СзНт)МЗ.,0 0,125 , SiOj -450 HjO, нагревают при перемешивании 24 ч в автоклаве при 150°С под собственным давлением.После реакции смесь охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровывают, промывают водой до достр1жения рН промывной воды около 8 и высушиваю в течение 2 ч при 20°С. После осзлцествляют последовательно операции прокаливания в течение 4 ч при 500°С, кипячения с 1,0 М раствором NH4N03, 3 промыпания нодой, (мтть ки11яч1М1ия с 1,0 М раствором Nil jNO гптмывки, сушки в TcHeFnie 2 ч при и про каливания R те-чение ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: HjO 87 SiO. Выход 71 вес.% Пример 4. Смесь 60,5 г FeCNOj),, 1300 г SiOj, 39,1 г NaNOj и 1827 г (СзН) в 8100 г воды имеющую молярный состав: 0,23 ,5 ():. -0,125 Fe,0,) 25Si02 450 Н; О, нагревают при перем шивании 24 ч в автоклаве при 150°С под собственным давлением. После ре акции смесь охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровывают, промывают водой до достижения рН промывно воды около В и сушат в течение 2 ч при 120°С, После этого осуществляют последовательно операции прокаливания в течение 4 ч при 500° кипячения с 1 М раствором , промывания водой, опять кипячения с 1 М раствором , сушки в течение 2 ч при 120 С и пр каливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: 165 SiOj . Выход 67 весЛ Пример 5. Смесь 60,5 г Ре(МОз)з, 1500 г SiOj, 1020 г NaNOj и 1827 г (СзП7) в 8100 г воды имеющую молярный состав: 6 х4,5 (С,Пт)4К,р -0,125 FejOjS 25 Si02450 njO, нагревают при пере мешивании 24 ч в автоклаве при 150° . под собственным давлением. Смесь по ле реакции охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровывают, промывают водой до достижения рН промывной воды около 8, затем высушивают в течение 2 ч лри 120°С. После этог осуществляют последовательно операции прокаливания в течение 4 ч.при 500°С, кипячения с 1,0 М раствором , промывания водой, опять кип чения с 1 М раствором , промы ки, сушки в течение 2 ч при 120°С и прокаливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: Н,С) FCjO - 73 SiO . Выход силиката 57 вес.%. П р и М ер 6. Смесь 60,5 г FeCNO/),, 1SOO г SiO, 170 г NaNO (C,H) в 2700 г воды ил1(М1П1 -1п мпляр 1ый Состав: 1 NajO 3074 х4,5 (СзП,) N,,0 - О, 125 FejO., 25 Si02150 ,нагревают при перемешивании 24 ч в автоклаве при 150С под собственньпч давлением. Смесь после реакции охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровывают, промывают водой до достижения рИ цромывной воды около 8 и высушивают в течение 2 ч при 120°С. После этого последовательно осуществляют операции прокаливания в течение 4 ч при 500°С, кипячения с 1,0 М раствором NH/NOj, промывки водой, опять кипячения с 1,0 М раствором , промывки и сушки в течение 2 ч при 120°С и прокаливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: FejOj 175 SiOj. Выход силиката 68 вес.%. Пример 7. Смесь 60,5 г Fe(N03)3, 1500 г SiOj, 170 г NaNOj и 1827 г .( 27000 г воды , имеющую молярный состав: 1 Na.jO 4,5 (СзН-у) 125 Ре,,0з -25 SiO, v1500 ПдО, нагр евают при перемешивании 24 ч в автоклаве при 150°С под собственным давлением. Смесь после реакции охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровывают, промывают водой до достижения рН промывной воды около 8 и высушивают в течение 2 ч при 120°С. После чего осуществляют последовательно операции прокаливания в течение 4 ч при 500°С, кипячения с 1,0 М раствором , промывания водой, опять кипячения с 1,0 М раствором промывки и сушки в течение 2 ч при 120°С и прокаливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: HjO 150 SiOj. Выход равен 61 вес.%. Пример 8. Смесь 60,5 г FeCNOj), 1500 г SiO, 170 г NaNO, и 1827 г (C3n) в 8100 г воды , имеющую молярный состав: 1 Na.o 4,5 (C3n7) . 1,25 Fej03X 25 Si02450 HjO, нагревают при перемешивании в автоклаве при 150°С под собственным давлением. Смесь после реакции охлаждают, промывают водой до достижения рН промывной воды около 8 и высушивают в течение 2 ч при 120 С. После этого осуществляют последовательно опсрлпии проклливяния в течение 4 ч щм . nnirn-« ния с 1,0 М раствором , промывания водой, опять кипячения с 1,0 М раствором ,, промывки, сушки в течение 2 ч при 120С и прокаливания в течение 4 ч .при ЗООС. Получен ный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: xFejO 21,4 SiOj. Выход равен 66 вес.%. Пример 9. Смесь 20,3 г F-eCNG),, 1500 г StO , 170 г NaNO, и 1827 г(СзН7) в 8100 г воды имеющую следующий молярный состав: 1 4,5 (СзН7) 0,042 х25 SiOo 450 HjO, нагревают при перемешивании 24 ч автоклаве при 150°С под собственным давлением.Сме после реакции охлаждают и образовав шийся силикат отфильтровывают. Затем промывают водой до достижения р промывной воды около 8, высушивают течение 2 ч при 120°С« После этого осуществляют последовательно операд прокаливания в течение 4 ч при 500° кипячения с 1,0 М раствором , промывания водой, опять кипячения с 1,0 М раствором , промывки и сушки в течение 2 ч при 120°С и про каливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: 390 SiO,. Выход 59 вес. Пример 10. Смесь 60,5 г FeCNOj),, 1500 г SiO, 170 г NaNO и 1827 г (C3Hf)N ОН в 8100 г воды, имеющую молярный состав: 1 Ма И4,5Д(С,Н), N3, 0,125 , )(25 SiOj450 Hj О, нагревают при перем шивании 24 ч в автоклаве под собственным давлением. Смесь после реакции охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровьгоают, промывают водо до достижения промывной водой рН около 8, высушивают в течение 2 ч при 120°С. После этого последовательно осуществляют операции прокал вания в течение 4 ч при 500°С, кипя чения с 1,0 М раствором ,пром вания водой, опять кипячения с 1,0 раствором NHjNOj, промывки и сушки течение 2 ч при 120°Си прокаливания в течение 4 ч при 500°С.Полученньй кристаллический силикат имее следующий химический состав: Н,QJ 153 SiOj , Выход равен 60 вес.%. Пример 1К В качестве исходной смеси берут 60,5 г Fe(NO.,)3, 1500 г SiO 170 г NaNOj и 1827 г (C.jH-j) и 8100 г воды, имеющую молярный состав: 1 Na О 4,5 (С„Н) 0,125 FejOj 25 SiOj 450 , Смесь подвергают обработке в условиях примера 10. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: HjO FejOj -165 SiO. Выход равен 70 вес.%. Пример 12. В качестве исходной смеси берут 60,5 г FeCNOj).,, 1500 г SiOj, 170 г NaNO, и 1827 г (CjHpi Nll ОН в 8100 г воды, имеющую молярный состав: 1Na20-4,5 (СзН) 0,125 Fej03 25 SiOj -450 которую подвергают обработке в условиях примера 10. Полученный кристаллический силикат имеет состав: 140 Sic,. Выход равен 55 вес.%. Прим ер 13. Используют смесь 60,5 г Fe(NO,) 1500 г SiO, 170 1827 г (C3H7)N ОН в и 8100 имеющую молярный сосг воды. .4,5 (СзН-;) тав: 1 25 SiO, 450 HjO.Смесь ,125Fe203 гревают при перемешивании 24 ч в автоклаве при 180°С под собственным давлением. Смесь после реакции охлаяф ,ают, образовавшийся силикат отфильтровывают , промывают водой до рН промывной воды около 8 и сушат в течение 2 ч при 120°С. После этого осуществляют последовательно операции прокаливания в течение 4 ч при 500°С, кипячения с 1,0 М раствором NHj jNCXj , промывания водой, опять кипячения с 1,0 М раствором NH4N03,промывки и сушки в течение 2 ч при 120°С и прокаливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: Н О -FejOj 165 SiOj . Выход равен 70 вес.%. Пример 14. Смесь 60,5 г Fe(NO.),, 1500 г SiO, 170 г NaNO, и 1827 г (C3H7):jN ОН в 8100 г воды, имеющую молярный состав: 1 НагО . 4,5 (C3Ht) .0,125 Fe к25 SiO.j. 450 , подвергают той же обработке, что и в примере 13. Получают кристаллический силикат, имеющий следующий химический состав: HjO 155 SiO . Выход 59 вес.% Пример 15. Смесь 60,5 г Бе(КОз)з, 500 г SiO,, 170 г NaNO и 1683 г (C2H5) в 8100 г воды , имеющую молярный состав: 1 NajO 4,3 ( -0,125 i25 SiOj450 lljO, подвергают той же обработкр., что и в примере 13. Полу ченный кристаллический силикат имее следующий химический состав: . 150 SiOs. Выход 59 вес.%. Пример 16. Смесь 60,5 г Fe(NO.,).j, 1500 г SiO , 170 г NaNO и 2331 г () в 8100 г вод имеющую молярный состав: 1 v4,,5 (C.)H) 0,125 FejOjX 25Si02 -450 HjO,подвергают той же обр ботке, что и в примере 13. Получают кристаллический силикат, имеющий следующий химический состав: Н О ; ., - 165 SiOj . Выход 70 вес.%. Пример 17. Смесь 60,5 г FeCNOj), 1500 г SiO, 170 г NaNG и 1953 г (,)CH,NlOH в 8100 г воды , имеющую молярный состав: 1 ;4,5 (СлНс5)зСП ,125 х25 SiOj А50 ftjO, нагревают приперемешивании в автоклаве при 150°С под собственным давлением. Смесь по ле реакции охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровывают, промыва ют водой до достижения рН промывной воды около 8 и высушивают в течение 2 ч при 120°С. После этого последов тельно осуществляют операции прокал вания в течение 4 ч при 500°С, кипя чения с 1,0 М раствором NHiNOj, про мывания водой, опять кипячения с 1,0 М раствором NHijNO.j , промывки и сушки в течение 2 ч при 120°С и про каливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: 170 SiOj. Выход 68 вес.% Пример 18. Смесь 60,5 г FeCNOj), 1500 г SiO, 170 г и 2484 г L(,) в 8100 г воды , имеющую молярный состав: 1 х4,5 (,) PjjO- 0,125 FejOj х25 Si(X -450 HjO, нагревают при перемешивании 24 ч в автоклаве при 150°С под собственным давлением. Смесь после реакции охлаждают, образовав1лийс .я силикат отфильтровывают, промывают водой до рН около 8, высушивают в течение 2 ч при 120°С. Пос:ле тгого осуществляют последовательно .либрации прокаливания в течение 4 ч П11И 500°С, кипячения с 1,0 М , промывки водои , опить I, с 1,0 М растnopoNT Nil/)JO,, , промывки, сушки в течение ч при 120°С и прокаливания в течение 4 ч при 500°С. Полученный кристаллический силикат имеет следующий химический состав: FejO, х120 SiOj. Выход 55 вес.%. Пример 19. Смесь 161 г FeCNOj), 150 г SiO, , 80 г NaOH и 1827 г (СзПу) в 8100 г воды , имеющую молярный состав: 3 к 13,5 (C3Hj) . , 75 SiO «1350 HjO, нагревают при перемешивании в течение 24 ч в автоклаве при 150°С под собственным давлением, затем охлаждают, образовавшийся силикат отфильтровывают, промывают до рН промывной воды порядка 8 и высушивают 2 ч при 120°С. Полученный имеет состав: 1,1 (Cj HY)I NJ 0« «0,20 Na.O 1 ., - 53 SiO В Н О. После этого его последовательно прокаливают в течение 4 ч при 500°С, кипятят с 1,0 М раствором NHiNOj, промывают водой, вновь кипятят с 1,0 М раствором , промывают, высушивают в течение 2 ч при 120°С и прокаливают в течение 4 ч при 500°С. Полученный таким образом силикат имеет следующий химический состав: 1Н,,0 -1 53 SiOj . Выход 76 вес.%. Пример 20. Смесь 161 г Fe(N03)3, 1500 г SiOj, 112 г КОН и 1827 г (СзН) в 8100 г воды, имею1ц то молярный состав: 3 13,5 (СзН) . Fe203 . 75 SiOj . 1350 HjG, нагревают при перемешивании в течение 48 ч в автоклаве при 150°С под давлением среды. Затем охлаждают, силикат отфильтровывают, промывают водой и сушат. Этот силикат имеет следующий химический состав: 1,0 (СзН-,-) -0,33 KjO -1 48 SiOj 7 HjO. После этого его последовательно прокаливают в течение 4 ч при 500°С, кипятят с 1,0 М раствором НЬЬКОз , промывают, затем вновь кипятят с 1,0 М раствором ЫНлЫОз, промывают, сутат в течение 2ч при 120°С и прокаливают в течение 4 ч при 500°С. Полученный силикат имеет следующий химический состав: 1 , 48 SiOj. Выход 70 вес.%. Высокая каталитическая активность полученных кристаллических металлосиликатов проявляется в реакциях получения apoмaтичe(кrчo бензина из н-гексадекана (жидкий) продукт реакции содержит 45 вес./ ароматических

9 108230710

соединений), в реакции полученияфракции углеводородов С равен

п-ксилола из изобутилена и, что наи-84,9% (на известном катализаторе

более важно, в реакции получения68,7%). углеводородов из метанола. При этом

метанол пропускают над стационарнымj присутствии полученных кристалслоем полученногосапиката под дав-лических металлосиликатов при полулением 5 бар и температуре 375Счении ji-ксилола из иэобутилена выход

с объемной скоростью 0,81 метанола/1п-ксилола в 3,5 раза выше, чем в

катализатор/ч. При этом конверсияприсутствии известного алюмосилиметанола составляет 90%, выходю катного катализатора.

Реферат

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МЕТАЛЛОСИЛИКАТА смешением растворов солен металлов с соединением кремния, выдерживанием при гидротермальных условиях и отделением от маточной жидкости, о т л и ч а rant и и с я тем, что, с целью получения кристаллического металлосиликата с высокой каталитической активностью в качестве исходных солей металлов используют нитрат или окись натрия или калия и/или нитрат или сульфат железа с добавлением в раствор четвертичного aNtMOHHeBoro основания и в качестве соединения кремния используют двуокись кремния или жидкое стекло при следующем молярном отношении солей в пересчете на окислы: или KjO: четвертичное аммони :пое основание0,05-1,5 (Л Четвертичное аммониевое основание: SiO, 0,05-0,4 20-600 SiOj:Ре20з SiO, 6-60 Н,0