Способ получения титансодержащего цеолита - RU2019121884A
Код документа: RU2019121884A
Формула
1. Способ получения титансодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, включающий
(i) получение борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, где по меньшей мере 99 мас.% цеолитной каркасной структуры состоит из B, Si, O и H, и где для получения борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, MWW темплатное соединение применяют;
(ii) деборонирование борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, полученного на стадии (i), получая деборонированный цеолитный материал, имеющий тип каркасной структуры MWW, где по меньшей мере 99 мас.% цеолитной каркасной структуры деборонированного цеолитного материала состоит из B, Si, O и H, и где цеолитная каркасная структура деборонированного цеолитного материала имеет пустые сайты каркасной структуры;
(iii) включение титана в деборонированный цеолитный материал, полученный на стадии (ii), включающее
(iii.1) получение водной смеси для синтеза, содержащей деборонированный цеолитный материал, полученный на стадии (ii), источник титана, и MWW темплатное соединение, где в водной смеси для синтеза, полученной на стадии (iii.1), молярное соотношение MWW темплатного соединения и Si, вычисленного как SiO2 и содержащегося в деборонированном цеолитном материале, полученном на стадии (ii), составляет по меньшей мере 0.5:1;
(iii.2) гидротермальный синтез титансодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, из водной смеси для синтеза, полученной на стадии (iii.1), получая маточный раствор, содержащий воду, первую часть MWW темплатного соединения, применяемого на стадии (iii.1), и титансодержащий цеолитный материал, имеющий тип каркасной структуры MWW, содержащий вторую часть MWW темплатного соединения, применяемого на стадии (iii.1);
(iv) отделение титансодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, содержащего вторую часть MWW темплатного соединения, от маточного раствора, применяя способ разделения твердое вещество-жидкость, получая водную смесь, содержащую первую часть MWW темплатного соединения и дополнительно получая отделенный титансодержащий цеолитный материал, имеющий тип каркасной структуры MWW, содержащий вторую часть MWW темплатного соединения;
(v) рецикл первой части MWW темплатного соединения, содержащейся в водной смеси, полученной на стадии (iv), на по меньшей мере одну из стадий (i) и (iii.2).
2. Способ по п. 1, где на стадии (iii.1), источник титана представляет собой тетра-н-бутилортотитанат, и MWW темплатное соединение представляет собой пиперидин, где маточный раствор, полученный на стадии (iii.2), содержит воду, первую часть пиперидина, титансодержащий цеолитный материал, имеющий тип каркасной структуры MWW, содержащий вторую часть пиперидина, и н-бутанол, и где водная смесь, полученная на стадии (iv), содержит первую часть пиперидина и н-бутанол.
3. Способ по п. 2, включающий, после стадии (iv) и до стадии (v),
(x) отделение н-бутанола от водной смеси, полученной на стадии (iv).
4. Способ по п. 3, где на стадии (x), отделение н-бутанола от водной смеси, полученной на стадии (iv), включает подвергание водной смеси, полученной на стадии (iv), дистилляции.
5. Способ по п. 3, где на стадии (x), отделение н-бутанола от водной смеси, полученной на стадии (iv), включает
(x.1) трансформацию пиперидина, содержащегося в водной смеси, полученной на стадии (iv), в соль пиперидина, включающую добавление соединения, образующего соль пиперидина, в водную смесь, полученную на стадии (iv), получая водную смесь, содержащую соль пиперидина и н-бутанол;
(x.2) подвергание водной смеси, полученной на стадии (x.1), дистилляции в дистилляционной колонне, получая верхнюю фракцию, обогащенную н-бутанолом, по сравнению с водной смесью, полученной на стадии (x.1), и получая нижнюю фракцию, обогащенную водой и солью пиперидина, по сравнению с водной смесью, полученной на стадии (x.1).
6. Способ по п. 5, где соединение, образующее соль пиперидина, добавляемое на стадии (x.1), содержит неорганическую кислоту или органическую кислоту или неорганическую и органическую кислоту, предпочтительно неорганическую кислоту, более предпочтительно сильную неорганическую кислоту, более предпочтительно одну или более из бромистоводородной кислоты, йодистоводородной кислоты, соляной кислоты, азотной кислоты, перхлорной кислоты, хлорной кислоты, бромной кислоты, бромноватой кислоты, периодной кислоты, йодноватой кислоты и серной кислоты, более предпочтительно одну или более из соляной кислоты, азотной кислоты и серной кислоты.
7. Способ по п. 5, где соединение, образующее соль пиперидина, добавляемое на стадии (x.1), содержит, предпочтительно представляет собой, серную кислоту.
8. Способ по п. 5, где дистилляцию на стадии (x.2) проводят при давлении на вершине дистилляционной колонны в интервале от 10 мбар до 100 бар, предпочтительно в интервале от 100 мбар до 40 бар.
9. Способ по п. 5, где дистилляцию на стадии (x.2) проводят при температуре внизу дистилляционной колонны в интервале от 0 до 320°C, предпочтительно в интервале от 40 до 250°C.
10. Способ по п. 5, дополнительно включающий
(x.3) трансформацию соли пиперидина, содержащейся в нижней фракции, полученной на стадии (x.2), в пиперидин и дополнительную соль, включающую добавление образующего соль соединения в нижнюю фракцию, получая водную смесь, содержащую пиперидин и дополнительную соль;
(x.4) подвергание водной смеси, полученной на стадии (x.3), дистилляции в дистилляционной колонне, получая верхнюю фракцию, обогащенную водой и пиперидином, по сравнению с водной смесью, полученной на стадии (x.3), и получая нижнюю фракцию, обогащенную дополнительной солью, по сравнению с водной смесью, полученной на стадии (x.3).
11. Способ по п. 10, где образующее соль соединение, добавляемое на стадии (x.3), содержит неорганическое основание или органическое основание или неорганическое и органическое основание, предпочтительно имеющее значение pKb менее 2.8, как определено при 25°C, предпочтительно неорганическое основание, более предпочтительно одно или более из гидроксида натрия и гидроксида калия.
12. Способ по п. 10, где образующее соль соединение, добавляемое на стадии (x.3), содержит, предпочтительно представляет собой, гидроксид натрия.
13. Способ по п. 10, где дистилляцию на стадии (x.4) проводят при давлении на вершине дистилляционной колонны в интервале от 10 мбар до 100 бар, предпочтительно в интервале от 100 мбар до 40 бар.
14. Способ по п. 10, где дистилляцию на стадии (x.4) проводят при температуре внизу дистилляционной колонны в интервале от 0 до 320°C, предпочтительно в интервале от 40 до 250°C.
15. Способ по п. 10, где стадия (v) включает рецикл пиперидина, содержащегося в верхней фракции, полученной на стадии (x.4), на по меньшей мере одну из стадий (i) и (iii.2), предпочтительно на стадию (i).
16. Способ по п. 10, где стадия (v) включает рецикл верхней фракции, полученной на стадии (x.4), на по меньшей мере одну из стадий (i) и (iii.2), предпочтительно на стадию (i).
17. Способ по п. 1, где получение борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, на стадии (i) включает
(i.1) получение водной смеси для синтеза, содержащей источник кремния, источник бора, и MWW темплатное соединение; где в водной смеси для синтеза, полученной на стадии (iii.1), молярное соотношение MWW темплатного соединения и Si, вычисленного как SiO2 и содержащегося в источнике кремния, составляет по меньшей мере 0.4:1;
(i.2) гидротермальный синтез предшественника борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, из водной смеси для синтеза, полученной на стадии (i.1), получая маточный раствор, содержащий воду, первую часть MWW темплатного соединения, и предшественник борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, содержащий вторую часть MWW темплатного соединения;
(i.3) отделение предшественника борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, содержащего вторую часть MWW темплатного соединения, от маточного раствора, применяя способ разделения твердое вещество-жидкость, получая отделенный предшественник борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW;
(i.4) кальцинирование отделенного предшественника борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, получая борсодержащий цеолитный материал, имеющий тип каркасной структуры MWW.
18. Способ по любому из пп. 1-17, где деборонирование борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, на стадии (ii) включает обработку борсодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, жидкой системой растворителей, где жидкая система растворителей представляет собой одно или более из воды, метанола, этанола, пропанола, этан-1,2-диола, пропан-1,2-диола, пропан-1,3-диола и пропан-1,2,3-триола, где жидкая система растворителей не содержит неорганическую кислоту и органическую кислоту.
19. Титансодержащий цеолитный материал, имеющий тип каркасной структуры MWW, получаемый или полученный способом по любому из пп. 1-18.
20. Применение титансодержащего цеолитного материала, имеющего тип каркасной структуры MWW, по п. 19 в качестве катализатора, в качестве подложки для катализатора или в качестве предшественника катализатора.
