182591. lajstromszámú szabadalom • Eljárás zeolit-tipusú sziliko-aluminát katalizátorok előállítására
5 182591 6 mint a szilícium-dioxidhoz viszonyított sztöchiometrikus mennyiség, előnyösen 0,05 mól% és 0,50 mól% között van egy mól szilícium-dioxidra számítva. Az így kapott terméket protonos típusú savasság jellemzi, amelyet úgy mutatunk ki, hogy változtatjuk a bevitt Si-helyettesítő kationt. Tiszta szilícium-dioxidra ez 1-10-3 hidrogénion milliekvivalens egy gramm mintára vonatkoztatva, de ezt a savasságot növelhetjük azzal, hogy alumíniumot viszünk be olyan mennyiségben, hogy a hidrogénion milliekvivalens egy gramm mintára vonatkoztatva körülbelül 1-10-1 meqH^-ra növekedhet. A találmány szerinti eljárással előállított anyagokat jól meghatározott kristályos szerkezet jellemzi, ahogy az 1. és 2. ábrán bemutatott Röntgensugár-diffrakciós spektrumok szemléltetik, továbbá nagy fajlagos felülettel rendelkeznek, amely 150 m2/g felett, rendszerint 344 m2/g és 500 m2/g között van. Az alumínium jelenléte, amely ilyen nagy mértékben módosítja a szilícium-dioxid savasságát, olyan kristályos anyagok képződését okozza, amelyeknek a spektrumai vagy nagy mértékben hasonlítanak az irodalomban a kristályos szilícium-dioxidra (amelyet szilikátnak neveznek) megadott spektrumokra (Nature, 271, 512, 1978) vagy jelentős mértékben különböznek azoktól. A találmány szerinti eljárással előállított alumíniummal módosított szilícium-dioxid felhasználható katalitikus reakcióknál vagy abszorpciókhoz egymagukban vagy valamely többé-kevésbé közömbös hordozó anyagra felvíve, amely kisebb vagy nagyobb fajlagos felülettel és porozitással rendelkezik. A hordozóanyagnak az a feladata, hogy növelje a szóban forgó anyag fizikai és mechanikai stabilitását, továbbá adott esetben javítsa az anyag katalitikus tulajdonságait. A hordozóra felvitt anyagok előállítását a szakterületen ismert módon végezhetjük. A hordozóanyag mennyisége 1% és 90% között változhat, előnyösek azonban az 5% és 60% közötti mennyiségek. Előnyös hordozóanyagok például a kréták, szilícium-dioxid, alumínium-oxid, diatomaföldek, szilíciumdioxid-alumínium-oxid-elegyek és mások. A találmány szerinti alumíniummal módosított szilícium-dioxid jól használható katalizátorként nagy számú reakciónál, amelyek közül a benzolalkilezést, különösen benzolnak etanollal való alkilezését és benzolnak etilénnel való alkilezését említjük meg. Más lehetséges alkalmazások a következők : 1. Toluol alkilezése metanollal xilol, főként paraxilol előállítására. 2. Toluol diszproporcionálása para-xilol túlnyomó részben előállítására. 3. Dimetiléter és/vagy metanol vagy más (kis szénatomszámú) alkoholok átalakítása szénhidrogénekké, így olefinekké és aromásokká. 4. Krakkolás és hidrokrakkolás. 5. Normál paraffinok és naftének izomerizálása. 6. Olefin vagy acetilén és kötéseket tartalmazó vegyületek polimerizálása. 4 7. Reformálás. 8. Polialkil-csoportokkal helyettesített aromások, így ortoxilol izomerizálása. 9. Aromások, elsősorban toluol diszproporcionálása. 10. Alifás karbonil-vegyületek átalakítása legalább részben aromás szénhidrogénekké. 11. Etil-benzol elválasztása más Cg aromás szénhidrogénekből. 12. Szénhidrogének hidrogénezése és dehidrogénezése. 13. Metánozás. A találmányt a következőkben néhány példa kapcsán közelebbről is bemutatjuk, de a találmány nem korlátozódik csupán a példákra. 1 példa Ez a példa a TRS—22 jelű pórusos kristályos szilícium-dioxid előállítását mutatja be, ahol alumíniumot építünk be szilíciumhelyettesítő anyagként a kristályrácsba. Egy Pyrex-iivegedénybe — amelyet folyamatosan nitrogéngáz légkörben tartunk — beviszünk 80 g tetraetil-ortoszilikátot (TEOS), amelyet keverés közben 80 °C-ra melegítünk. Ezt követően 80 ml desztillált vízben oldott 20 g tetrapropil-ammónium-hidroxidot adunk hozzá és az elegyet 80 °C-on folyamatosan keverjük mindaddig, ameddig homogénné és átlátszóvá nem válik. Ez körülbelül egy órát vesz igénybe. Ezt követően 80 mg A1(N03)3-9H20 50 ml vízmentes etanollal készített oldatát adjuk az elegyhez. Ekkor tömör gél képződik, a kapott gélhez desztillált vizet adunk olyan mennyiségben, hogy az össztérfogat 200 ml legyen. A keverést szükség esetén fokozzuk és az elegyet forrásig melegítjük, a hidrolízis teljessé tétele érdekében, majd mind a hozzáadott, mind pedig a hidrolízis folyamán felszabadult etanolt kiűzzük. Ezek a lépések 2—3 órát vesznek igénybe, a gél eközben lassan és fokozatosan fehér porrá alakul. Az elegyet desztillált vízzel 150 ml-re egészítjük ki, ezután a Pyrex-üvegedényt autoklávba helyezzük és ott tartjuk 7 napig 155 °C-on. Ezt követően lehűtjük, a képződött szilárd anyagot 10 000 ford/perc sebesség mellett 15 perc alatt centrifugálással elkülönítjük, a kapott anyagot desztillált vízzel ismét feliszapoljuk és centrifugáljuk, a mosási műveletet négyszer megismételjük. A terméket 120 °C-on kemencében szárítjuk. A termék Röntgensugár-vizsgálat szerint kristályos szerkezetű. A 120 °C-on szárított termék egy mintáját elemezzük. Az analízis eredménye a következő összetételt mutatja : Si02 súly% 83,0 A1203 súly% 0,2 Na20 súly% 0,18 K20 súly% 0,02 Súlyveszteség 1100 °C-on történő izzítás után: = 16,6% Sí02/A1203 mólarány = 704. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
