DE102010055678A1 - Process for the preparation of unsaturated hydrocarbon compounds - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen durch Umsetzen einer Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung zu einer ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindung in Gegenwart eines Katalysators umfassend Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat.The present invention relates to a process for producing unsaturated hydrocarbon compounds by converting a heteroatom-containing hydrocarbon compound to an unsaturated hydrocarbon compound in the presence of a catalyst comprising titano (silico) aluminophosphate.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen durch Umsetzen einer Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung zu einer ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindung in Gegenwart eines Katalysators umfassend ein Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines Katalysators umfassend Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat bei der Umsetzung einer Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung zu einer ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindung.The present invention relates to a process for the preparation of unsaturated hydrocarbon compounds by reacting a heteroatom-containing hydrocarbon compound to an unsaturated hydrocarbon compound in the presence of a catalyst comprising a titano (silico) -alumino-phosphate. Further, the present invention also relates to the use of a catalyst comprising titano (silico) -alumino-phosphate in the reaction of a heteroatom-containing hydrocarbon compound to an unsaturated hydrocarbon compound.
Im Stand der Technik sind Alumo-Silicate (Zeolithe), Alumo-Phosphate (ALPOs) und Silico-Alumo-Phosphate (SAPOs) seit Längerem als aktive Komponenten für Raffinerie-, Petrochemie- und Chemiekatalysatoren sowie für die Abgasreinigung sowohl in stationären als auch in mobilen Anwendungen bekannt. Diese Gruppen werden oft auch nur unter der Sammelbezeichnung Zeolithe geführt.Alumo-silicates (zeolites), aluminophosphates (ALPOs) and silico-aluminophosphates (SAPOs) have long been known as active components for refinery, petrochemical and chemical catalysts as well as for the purification of exhaust gases in both stationary and in-situ known mobile applications. These groups are often only listed under the collective name Zeolithe.
Diese Zeolithe liegen meist in der Form eines Wabenformkörpers mit einem Aktivmetall dotiert, das die katalytisch aktive Komponente darstellt, in Katalysatorgehäusen vor.These zeolites are usually in the form of a honeycomb formed body with an active metal doped, which represents the catalytically active component, in catalyst housings before.
Allgemein werden unter Silico-Alumo-Phosphaten (SAPOs) Molekularsiebe verstanden, die ausgehend von Alumo-Phosphaten (allgemeine Formel (AlPO4-n)) durch isomorphen Austausch von Phosphor mit Silicium erhalten werden, und der allgemeinen Formel (SixAlyPz)O2 (wasserfrei) entsprechen (
Strukturen dieser Gruppe werden gemäß der „Structure Commission of the International Zeolite Association” aufgrund ihrer Porengröße entsprechend den IUPAC-Regeln (International Union of Pure and Applied Chemistry) eingeteilt. Sie kristallisieren in mehr als 200 verschiedenen Verbindungen in zwei Dutzend verschiedenen Strukturen. Klassifiziert werden sie aufgrund ihrer Porengrößen.Structures of this group are classified according to the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) according to the Structure Commission of the International Zeolite Association because of their pore size. They crystallize in more than 200 different compounds in two dozen different structures. They are classified based on their pore sizes.
SAPOs sind typischerweise mittels Hydrothermal-Synthese erhältlich, ausgehend von reaktiven Alumo-Phosphat-Gelen oder den einzelnen Al-, Si-, P-Komponenten, welche in einem erwünschten Verhältnis eingesetzt werden, vorzugsweise so, dass die Summe der Si- und P-Komponente stöchiometrisch zu der Al-Komponente ist. Die Kristallisation der erhaltenen Silico-Alumo-Phosphate (SAPOs) wird mittels Zugabe von Strukturdirigierenden Templaten, Kristallisationskeimen oder Elementen erreicht (
Die Gerüststruktur der SAPOs ist aus regelmäßigen, dreidimensionalen Raumnetzwerken mit charakteristischen Poren und Kanälen aufgebaut, die ein-, zwei- oder dreidimensional miteinander verknüpft sein können. Die vorstehend erwähnten Strukturen entstehen durch eckenverknüpfte Tetraeder-Bausteine (AlO4, SiO4, PO4), bestehend aus jeweils vierfach von Sauerstoff koordiniertem Aluminium, Silicium und Phosphor. Die Tetraeder werden als primäre Baueinheiten bezeichnet, deren Verknüpfung zur Bildung von sekundären Baueinheiten führt. Silico-Alumo-Phosphate (SAPOs) kristallisieren u. a. in der bekannten CHA-Struktur (Chabazit), eingeteilt nach IUPAC aufgrund ihrer spezifischen CHA-Einheit.The framework structure of the SAPOs is built up of regular, three-dimensional spatial networks with characteristic pores and channels, which can be linked together in one, two or three dimensions. The structures mentioned above are formed by corner-sharing tetrahedral building blocks (AlO 4 , SiO 4 , PO 4 ), each consisting of four times oxygen-coordinated aluminum, silicon and phosphorus. The tetrahedra are called primary building blocks, the linkage of which leads to the formation of secondary building units. Silico-aluminophosphates (SAPOs) crystallize, among others, in the known CHA structure (chabazite), classified according to IUPAC due to their specific CHA unit.
In den Alumo-Phosphaten herrscht aufgrund der ausgeglichenen Anzahl an Aluminium- und Phosphoratomen Ladungsneutralität. Diese Systeme weisen somit den Nachteil auf, dass sie in Hohlräumen keine Gegenionen zum Ladungsausgleich benötigen. Somit können in diese Hohlräume auch nicht effektiv katalytisch-aktive Metallionen durch Ionenbindung eingelagert werden. Deshalb eignen sich diese Alumo-Phosphate schlecht als Molekularsiebe in Katalysatoren zur Herstellung von ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen aus Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindungen.In the aluminophosphates, charge neutrality prevails due to the balanced number of aluminum and phosphorus atoms. These systems thus have the disadvantage that they do not require any counterions in cavities for charge compensation. Thus, catalytically active metal ions can not be effectively incorporated into these cavities by ionic bonding. Therefore, these aluminophosphates are poorly suited as molecular sieves in catalysts for producing unsaturated hydrocarbon compounds from heteroatom-containing hydrocarbon compounds.
Durch isomorphen Austausch/Ersatz von Phosphor durch Silicium entstehen in Silico-Alumo-Phosphaten überzählige negative Ladungen, die durch Einlagerung von zusätzlichen Kationen in das Poren- und Kanalsystem ausgeglichen werden. Der Grad der Phosphor-Silicium-Substitution ausgehend von Alumo-Phosphaten bestimmt so die Anzahl der zum Ausgleich benötigten Kationen, und somit die maximale mögliche Beladung der Verbindungen mit positiv geladenen Kationen, z. B. Wasserstoff- oder Metallionen. Durch die Einlagerung der Kationen werden die sauren katalytischen Eigenschaften der Silico-Alumo-Phosphate bestimmt, und können durch gezielten Ionenaustausch hinsichtlich ihrer Aktivität und Selektivität als Katalysatorkomponenten verwendet werden. Besonders bevorzugt als Molekularsieb in Katalysatoren wird das sogenannte SAPO-34 mit CHA-Struktur und Porenöffnungen von etwa 3,5 Å verwendet. Diese Silico-Alumo-Phosphate besitzen jedoch den Nachteil, dass sie in wässriger Phase thermisch relativ instabil sind. So amorphisiert z. B. SAPO-34 schon bei niedrigen Temperaturen – u. a. schon bei der Herstellung des Katalysators in wässrigen Phasen. Deshalb eignen sich Silico-Alumo-Phosphate nur bedingt als Molekularsiebe in Katalysatoren zur Herstellung von ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen, da bei der Herstellung von diesen eine große Stabilität gegenüber Wasser bei mäßigen Temperaturen nötig ist, da ein hoher Wassergehalt auf den Katalysator trifft. Bei den genannten SAPOs nimmt hierbei die Oberfläche schnell ab und die Azidität reduziert sich stark. Dies führt zu einer unerwünscht verfrühten Inaktivierung des Katalysators.Through isomorphous exchange / replacement of phosphorus with silicon, silico-alumino-phosphates produce excess negative charges, which are compensated for by incorporation of additional cations into the pore and channel system. The degree of phosphorus-silicon substitution from alumino-phosphates thus determines the number of cations needed to compensate, and thus the maximum possible loading of the compounds with positively charged cations, e.g. For example, hydrogen or metal ions. By incorporating the cations, the acidic catalytic properties of the silico-aluminophosphates are determined, and can be used by targeted ion exchange in terms of their activity and selectivity as catalyst components. The so-called SAPO-34 with CHA structure and pore openings of about 3.5 Å is particularly preferred as the molecular sieve in catalysts. These silico-aluminophosphates possess but the disadvantage that they are thermally relatively unstable in the aqueous phase. So amorphizes z. B. SAPO-34 even at low temperatures - including in the preparation of the catalyst in aqueous phases. Therefore, silico-alumino-phosphates are only limited use as molecular sieves in catalysts for the preparation of unsaturated hydrocarbon compounds, since in the production of these a great stability to water at moderate temperatures is necessary, since a high water content meets the catalyst. In the case of the SAPOs mentioned, the surface decreases rapidly and the acidity is greatly reduced. This leads to an undesirably premature inactivation of the catalyst.
So sind beispielsweise insbesondere die Silico-Alumo-Phosphate SAPO-34 und SAPO-18 sowohl einzeln als auch als Mischung im Stand der Technik als geeignete Katalysatorkomponenten für die Umsetzung von Sauerstoff bzw. Heteroatom-haltigen Kohlenwasserstoffen zu Olefinen bekannt. Besonders wurde hierbei SAPO-34 eingesetzt, da es sich durch seine hydrothermale Stabilität auszeichnet, die sich in der wasserhaltigen Atmosphäre während der Umsetzung von Sauerstoff-haltigen Kohlenwasserstoffen zu Olefinen bei ca. 450°C bewährt hat. Allerdings ist bei der katalytischen Umsetzung von Sauerstoff bzw. Heteroatom-haltigen Kohlenwasserstoffen zu Olefinen keine so hohe Temperatur erforderlich. Wird die Reaktion bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt, so wird entstehendes Wasser nicht ausreichend in gasförmigem Zustand abgedampft. Wasser in flüssigem Zustand kann jedoch die Struktur des eingesetzten SAPO stark beschädigen. D. h. die Stabilität von bspw. SAPO-34 ist bei niedrigen Temperaturen in Wasser oder im feuchten Zustand nicht sehr ausgeprägt und die Struktur wird auch schon während der Formulierung des Katalysators z. B. bei der Washcoat-Zubereitung oder bei der Herstellung von feuchten Massen zur Extrudierung stark geschädigt.For example, in particular the silico-aluminophosphates SAPO-34 and SAPO-18 both individually and as a mixture in the art are known as suitable catalyst components for the conversion of oxygen or heteroatom-containing hydrocarbons to olefins. Particularly SAPO-34 was used because it is characterized by its hydrothermal stability, which has proven in the aqueous atmosphere during the conversion of oxygen-containing hydrocarbons to olefins at about 450 ° C. However, in the catalytic conversion of oxygen or heteroatom-containing hydrocarbons to olefins no such high temperature is required. If the reaction is carried out at lower temperatures, the resulting water is not sufficiently evaporated in the gaseous state. However, water in a liquid state can severely damage the structure of the SAPO used. Ie. the stability of, for example, SAPO-34 is not very pronounced at low temperatures in water or in the moist state, and the structure is already known during the formulation of the catalyst z. B. in the washcoat preparation or in the production of wet masses for extrusion heavily damaged.
Deshalb war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Stabilität des SAPO-34 in Gegenwart von Wasser insbesondere bei niedrigen Temperaturen zu erhöhen und gleichzeitig die hervorragende Hochtemperatureigenschaft zu erhalten.Therefore, it was an object of the present invention to increase the stability of the SAPO-34 in the presence of water, especially at low temperatures, while maintaining the excellent high temperature property.
Gelöst wurde die vorliegende Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen durch Umsetzen einer Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung zu einer ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindung in Gegenwart eines Katalysators umfassend ein Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat (TAPSO).The present object has been achieved by a process for producing unsaturated hydrocarbon compounds by reacting a heteroatom-containing hydrocarbon compound to form an unsaturated hydrocarbon compound in the presence of a catalyst comprising a titano (silico) -alumino-phosphate (TAPSO).
In anderen Worten, es wurde überraschenderweise gefunden, dass titanhaltige Alumo-Phosphate besonders geeignet sind als aktive Komponenten in der Umsetzung von Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindungen zu Olefinen. Das erfindungsgemäße Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat eignet sich aufgrund seiner hohen Phasenreinheit und seiner hohen hydrothermalen Stabilität hervorragend als Molekularsieb für einen Katalysator in der Umsetzung von Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindungen zu Olefinen. Da bei der Reaktion von Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise aliphatischen Alkoholen, Wasser in großen Mengen als Nebenprodukt anfällt, eignen sich die hydrothermal stabilen Titano-(Silico)-Alumo-Phosphate besonders als Molekularsiebe für diese Katalysatoren.In other words, it has surprisingly been found that titanium-containing aluminophosphates are particularly suitable as active components in the conversion of heteroatom-containing hydrocarbon compounds to olefins. Due to its high phase purity and its high hydrothermal stability, the titano- (silico) -alumino-phosphate according to the invention is outstandingly suitable as a molecular sieve for a catalyst in the conversion of heteroatom-containing hydrocarbon compounds to olefins. Since in the reaction of heteroatom-containing hydrocarbons, in particular oxygen-containing hydrocarbons, such as aliphatic alcohols, water is obtained as a by-product in large quantities, the hydrothermally stable titano (silico) -alumino-phosphates are particularly suitable as molecular sieves for these catalysts.
Ebenso wie die genannten SAPOs sind die Titano-(Silico)-Alumo-Phosphate im Rahmen der vorliegenden Erfindung kristalline Substanzen mit einer Raumnetzstruktur, die aus TiO4/(SiO4)/AlO4/PO4-Tetraedern besteht und durch gemeinsame Sauerstoffatome zu einem regelmäßigen dreidimensionalen Netzwerk verknüpft ist. Alle diese genannten Tetraedereinheiten ergeben zusammen das sogenannte „Framework”. Weitere Einheiten, die nicht aus den Tetraedereinheiten des Grundgerüsts bestehen, bezeichnet man als sogenanntes „Extraframework”.Like the abovementioned SAPOs, the titano- (silico) -alumino-phosphates in the context of the present invention are crystalline substances with a spatial network structure consisting of TiO 4 / (SiO 4 ) / AlO 4 / PO 4 tetrahedra and owing to common oxygen atoms linked to a regular three-dimensional network. All these tetrahedral units together form the so-called "framework". Further units that do not consist of the tetrahedral units of the backbone are called "extra frameworks".
Die Strukturen der Titano-(Silico)-Alumo-Phosphate enthalten Hohlräume, die für jeden Strukturtyp charakteristisch sind. Sie werden gemäß ihrer Topologie in verschiedene Strukturen eingeteilt. Das Kristallgerüst enthält offene Hohlräume in Form von Kanälen und Käfigen, die normalerweise mit Wassermolekülen und zusätzlichen Gerüstkationen benetzt sind, die ausgetauscht werden können. Bei den sogenannten Alumo-Phosphaten kommt, zumindest im „Framework” des Titano-(Silico)-Alumo-Phosphats, auf ein Aluminiumatom jeweils ein Phosphoratom, sodass sich die Ladungen gegenseitig ausgleichen. Substituieren Titanatome die Phosphoratome, bilden die Titanatome eine überschüssige negative Ladung, die durch Kationen kompensiert wird. Das Innere des Porensystems stellt die katalytisch-aktive Oberfläche dar. Je weniger Phosphor im Verhältnis zu Aluminium ein Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat im Framework enthält, desto dichter ist die negative Ladung in seinem Gitter und desto polarer ist seine innere Oberfläche. Die Porengröße und Struktur wird neben den Parametern bei der Herstellung, d. h. Verwendung bzw. Art von Templaten, pH, Druck, Temperatur, Anwesenheit von Impfkristallen durch das P/Al/Ti/(Si)-Verhältnis bestimmt, das den größten Anteil des katalytischen Charakters eines Titano-Alumo-Phosphats bzw. Titano-(Silico)-Alumo-Phosphats ausmacht. Durch die Substitution von Phosphoratomen durch Titanatome im bezug auf das Framework entsteht ein Unterschuss an positiven Ladungen, sodass das Molekularsieb insgesamt negativ geladen ist. Die negativen Ladungen werden durch den Einbau von Kationen in die Poren des Zeolithmaterials kompensiert. Zusätzlich zu Titanatomen können auch, wie aus der oben genannten in Klammern gesetzten optionalen Anwesenheit von Silicium hervorgeht, Siliciumatome die Phosphoratome ersetzen. Diese rufen dann ebenfalls negative Ladungen hervor, die durch Kationen kompensiert werden müssen.The structures of titano- (silico) -alumino-phosphates contain cavities that are characteristic of each type of structure. They are divided into different structures according to their topology. The crystal framework contains open cavities in the form of channels and cages that are normally wetted with water molecules and additional framework cations that can be exchanged. In the case of the so-called aluminophosphates, at least in the "framework" of the titano (silico) -alumino-phosphate, an aluminum atom is replaced by one phosphorus atom, so that the charges balance each other. If titanium atoms substitute the phosphorus atoms, the titanium atoms form an excess negative charge that is compensated by cations. The interior of the pore system represents the catalytically active surface. The less phosphorus in relation to aluminum contains a titano- (silico) -alumino-phosphate in the framework, the denser the negative charge in its lattice and the more polar is its inner surface. The pore size and structure is determined by the P / Al / Ti / (Si) ratio, which is the largest proportion of the catalytic, in addition to the parameters in the preparation, ie use or type of template, pH, pressure, temperature, presence of seed crystals Character of a titano-alumino-phosphate or titano (silico) -alumino-phosphate. By the Substitution of phosphorus atoms by titanium atoms with respect to the framework results in a deficit of positive charges, so that the molecular sieve is negatively charged overall. The negative charges are compensated by the incorporation of cations into the pores of the zeolite material. In addition to titanium atoms, as apparent from the above parenthetical optional presence of silicon, silicon atoms can also replace the phosphorus atoms. These then also cause negative charges, which must be compensated by cations.
Die erfindungsgemäßen Titano-(Silico)-Alumo-Phosphate unterscheidet man – wie auch im Stand der Technik – hauptsächlich nach der Geometrie der Hohlräume, die durch das starre Netzwerk der TiO4/AlO4/(SiO4)/PO4-Tetraeder gebildet werden. Die Eingänge zu den Hohlräumen werden von 8, 10 oder 12 Ringatomen bezüglich der Metallatome, die die Eingangsöffnung bilden, gebildet, wobei der Fachmann hier von eng-, mittel- und weitporigen Strukturen spricht. Erfindungsgemäß bevorzugt sind hier engporige Strukturen. Diese Titano-(Silico)-Alumo-Phosphate können einen gleichförmigen Strukturaufbau, z. B. eine VFI- oder AET-Topologie mit linearen Kanälen zeigen, wobei aber. auch andere Topologien denkbar sind, bei denen sich hinter den Porenöffnungen größere Hohlräume anschließen. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Titano-(Silico)-Alumo-Phosphate mit Öffnungen aus acht Tetraeder-Atomen, d. h. engporige Materialien. Diese weisen vorzugsweise einen Öffnungsdurchmesser von ca. 3,1 bis 5 Å, insbesondere bevorzugt 3,4 bis 3,6 Å auf.The titano- (silico) -alumino-phosphates according to the invention are distinguished, as in the prior art, mainly according to the geometry of the cavities formed by the rigid network of the TiO 4 / AlO 4 / (SiO 4 ) / PO 4 tetrahedra become. The entrances to the cavities are formed by 8, 10 or 12 ring atoms with respect to the metal atoms which form the entrance opening, the skilled person speaking here of narrow, medium and wide-pore structures. According to the invention, narrow-pore structures are preferred here. These titano- (silico) -alumino-phosphates may have a uniform structure structure, e.g. B. show a VFI or AET topology with linear channels, but. Other topologies are conceivable in which connect larger cavities behind the pore openings. Titano- (silico) -alumino-phosphates having openings of eight tetrahedral atoms, ie narrow-pore materials, are preferred according to the invention. These preferably have an opening diameter of about 3.1 to 5 Å, particularly preferably 3.4 to 3.6 Å.
Unter dem Begriff „Molekularsieb” versteht man natürliche und synthetisch hergestellte Gerüststrukturen mit Hohlräumen und Kanälen, wie beispielweise Zeolithe und verwandte Materialien, die ein starkes Absorptionsvermögen für Gase, Dämpfe und gelöste Stoffe mit bestimmten Molekülgrößen haben.By the term "molecular sieve" is meant natural and synthetic skeletal structures with cavities and channels, such as zeolites and related materials, which have high absorbance for gases, vapors, and solutes having particular molecular sizes.
Es wurde überraschenderweise gefunden, dass titanhaltige (Silico)-Alumo-Phosphate besonders geeignet sind als Molekularsiebe in Katalysatoren zur Herstellung von ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen. Die Titano-(Silico)-Alumo-Phosphate eignen sich aufgrund ihrer hohen Phasenreinheit, ihrer Temperaturstabilität und ihres hohen möglichen Beladungsanteils mit Übergangsmetallionen hervorragend als Molekularsiebe für Katalysatoren in der Herstellung von ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen aus Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindungen.It has surprisingly been found that titanium-containing (silico) -alumino-phosphates are particularly suitable as molecular sieves in catalysts for the preparation of unsaturated hydrocarbon compounds. The titano- (silico) -alumino-phosphates are excellently suitable as molecular sieves for catalysts in the preparation of unsaturated hydrocarbon compounds from heteroatom-containing hydrocarbon compounds because of their high phase purity, their temperature stability and their high possible loading fraction with transition metal ions.
Unter dem Begriff „Katalysator” im erfindungsgemäßen Verfahren versteht man vorzugsweise einen Trägerkörper, der ein Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat umfasst. Der Trägerkörper kann als Vollextrudat aus dem Molekularsieb gebildet werden, oder in Form eines Trägerkörpers vorliegen, der mit einer Zusammensetzung enthaltend das Molekularsieb beschichtet ist.The term "catalyst" in the process according to the invention is preferably understood to mean a support which comprises a titano (silico) -alumino-phosphate. The carrier body can be formed as a bulk extrudate from the molecular sieve, or in the form of a carrier body which is coated with a composition containing the molecular sieve.
Der Schritt des Umsetzens wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 200 bis 1.000°C, bevorzugt im Bereich von 300 bis 700°C und besonders bevorzugt bei 400 bis 600°C durchgeführt.The step of reacting is preferably carried out in the process according to the invention at a temperature in the range from 200 to 1000 ° C., preferably in the range from 300 to 700 ° C. and particularly preferably at 400 to 600 ° C.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Ausgangsverbindung, nämlich die Heteroatom-enthaltende Kohlenwasserstoffverbindung, ist vorzugsweise ein linearer, verzweigter oder zyklischer gesättigter oder ungesättigter Alkohol oder Ether, oder ein Stickstoff-, Schwefel- oder Halogen-haltiges Analogon des Alkohols oder Ethers. Hierbei ist insbesondere bevorzugt, dass, wenn die Ausgangsverbindung eine ungesättigte Heteroatom-enthaltende Kohlenwasserstoffverbindung ist, das hergestellte Produkt, nämlich die ungesättigte Kohlenwasserstoffverbindung, eine Verbindung mit mehr C-C-π-Bindungen ist als die Ausgangsverbindung.The starting compound used in the process according to the invention, namely the heteroatom-containing hydrocarbon compound, is preferably a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated alcohol or ether, or a nitrogen, sulfur or halogen-containing analogue of the alcohol or ether. Here, it is particularly preferred that when the starting compound is an unsaturated heteroatom-containing hydrocarbon compound, the product produced, namely the unsaturated hydrocarbon compound, is a compound having more C-C-π bonds than the starting compound.
Als Beispiele für die einzusetzenden Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindungen können folgende Komponenten genannt werden: Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, C4-C10-Alkohole, Methylethylether, Dimethylether, Diethylether, Diisopropylether, Methylmercaptan, Methylsufide, Methylamine, Ethylmercaptan, Diethylsulfide, Diethylamine, Ethylchloride, Formaldehyde, Dimethylcarbonate, Dimethylketon, Essigsäure, n-Alkylamine, n-Alkylhalogenide, n-Alkylsulfide mit n-Alkylgruppen, die 3 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen, und Mischungen daraus. Besonders geeignet sind Methanol, Dimethylether und Mischungen daraus, und hervorragend eignet sich Methanol.The following components may be mentioned as examples of the heteroatom-containing hydrocarbon compounds to be used: methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, C 4 -C 10 -alcohols, methylethyl ether, dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, methylmercaptan, methylsufide, methylamines, ethylmercaptan , Diethyl sulfides, diethylamines, ethyl chlorides, formaldehydes, dimethyl carbonates, dimethyl ketone, acetic acid, n-alkyl amines, n-alkyl halides, n-alkyl sulfides with n-alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms, and mixtures thereof. Particularly suitable are methanol, dimethyl ether and mixtures thereof, and is very suitable methanol.
Es handelt sich bei der Umsetzung im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise um eine Eliminierungsreaktion, bei der beispielsweise ausgehend von Ethanol ein Molekül H2O unter Bildung einer Doppelbindung zu Ethen abgespalten wird. Es kann sich aber beispielsweise auch unter Reaktion von zwei Molekülen Ethanol unter Abspaltung von zwei Molekülen Wasser 2-Buten oder ein Tautomeres davon bilden. Allgemein ausgedrückt wird unter Wasserabspaltung entweder intra- oder intermolekular eine Doppelbindung gebildet.The reaction in the process according to the invention is preferably an elimination reaction in which, for example, starting from ethanol, one molecule of H 2 O is split off to form a double bond to ethene. However, it is also possible, for example, to form 2-butene or a tautomer thereof by reacting two molecules of ethanol with elimination of two molecules of water. Generally speaking, dehydration forms a double bond either intra- or intermolecularly.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass das Molekularsieb im erfindungsgemäßen Verfahren eine BET-Oberfläche im Bereich von 400 bis 850 m2/g aufweist, insbesondere bevorzugt 500 bis 750 m2/g, noch stärker bevorzugt 580 bis 680 m2/g. Die BET-Oberfläche des Molekularsiebs sollte nicht zu gering sein, da dann kein ausreichender Kontakt der umzusetzenden Ausgangsverbindungen mit den katalytisch-aktiven Komponenten vorhanden ist und somit die Reaktion nicht in ausreichendem Maße stattfindet. Eine zu hohe BET-Oberfläche bringt den Nachteil mit sich, dass aufgrund der geringen Dichte des Materials dieses nicht mehr genügend temperaturstabil ist. Die BET-Oberfläche wird mittels Adsorption von Stickstoff nach
Vorzugsweise weist das Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat eine sogenannte CHA-Struktur auf, wie sie aus der Klassifizierung der verschiedenen Topologien von Zeolithen bekannt ist. Materialien mit CHA-Struktur weisen vorzugsweise Porenöffnungen von ca. 3,5 Å auf, die aufgrund ihrer Größe hervorragend für die selektive Umsetzung von kleinen Molekülen, wie z. B. Methanol zu Olefinen geeignet sind.Preferably, the titano (silico) -alumino-phosphate has a so-called CHA structure, as is known from the classification of the various topologies of zeolites. Materials with CHA structure preferably have pore openings of about 3.5 Å, which are excellent for the selective implementation of small molecules such. As methanol to olefins are suitable.
Bevorzugt ist es, dass es sich bei dem Molekularsieb des erfindungsgemäßen Verfahrens um ein Titano-Silico-Alumo-Phosphat handelt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus TAPSO-5, TAPSO-8, TAPSO-11, TAPSO-16, TAPSO-17, TAPSO-18, TAPSO-20, TAPSO-31, TAPSO-34, TAPSO-35, TAPSO-36, TAPSO-37, TAPSO-40, TAPSO-41, TAPSO-42, TAPSO-44, TAPSO-47 und TAPSO-56 besteht. Besonders bevorzugt sind TAPSO-5, TAPSO-11 oder TAPSO-34, da diese eine besonders hohe hydrothermale Stabilität gegenüber Wasser aufweisen. Besonders geeignet sind TAPSO-5, TAPSO-11 und TAPSO-34 auch aufgrund ihrer guten Eigenschaften als Katalysator in verschiedenen Prozessen aufgrund ihrer mikroporösen Struktur und da sie sich aufgrund ihrer hohen Adsorptionskapazität sehr gut als Adsorptionsmittel eignen. Außerdem zeigen sie auch eine geringe Regenerationstemperatur, da sie bereits adsorbiertes Wasser oder adsorbierte andere kleine Moleküle bei Temperaturen zwischen 30°C und 90°C reversibel abgeben. Erfindungsgemäß eignet sich besonders der Einsatz von mikroporösen Titano-Silico-Alumo-Phosphaten mit CHA-Struktur.It is preferred that the molecular sieve of the process of the invention is a titano-silico-alumino-phosphate selected from the group consisting of TAPSO-5, TAPSO-8, TAPSO-11, TAPSO-16, TAPSO -17, TAPSO-18, TAPSO-20, TAPSO-31, TAPSO-34, TAPSO-35, TAPSO-36, TAPSO-37, TAPSO-40, TAPSO-41, TAPSO-42, TAPSO-44, TAPSO-47 and TAPSO-56 exists. Particularly preferred are TAPSO-5, TAPSO-11 or TAPSO-34, since they have a particularly high hydrothermal stability to water. TAPSO-5, TAPSO-11 and TAPSO-34 are also particularly suitable because of their good properties as a catalyst in various processes due to their microporous structure and because they are very well suited as an adsorbent due to their high adsorption capacity. In addition, they also show a low regeneration temperature, as they already give adsorbed water or adsorbed other small molecules reversibly at temperatures between 30 ° C and 90 ° C. According to the invention, the use of microporous titano-silico-aluminophosphates with CHA structure is particularly suitable.
Besonders bevorzugt ist das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat TAPSO-34, wie es im Stand der Technik beispielsweise aus der
Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat weist aufgrund des Austauschs von Phosphoratomen durch Titan- bzw. Siliciumatome negative Ladungen auf, die durch Kationen kompensiert werden. Bei der Synthese von Titano-(Silico)-Alumo-Phosphaten, die seit einigen Jahren aus der
Das mit dem Übergangsmetallkation modifizierte Molekularsieb weist vorzugsweise die folgende Formel auf:
Die Anzahl der negativen Ladungen a des Molekularsiebes ergibt sich aus der überschüssigen Anzahl von Aluminium-Atomen zu der Anzahl der Phosphor-Atome. Geht man davon aus, dass auf jedes Ti-, Al-, Si- und P-Atom zwei Sauerstoffatome kommen, dann hätten diese Einheiten die folgenden Ladungen: Die Einheit TiO2 und die Einheit SiO2 sind ladungsneutral, die Einheit AlO2 weist aufgrund der Dreiwertigkeit von Aluminium eine negative Ladung auf und die Einheit PO2 weist aufgrund der Fünfwertigkeit von Phosphor eine positive Ladung auf. Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass die Anzahl der Aluminium-Atome größer ist als die Anzahl der Phosphor-Atome, sodass das Molekularsieb insgesamt negativ geladen ist. Dies wird in der oben genannten Formel ausgedrückt durch den Index a, der die Differenz der vorhandenen Aluminium-Atome abzüglich der Phosphor-Atome darstellt. Dies ist insbesondere deshalb der Fall, da positiv geladene PO2 +-Einheiten durch ladungsneutrale TiO2- bzw. SiO2-Einheiten substituiert werden. The number of negative charges a of the molecular sieve results from the excess number of aluminum atoms to the number of phosphorus atoms. Assuming that each of the Ti, Al, Si and P atoms has two oxygen atoms, these units would have the following charges: The unit TiO 2 and the unit SiO 2 are charge neutral, the unit AlO 2 is due to the trivalent aluminum has a negative charge and the unit PO 2 has a positive charge due to the pentavalentity of phosphorus. It is particularly preferred according to the invention that the number of aluminum atoms is greater than the number of phosphorus atoms, so that the molecular sieve is negatively charged overall. This is expressed in the above formula by the subscript a, which represents the difference of the aluminum atoms present minus the phosphorus atoms. This is especially the case because positively charged PO 2 + units are substituted by charge-neutral TiO 2 or SiO 2 units.
Zusätzlich zu den genannten SiO2-, TiO2-, AlO2 – und PO2 +-Einheiten, die das Framework des Molekularsiebs bilden und dessen Verhältnis die Wertigkeit des Molekularsiebs bestimmt, kann das Molekularsieb auch Al- und P-Einheiten enthalten, die als solche formal als ladungsneutral anzusehen sind, beispielsweise, weil nicht O2 –-Einheiten die Koordinationsstellen besetzen, sondern weil andere Einheiten, wie beispielsweise OH– oder H2O an dieser Stelle sitzen, vorzugsweise wenn diese endständig bzw. randständig in der Struktur vorhanden sind. Diesen Anteil dieser Einheiten nennt man dann das sogenannte „Extraframework” des Molekularsiebs.In addition to the aforementioned SiO 2 , TiO 2 , AlO 2 and PO 2 + units, which form the framework of the molecular sieve and whose ratio determines the valency of the molecular sieve, the molecular sieve may also contain Al and P units which be viewed as such formally charge neutral are, for example, because it is not O 2 - units occupying the coordination sites, but because other units, such as OH - or H 2 O sit at this point, preferably when this is present terminally or marginal in the structure are. This proportion of these units is called the so-called "extraframework" of the molecular sieve.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Molekularsieb weist vorzugsweise ein (Si + Ti)/(Al + P)-Molverhältnis von 0,01 bis 0,5 zu 1, stärker bevorzugt von 0,02 bis 0,4 zu 1, noch stärker bevorzugt 0,05 bis 0,3 zu 1 und am stärksten bevorzugt 0,07 bis 0,2 zu 1 auf.The molecular sieve used in the process of the present invention preferably has a (Si + Ti) / (Al + P) molar ratio of 0.01 to 0.5 to 1, more preferably 0.02 to 0.4 to 1, even more preferably 0 0.05 to 0.3 to 1, and most preferably 0.07 to 0.2 to 1.
Besonders bevorzugt ist zudem, dass das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Molekularsieb neben Ti als wesentliches Element Si enthält.In addition, it is particularly preferred that the molecular sieve used in the process according to the invention contains Si as an essential element in addition to Ti.
Das Si/Ti-Verhältnis liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 20, stärker bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 10, noch stärker bevorzugt im Bereich von 1 bis 7. Das Al/P-Verhältnis im Bezug auf alle Einheiten des Molekularsiebs, d. h. die des Frameworks und des Extraframeworks des Titano-(Silico)-Alumo-Phosphats liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,5, stärker bevorzugt im Bereich von 0,70 bis 1,25. Das Al/P-Verhältnis nur im Bezug auf das Framework des Titano-(Silico)-Alumo-Phosphats liegt vorzugsweise im Bereich von größer 1 bis 1,5, stärker bevorzugt im Bereich von 1,05 bis 1,25.The Si / Ti ratio is preferably in the range of 0 to 20, more preferably in the range of 0.5 to 10, even more preferably in the range of 1 to 7. The Al / P ratio with respect to all units of the molecular sieve, d. H. that of the framework and extra framework of the titano (silico) alumino-phosphate is preferably in the range of 0.5 to 1.5, more preferably in the range of 0.70 to 1.25. The Al / P ratio only with respect to the framework of the titano (silico) alumino-phosphate is preferably in the range of greater than 1 to 1.5, more preferably in the range of 1.05 to 1.25.
Nach der Herstellung des Molekularsiebs liegt dieses meist in der Form eines Pulvers vor. Diese dann als Pulver vorliegenden Molekularsiebe werden dann entweder zu Extrudaten verformt, insbesondere unter Zuhilfenahme von oxidischen und/oder organischen Bindemitteln zu Vollextrudaten/Wabenkatalysatoren verformt oder über die Zwischenstufe eines Washcoats auf keramische oder metallische Trägerkörper, insbesondere wabenförmige Trägerkörper aufgebracht. Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Molekularsieb liegt vorzugsweise als Vollextrudat oder auf einem Trägerkörper in Form einer Beschichtung vor.After the production of the molecular sieve, this is usually in the form of a powder. These then present as a powder molecular sieves are then either formed into extrudates, in particular with the aid of oxidic and / or organic binders to Vollextrudaten / honeycomb catalysts deformed or applied via the intermediate stage of a washcoat on ceramic or metallic carrier body, in particular honeycomb-shaped carrier body. The molecular sieve used in the process according to the invention is preferably present as a bulk extrudate or on a carrier body in the form of a coating.
Insbesondere werden die Vollextrudate in Form von Waben hergestellt oder die mit dem Vollextrudat beschichteten Trägerkörper sind vorzugsweise wabenförmige Trägerkörper.In particular, the bulk extrudates are produced in the form of honeycombs, or the carrier bodies coated with the bulk extrudate are preferably honeycomb-shaped carrier bodies.
Besonders geeignet als Katalysatoren sind sprühgetrocknete Formkörper mit einer Größe von 5 bis 100 μm. Außerdem sind sowohl gerollte Kugeln oder Tropfkugeln mit einem Durchmesser von 1–10 mm geeignet.Particularly suitable catalysts are spray-dried molded articles with a size of 5 to 100 μm. In addition, both rolled balls or dripping balls with a diameter of 1-10 mm are suitable.
Liegt der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysator in der Form eines Vollextrudats vor, so umfasst das Vollextrudat vorzugsweise das Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat und mindestens ein oxidisches und/oder organisches Bindemittel.If the catalyst used in the process according to the invention is in the form of a bulk extrudate, the bulk extrudate preferably comprises the titano- (silico) -alumino-phosphate and at least one oxidic and / or organic binder.
Das Vollextrudat wird vorzugsweise durch Strangpressen einer Zusammensetzung umfassend das Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat und mindestens ein oxidisches und/oder organisches Bindemittel sowie durch Sprühtrocknung oder Granulierung hergestellt. Das Vollextrudat ist vorzugsweise ein Extrudat in Wabenform, wie es üblicherweise in automobilen Anwendungen, insbesondere in SCR-Katalysatoren eingesetzt wird. Neben den Bindemitteln kann die genannte Zusammensetzung auch weitere Metalloxide, Promotoren, Stabilisatoren und/oder Füllstoffe enthalten. In dieser Zusammensetzung liegt das Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat vorzugsweise im Bereich von 5 bis 95 Gew.-% stärker bevorzugt 20 bis 80 Gew.-% bezogen auf die gesamte Zusammensetzung vor.The bulk extrudate is preferably prepared by extruding a composition comprising the titano- (silico) -alumino-phosphate and at least one oxidic and / or organic binder and by spray-drying or granulation. The bulk extrudate is preferably a honeycomb extrudate, as is commonly used in automotive applications, particularly in SCR catalysts. In addition to the binders, said composition may also contain other metal oxides, promoters, stabilizers and / or fillers. In this composition, the titano- (silico) -alumino-phosphate is preferably present in the range of 5 to 95% by weight, more preferably 20 to 80% by weight, based on the total composition.
Liegt das Molekularsieb auf einem Trägerkörper in Form einer Beschichtung vor, so wird zur Herstellung des beschichteten Trägerkörpers die genannte Zusammensetzung vorzugsweise zu einem Washcoat verarbeitet, der zur Beschichtung von Trägerkörpern geeignet ist. Vorzugsweise umfasst so ein Washcoat 5 bis 70 Gew.-% mehr bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 50 Gew.-% des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Titano-(Silico)-Alumo-Phosphats bezogen auf die reinen Anteile, nämlich Titan, Aluminium, Silicium, Phosphor und Sauerstoff. Das erfindungsgemäße Washcoat kann zusätzlich zu den oben genannten Komponenten der Zusammensetzung ein Lösungsmittel enthalten. Das Bindemittel der Zusammensetzung dient dazu, bei Auftragen auf einen Trägerkörper das Molekularsieb zu binden. Das Lösungsmittel dient dazu, dass sowohl das Molekularsieb als auch das Bindemittel in auftragbarer Form auf den Katalysatorträger aufgebracht werden kann. If the molecular sieve is present on a carrier body in the form of a coating, the said composition is preferably processed to form a washcoat which is suitable for coating carrier bodies in order to produce the coated carrier body. Such a washcoat preferably comprises from 5 to 70% by weight, more preferably from 10 to 50% by weight, particularly preferably from 15 to 50% by weight, of the titano- (silico) -alumino-phosphate used in the process according to the invention, based on the pure fractions namely titanium, aluminum, silicon, phosphorus and oxygen. The washcoat according to the invention may contain a solvent in addition to the above-mentioned components of the composition. The binder of the composition serves to bind the molecular sieve when applied to a carrier body. The solvent serves to enable both the molecular sieve and the binder to be applied in a coatable form to the catalyst support.
Im erfindungsgemäßen Verfahren befinden sich die das Molekularsieb umfassenden Trägerkörper vorzugsweise in einem Reaktorbett, welches ein Fließ- oder Festbett sein kann, (als Schüttgut) eines Katalysatorbauteils, durch das die gasförmige oder flüssige Heteroatom-haltige Kohlenwasserstoffverbindung (Ausgangsverbindung) geleitet wird. Hierbei wird die Ausgangsverbindung vorzugsweise bei einer Raumgeschwindigkeit im Bereich von 0,01 h–1 bis 600 h–1 durch ein Reaktorbett geleitet. Die Raumgeschwindigkeit ergibt sich aus dem Quotienten des Volumenstroms (m3/h) der Ausgangsverbindung zu dem Volumen des Reaktorbetts (m3).In the process according to the invention, the carrier body comprising the molecular sieve is preferably present in a reactor bed, which may be a fluid or fixed bed (as bulk material) of a catalyst component through which the gaseous or liquid heteroatom-containing hydrocarbon compound (starting compound) is passed. Here, the starting compound is preferably passed through a reactor bed at a space velocity in the range of 0.01 h -1 to 600 h -1 . The space velocity results from the quotient of the volume flow (m 3 / h) of the starting compound to the volume of the reactor bed (m 3 ).
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Katalysators umfassend ein Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat bei der Umsetzung einer Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung zu einer ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindung.The present invention also relates to the use of a catalyst comprising a titano- (silico) -alumino-phosphate in the reaction of a heteroatom-containing hydrocarbon compound to an unsaturated hydrocarbon compound.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Titano-(Silico)-Alumo-Phosphats zur Herstellung eines Katalysators für die Umsetzung einer Heteroatom-enthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung zu einer ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindung.The present invention also relates to the use of a titano- (silico) -alumino-phosphate for the preparation of a catalyst for the reaction of a heteroatom-containing hydrocarbon compound into an unsaturated hydrocarbon compound.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen sogenannten Reduktiven-Eliminations-Katalysator umfassend ein Titano-(Silico)-Alumo-Phosphat. Unter einem Reduktiven-Eliminationskatalysator versteht man unter anderem in der vorliegenden Erfindung einen Katalysator wie vorstehend definiert, der in der Lage ist eine Heteroatom-haltige Kohlenwasserstoffverbindung unter Eliminierung beispielsweise von H2O, Alkyl-OH, H2S, Alkyl-SH, NH3 oder Alykl-NH2 zu einer ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindung zu reduzieren.The present invention also relates to a so-called reducing-elimination catalyst comprising a titano (silico) -alumino-phosphate. By a reducing-elimination catalyst is meant inter alia in the present invention a catalyst as defined above which is capable of a heteroatom-containing hydrocarbon compound with elimination of, for example, H 2 O, alkyl-OH, H 2 S, alkyl-SH, NH 3 or Alykl-NH 2 to reduce an unsaturated hydrocarbon compound.
Alle im erfindungsgemäßen Verfahren genannten Merkmale des Molekularsiebs gelten auch für die erfindungsgemäßen Verwendungen.All of the features of the molecular sieve mentioned in the method according to the invention also apply to the uses according to the invention.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele nicht einschränkend veranschaulicht werden: The present invention will now be illustrated by the following nonlimiting examples:
Beispiele:Examples:
Beispiel 1:Example 1:
100,15 Gewichtsteile entionisiertes Wasser und 88,6 Gewichtsteile Hydrargillit (Aluminiumhydroxid SH10, von Aluminium Oxid Stade GmbH, Deutschland erhältlich) wurden gemischt. Dem erhaltenen Gemisch wurden 132,03 Gewichtsteile Phosphorsäure (85%ig) und 240,9 Gewichtsteile TEAOH (35% in Wasser) und dann 33,5 Gewichtsteile Silicasol (Köstrosol 1030, 30% Siliziumdioxid, erhältlich von CWK Chemiewerk Bad Köstriz, Deutschland) und 4,87 Gewichtsteile Silizium dotiertes Titandioxid (TiO2 545 S, Evonik, Deutschland) zugesetzt, so dass ein Synthesegelgemisch mit der folgenden molaren Zusammensetzung erhalten wurde:
Das Synthesegelgemisch mit der vorstehenden Zusammensetzung wurde in einen 0,5 l Edelstahlautoklaven der Firma Juchheim GmbH überführt. Der Autoklav wurde gerührt und auf 180°C aufgeheizt, wobei diese Temperatur 68 Stunden gehalten wurde. Nach dem Abkühlen wurde das erhaltene Produkt abfiltriert, mit entionisiertem Wasser gewaschen und im Ofen bei 100°C getrocknet. Ein Röntgendiffraktogramm des erhaltenen Produkts zeigte, dass es sich bei dem Produkt um reinen TiAPSO-34 handelte. Die Elementaranalyse ergab eine Zusammensetzung von 1,5 Ti, 2,8 Si, 18,4 Al und 17,5 P, was einer Stochiometrie von Ti0,023Si0,073Al0,494P0,410 entspricht. Gemäß einer SEM(Rasterelektronenmikroskop)-Analyse des Produkts lag dessen Kristallgröße im Bereich von 0,5 bis 2 um. Anschließend wurde das erhaltene Produkt bei 550°C für 1 h kalziniert.The synthesis gel mixture having the above composition was transferred to a 0.5 liter stainless steel autoclave made by Juchheim GmbH. The autoclave was stirred and heated to 180 ° C, this temperature being maintained for 68 hours. After cooling, the product obtained was filtered off, washed with deionized water and dried in an oven at 100 ° C. An X-ray diffractogram of the resulting product showed that the product was pure TiAPSO-34. The elemental analysis showed a composition of 1.5 Ti, 2.8 Si, 18.4 Al and 17.5 P, which corresponds to a stoichiometry of Ti 0.023 Si 0.073 Al 0.494 P 0.410 . According to an SEM (Scanning Electron Microscope) analysis of the product, its crystal size was in the range of 0.5 to 2 μm. Subsequently, the obtained product was calcined at 550 ° C for 1 hour.
Beispiel 2: Example 2:
Für den katalytischen Test wurden 10 mg der Probe aus Beispiel 1 genommen und in einem Festbett-Mikroreaktor einem Oxygenateto-Olefine-Prozess unterzogen. Dazu wurde Methanol als Ausgangsprodukt gewählt, um hauptsächlich olefinhaltige, kohlenstoffbasierende Produkte zu erhalten. Methanol wurde unverdünnt mit einem Dampfdruck von 2,5 bar mit einer Raumgeschwindigkeit pro Stunde von 100 h–1 durch einen Edelstahlreaktor bei 450°C geleitet. Bevor Methanol zugegeben wurde, erfolgte eine Aktivierung der Katalysatorprobe bei 550°C für 30 Minuten im Stickstoffstrom. Der Produktstrom wurde online mittels eines Gaschromatographen, der mit einem FID-Detektor ausgestattet war, analysiert. Die Ergebnisse der Analyse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1 For the catalytic test, 10 mg of the sample of Example 1 were taken and subjected to an oxygenateto-olefin process in a fixed-bed microreactor. For this purpose, methanol was chosen as the starting material to obtain mainly olefin-containing, carbon-based products. Methanol was passed undiluted at a vapor pressure of 2.5 bar at a space velocity per hour of 100 h -1 through a stainless steel reactor at 450 ° C. Before methanol was added, the catalyst sample was activated at 550 ° C for 30 minutes in a stream of nitrogen. The product stream was analyzed online by means of a gas chromatograph equipped with an FID detector. The results of the analysis are summarized in Table 1. Table 1
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