MXPA01011829A - Macro-estructuras que contienen metal de oxido inorganico poroso, su preparacion y uso. - Google Patents

Abstract

Se provee un catalizador que contiene macro-estructuras porosas constituidas por: (a) una red tridimensional de particulas de material inorganico poroso; y (b) al menos un metal. Las particulas de la al menos una macro-estructura ocupan menos de 75% del volumen total de la al menos una macro-estructura y son unidas juntas para formar una red tridimensional interconectada. La red tridimensional interconectada habitualmente estara constituida por poros que tienen diametros mayores de alrededor de 20 Angstroms. Las macro-estructuras pueden ser hechas formando una mezcla que contiene un intercambiador de iones organico, poroso y una mezcla de sintesis capaz de formar el material inorganico poroso y el al menos un metal; convirtiendo la mezcla de sintesis en el material inorganico poroso; y removiendo el intercambiador de iones organico, poroso del material organico. Las macro-estructuras que contienen metal encuentran aplicacion en conversion de hidrocarburos y en la reduccion de emisiones.

Description

MACRO-ESTRUCTURAS QUE CONTIENEN METAL DE ÓXIDO INORGÁNICO POROSO. SU PREPARACIÓN Y USO Campo de la Invención Esta invención se refiere a macro-estructuras que contienen metal de óxido inorgánico poroso, métodos de preparar las macro-estructura's que contienen metal, y el uso de las macro-estructuras que contienen metal . Antecedentes de la Invención Tanto el material inorgánico meso-poroso como el material inorgánico micro-poroso se caracterizan por un área superficial específica grande en poros y son usados en un gran número de aplicaciones de importancia comercial considerable. En la mayoría de estas aplicaciones, el hecho de que la interfaz de fase entre los materiales porosos sólidos y el medio (líquido o gas) en el cual se usan es grande puede ser muy importante. Por ejemplo, estos materiales inorgánicos porosos son frecuentemente usados como catalizadores y soportes de catalizador en procesos de conversión de hidrocarburos. También, estos materiales inorgánicos porosos son frecuentemente usados como adsorbentes para la adsorción selectiva en la fase de gas o de líquido o la separación selectiva de compuestos iónicos. Como se usan en la presente, los términos "materiales inorgánicos porosos" y "materiales porosos" incluyen material inorgánico meso-poroso sólido, material inorgánico micro-poroso sólido, y sus mezclas. Aunque una interfaz de fase grande es frecuentemente un requerimiento fundamental para uso de materiales porosos en diferentes aplicaciones, un número de requerimientos adicionales relacionados con el área particular de aplicación se imponen a estos materiales. Por ejemplo, la interfaz de fase grande disponible en los poros del material inorgánico poroso debe ser accesible y utilizable. En muchas aplicaciones, el tamaño y forma de las macro-estructuras conteniendo el material inorgánico poroso y el grado de variación de estas propiedades puede ser de importancia decisiva. Durante el uso, el tamaño y forma de las macro-estructuras puede influenciar propiedades como el transporte de masa dentro de las estructuras, la caída de presión sobre un lecho de partículas de este material, y la fuerza mecánica y térmica del material. Técnicas que permiten la producción de un material con área superficial específica incrementada, estructura de poros (distribución de tamaño de poro/tamaño de poro) , composición química, fuerza mecánica y térmica, así como tamaño y forma incrementados y uniformes, son consecuentemente requeridas para diseñar macro-estructuras inorgánicas porosas para diferentes aplicaciones. Los materiales inorgánicos meso-porosos incluyen materiales de óxido de metal amorfos (no cristalinos) que tienen estructura meso-porosa y opcionalmente parcialmente micro-porosa. El tamaño de poro del material inorgánico meso-poroso está usualmente en el rango de desde alrededor de 20 a alrededor de 500 Á. Los materiales inorgánicos micro-porosos incluyen tamices moleculares cristalinos. El tamaño de poro de los tamices moleculares micro-porosos cristalinos está usualmente en el rango de desde alrededor de 2 a alrededor de Á. Los tamices moleculares micro-porosos cristalinos, tanto naturales como sintéticos, tales como zeolitas, han demostrado tener propiedades catalíticas para varios tipos de procesos de conversión de hidrocarburos. Adicionalmente, los tamices moleculares micro-porosos cristalinos han sido usados como adsorbentes y transportes de catalizador para varios tipos de proceso de conversión de hidrocarburos, y otras aplicaciones. Estos tamices moleculares son material cristalino, ordenado, poroso, que tiene una estructura cristalina definida como se determina por difracción de rayos X, dentro del cual hay un gran número de cavidades menores que pueden estar interconectadas por un número aún menor de canales o poros. Las dimensiones de estos canales o poros son tales que permitan la adsorción de moléculas con ciertas dimensiones mientras rechazan aquellas con dimensiones mayores. Los espacios intersticiales o canales formados por la red cristalina permiten que tamices moleculares se usen como tamices moleculares en proceso de separación y catalizadores y soportes de catalizador en una amplia variedad de procesos de conversión de hidrocarburos, y en muchos otros procesos comerciales.

. Los tamices moleculares pueden clasificarse en varios grupos por su composición química y su estructura. Un grupo de tamices moleculares es comúnmente referido como zeolitas. Las zeolitas son compuestas de una celosía de sílice y opcionalmente alúmina combinado con cationes intercambiables tales como iones de metal de tierra álcali o alcalino. Aunque el término "zeolitas" incluye materiales que contienen sílice y opcionalmente alúmina, las porciones de sílice y alúmina pueden reemplazarse en su totalidad o en parte con otros óxidos. Por ejemplo, óxido de germanio, óxido de titanio, óxido de estaño, óxido fosforoso, y sus mezclas pueden reemplazar la porción de sílice. El óxido de boro, óxido de hiero, óxido de titanio, óxido de galio, óxido de indio, y sus mezclas pueden reemplazar la porción de alúmina. De manera acorde, los términos "zeolita", "zeolitas" y "material de zeolita" , como se usan en la presente, significarán tamices moleculares micro-porosos cristalinos que incluyen tamices moleculares que contienen silicio y, opcionalmente, átomos de aluminio en la estructura de celosía cristalina de ellos, tamices moleculares que contienen átomos de reemplazo adecuados para tales tamices moleculares con base en silicio y aluminio y ALPO que contienen unidades tetraédricas de esqueleto de alúmina (A102) y óxido fosforoso (P02) y, opcionalmente, sílice (Si02) . Ejemplos de tamices moleculares con base en ALPO incluyen SAPO, ALPO, MeAPO, MeAPSO, ELAPO, y ELAPSO. El término "zeolita de aluminosilicato" , como se usa en la presente, significará zeolitas que consisten esencialmente de átomos de silicio y aluminio en la estructura de celosía cristalina de ellas. Previo a usar el material inorgánico poroso, especialmente tamices moleculares micro-porosos cristalinos tales como zeolitas, en conversión de hidrocarburos, el material usualmente se forma en estructuras, por ejemplo, agregados, tales como pastillas, esferas, tabletas, pildoras, o extrudidos. Por ejemplo, aunque los cristales de zeolita tienen buenas propiedades de adsorción, sus aplicaciones prácticas son muy limitadas porque es difícil operar lechos fijos con polvos de zeolita. Por lo tanto, previo a usar los cristales de zeolita en procesos comerciales, la fuerza mecánica se confiere convencionalmente en los cristales de zeolita formando un agregado de zeolita tal como una pastilla, esfera, o extrudido que usualmente es una dimensión mayor a 0.01 mm. El extrudido puede formarse extrudiendo los cristales de zeolita en la presencia de un aglutinante no zeolítico y secando y calcinando el extrudido resultante. Los materiales aglutinantes usados son resistentes a las temperaturas y otras condiciones, por ejemplo, atrición mecánica, que ocurre en varios proceso de conversión de hidrocarburos . Es generalmente necesario que la zeolita sea resistente a atrición mecánica, esto es, la formación de finos que son partículas pequeñas, por ejemplo, partículas que tienen un tamaño menor que 20 mieras. Ejemplos de aglutinantes adecuados incluyen materiales amorfos tales como alúmina, sílice, titania, y varios tipos de arcillas.

Los agregados también pueden formarse sin aglutinante amorfo comprimiendo los cristales juntos en una forma tal que se vuelvan aglutinados físicamente por sí mismos. Aunque tales agregados de zeolitas aglutinadas tienen mucho mejor fuerza mecánica que el polvo de zeolita, cuando la zeolita aglutinada se usa en un proceso de conversión catalítica, el desempeño del catalizador, por ejemplo, actividad, selectividad, mantenimiento de la actividad, o sus combinaciones de ellas, puede reducirse por el aglutinante amorfo. Por ejemplo, dado que el aglutinante está presente típicamente en cantidades de hasta alrededor de 60% en peso del catalizador unido, el aglutinante amorfo diluye las propiedades de adsorción del agregado. Adicionalmente , dado que la zeolita aglutinada se prepara extrudiendo o de otra manera formando la zeolita con el aglutinante amorfo y subsecuentemente secando y calcinando el extrudi-do, el aglutinante amorfo puede penetrar los poros de la zeolita o de otra manera bloquear el acceso a los poros de la zeolita, o retrasar la tasa de transferencia de masa a y desde los poros de la zeolita lo que puede reducir la efectividad de la zeolita cuando se usa en procesos de conversión de hidrocarburos y otras aplicaciones. Mas aún, cuando la zeolita aglutinada se usa en procesos de conversión catalítica, el aglutinante amorfo puede afectar las reacciones químicas que toman lugar dentro de la zeolita y también pueden ellos mismos catalizar reacciones no deseables que pueden resultar en la formación de productos no deseables . Es en ocasiones deseable que los catalizadores usados para conversión de hidrocarburos incluyan uno o mas metales. Por ejemplo, ciertos procesos de conversión de hidrocarburos que implican reacciones de deshidrogenación y deshidrociclización requieren que el catalizador sea efectivo para reacciones catalizadas con metal. A fin de que el catalizador sea efectivo para las reacciones catalizadas con metal, al menos un metal catalíticamente activo está incluido habitualmente en el catalizador. El metal catalíticamente activo está de preferencia disperso uniformemente o la actividad, la selectividad y/o la conservación de actividad pueden verse afectadas negativamente. Asimismo, para reacciones de conversión de hidrocarburos selectivas a la forma, tales como reacciones de desproporciona-miento de aromáticos, alquilación o trans-alquilación, es deseable reducir las reacciones que están teniendo lugar en los sitios superficiales de un catalizador de zeolita. Una técnica para reducir esas reacciones es la de revestir los sitios activos en la superficie con un compuesto de metal efectivo para reducir la acidez, incluyendo óxidos de metal tales como óxido de bario. Es deseable que la superficie exterior del soporte presente en convertidores catalíticos, que son usados para la reducción de emisiones en una corriente gaseosa de un proceso de combustión, tal como la corriente de escape de un motor de combustión interna, contenga al menos un metal que esté disperso sobre la superficie exterior del soporte para reducir la cantidad de emisiones en la corriente de escape. Compendio de la Invención En una forma de realización, la presente invención está dirigida a un catalizador que contiene al menos una macro-estructura porosa compuesta por: (a) una red tridimensional de partículas de material inorgánico poroso; y (b) al menos un metal. Las partículas de la al menos una macro-estructura ocupan menos del 75% del volumen total de la al menos una macro-estructura y están unidas para formar una red tridimensional interconectada compuesta por poros y al menos algunos de los poros habitualmente tendrán diámetros mayores de alrededor de 20Á. En otra forma de realización, la presente invención está dirigida a un proceso para preparar el catalizador que contiene la al menos una macro-estructura, compuesta por: (a) la red tridimensional de partículas de material inorgánico poroso; y (b) el al menos un metal . El proceso es llevado a cabo mediante: (i) formar una mezcla que comprende un intercambiador de iones orgánico, poroso y una mezcla de síntesis capaz de formar el material inorgánico poroso; (ii) convertir la mezcla de síntesis en el material inorgánico poroso; y (iii) remover el intercambiador iónico orgánico poroso. En esta forma de realización, el al menos un metal está presente en el intercambiador iónico orgánico poroso antes de formar la mezcla de síntesis del paso (i) , o el al menos un metal es añadido a la mezcla del paso (i) durante la preparación, después de la formación, o ambas, de dicha mezcla, o se añade durante la conversión del paso (ii) , o se añade a dicha al menos una macro-estructura antes de la remoción en el paso (iii) del intercambiador iónico orgánico poroso y después de la formación en el paso (ii) del material inorgánico poroso, o se añade a dicha al menos una macro-estructura después de la remoción en el paso (iii) del intercambiador iónico orgánico poroso, o sus combinaciones. En una forma de realización adicional, la presente invención está dirigida a la conversión de compuestos orgánicos poniendo en contacto los compuestos orgánicos bajo condiciones de conversión con el catalizador compuesto por: (a) la al menos una macro-estructura compuesta por la red tridimensional de partículas de material inorgánico poroso; y (b) el al menos un metal. En una forma de realización adicional, la presente invención está dirigida a la conversión de compuestos orgánicos poniendo en contacto los compuestos orgánicos bajo condiciones de conversión con el catalizador compuesto por: (a) la al menos una macro-estructura compuesta por la red tridimensional de partículas de material inorgánico poroso; y (b) el al menos un metal. En una forma de realización adicional, la presente invención está dirigida a un proceso para reducir emisiones de hidrocarburos, monóxido de carbono y, particularmente, óxidos de nitrógeno, tales como aquéllos contenidos en una corriente gaseosa, tal como una corriente gaseosa de un sistema de escape de un motor de combustión interna. El proceso es llevado a cabo poniendo en contacto la corriente gaseosa del sistema de escape con el catalizador que contiene la al menos una macro- estructura compuesta por: (a) la red tridimensional de partículas de material inorgánico poroso; y (b) el al menos un metal. Descripción Detallada de la Invención El término "macro-estructuras" significa estructuras con un tamaño que excede 0.01 mm en al menos una dimensión, preferentemente 0.1 mm y, mas preferentemente, 1.0 mm. La forma de las macro-estructuras puede ser esférica, cilindrica, de pildora, de pastilla, de fibra, o de lámina delgada aplicada a diferentes formas de substratos y otros compuestos, en los cuales el material poroso se combina con otros tipos de material. El término "tamaño de partícula promedio" como se usa en la presente, significa el promedio aritmético de la distribución de diámetro de las partículas en una base de volumen. Los procedimientos para determinar el volumen de las partículas son conocidos para los técnicos en la materia. Por ejemplo, el volumen de las partículas puede calcularse de mediciones de tamaño de partícula SEM tomando en cuenta la geometría de las partículas. El término "partículas" significa los bloques de construcción fundamentales del material de la macro-estructura . En el caso de tamices moleculares cristalinos, partículas se refiere a cristales. En el caso de otros materiales porosos, partículas se refiere a los bloques de construcción fundamentales de estos materiales. Como se usa en la presente, el término "metal" se refiere a un metal que: (a) está presente sobre la superficie interna de la macro-estructura o la superficie externa de la macro-estructura, o ambas y (b) afecta las propiedades catalíticas de las partículas de la macro-estructura o afecta las propiedades de adsorción de las partículas de la macro-estructura, o ambas. El término "metal" no engloba metales de los que está constituido el material inorgánico poroso. Por ejemplo, en el caso de tamices moleculares micro-porosos, cristalinos, el término "metal" no engloba ningún metal en el armazón del tamiz molecular cristalino. La macro-estructura comprenderá al menos un metal, será porosa y habitualmente comprenderá una red tridimensional (en ocasiones referida como una matriz) de partículas de óxido inorgánico poroso. Las macro-estructuras pueden ser auto-sostenibles y están auto- ligadas . Habitualmente, las partículas ocuparán menos de 75% del volumen total de las macro-estructuras y pueden ocupar menos de 50% del volumen total de la macro-estructura. La expresión "volumen total", como se usa en la presente, significa el volumen desplazado por el material de la macro-estructura si todos los poros dentro de la macro-estructura estuvieran llenos con material no poroso. Habitualmente, las partículas tendrán un tamaño de partícula promedio de menos de 2 mieras, y preferentemente menor que 500 nm. Mas preferentemente, las partículas tendrán un tamaño de partícula promedio de menos de 200 nm, por ejemplo, 100 nm. Las partículas de la macro-estructura se unirán juntas para formar una red interconectada tridimensional compuesta de poros teniendo diámetros mayores que alrededor de 20 Á. La red puede ser meso-porosa, macro-porosa, o ambas. Una red macro-porosa tiene poros mayores que 500 Á. Por ejemplo, con respecto a macro-estructuras compuestas de tamiz molecular, donde el tamiz molecular tiene micro-poros internos de menos de 20 Á en diámetro, la porosidad de red es externa a las partículas. La porosidad de la red puede no ser uniforme. Por ejemplo, la macro-estructura puede ser combinaciones de meso-porosa, macro-porosa, y hueca. Usualmente, las partículas se unen juntas por medios otros que el aglutinamiento físico de las partículas. En la mayoría de los casos, las partículas se unen juntas como un resultado de la síntesis de la macro-estructura. Debido a su alta porosidad, la macro-estructura usualmente tendrá una densidad de menos de 0.50 g/cc y en algunos casos, la densidad será menor que 0.30 g/cc. Los procedimientos para determinar la densidad, meso-porosidad, micro-porosidad, y distribución de tamaño de partícula de la macro-estructura son conocidos para los técnicos en la materia. Ejemplos de tales procedimientos se describen en Handbook of Heterogeneous Catalyst por G. Ertl, H. Knozinger, y J. Weitkamp (1997) .

Los materiales inorgánicos porosos que encuentran aplicación en el proceso de la presente invención incluyen tamices moleculares cristalinos (zeolitas) y materiales meso-porosos . Ejemplos de materiales meso-porosos que encuentran uso particular incluyen materiales amorfos tales como sílice amorfa, alúmina amorfa, aluminosilicatos amorfos y tamices moleculares meso-porosos tales como MC -41 y C -48. Para algunas aplicaciones, es preferible que el tamaño de poro del material inorgánico meso-poroso esté en el rango de desde alrededor de 20 a alrededor de 200 Á. Los tamices moleculares cristalinos que encuentran aplicación incluyen cualquiera de los tamices moleculares naturales o sintéticos. Ejemplo de estos tamices moleculares incluyen tamices moleculares de poro grande, tamices moleculares de tamaño de poro intermedio, y tamices moleculares de poro pequeño. Estos tamices moleculares y sus isótopos se describen en "Atlas of Zeolite Structure Types" , eds . W. H. Meier, D. H. Olson y Ch. Baerlocher, Elsevier, Cuarta Edición, 1996. Un tamiz molecular de poro grande generalmente tiene un tamaño de por de al menos alrededor de 7 Á e incluye zeolitas de tipo de estructura LTL, VFI, MAZ, MEI , FAU, EMT, OFF, *BEA, BOG, y MOR (nomenclatura de zeolitas de la Comisión IUPAC) . Ejemplos de tamices moleculares de poro grande incluyen mazzita, offretita, zeolita L, VPI-5, zeolita Y, zeolita X, omega, beta, ZSM-3, ZSM-4, ZSM-18, ZSM-20, MCM-9, SAPO- 37, y ETS-10, ETAS-10, ETGS-10, y AM-6.

Un tamiz molecular de tamaño de poro intermedio generalmente tienen un tamaño de poro de desde alrededor de 5 a alrededor de 7 Á e incluye, por ejemplo, zeolitas de tipo de estructura MFI , MEL, MTW, EUO, MTT, FS, AEL, AFO, HEU, FER, y TON (nomenclatura de zeolitas de la Comisión IUPAC) . Ejemplos de tamices moleculares de tamaño de poro intermedio incluyen ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-34, ZSM-35, ZSM-38, ZSM-48, ZSM-50, ZSM-57, CM-22, MCM-36, MCM-49, MCM-56, MCM-68, silicalita 1, y silicali-ta 2. Un tamiz molecular de tamaño de poro pequeño tiene un tamaño de poro de desde alrededor de 3 a alrededor de 5.0 Á e incluye, por ejemplo, zeolitas de tipo de estructura CHA, ERI , KFI, LEV y LTA (nomenclatura de zeolitas de la Comisión IUPAC) . Ejemplos de tamices moleculares de poro pequeño incluyen ZK-4, ZSM-2, SAPO-34, SAPO-35, ZK-14, SAPO-42, ZK-21, ZK-22, ZK-5, ZK-20, zeolita A, hidroxisodalita, erionita, chabazita, zeolita T, gmelinita, ALPO-17, y clinoptilolita . El tipo de estructura de los tamices moleculares y/o su composición dependerá de su uso. Las macro-estructuras compuestas de tamices moleculares no requieren la presencia de cantidades significativas de materiales aglutinantes amorfos para aglutinar los cristales de tamices moleculares. Así, las macro-estructuras compuestas de cristales de tamices moleculares pueden contener menos del 10% por peso de material aglutinante amorfo en el peso de las macro-estructuras. Para muchas aplicaciones, estas macro-estructuras contendrán cantidades menores de aglutinante amorfo, por ejemplo, 5% por peso y aun menos, por ejemplo, las macro-estructuras pueden estar sustancialmente libres de aglutinante de no zeolítico. Las zeolitas pueden incluir silicatos, metalosilicatos tales como aluminosilicatos y galosilicatos , y tamices moleculares con base en ALPO tales como aluminofosfatos (ALPO) , silicoa-luminofostafos (SAPO) , metalo-aluminofosfatos ( eAPO) , y metalo-aluminofosfosilicatos (MeAPSO) . Cuando la zeolita es un metalosilicato cristalino, la fórmula química del metalosilicato cristalino anhidro puede expresarse en términos de moles como se representa por la fórmula: M2/n 0 :W203 :ZSi02, donde M se selecciona del grupo que consiste de protones, por ejemplo, hidrógeno, precursores de protones, cationes monovalentes, divalentes, y trivalentes, y sus mezclas; n es la valencia del catión y Z es un número de al menos 2, preferentemente de al menos 3, dicho valor siendo dependiente del tipo particular de tamiz molecular, y W es un metal en la estructura de esqueleto aniónica del tamiz molecular tal como aluminio, galio, boro, o hierro. Cuando la zeolita tiene un tamaño de poro intermedio, la zeolita preferentemente comprende una composición que tiene la siguiente relación molar: X203 : (n) Y02, donde X es un elemento trivalente, tal como aluminio, galio, titanio, hierro, y/o boro, Y es un elemento tetravalente tal como silicio, estaño, y/o germanio; y n tiene un valor mayor que 10, usualmente 20 o mayor, mas usualmente de 50 a 2,000, dicho valor siendo dependiente del tipo particular de zeolita y el elemento trivalente presente en la zeolita. Como es conocido por los técnicos en la materia, la acidez de una zeolita puede reducirse usando muchas técnicas tales como la des-aluminización y la vaporización. Adicionalmen-te, la acidez de una zeolita es dependiente de la forma de la zeolita, la forma de hidrógeno teniendo la acidez mas alta y otras formas de zeolita tales como la forma de sodio teniendo menor acidez que la forma acida. De manera acorde, las tasas molares de sílice a alúmina y sílice a galia divulgadas en la presente deberán incluir no sólo zeolitas que tienen las tasas molares divulgadas, pero también deberán incluir zeolitas sin las tasas molares divulgadas pero teniendo actividad catalítica equivalente . Cuando la zeolita es una zeolita de tamaño de poro intermedio de galosilicato, la zeolita preferentemente comprende una composición que tiene la siguiente relación molar: Ga203 :ySi02 donde y es mayor que alrededor de 20, típicamente de 20 a 200. El armazón de la zeolita puede contener sólo átomos de galio y silicio o puede también contener una combinación de galio, aluminio, y silicio. Cuando la zeolita es una zeolita de aluminosilicato, la relación molar de sílice a alúmina usualmente dependerá del tipo de estructura de la zeolita y el proceso de hidrocarburos particular en el cual el sistema de catalizador se utiliza y es por lo tanto no limitada a cualquier relación particular. Generalmente, sin embargo, y dependiendo del tipo de estructura de la zeolita, la zeolita tendrá una relación molar de sílice a alúmina de al menos 2:1 y en algunos casos de 4:1 a alrededor de 7:1. Para varias zeolitas, especialmente las zeolitas de tamaño de poro intermedio, la relación molar de sílice a alúmina estará en el rango de desde alrededor de 10:1 a alrededor de 1,000:1 o aún mayor donde la zeolita contiene no mas de cantidades de trazas de alúmina. Por ejemplo, la zeolita puede ser un silicato, por ejemplo, un tipo MFI substancialmente libre de alúmina, o silicalita 2, un tipo MEL substancialmente libre de alúmina. Cuando el catalizador se utiliza en reacciones catalizadas en ácido tales como la desintegración, la elaboración de para-xileno y benceno por desproporcionamiento de tolueno, la alquilación de benceno o similares, la zeolita será ácida y preferentemente, cuando es una zeolita de tamaño de poro intermedio, tendrá unas relaciones molares de sílice a alúmina mayores, por ejemplo, 20:1 a alrededor de 200:1. Las macro-estructuras contendrán al menos un metal . Tales metales son conocidos por los técnicos en la materia e incluyen metales de los grupos IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB, IVB, VB , VIB, y VIIB de la Tabla Periódica de los Elementos. El metal o metales en la macro-estructura pueden estar presentes en el estado elemental (es decir, valencia cero) o en alguna otra forma tal como un óxido, sulfuro, haluro, carboxilato, o similar. En una forma de realización preferida, las macro-estructuras contendrán al menos un metal de hidrogenación/des-hidrogenación y se usarán en un proceso de conversión o combinaciones de procesos que empleen metal de hidrogenación/deshidro-genación. Ejemplos de tales procesos incluyen hidrogenación, deshidrogenación, hidro-desintegración, deshidrociclización, isomerización, desintegración, desparafinación, reformación, conversión de alquilaromáticos , oxidación, conversión de gas de síntesis, hidroformilación, dimerización, polimerización y conversión de alcoholes. Ejemplos de metales adecuados para hidrogenación/des-hidrogenación incluyen metales del grupo VIII (es decir, Pt , Pd, Ir, Rh, Os, Ru, Ni, Co y Fe), metales del grupo IVA (es decir, Sn y Pb) , metales del grupo VA (es decir, SB y Bi) , y metales del grupo VIIB (es decir, Mn, Te y Re) . Los metales nobles (es decir, Pt , Pd, Ir, Rh, Os y Ru) son en ocasiones preferidos. La referencia a metal o metales está destinada a englobar tal metal o metales en el estado elemental (es decir, valencia cero) o en alguna otra forma catalíticamente activa tal como un óxido, sulfuro, haluro, carboxilato, y similares. En otra forma de realización preferida, los sitios superficiales activos de los cristales de zeolita en la macro-estructura contendrán al menos un metal o compuesto de metal que sea efectivo para reducir reacciones indeseables y se usarán para reacciones de conversión de hidrocarburos selectivas a la forma. Ejemplos de tales reacciones incluyen reacciones de desproporcio-namiento de aromáticos (desproporcionamiento de tolueno) , alquilación, y trans-alquilación. El metal o los compuestos de metal efectivos para reducir acidez superficial sobre la superficie de los cristales de zeolita incluyen elementos de metal alcalino del grupo IA (Li, Na, K, Rb, y Cs) , metales alcalino térreos (Ca, Ba y Hg) , metales del grupo IB (Cu, Ag y Au) , metales del grupo IIB (Zn, Cd y Au) , metales del grupo IIIA (Se, Y, y los elementos de tierras raras [La, Ce, Pr, Nd, Pm, y Sm, y el grupo yttrio] ) , metales del grupo IIIB (Al, Ga, In, y Ti), metales del grupo IVB (V, Nb, y Ta), Be, Mg, Sb, Si, B, metales del grupo VIB (Cr, o, y W) , metales del grupo VIIA (Mn y Re) . La referencia al metal o metales está destinada a englobar tal metal o metales en el estado elemental (es decir, valencia cero) o en alguna otra forma efectiva para reducir los sitios superficiales activos, tales como óxidos, sulfuros, acetatos, cloruros, fluoruros, y nitratos. En otra forma de realización preferida, las macro-estructuras que contienen metal contendrán al menos un metal efectivo para oxidación parcial de hidrocarburos. Los metales preferidos incluyen uno o mas metales nobles, níquel, vanadio, cobalto, cromo, y hierro, v.gr. , pentóxido de vanadio, óxido férrico, y óxido ferroso. Las macro-estructuras que contienen metal serán usadas para la oxidación parcial de hidrocarburos con oxidantes, v.gr., oxígeno, aire, peróxido de hidrógeno, peróxido de t-butil hidrógeno, para formar productos de hidrocarburos oxidados, tales como alcohol, cetona, ácido carboxílico, en reacción en fase gaseosa o reacción en fase líquida. En otra forma de realización preferida, las macro-estructuras que contienen metal contendrán al menos un metal efectivo para reducir emisiones de escape tales como uno o mas metales nobles, níquel, y óxidos de metal tales como pentóxido de vanadio, y serán usadas para reducir emisiones indeseables de una corriente gaseosa tal como la corriente gaseosa de un motor de combustión interna. La cantidad de metal presente en el catalizador de macro-estructura será una cantidad efectiva que variará dependiendo del uso. La cantidad será generalmente de alrededor de 0.001 a alrededor de 10% en peso y, de preferencia, 0.05 a 5.0% en peso. También variará la cantidad con la naturaleza del metal y si el metal es para deshidrogenación/hidrogenación, para reducir la acidez superficial, o algún otro propósito. Por ejemplo, al reducir emisiones de escape, puede en ocasiones ser deseable usar altos niveles de metal. Al preparar las macro-estructuras que contienen metal, el metal estará habitualmente incluido en el intercambiador iónico orgánico poroso antes de formar la mezcla con la mezcla de síntesis capaz de formar el material inorgánico poroso. El metal puede ser incluido con el intercambiador iónico orgánico poroso usando técnicas tales como mezclado físico, humectación incipiente, adición en fase de vapor, e intercambio iónico. Otra técnica para incluir el metal implica co-extrudir el metal con el intercambiador iónico orgánico poroso. Las macro-estructuras que contienen metal preparadas por este método puede contener cantidades incrementadas de metal . Asimismo, las macro-estructuras que contienen metal puede ser hechas a la medida para el uso pretendido. Por ejemplo, un intercambiador iónico puede ser extrudido en el tamaño y la forma de un monolito de convertidor catalítico. Posteriormente, uno o mas metales, v.gr. , metales nobles, pueden entonces añadirse al intercambiador iónico tal como por medio de intercambio iónico. A continuación, puede formarse material amorfo o tamiz molecular en la resina. Finalmente, el intercambiador iónico puede ser removido por calcinación, dejando un monolito que contiene metales dispersos. Si se necesita resistencia adicional, el intercambiador iónico puede ser extrudido junto con fibras para formar el intercambiador iónico sobre un soporte de alta resistencia o pueden usarse soportes revestidos con resina. De preferencia, las macro-estructuras que contienen metal de material orgánico poroso son preparadas mediante los pasos siguientes: (a) añadir al menos un metal a un intercambiador iónico orgánico poroso. Si se desea, pueden añadirse grandes cantidades y después de la remoción del intercambiador iónico, altos niveles de metales dispersos permanecerán sobre la macro-estructura; (b) formar una mezcla que contiene el intercambiador iónico orgánico poroso y una mezcla de síntesis capaz de formar dicho material inorgánico poroso y que ocupa al menos una porción del espacio de poros del intercambiador iónico orgánico poroso; (c) convertir dicha mezcla de síntesis en los poros del intercambiador iónico orgánico poroso bajo condiciones hidrotér-micas para formar el material inorgánico poroso; y (d) remover dicho intercambiador iónico orgánico poroso . La composición de la mezcla de síntesis variará de acuerdo con el material inorgánico poroso de la macro-estructura. Por ejemplo, al hacer macro-estructuras de silicalita 1 o silicalita 2, la mezcla acuosa de síntesis contendrá una fuente de silicio, y habitualmente contendrá un agente director de estructura. Cuando se prepara una zeolita de aluminosilicato, la mezcla acuosa de síntesis contendrá fuentes de sílice y alúmina y habitualmente contendrá un agente director de estructura. Cuando el material inorgánico poroso por producirse es un tamiz molecular a base de ALPO, la mezcla acuosa de síntesis contendrá fuentes de aluminio y fósforo, opcionalmente silicio, y habitualmente contendrá un agente director de estructura.

El intercambiador iónico orgánico poroso puede ser removido usando técnicas conocidas por los técnicos en la materia. Ejemplos de tales técnicas incluyen procesos de oxidación tales como calcinación y remoción química, tal como mediante destrucción química o disolución química. Habitualmente la remoción del intercambiador iónico orgánico poroso dará como resultado macro-estructuras con el tamaño y la forma del intercambiador iónico orgánico empleado. El metal habitualmente estará ubicado sobre la superficie del óxido inorgánico poroso. Después de la remoción del intercambiador iónico, el metal puede ser sulfurado, oxidado, reducido, o tratado en forma similar. Asimismo, en algunos ejemplos, el metal puede ser tratado para convertirlo en un material diferente. Por ejemplo, si el metal es aluminio, la alúmina [óxido de aluminio] puede ser tratada en presencia de sílice, fosfato, o ambos, bajo condiciones adecuadas para convertirlo en un tamiz molecular micro-poroso cristalino. Si solamente está presente sílice sobre la superficie de la macro-estructura, el sílice puede ser tratado para convertirlo en tamiz molecular micro-poroso cristalino, después de la conversión la macro-estructura resultante puede tener un revestimiento que cubre al menos una porción de la superficie externa de la macro-estructura. La composición, el tipo de estructura, o ambas características del revestimiento pueden ser iguales o diferentes respecto del material inorgánico micro-poroso de la macro-estructura, v.gr., la macro-estructura puede estar constituida por cristales de tamiz molecular con una estructura de MFI, v.gr., ZSM-5, y el revestimiento puede ser silicalita 1 o silicalita 2. La conversión del revestimiento de sílice en silicalita 1 o silicalita 2 puede llevarse a cabo por envejecimiento de la macro-estructura a temperaturas elevadas en una solución iónica acuosa conteniendo una fuente de iones hidroxi suficientes para convertir el revestimiento de sílice en silicalita 1 o silicalita 2. Habitualmente , la solución iónica acuosa contendrá una plantilla. Para la elaboración de una zeolita con tipo de estructura MFI, especialmente, ZSM-5, o silicalita, v.gr., silicalita 1, la mezcla de síntesis es ventajosamente de una composición molar, calculada en términos de óxidos, dentro de los rangos siguientes: M20:Si02 0 a 0.7:1, preferentemente 0.016 a 0.350:1 Si02:Al203 12 a infinito :1 (TPA)20:Si02 0 a 0.2:1, preferentemente 0 a 0.075:1 H20:Si02 7 a 1000:1, preferentemente 9 a 300:1 donde TPA representa tetrapropilamonio y M es un metal álcali, preferentemente sodio o potasio, también Li, Cs y amonio. Otros agentes de plantilla pueden usarse en estas relaciones. Los intercambiadores iónicos orgánicos adecuados para preparar las macro-estructuras son materiales porosos orgánicos con una carga superficial y capacidad de intercambio de iones para aniones o cationes. Preferentemente, los intercambiadores iónicos orgánicos son basados en polímeros a los cuales en ocasiones se les refiere como resinas de intercambio de iones. Los intercambiadores iónicos basados en polímeros están disponibles comercialmente o pueden ser fácilmente preparados a partir de resinas que están disponibles comercialmente . Ejemplos de tales resinas incluyen resinas vendidas por Rohm and Haas Company bajo la marca registrada de Amberlyst y resinas vendidas por The Dow Chemical Company bajo la marca registrada Dowex. Estos intercambiadores cubren un amplio espectro de intercambiadores de cationes y aniones diferentes con capacidad de intercambio de iones, porosidad, tamaño de poro y tamaño de partícula variables. Los intercambiadores de iones con una capacidad de intercambio de aniones aparente, típicamente mayor que alrededor 1 meg/g de intercambiador de aniones seco, son de especial interés para la presente invención. Los intercambiadores iónicos orgánicos macro-reticulares son particularmente preferidos en la práctica de la presente invención. Por "macro-reticular" como el término es comúnmente usado en la materia de las resinas, se entiende generalmente que los poros, vacíos, o retículas están sustancial -mente dentro del rango de alrededor de 200 a alrededor de 2,000 Á. Las resinas macro-reticulares también son referidas como resinas macro-porosas. Un grupo preferido de intercambiadores de iones para uso en el proceso de la presente invención son resinas de intercambio de aniones que comprenden resinas poliméricas insolubles en agua que tienen unidas a ellas una pluralidad de sitios de intercambio de aniones activos. La resina generalmente contiene suficiente de tales grupos de intercambio de iones activos para impartir a ellos una concentración de sitios de intercambio de iones en el rango de desde alrededor de 0.5 a alrededor de 12 mEq/g de resina seca, típicamente mayor que 1 mEq/gramo, y en algunos casos, preferentemente de alrededor de 4 a alrededor de 5.5 mEq/gramo de resina seca. Las resinas de intercambio de aniones se caracterizan como ya sea resinas de intercambio de aniones de base fuerte o de base débil dependiendo de los sitios de intercambio de iones activos de la resina. Las resinas de intercambio de aniones de base fuerte consisten de polímeros que tienen aniones monovalentes móviles, tales como hidróxido y similares asociados por ejemplo con grupos funcionales arsonio, fosfonio o amonio cuaternarios enlazados covalentemente o grupos funcionales sulfonio terciarios. Estos grupos funcionales son conocidos como sitios activos y se distribuyen sobre la superficie de la partícula de resina. Las resinas de intercambio de aniones de base fuerte tienen la capacidad de someterse a intercambio de iones independientemente del pH del medio por virtud de su carácter iónico intrínseco. Las resinas de intercambio de aniones de base fuerte macro-reticulares en la forma de hidróxido son particularmente preferidas en la práctica de la presente invención .

La matriz de resina de resinas de intercambio de aniones de base débil contienen enlazado químicamente a ellas un grupo funcional no iónico, básico. Los grupos funcionales incluyen grupos de amina primaria, secundaria, o terciaria. Estos pueden ser grupos de aminas alifáticas, aromáticas, heterocícli-cas o de cicloalcano. Ellos también pueden ser grupos de diamina, triamina, o alcanoamina. Las aminas, por ejemplo, incluyen grupos alfa, alfa-dipiridilo, guanidino, y dicianodiamina . Otros grupos funcionales no iónicos, básicos, que contienen nitrógeno, incluyen grupos nitrilo, cianato, isocianato, tiocianato, isotiocianato, e isocianuro. Los grupos piridina también pueden ser empleados. Los intercambiadores de iones del tipo de base fuerte que contienen grupos de amonio cuaternario, han sido encontrados particularmente apropiados para uso en la presente invención. Los intercambiadores de iones disponibles comercialmente son generalmente en la forma de partículas esféricas con una distribución de tamaño de partícula relativamente angosta. Intercambiadores de iones orgánicos con un tamaño y forma distintos a esféricos, por ejemplo, fibras o hojuelas, sin embargo, pueden producirse de acuerdo con técnicas conocidas. También es conocido que películas de intercambiadores de iones orgánicos pueden depositarse en diferentes formas de substratos. El término "semillas" se refiere a partículas, por ejemplo, cristalitas, de material inorgánico poroso, por ejemplo, tamices moleculares, que son capaces de iniciar la cristalización de material inorgánico poroso deseado. Las semillas, que pueden estar presentes en la mezcla de síntesis antes de su síntesis, por ejemplo, las semillas pueden agregarse a la mezcla de síntesis, o pueden formarse in situ usualmente en la etapa temprana de la síntesis del material inorgánico poroso y se caracterizan por el hecho de que por tratamiento de la mezcla de síntesis con concentración apropiada y bajo condiciones adecuadas, las semillas pueden hacerse crecer y formar partículas individuales, por ejemplo, cristales, que pueden unirse juntos durante la síntesis para formar una macro-estructura en el sistema de poros del intercambiador de iones. Ejemplos de tales semillas incluyen semillas de silicato, semillas de silicato de metales tales como semillas de aluminosilicato, borosilicato, galosilicato, y silicato de hierro, semillas de SAPO, y semillas de ALPO . Las semillas preferidas incluyen aniones oligoméricos de silicatos y silicatos de metales. El término "semillas" también incluye micro-cristales de material inorgánico poroso, por ejemplo, cristales de tamices moleculares con un tamaño menor a 500 nm, por ejemplo, 200 nm, y cuya estructura de cristales puede identificarse por difracción de rayos X. Los micro-cristales de tamices moleculares adecuados pora uso en el proceso de la presente invención se divulgan en la patente US 5,863,516. Aunque no pretende limitar la invención en ninguna forma para cualquier teoría de operación, se cree que una de las ventajas de preparar las macro-estructuras usando el intercambiador de iones orgánico poroso es que la superficie del intercambiador de iones orgánico poroso puede facilitar la nucleación de la mezcla de síntesis ocasionando la formación de semillas que pueden subsecuentemente crecer a una matriz inorgánica porosa. De acuerdo con esta teoría, se cree que la carga superficial del intercambiador de iones orgánico poroso puede atraer semillas o material formador de semillas sobre la superficie del intercambiador de iones poroso. Asimismo, las cargas del intercambiador iónico pueden atraer los cationes metálicos a la superficie del intercambiador iónico, lo que puede dar como resultado macro-estructuras que tienen metal disperso sobre su superficie. Durante la formación de las macro-estructuras porosas usando el intercambiador de iones orgánico poroso, las semillas formadas en o enlazadas a la superficie en el intercambiador de iones orgánico se hacen crecer por tratamiento hidrotérmico en una solución de síntesis apropiada. A través de este crecimiento una red tridimensional continua de material poroso se forma en la estructura de poro de la estructura de intercambio de iones empelada. Después de esta etapa, el producto es un material compuesto que comprende dos redes tridimensionales continuas, una comprendiendo la estructura de polímero del intercambiador de iones, y la segunda comprendiendo el material poroso inorgánico formado. La introducción de semillas puede llevarse a cabo físicamente o en una etapa separada, con una etapa de crecimiento subsecuente bajo condiciones hidrotermicas en una solución de síntesis. Sin embargo, también es posible y frecuentemente ventajoso no separar estas etapas, en su lugar introducir directamente el material de intercambio de iones dentro de una solución de síntesis y exponer esto a condiciones hidrotérmicas , durante las cuales las semillas se forman en o intercambian iones desde la solución de síntesis al intercambiador de iones, para después desarrollar el material en una macro-estructura tridimensional interconectada . El tamiz molecular micro-poroso o el material inorgánico meso-poroso cristalino se producen generalmente por tratamiento hidrotérmico de una mezcla de síntesis. Tratamiento hidrotér-mico se refiere a tratamiento en solución acuosa o suspensión acuosa a una temperatura excediendo 50 °C, preferentemente excediendo 80°C y, en la mayoría de los casos, excediendo 95°C. En algunos casos, es preferible llevar a cabo el tratamiento hidrotérmico primero a una temperatura mas baja y después a una temperatura mas alta. En la síntesis de algunos tamices moleculares, por ejemplo, silicalita 1, la cristalinidad puede incrementarse cuando el tratamiento hidrotérmico se lleva a cabo en dos pasos. En el paso inicial, la temperatura es menor, por ejemplo, 90-110°C, que en el segundo paso, por ejemplo, 150-165°C. La composición de la mezcla y los parámetros de síntesis, como temperatura, tiempo y presión, pueden causar efecto en el producto obtenido así como el tamaño y la forma de los cristales formados. El material depositado en el sistema de poros del intercambiador de iones orgánico puede variar dependiendo de la composición de la mezcla de síntesis y las condiciones de síntesis. Durante la cristalización de macro-estructuras de un tamiz molecular dado, es algunas veces deseable usar mezclas de síntesis, las cuales, en ausencia de material intercambiador de iones, resultan en suspensiones coloidales del tamiz molecular. En algunos casos, el material intercambiador de iones puede influenciar el resultado de la síntesis. Al preparar las macro-estructuras que contienen metal, el metal puede ser añadido después de la preparación o durante la preparación en una cualquiera o mas de las etapas de preparación o sobre el intercambiador iónico antes de que comience la preparación. Ejemplos no limitativos de adición de metal incluyen los siguientes: 1. El metal puede ser añadido directamente al intercambiador iónico orgánico poroso, tal como por deposición, v.gr., humectación incipiente, adsorción, o intercambio iónico antes de la síntesis del material inorgánico poroso. 2. El metal puede ser añadido directamente a la mezcla conteniendo el intercambiador iónico orgánico poroso y la mezcla de síntesis capaz de formar el material inorgánico poroso. 3. El metal puede ser añadido, tal como por intercambio iónico, al material inorgánico poroso sintetizado antes de la remoción del intercambiador iónico orgánico poroso. 4. El metal puede ser añadido, tal como por intercambio iónico, al material inorgánico poroso sintetizado después de que se ha removido el intercambiador iónico orgánico poroso. El metal puede incluso ser añadido a las macro-estructuras después de que han sometido a procesamiento adicional, v.gr. , formado en agregados . Después de la remoción del intercambiador iónico orgánico poroso, la macro-estructura inorgánica resultante es habitualmente muy similar o incluso una réplica en tamaño y forma del intercambiador iónico orgánico presente en la mezcla de síntesis. La estructura de poros secundarios de la macro-estructura habitualmente permanecerá después de la remoción del material intercambiador iónico orgánico. Sin embargo, la macro-estructura puede ser tratada adicionalmente después de la remoción tal como por deposición del material inorgánico poroso sobre la macro-estructura. Por ejemplo, puede depositarse zeolita en una macro-estructura de zeolita, v.gr., la estructura de poros secundarios puede estar mas o menos llena y, en el casó extremo, dejar detrás un material poroso homogéneo. Las macro-estructuras que contienen metal pueden ser usadas en el procesamiento de materiales de alimentación de hidrocarburos. Los materiales de alimentación de hidrocarburos contienen compuestos de carbono y pueden ser de muchas fuentes diferentes, tales como fracciones de petróleo virgen, fracciones de petróleo reciclado, aceite de arena de esquistos, y en general, pueden ser cualquier fluido que contenga carbono capaz de reaccionar catalíticamente. Dependiendo del tipo de procesamiento que va a sufrir la alimentación de hidrocarburos, la alimentación puede contener metal o estar libre de metales. Asimismo, la alimentación puede tener alto o bajo contenido de nitrógeno o de impurezas de azufre. La conversión de las alimentaciones de hidrocarburos puede tener lugar en cualquier modo conveniente, en reactores de lecho fluidizado, de lecho en movimiento, CSTR, o reactores de lecho fijo, dependiendo de los tipos de proceso deseados. Las macro-estructuras que contienen metal pueden ser usadas como un catalizador para una variedad de procesos de conversión de compuestos orgánicos, v.gr. , hidrocarburos, incluyendo hidrogenación, deshidrogenación, deshidrociclización, isomerización, hidro-desintegración, desparafinación, reformación, conversión de alquilaromáticos , oxidación, conversión de gas de síntesis, hidroformilación, dimerización, polimerización, conversión de alcohol, oxidación parcial de hidrocarburos, etc. Las condiciones de conversión catalítica para la hidrogenación de materiales de alimentación, tales como alquenos, dienos, polienos, alquinos, cíclenos, aromáticos, oxigenados, etc., incluyen una temperatura de entre alrededor de 0 y alrededor de l,000bF (-18 a 538°C), de preferencia entre alrededor de 80 y 900°F (27 a 482°C), una presión de entre 10 y alrededor de 1,000 psia (69 kPa a 6.9 MPa) , de preferencia entre alrededor de 20 y 200 psia (13.8 kPa a 13.8 MPa), una relación molar de hidrógeno/alimentación de entre alrededor de 0.1 y 20, de preferencia entre alrededor de 4 y 12, y un LHSV de entre alrededor de 0.1 y 20, de preferencia entre alrededor de 0.5 y 4. Las condiciones de deshidrogenación para procesos tales como conversión de parafinas en las definas correspondientes, o etilbenceno en estireno, opcionalmente en presencia de vapor de agua o gases inertes tales como nitrógeno, incluyen temperaturas de alrededor de 400 a 1,800°F (204 a 982°C), de preferencia de alrededor de 650 y 1,000°F (343 a 538°C); presiones parciales de alimentación de alrededor de hasta 1,500 psia (6.9 kPa) , de preferencia de alrededor de 2 a 20 psia (13.8 a 138 kPa) , y un LHSV de alrededor de 1 a 100, de preferencia entre alrededor de 0.5 y 4. Las condiciones de deshidrociclización, por ejemplo para la conversión de parafinas en aromáticos (v.gr. , octano en etilbenceno o xileno) incluyen temperaturas de alrededor de 400 a 1,800°F (204 a 982°C), de preferencia de alrededor de 600 a 1,100°F (316 a 593°C); presiones parciales de material de alimentación de alrededor de 1 a 1,500 psia (6.9 kPa a 10.4 MPa), de preferencia de alrededor de 2 a 20 psia (13.8 a 138 kPa) , y un LHSV de alrededor de 0.1 a 100, de preferencia entre alrededor de 0.5 y 4. La isomerización de parafinas normales, con o sin hidrógeno, es generalmente conducida a una temperatura de entre alrededor de 200 y 1,000°F (93 a 538°C), de preferencia entre alrededor de 400 y 900°F (204 a 482°C), un LHSV de entre alrededor de 0.01 y 20, de preferencia entre alrededor de 0.25 y 5, y una relación molar de hidrógeno a hidrocarburo de entre 0 y 5:1. Las condiciones de conversión catalítica para desintegración, con o sin hidrógeno, incluyen una temperatura de entre alrededor de 1,200 y alrededor de 100°F (694 a 43°C), una presión de entre alrededor de 25 y alrededor de 2,500 psia (17.2 kPa a 17.2 Pa) , una relación molar de hidrógeno/alimentación de entre alrededor de 0 y alrededor de 80, y un LHSV de entre alrededor de 0.1 y alrededor de 10. Las macro-estructuras que contienen metal son también útiles en operaciones de desparafinación . Similarmente , la invención puede ser usada en catalizadores de reformación o como parte de un catalizador de reformación. La desparafinación y la reformación pueden llevarse a cabo en presencia o ausencia de hidrógeno bajo condiciones que incluyan una temperatura de alrededor de 200 a 1,100°F (93 a 593°C), de preferencia de alrededor de 800 a 950°F (427 a 510°C); una presión de 1.5 a 1,470 psia (10.35 kPa a 10.1 MPa) , y un WHSV de alrededor de 0.01 a alrededor de 100, de preferencia de alrededor de 0.1 a 10. De esta manera, los procesos ejemplares de conversión de hidrocarburos que encuentran aplicación particular incluyen los siguientes: (A) La desintegración catalítica de una alimentación de nafta para producir olefinas ligeras. Las condiciones de reacción típicas incluyen desde alrededor de 500 a alrededor de 750 °C, presiones de sub-atmosférica o atmosférica, generalmente en el rango de hasta alrededor de 10 atmósferas (manómetro) y tiempo de residencia (volumen del catalizador, tasa de alimentación) desde alrededor de 10 milisegundos a alrededor de 10 segundos. (B) La desintegración catalítica de hidrocarburos de alto peso molecular a hidrocarburos de menor peso molecular. Las condiciones de reacción típicas para la desintegración catalítica incluyen temperaturas de desde alrededor de 400 a alrededor de 700 °C, presiones de desde 0.1 atmósferas (bar) a alrededor de 30 atmósferas, y espacio velocidades horarios, en peso, de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 100 hr"1. (C) La isomerización de componentes de alimentación aromáticos (por ejemplo, xileno) . Las condiciones de reacción típicas incluyen una temperatura de desde alrededor de 230 a alrededor de 510 °C, una presión de dése alrededor de 0.5 atmósferas a alrededor de 50 atmósferas (50.1 kPa a 5.05 MPa) , un espacio velocidad por hora en peso, de alrededor de 0.1 a alrededor de 200 hr~l y una relación molar de hidrógeno/hidrocarburo de desde alrededor de 0 a alrededor de 100. (D) La hidro-desintegración de alimentaciones de petróleo pesado, alimentaciones de cíclicos, y otras alimentaciones de carga de hidro-desintegración. La macro-estructura catalítica contendrá una cantidad efectiva de al menos un componente de hidrogenación del tipo empleado en catalizadores de hidro-desintegración . (E) La conversión de parafinas ligeras a definas y/o aromáticos. Las condiciones de reacción típicas incluyen temperaturas desde alrededor de 425 a alrededor de 760 °C y presiones desde alrededor de 10 a alrededor de 2,000 psig (69 kPa a 13.8 Pa) . (F) La conversión de definas ligeras a gasolina, destilado e hidrocarburos de rango de lubricante. Las condiciones de reacción típicas incluyen temperaturas de desde alrededor de 175 a alrededor de 375°C y una presión de desde alrededor de 100 a alrededor de 2,00 psig (690 kPag a 13.8 MPag) . (G) Hidro-desintegración en dos etapas para mejorar corrientes de hidrocarburos que tienen puntos de ebullición iniciales sobre alrededor de 200°C a productos de rango de ebullición de destilado superior y gasolina o como alimentación para combustibles o químicos adicionales. En una primera etapa, el catalizador comprendiendo una o mas substancias catalíticamente activas, por ejemplo, un metal del grupo VIII, y el efluente de la primera etapa se pondrían a reaccionar en una segunda etapa usando un segundo catalizador, v.gr. , tamiz molecular cristalino con una estructura de *BEA, compuesto de una o mas substancias catalíticamente activas, por ejemplo, un metal del grupo VIII, como el catalizador. Las condiciones de reacción típicas incluyen temperaturas desde alrededor de 315 a alrededor de 455°C, una presión desde alrededor de 400 a alrededor de 2,500 psig (2.8 a 17.3 MPag) , circulación de hidrógeno de desde alrededor de 1000 a alrededor de 10,000 SCF/barril y un espacio velocidad por hora en líquido (LHSV) de alrededor de 0.1 a 10. (H) Una combinación de proceso de hidro-desintegra-ción/desparafinación en la presencia de la macro-estructura catalítica comprendiendo un componente de hidrogenación y una zeolita tal como la zeolita beta. Las condiciones de reacción típicas incluyen temperaturas desde alrededor de 350 a alrededor de 400 °C, presiones desde alrededor de 1,400 a alrededor de 1,500 psig (9.6 a 10.4 MPag), LHSV desde alrededor de 0.4 a alrededor de 0.6 y una circulación de hidrógeno desde alrededor de 3,000 a alrededor de 5,000 SCF/barril. (I) La reacción de alcoholes con olefinas para producir éteres mixtos, por ejemplo, la reacción de metanol con isobuteno y/o isopenteno para proveer metil-t-butil éter (MTBE) y/o t-amil metil éter (TAME) . Las condiciones de conversión típicas incluyen temperaturas desde alrededor de 20 a alrededor de 200 °C, presiones desde 2 a alrededor de 200 atmósferas (20.2 kPa a 20.2 MPa) , WHSV (gramo de olefina por hora de gramo de catalizador) desde alrededor de 0.1 hr"1 a alrededor de 200 hr 1 y una relación molar de alcohol a olefina desde alrededor de 0.1/1 a alrededor de 5/1. (J) La conversión de nafta (por ejemplo, C6-C10) y mezclas similares a mezclas altamente aromáticas. Así, hidrocarburos de cadena normal y ligeramente ramificada, preferentemente teniendo un rango de ebullición sobre alrededor de 40 °C, y menos de alrededor de 200 °C, pueden convertirse a productos que tienen un contenido de aromáticos de octano substancialmente mayor por medio de poner en contacto la alimentación de hidrocarburos con la macro-estructura catalítica a una temperatura en el rango de desde alrededor de 400 a 600°C, preferentemente de 480 a 550°C a presiones en el rango de desde atmosférica a 40 bares (10.1 kPa a 4.404 MPa) , y espacio velocidades horarios en líquido (LHSV) en el rango de 0.1 a 15. (K) La conversión de oxigenados, por ejemplo, alcoholes, tales como metanol, o éteres, tales como dimetil éter, o sus mezclas a hidrocarburos incluyendo olefinas y aromáticos con condiciones de reacción incluyendo una temperatura de desde alrededor de 275 a alrededor de 600 °C, una presión de desde alrededor de 0.5 atmósferas a alrededor de 50 atmósferas (50.1 kPa a 5.1 MPa) y un espacio velocidad por hora en líquido de alrededor de 0.1 a alrededor de 100. (L) La oligomerización de olefinas de cadena recta y ramificadas teniendo desde alrededor de 2 a alrededor de 5 átomos de carbono. Los oligómeros que son productos del proceso son olefinas medias a pesadas que son útiles tanto para combustibles, por ejemplo, gasolina o compuesto de mezcla de gasolina, y químicos. El proceso de oligomerización generalmente se lleva a cabo por medio de poner en contacto la alimentación de olefinas en una fase de estado gaseoso con una macro-estructura catalítica a una temperatura en el rango de desde alrededor de 250 a alrededor de 800 °C, una LHSV de desde alrededor de 0.2 a alrededor de 50 y una presión parcial de hidrocarburos de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 50 atmósferas (10.1 kPa a 5.1 MPa) . Las temperaturas por debajo de alrededor de 250°C pueden usarse para oligomerizar la alimentación cuando la alimentación está en la fase líquida cuando se pone en contacto con la macro-estructura catalítica. Así, cuando la alimentación de olefina se pone en contacto con el catalizador en la fase líquida, las temperaturas de desde alrededor de 10 a alrededor de 250 °C pueden usarse . (M) La conversión de hidrocarburos no saturados C2 (etileno y/o acetileno) a aldehidos alifáticos C6.12 y convertir dichos aldehidos a sus alcoholes, ácidos, o esteres C6.12 correspondientes . (N) La conversión de hidrocarburos alquilaromáticos , tal como desalquilación de etilbenceno en benceno. (O) La saturación de olefinas teniendo de 2 a 20 átomos de carbono . (P) La isomerización de etilbenceno en xilenos. Condiciones de conversión ejemplares incluyen una temperatura de 600 a 800°F (316 a 427°C) , una presión de 50 a alrededor de 500 psig (0.34 a 3.4 MPag) , y un LHSV de alrededor de 1 a alrededor de 10. (Q) La oxidación parcial de hidrocarburos (v.gr. , ciclohexano, para-xileno, 2 , 6-dimetilnaftaleno) con oxidantes, v.gr., oxígeno, aire, peróxido de hidrógeno, peróxido de t-butil hidrógeno, para formar productos de hidrocarburos oxidados, tales como alcohol, cetona, aldehido, ácido carboxílico, en reacción en fase gaseosa o reacción en fase líquida. Condiciones de conversión ejemplares incluyen una temperatura de 0 a 500°C, una presión de 0 a 500 psig (3.4 Pag) y un LHSV de 0.01 a 10 en un reactor, v.gr., de lecho en movimiento, lecho fijo, o reactor CSTR. En general, las condiciones de conversión catalítica incluyen una temperatura de desde alrededor de 100 a alrededor de 760 °C, una presión de desde alrededor de 0.1 atmósferas (bar) a alrededor de 200 atmósferas (bar) (10.1 kPa a 20.2 MPa) , un espacio velocidad por hora en peso, de alrededor de 0.08 hr"1 a alrededor de 2,000 hr"1. Las macro-estructuras que contienen metal pueden encontrar aplicación particular para isomerizar uno o mas isómeros de xileno en una alimentación aromática CB conteniendo etilbenceno para obtener orto-, meta-, y para-xileno en una relación que se acerca al valor de equilibrio mientras se convierte sustancialmente etilbenceno. Condiciones de isomeriza-ción adecuadas incluyen una temperatura en el rango de 250 a 600°C, de preferencia 300 a 550°C, una presión en el rango de 0.5 a 50 atmósferas absolutas (51.1 kPa a 5.05 MPa) , de preferencia 10-25 atmósferas absolutas (1.01 a 2.52 MPa), y un espacio velocidad horario en peso (WHSV) de 0.1 a 100, de preferencia 0.5 a 50. Opcionalmente , la isomerización en la fase de vapor es conducida en presencia de 0.1 a 30.0 moles de hidrógeno por mol de alquilbenceno . Si se usa hidrógeno, el catalizador debe comprender 0.1 a 2.0% en peso de un componente de hidrogenación/ deshidrogenación seleccionado del grupo VIIIA de la Tabla Periódica, especialmente platino, paladio, o níquel. Las macro-estructuras que contienen metal pueden encontrar aplicación particular en reacciones que implican aromatización y/o deshidrogenación. Son particularmente útiles en un proceso para la deshidrociclización y/o isomerización de hidrocarburos acíclicos en el cual los hidrocarburos son puestos en contacto a una temperatura de 370 a 600°C, de preferencia de 430 a 550°C, con el catalizador de macro-estructura, de preferencia comprendiendo partículas de zeolita L unidas juntas para formar una red tridimensional interconectada, de preferencia teniendo al menos 90% de los cationes intercambiables tales como iones de metal alcalino e incorporando al menos un metal del grupo VIII teniendo actividad de deshidrogenación, de modo de convertir al menos parte de los hidrocarburos acíclicos en hidrocarburos aromáticos. Los hidrocarburos al i fáticos pueden ser hidrocarburos acíclicos de cadena recta o ramificada, y particularmente parafinas tales como hexano, aunque también pueden usarse mezclas de hidrocarburos tales como fracciones de parafina conteniendo un rango de alcanos, posiblemente con cantidades menores de otros hidrocarburos. También pueden usarse hidrocarburos cicloalif ti -eos tales como metilciclopentano . En una forma de realización preferida, la alimentación a un proceso para preparar hidrocarburos aromáticos, y particularmente benceno, comprende hexanos . La temperatura de la reacción catalítica puede ser de 370 a 600 °C, de preferencia 430 a 550 °C, y de preferencia se usan presiones en exceso de la atmosférica, por ejemplo hasta 2,000 kPa, con mayor preferencia 500 a 1,000 kPa. Se emplea hidrógeno habitualmente en la formación de hidrocarburos aromáticos, de preferencia con una relación de hidrógeno a alimentación de menos de 10. Las macro-estructuras que contienen metal pueden encontrar aplicación particular en el desproporcionamiento de tolueno en fase de vapor. Tal desproporcionamiento en fase de vapor comprende poner en contacto tolueno, bajo condiciones de desproporcionamiento, con las macro-estructuras que contienen metal para dar como resultado una mezcla de productos que comprende una mezcla de tolueno sin reaccionar (sin convertir) y benceno y xileno. Las macro-estructuras contendrían cristales de una zeolita de tamaño de poro intermedio (v.gr. , tipo MFI), revestidos con al menos un metal efectivo para reducir los sitios superficiales activos en los cristales de zeolita. En la forma de realización mas preferida, el catalizador es primero selecti-vado antes de uso en el proceso de desproporcionamiento . Los procesos para selectivar el catalizador son conocidos por los técnicos en la materia. Por ejemplo, la selectivación puede ser lograda exponiendo el catalizador en un lecho de reactor a un compuesto orgánico susceptible de descomponerse térmicamente, v.gr., tolueno, a una temperatura en exceso de la temperatura de descomposición de dicho compuesto, v.gr., de alrededor de 480 a alrededor de 650°C, con mayor preferencia 540 a 650°C, a un WHSV en el rango de alrededor de 0.1 a 20 lbs de alimentación por libra de catalizador por hora, a una presión en el rango de alrededor de 1 a 100 atmósferas (101 kPa a 10.1 Pa) , y en presencia de 0 a alrededor de 2 moles de hidrógeno, con mayor preferencia de alrededor de 0.1 a alrededor de 2 moles de hidrógeno por mol de compuesto orgánico, y opcionalmente en presencia de 0 a 10 moles de nitrógeno u otro gas inerte por mol de compuesto orgánico. Este proceso es conducido por un período de tiempo hasta que se ha depositado una cantidad suficiente de coque sobre la superficie del catalizador, generalmente al menos alrededor de 2% en peso, y con mayor preferencia de alrededor de 8 a alrededor de 40% en peso de coque. En una forma de realización preferida, tal proceso de selectivación es conducido en presencia de hidrógeno a fin de impedir la formación rampante de coque sobre el catalizador. La selectivación del catalizador también puede ser lograda tratando el catalizador con un agente de selectivación tal como un compuesto de organosilicio . Los compuestos de silicio pueden comprender polisiloxano, incluyendo silicón y siloxanos, y un silano, incluyendo disilanos y alcoxisilanos . Los compuestos de silicón que encuentran aplicación particular pueden representarse por la fórmula: donde Rx es hidrógeno, fluoruro, hidroxi, alquilo, aralquilo, alcarilo o fluoro-alquilo . Los sustituyentes de hidrocarburo generalmente contienen desde 1 a 10 átomos de carbono y preferentemente son grupos metilo o etilo. R2 se selecciona del mismo grupo que R1( y n es un entero de al menos 2 y generalmente en el rango de 2 a 1000. El peso molecular del compuesto de silicón empleado es generalmente entre 80 y 20,000 y preferentemente de 150 a 10,000. Los compuestos de silicón representativos incluyen dimetil silicón, dietil silicón, fenil metil silicón, metil hidrógeno silicón, etil hidrógeno silicón, fenil hidrógeno silicón, metil etil silicón, fenil etil silicón, difenil silicón, metil trifluoropropil silicón, etil trifluoro-propil silicón, tetracloro fenil metil silicón, tetracloro fenil etil silicón, tetracloro fenil hidrógeno silicón, tetracloro fenil fenil silicón, metil vinil silicón y etil vinil silicón. El compuesto de silicón no necesita ser lineal pero puede ser cíclico como por ejemplo hexametil ciclotrisiloxano, octametil ciclotetrasiloxano, hexafenil ciclotrisiloxano y octafenil ciclotetrasiloxano. Las mezclas de estos compuestos pueden también ser usadas tan bien como silicones con otros grupos funcionales . Los siloxanos o polisiloxanos útiles incluyen como ejemplos no limitativos hexametil ciclotrisiloxano, ocatametil ciclotetrasiloxano, decametil ciclopentasiloxano, hexametil disiloxano, octametil trisiloxano, decametil tetrasiloxano, hexaetil ciclotrisiloxano, octaetil ciclotetrasiloxano, hexafenil ciclotrisiloxano y octafenil ciclotetrasiloxano. Los silanos, disilanos, o alcoxisilanos útiles incluyen silanos sustituidos por orgánicos que tienen la siguiente fórmula general : donde R es un grupo reactivo tal como hidrógeno, alcoxi, halógeno, carboxi , amino, acetamida, trialquilsilioxi , R1; R2, y R3 pueden ser los mismos que R o pueden ser un radical orgánico que puede incluir alquilo de desde 1 a 40 átomos de carbono, ácido carboxílico de alquilo o arilo donde la porción orgánica de alquilo contiene de 1 a 30 átomos de carbono y el grupo arilo contiene de 6 a 24 carbonos que pueden ser subsecuentemente sustituidos, grupos de alquilarilo y arilalquilo conteniendo de 7 a 30 átomos de carbono. Preferentemente, el grupo alquilo para un alquil silano es de entre 1 y 4 átomos de carbono en longitud de cadena. Cuando se usa para el desproporcionamiento en fase vapor de tolueno, las macro-estructuras catalíticas preferentemente comprenderán zeolita de tipo MFI de aluminosilicato que tienen una relación molare de sílice a alúmina de desde alrededor de 20 a alrededor de 200:1, preferentemente, 25:1 a alrededor 120:1, y los cristales de preferencia tienen un diámetro medio de masa de alrededor de 3 a 6 mieras. El aglutinante es de preferencia una zeolita tipo MFI teniendo un tamaño promedio de partícula de menos de alrededor de 0.1 mieras y una relación molar de alúmina a sílice en exceso de alrededor de 200:1. Una vez que el catalizador ha sido selectivado a un grado deseado, las condiciones de selectivación del reactor se cambian a condiciones de desproporcionamiento. Las condiciones de desproporcionamiento incluyen una temperatura entre alrededor de 375 y 550 °C, mas preferentemente entre alrededor 400 y 485°C, y una relación molar de hidrógeno a tolueno de desde 0 a alrededor de 10, preferentemente entre 0.1 y 5 y mas preferentemente desde alrededor de 0.1 a 1, a una presión entre alrededor de 1 atmósfera y 100 atmósferas (101 kPa a 10.1 MPa) y utilizando un WHSV de entre alrededor de 0.5 a 50. El proceso de desproporcionamiento puede conducirse como una operación por lotes, semi -continua o continua usando un sistema de catalizador de lecho fijo o movible depositado en un lecho de reactor. El catalizador puede regenerarse después de la desactivación por coque por medio de quemar el coque a un grado deseado en una atmósfera conteniendo oxígeno a temperaturas elevadas como se conoce en la materia. El proceso de la presente invención puede encontrar aplicación particular en la desintegración de una alimentación de nafta, v.gr. , alimentación de nafta C4+, particularmente una alimentación de nafta C4~ a 290 °C para producir olefinas de peso molecular bajo, por ejemplo, olefinas C2 a C4, particularmente etileno y propileno. Tal un proceso preferentemente se lleva a cabo por medio de poner en contacto la alimentación de nafta a temperaturas en el rango de desde 500 a alrededor de 750 °C, mas preferentemente de 550 a 675°C, a una presión desde sub-atmosfé-rica hasta 10 atmósferas (1.01 MPa), pero preferentemente de alrededor de 1 atmósfera a alrededor de 3 atmósferas 101 a 303 kPa) .

El proceso de la presente invención puede encontrar aplicación particular en la trans-alquilación de hidrocarburos polialquilaromáticos . Ejemplos de hidrocarburos polialquilaromá-ticos incluyen hidrocarburos di-, tri-, y tetra-alquilaromáticos , tales como dietil benceno, trietil benceno, dietil metil benceno (dietil tolueno) , diisopropil benceno, triisopropil benceno, diisopropil tolueno, dibutil benceno, y similares. Los hidrocarburos polialquilaromáticos preferidos son los dialquil bencenos. Los hidrocarburos polialquilaromáticos particularmente preferidos son diisopropil benceno y dietil benceno. La alimentación usada en el proceso de transalquilación preferentemente tendrá una relación molar de hidrocarburo aromático a hidrocarburo polialquilaromático de preferentemente desde alrededor de 0.5:1 a alrededor de 50:1, y mas preferentemente desde alrededor de 2:1 a alrededor de 20:1. La temperatura de reacción preferentemente estará en el rango desde alrededor de 340 a 500 °C para mantener al menos una fase líquida parcial, y la presión estará preferentemente en el rango de alrededor de 50 psig a 1,000 psig (0.34 a 6.9 MPag) , preferentemente de 300 psig a 600 psig (2.04 a 4.08 MPag) . El espacio velocidad por hora en peso estará en el rango de alrededor de 0.1 a 10. El proceso de la presente invención pueden encontrar aplicación particular para convertir compuestos aromáticos a partir de parafinas. Ejemplos de parafinas apropiadas incluyen hidrocarburos alif ticos conteniendo de 2 a 12 átomos de carbono.

Los hidrocarburos pueden ser de cadena recta, abierta o cíclicos y pueden ser saturados o no saturados. Ejemplos de hidrocarburos incluyen propano, propileno, n-butano, n-butenos, isobutano, isobuteno, y pentanos, pentenos, hexanos, y hexenos de cadena recta y ramificada y cíclicos. Las condiciones de aromatización incluyen una temperatura de desde alrededor de 200 a alrededor de 700°C, una presión de desde alrededor de 0.1 atmósfera a alrededor de 60 atmósferas (10.1 kPa a 6.06 MPa) , un espacio velocidad por hora en peso (WHSV) de alrededor de 0.1 a alrededor de 400 y una relación molar de hidrógeno/hidrocarburo de alrededor de 0 a alrededor de 20. Las macro-estructuras que contienen metal comprenden cristales de una zeolita de tamaño de poro intermedio, tal como zeolita tipo MFI (por ejemplo, ZSM-5) y el metal de preferencia es galio. El proceso de la presente invención puede encontrar aplicación particular para oxidar parcialmente hidrocarburos para formar productos de hidrocarburos oxidados con oxidantes, v.gr. , oxígeno, aire, peróxido de hidrógeno, peróxido de t-butil hidrógeno, para formar productos de hidrocarburos oxidados tales como alcohol, cetona, aldehido, ácido carboxílico, en una reacción en fase gaseosa o reacción en fase líquida. Condiciones de conversión ejemplares incluyen una temperatura de 25 a 500 °C, una presión de 0 a 500 psig (3.45 MPag) , y un LHSV de 0.01 a 10.

E emplos de hidrocarburos incluyen hidrocarburos alifáticos que contienen 2 a 12 átomos de carbono, cicloparafinas , aromáticos. Los hidrocarburos pueden ser de cadena recta, abierta o cíclicos, y pueden ser saturados o insaturados . Ejemplos de hidrocarburos incluyen propano, propileno, n-butano, n-butenos, isobutano, isobuteno, y pentanos, pentenos, hexanos y hexenos de cadena recta y ramificada y cíclicos, y tolueno, xilenos, dimetilnaftálenos . Las macro-estructuras que contienen metal pueden también ser usadas para la reducción catalítica de emisiones tales como hidrocarburos, monóxido de carbono, y óxidos de nitrógeno, en una corriente gaseosa de un sistema de escape de un motor de combustión interna. Típicamente, la corriente gaseosa contendrá oxígeno, a menudo un exceso estequiometrico del mismo. Las macro-estructuras que contienen metal son usadas para este fin poniendo en contacto la corriente gaseosa con las macro-estructuras que contienen metal. Las macro-estructuras que contienen metal también tienen aplicación en la reducción catalítica de óxidos de nitrógeno en gases de humero. Ejemplo 1 I. Preparación de Macro-Estructuras de Catalizador A Comprendiendo ZSM-5 y Paladio Se preparó en un recipiente una solución de HC1 1M conteniendo 0.01M de cloruro de paladio (II) (PdCl2) , disolviendo el cloruro de paladio en una solución de HCl 1 . A continuación, un intercambiador de aniones fuertemente básico, macro-poroso, vendido bajo la designación comercial Dowex MSA-1 [forma cloruro] fue añadido al contenido del recipiente. La relación en peso de resina a Pd fue de 1:10 (10 g de resina y 100 g de solución de Pd) . Luego, el recipiente fue colocado en un agitador por una hora. Las partículas fueron entonces separadas, enjugadas varias veces con agua destilada, filtradas, y secadas a 105°C. En un autoclave, se añadieron 22 g de una solución de síntesis con composición molar: 0.31 Na20:9 TPAOH:0.25 Al203:25 Si02: 405H2O, a 1.1 g del intercambiador de iones cargado con paladio, seco. La mezcla del intercambiador de iones y la solución de síntesis fue envejecida por una hora a temperatura de habitación y luego calentada a 170°C por 17 horas. A continuación, las partículas fueron separadas de la zeolita cristalizada a granel, tratadas con solución de amoníaco 01M, en un baño de ultrasonido por 5 minutos, enjugadas varias veces con agua destilada, y luego secadas a 60 °C. El intercambiador de iones fue entonces removido por calcinación a 600 °C en aire por 5 horas, después de calentar a esta temperatura a razón de l°C/mín. Difractometría de rayos X mostró zeolita ZSM-5 de alta cristalinidad y picos de PdO de baja intensidad también fueron observados. El análisis elemental ICP mostró que la relación molar de sílice a alúmina de la ZSM-5 fue de 51 y la carga de Pd fue de 1.7% en peso. II. Preparación de Macro-Estructuras de Catalizador B Compren-diendo ZS -5 y Platino En un recipiente, se intercambió resina de intercambio de iones MSA1 con solución 0.01M de cloroplatino (H2PtCl6) . La relación en peso de resina a Pt fue de 1:5 (10 g de resina y 50 g de solución de Pt) . El recipiente fue colocado en un agitador por una hora. Las partículas fueron entonces separadas, enjugadas varias veces con agua destilada, filtradas, y secadas a 105°C. En un auto-clave, 20 g de una solución de síntesis con la composición molar: 0.31 Na20:9 TPAOH:0.25 Al203:25 Si02: 405H2O, fueron añadidos a 1.1 g del intercambiador de iones cargado con platino, seco. La mezcla del intercambiador de iones y la solución de síntesis fue envejecida por una hora a temperatura de habitación y luego calentada a 170 °C por 17 horas. A continuación, las partículas fueron separadas de la zeolita cristalizada a granel, tratadas con solución de amoníaco 01M, en un baño de ultrasonido por 5 minutos, enjugadas varias veces con agua destilada, y luego secadas a 60 °C. El intercambiador de iones fue entonces removido por calcinación a 600 °C en aire por 5 horas, después de calentar a esta temperatura a razón de l°C/min. Difractometría de rayos X mostró zeolita ZSM-5 de alta cristalinidad. El análisis elemental ICP mostró que la relación molar de sílice a alúmina de la ZSM-5 fue de 54 y la carga de Platino fue de 1.7% en peso. Ejemplo 2 uestras A y B fueron probadas, cada una, para isomerización de xileno/desalquilación de etilbenceno. La prueba fue llevada a cabo primero empacando 50 mg de catalizador de 40-60 de malla en un reactor de acero inoxidable. El catalizador fue pre-tratado a 450 °C con H2 por dos horas, seguido por contacto con co-alimentación de 50:50 etilbenceno :m-xileno e hidrógeno. La presión total de la reacción fue controlada a 54 psia. La presión parcial de la alimentación de etilbenceno fue de 3.4 psia (23 kPa) , la presión parcial de la alimentación de m-xileno fue de 3.4 psia, y la presión parcial de la alimentación de H2 fue de 47.2 psia. La tasa de flujo de hidrocarburo fue de 7.7 µ?/min. La coriente de hidrógeno fue controlada por un controlador de flujo de masa Brooks y la corriente de alimentación de hidrocarburo fue bombeada con una bomba de jeringa. La temperatura investigada en las pruebas varió de 200 a 500 °C. Todos los productos fueron analizados por medio de un cromatógra-fo de gases HP 6890 en línea, equipado con una columna de Chirasil DEX CP. La Tabla I a continuación muestra los resultados de las pruebas para la muestra A. La Tabla II mas adelante muestra los resultados de las pruebas para la muestra B.

Tabla I Tabla II Los resultados de las pruebas muestran que los catalizadores A y B fueron efectivos para conversión de etilbenceno en un amplio rango de temperaturas. El catalizador A fue mas efectivo a las mayores temperaturas al producir cantidades en equilibrio de los productos de xilenos. Ejemplo 3 Preparación de Macro-Estructuras que Comprenden ZSM-5 y Cromo En un recipiente, se intercambiaron 4 g de resina de intercambio iónico MSA-2 con 40 g de una solución de complejo de cromo-EDTA . El recipiente fue colocado en un agitador por una hora. Las partículas fueron entonces separadas, enjugadas varias veces con agua destilada, filtradas, y secadas a 105°C.

En un autoclave, 1.5 g del intercambiador iónico cargado de cromo seco fueron tratados con 30 g de solución de síntesis de ZSM-5 con la siguiente composición molar: 0.31 Na20:9 TPAOH:0.25 Al203:25 SiO2:405 H20. La mezcla de intercambiador iónico y solución de síntesis fue envejecida por una hora a temperatura de habitación y luego calentada a 170 °C por 17 horas. Después de la síntesis, los materiales compuestos de resina-zeolita fueron separados de la zeolita cristalizada a granel, tratados en una solución de amoníaco 0.1M en un baño de ultrasonido por 5 minutos, enjugados varias veces con agua destilada y luego secados a 60 °C. El intercambiador iónico fue entonces removido por calcinación a 600 °C en aire por 5 horas, después de calentar a esta temperatura a razón de l°C/min. La difractometría de rayos X mostró zeolita ZSM-5 de alta cristalinidad . La densidad de las partículas fue determinada ser de 0.26 g/cc. La cantidad de cromo cargado en las macro-estructuras fue de 0.7 g. E emplo 4 Preparación de Macro-Estructuras que Comprenden Zeolita Beta y Paladio Se intercambió intercambiador iónico Dowex MSA-1 [forma cloruro] con solución de cloruro de paladio (II) (PdCl2) 0.01M, que fue preparada disolviendo el cloruro de paladio en una solución de HCl 1M. La relación en peso de resina a Pd fue de 1:10 (10 g de resina y 100 g de solución de Pd) . A continuación, el recipiente fue colocado en un agitador por una hora. Las partículas fueron entonces separadas, enjuagadas varias veces con agua destilada, filtradas, y secadas a 105°C. En un autoclave, 1.5 g del intercambiador iónico cargado de paladio, seco, fueron mezclados con 16 g de una solución de síntesis de zeolita beta con la siguiente composición molar: 0.31 Na20 : 9 TEAOH:0.5 Al203 : 25 Si02:295 H20. La mezcla del intercambiador iónico y la solución de síntesis fue calentada a 170°C por 24 horas. Después de la síntesis, los materiales compuestos de resina- zeolita fueron separados de la zeolita cristalizada a granel, tratados en una solución de amoníaco 0.1M en un baño de ultrasonido por 5 minutos, enjugados varias veces con agua destilada, y luego secados a 60 °C. El intercambiador iónico fue entonces removido por calcinación a 600 °C en aire por 5 horas, después de calentar a esta temperatura a razón de 1°C/ min. El área superficial específica fue medida por adsorción de nitrógeno a 450 m2/g. El análisis elemental ICP mostró que la relación molar de sílice a alúmina de la zeolita beta fue de 33 y la carga de Pd fue de 4,835 ppm. Ejemplo 5 Preparación de Macro-Estructuras Comprendiendo Zeolita Beta y Cobalto Se mezclaron 2 g de solución de síntesis como 4 g de soluciones de Co (N03) 2·6?20 0.1M. A continuación, se añadieron 2 g de intercambiador iónico Dowex MSA-1 [forma cloruro] a la mezcla y la mezcla fue agitada por una hora. Las partículas fueron lavadas con agua destilada y secadas a 105°C por 2 horas. El intercambiador iónico cargado con cobalto, seco, fue mezclado con una solución de síntesis de zeolita beta con la siguiente composición molar: 0.31 Na20:9 TEAOH:0.5 Al203:25 Si02: 295 H20. La mezcla tuvo una relación en peso de 1:10 (1 g de partículas compuestas con 10 g de solución de síntesis) . La mezcla del intercambiador iónico y la solución de síntesis fue calentada a 170 °C por 24 horas. Después de la síntesis, los materiales compuestos de resina- zeolita fueron separados de la zeolita cristalizada a granel, tratados con una solución de amoníaco 0. IM en un baño de ultrasonido por 5 minutos, enjugados varias veces con agua destilada, y luego secados a 60 °C. El intercambiador iónico fue entonces removido por calcinación a 600 °C en aire por 5 horas, después de calentar a esta temperatura a razón de l°C/min. La difractometría de rayos X mostró zeolita beta de alta cristalinidad. SEM mostró partículas teniendo un tamaño de menos de 0.5 pm. La densidad fue de 0.51 g/cc. Las macro-estructuras de zeolita beta fueron probadas en la oxidación parcial de decano con peróxido de t-butil hidrógeno. La prueba fue llevada a cabo añadiendo 100 mg de las macro-estructuras a 10 mi de decano y 30 mi de solución de peróxido de t-butil hidrógeno. La mezcla de reacción fue agitada con una barra de agitación magnética y calentada a 80 °C en un matraz de fondo redondo, tres cuellos, equipado con un dispositivo de reflujo. Los productos fueron recolectados después de 1 hora y analizados por un GC/MS HP5973, equipado con una columna HP-IMS de 60 m. El análisis de GC-MS mostró que 10% del decano había sido oxidado a decano cetonas.

Claims (43)

1. REIVINDICACIONES 1. Un catalizador adecuado para uso en conversión de hidrocarburos, dicho catalizador comprendiendo: al menos una macro-estructura porosa compuesta por: (a) una red tridimensional de partículas auto-ligadas de material inorgánico poroso; y (b) al menos un metal, dichas partículas ocupando menos de 75% del volumen total de dicha al menos una macro-estructura y siendo unidas para formar una red tridimensional, interconectada de poros; donde la porosidad de dicha red tridimensional interconectada es externa a dichas partículas.
2. 2. Un proceso de preparar un catalizador que comprende al menos una macro-estructura porosa compuesta por: (a) una red tridimensional de partículas auto-ligadas de material inorgánico poroso; y (b) al menos un metal, dichas partículas ocupando menos de 75% del volumen total de dicha al menos una macro-estructura y siendo unidas para formar una red tridimensional, interconectada de poros; el cual proceso comprende los pasos de: (i) formar una mezcla que comprende un intercambiador iónico orgánico, poroso, y una mezcla de síntesis que ocupa al menos una porción del espacio de poros de dicho intercambiador iónico orgánico, poroso, y que es capaz de formar dicho material inorgánico poroso; (ii) convertir dicha mezcla de síntesis en dicho material inorgánico poroso; y (iii) remover dicho intercambiador iónico orgánico poroso; donde dicho al menos un metal está presente en dicha mezcla del paso (i) , o se añade durante la conversión del paso (ii) , o se añade a al menos una macro-estructura antes de la remoción en el paso (iii) del intercambiador iónico orgánico, poroso, y después de la formación en el paso (ii) del material inorgánico poroso, o se añade a dicha al menos una macro-estructura después de la remoción en el paso (iii) del intercambiador iónico orgánico, poroso, o sus combinaciones.
3. 3. El catalizador o proceso definido en la reivindicación 1 o 2, donde dicho material inorgánico poroso está constituido de tamiz molecular.
4. 4. El catalizador o proceso definido en las reivindicaciones 1 a 3, donde dicha red comprende poros que tienen diámetros mayores de alrededor de 20 Angstróms.
5. 5. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha al menos una macro-estructura no contiene cantidades significativas de materiales amorfos .
6. 6. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha al menos una macro-estructura tiene una densidad de menos de 0.50 g/cc.
7. 7. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas partículas tienen un tamaño promedio de partícula de menos de 500 nm.
8. 8. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas partículas son unidas juntas por medios distintos de aglutinamiento físico de las partículas.
9. 9. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas partículas son unidas como resultado de la síntesis de al menos una macro-estructura .
10. 10. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas partículas son auto-ligadas .
11. 11. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas macro-estructuras tienen al menos una dimensión mayor de 1.0 mm.
12. 12. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho material inorgánico poroso es un tamiz molecular de tamaño de poro grande o tamaño de poro intermedio.
13. 13. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el tipo de estructura de dicho tamiz molecular es seleccionado del grupo que consiste en LTL, FAU, MOR, *BEA, MFI , MEL, MTW, MTT, MFS , FER, y TON.
14. 14. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho tamiz molecular es seleccionado del grupo que consiste en zeolita L, zeolita X, zeolita Y, mordenita, zeolita beta, ZS -5, ZSM-11, ZSM-22, silicalita 1 y silicalita 2.
15. 15. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho tamiz molecular micro-poroso es un tamiz molecular de metalosilicato .
16. 16. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho tamiz molecular tiene un tamaño de poro intermedio y una composición que tiene la siguiente relación molecular: X203: (n) Y02, donde X es un elemento trivalente, tal como aluminio, galio, zinc, hierro, y/o boro, Y es un elemento tetravalente, tal como silicio, estaño, y/o germanio; y n tiene un valor mayor de 10.
17. 17. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho tamiz molecular ¦cristalino es una zeolita ZSM-5 o silicalita 1.
18. 18. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas partículas ocupan menos de 50% del volumen total de dichas macro-estructuras .
19. 19. El catalizador o proceso definido en las reivindicaciones 1, 2 y 4 a 11, donde dicho material inorgánico poroso es material inorgánico meso-poroso.
20. 20. El catalizador o proceso definido en la reivindicación 19, donde dicho material inorgánico meso-poroso es seleccionado del grupo que consiste en sílice, silicato de aluminio, alúmina, MCM-41, y MCM-48.
21. 21. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho al menos un metal es un metal de hidrogenación/deshidrogenación.
22. 22. El catalizador o proceso definido en la reivindicación 19, donde dicho al menos un metal es un metal noble.
23. 23. El catalizador o proceso definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho al menos un metal es efectivo para reducir la resistencia de o el número de sitios ácidos en dicho material inorgánico poroso.
24. 24. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 23, donde la conversión de la mezcla de síntesis es llevada a cabo bajo condiciones hidrotérmicas .
25. 25. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 24, donde dicho intercambiador iónico orgánico es un intercambiador iónico macro-reticular .
26. 26. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 25, donde dicho intercambiador iónico orgánico, poroso, es un intercambiador aniónico a base de polímero, poroso.
27. 27. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 26, donde dicho intercambiador aniónico a base de polímero, poroso, tiene una capacidad de intercambio de iones mayor de 1 mEq/g de intercambiador aniónico poroso, seco.
28. 28. El proceso definido en la reivindicación 26 o 27, donde dicho intercambiador aniónico a base de polímero, poroso, es una resina de intercambio de aniones fuertemente básica, conteniendo grupos amonio cuaternario.
29. 29. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 28, donde dicho intercambiador iónico orgánico, poroso es removido ya sea por un proceso de oxidación o disolución.
30. 30. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 29, donde dicho al menos un metal está presente en el intercambiador iónico orgánico, poroso antes de formar la mezcla de síntesis del paso (i) .
31. 31. El proceso definido en la reivindicación 30, donde dicho al menos un metal está presente en dicho intercambiador iónico orgánico, poroso, por deposición, adsorción, o intercambio de iones .
32. 32. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 29, donde el al menos un metal es añadido a dicha mezcla del paso (i) durante la preparación, después de la formación, o ambas, de dicha mezcla.
33. 33. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 29, donde dicho al menos un metal es añadido durante la conversión del paso (ii) .
34. 34. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 29, donde dicho al menos un metal es añadido a la al menos una macro-estructura antes de la remoción en el paso (iii) del intercambiador iónico orgánico, poroso y después de la formación en el paso (ii) del material inorgánico poroso.
35. 35. El proceso definido en las reivindicaciones 2 a 29, donde dicho al menos un metal es añadido a dicha al menos una macro-estructura después de la remoción en el paso (iii) del intercambiador iónico orgánico, poroso.
36. 36. Un proceso para convertir hidrocarburos, que comprende poner en contacto una corriente de alimentación de hidrocarburos, bajo condiciones de conversión de hidrocarburos, con un catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
37. 37. El proceso definido en la reivindicación 36, donde la conversión de hidrocarburos es llevada a cabo en condiciones de 0 a 760 °'C, una presión de alrededor de 0.1 a 200 atmósferas (bares), y un espacio velocidad horario en peso de 0.08 a 2,000 hr"1.
38. 38. El proceso definido en la reivindicación 36 o 37, donde la conversión de hidrocarburos es seleccionada del grupo que consiste en desintegración de hidrocarburos, isomerización de alquilaromáticos , desproporcionamiento de tolueno, desproporcio-namiento de eumeno y etilbenceno, transalquilación de aromáticos, alquilación de aromáticos, alquilación de naftaleno o alquilnaf-taleno para formar dialquilnaftaleno, reformación de nafta en aromáticos, conversión de parafinas y/u olefinas en aromáticos, conversión de oxigenados en productos de hidrocarburos, desintegración de nafta en olefinas ligeras, y desparafinación de hidrocarburos .
39. 39. El proceso definido en las reivindicaciones 36 a 38, que comprende la oxidación parcial de hidrocarburos por medio del contacto de una corriente de alimentación de hidrocarburos, bajo condiciones de oxidación, con oxidantes.
40. 40. El proceso definido en la reivindicación 39, donde dichos oxidantes son seleccionados del grupo que consiste en aire, oxígeno, peróxidos orgánicos, óxidos inorgánicos.
41. 41. El proceso de la reivindicación 39 o 40, donde dicho hidrocarburo es seleccionado del grupo que consiste en parafinas, olefinas, aromáticos, y sus mezclas.
42. 42. Un proceso para reducir emisiones de hidrocarburos, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, o sus mezclas, en una corriente gaseosa, que comprende poner en contacto dicha corriente gaseosa con un catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30.
43. 43. El proceso definido en la reivindicación 42, donde dicha corriente gaseosa es una corriente gaseosa producida por un motor de combustión interna.