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Info

Publication number: BE555173A
Authority: BE

Description


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  Lp présente invention se rapporte à une nouvelle compo- 
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 sition et ' un procède pour préparer et utiliser cette nouvelle 
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 ratière . Plus particulièrement, l'invention est relative à. un nou- 
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 vcpu tir lis rol'culaire de la famille des zéolites. 



  Les zéolites sont des silicates d'aluminium et d'un au- tre t."'cpl eh beaucoup d'entre elles existent dans la nature. Cer- ,f;F117C:E.¯  de es 'p;:t;i r'r(-s sont connues comme agents C'Cla.ll -C,'L17.'S r'1.O11S et Cu - e ! SnT'f-721t:3. 



  La nl.ructure cristalline de certaines zéolites, appelée tr',.1:; u1 cutiir, est teJJ.e cu' il existe nu sein du cristal un r;;;1 ece rr.7¯;.ri.F¯ eut "J'E'Ill!.. Ders molécules d'aclsorbat sont retenues .# .! ce,* t;:o-'GC:;. 1,'c.ccn aux espaces se fait par des ouvertures 

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 dans le réseau cristallin. Ces ouvertures limitent la dimension des molécules pouvant être adsorbées par les tandismoléculaireset per- mettent une séparation de certains Mélanges de molécules sur la 
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 base des dimensions des :sol''cules composant le - /lange. D'autres préférences pour des adsorbats pont manifestées par les ta,:1is mo- léculaires sur la base, par exemple, de la polarité de l'adsorbant et du degré de non saturation des adsorbats organiques. 



   Un certain nombre de tamismoléculaires zéolitiques ont été   préparas par     synthèse.   Ces tamis moléculaires se distinguent les uns des autres soit par leur composition, leur structurecris- 
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 t 17¯ine, leurs propriétés adsorbantes, soit par une courbinaison de ces caractéristiques. L'existence d'un certain nombre de tanins -iol-tc'Liln4-res possédant des propriétés semblables, ¯nais pouvant être   distinguées,   permet de choisir un adsorbant dont les   proprié-   tés pour un processus d'adsorption   ouelconque   donné soient optima. 



   La présente invention a pour but principal de procurer un   nouveau   tamis  moléculaire   de   la.     famille   des   zéolites,     possédant   
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 d3int,'reFse,rites propriétés d'adsorption et d'échanje d'ions. 



  'our la facilita le toïiis :'1ol'culaire de l'invention est "zéolithe Z". La no'encipture des forces à ions chances de la zéolite Z se réfère k l'ion échangeable présent dans la zêo- lite, par exemple la I1zéoli te sodique zen et la "zéolite potassique 2". 
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 La c,¯:oir? on de la zéolite Z peut être eyprinbe en ter-   'fier-.   ce  rapports molaires     d'oxydes.   La   formule   de la zéolite potas-   sique   Z sera donc la suivante : 
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 Dans la   l'or   ule "X" peut avoir une valeur quelconque ne 
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 d':: ,v:ani, pas trois.

   Une formule plus générale de la zéolite Z, ou "M"  -représente   un cation échangeable, "n" sa valence, "X" pouvant avoir une valeur quelconque ne*   dépassant   pas   trois,   est   donnée   cl-après : 
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Une manière typique de préparer la zéolite Z est décrite   ci-après.   
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  XF -2L1:; I.- On !81alie de l'2ydroxyd de potassium., de i'nydroxyde c'a¯u?iniua. et due l'acide silicique (contenant 15% en poids de ,silice) dans de l'eau en proportions telles qu'on obtienne les ra::: ports suivants: 1 mole de '20 : 1 mole de A1203 : lu violes de 8i02. 



  On prépare à partir du gel qui se forme de ce mélange de matières, un   échantillon   sec pesant 0,5g. On mélange   1'échantillon   avec 15 
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 cm d'une solution d'hydroxyde de potassium (excès de 130 moles fa) pour former un :11':18.:'1&8 dont le? rapports l':..olai1'es de la composi- soit les suivants: Ii.20/si(52 = 0,58, 2i02!Al203= 4 et IO/0 = 316. On place ce ..lolange dans un tube en verre de    20 cm3, on scelle le tube et on le chauffe à 120 C pendant une   
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 ;'r; oe comprise entre 3 à 4 jours. On enlève le produit, on le fier tre, on le lave et on le sèche. L' analyse du produit montrequ'il est une zéolite de la composition ci-après : 
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 K 20 : Au 203 : 2 sio . 3 H 2 0 Le produite la zéolite Z, maintient sa structure au cours d'une déshydratation à 300 C.

   Préparée de cette façon, la   ?-colite   Z est sous   (le   bâtonnets. 
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  La 7éolite Z peut être iÔel1tifiée par sa figure de dif- ±'r.<;.('GiOfl des rayons X. Les données de la diffraction des rayons X sont reprises dans le tableau A ci-après. 



   TABLEAU   A.   
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  Intensité. ES)..?-f.L1l.ltl')1J2..1ana..irELU1Ù 21'8, hxtrne.ent forte 7,54Trr; i'rJiile 4.17$ .#loyom.ie 39-9 '():Tl;L1:" 3,1H7 ##;oyt-nae 3, '-.'.9 Tr :. fone 3,09 
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<tb> Forte <SEP> 2,97
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 'l'i':^ forte 2, ,2 #lO venu #-.-. ent r.-jiolo 235 ". L :J¯o 2.1 o .:().11:1L 2.1l1 ,:r,'-(]!1'W 15 ;#>'#' nacî 1, 7!,. 



  ,:U;,'mtlrlC 'C'Ll'; f-àblo 16 ' a,.t:ri:l' z59 J\rJ'/(:[EH:: 1, 56 

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 D2nf: le dessin anne::4 : Fi ":ure 1 est un graphique uontrant les CO;,"1'ji tions 'ans ler,yelie-s J.a zéolite .? peut être préparée Sur ce '.l'a::;hÜue sont r.ortes en ordonnées les t2:':1.,,'rëttnres en  C, et en aoscioses la co..¯,osition du gel A;0.Al203on Si02. 



  La figure 2 est un graphique représentant le pouvoirs d'adsorption de plusieurs forces de zéolite Z. Ce zrq1ique expri- ire en ordonn4es la quantité de 1m3 3 adsorbée en cm3/g aux condi- nor2rales et de te{l:?0rature et de pression et en abscisses la pression en du de lrercure. 



  La zone hachurée de la figure 1 indique la gaxie de compositions de :-el! et de tenr"4 rature qui conviennent pour prÉ- 1 9qrer la zéolite Z.:En générale un gel dont la composition est K20.Al20o.n Ri02' où n a une valeur de 1 à 7, peut être maintenu à 100 C en présence clhydroD7,,('.e de potassium pour produire la 701ite Z. A mesure Que la. concentration en 8i02 du gel s'accroît, 
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 la température possible diminue. Pour les solutions formant gel, 
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 une température d'environ 100 C est facilement a111tei1Ll:, c:ais des 
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 températures plus élevées réduisent la durée de réaction nécessaire 
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 La fori:ie potassique de la roolite Z, obtenue coimce dé- crit ci-dessus, peut être trar.:Wor,lée en d'autres formes en ::-C':l8.i1- ;eant l'ion potassium pour un autre cr tion.

   Par exemple, lorsque la zéolite potassique Z est -maintenue dans une solution aqueuse de nitrate de sodium ou de chlorure de sodi1.n à environ J¯L0 C, il se for-ne le ror3i(iue Z. L'utilisation de nitrate de calcium ou use chlorure de conduit à la redite calcique ?. La fi- gure de diffraction des rayons X de ces formes à ions échangés de la 70.0] i,te Z indique que le roseau cristallin n'est pas sensible- r:1C!1t pir le reaolace-nent du DOtAssiu'l1 dans la médite Z 
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 par du sodiun ou du calcium. 
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  Dos ''îf]nti.l1.onB ;re; 1'or,ies sodique et cal- rie la /.oolite Z sont essayés en vue de (1(,LL-r,lillio-r leur pro- priétés [lr1sor1JDn I:;P:3. Dpnr. 1er e::;:r)j.f" plusieur. sont i3 en 

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 contact avec la   zéolite   Z dans des   conditions   variables. Ni 1' 
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 0:'¯'tle ni l'argon ne sont adsorbés par aucun des échantillons à -lo3 C. L'adsorption est ernayée après avoir déshydrate les échan- tillons en les chauffant .1 environ 350 C. 1.1é'..l:;.lOniac est adsorbé   lent?! lent     à   20 C, et à 200 C les formes' sodique et potassique   de.   
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 la redite Z adsorbent l'a-moniac asse" rapidement. La figure 2 compare les Quantités C:'a:li.lonl.r3.C adsorbées par gracie d'échantil- lon à 200 C et sous diverses pressions.

   Il ressort des courbes de la figure 2 eue la forme sodique de la   zéolite   Z a une plus grande 
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 cppacib" d'adsorption de l'aomoniac dans les conditions de l'essai que les autres formes à ions   échanges.   



   La zéolite Z peut être utilisée pour adsorber   l'eau   et 
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 l'at:¯Âoniac et d'autres petites molécules polaires en séparant cet- te Molécule de   mélanges   avec   d'autres   matières. 



    REVENDICATIONS.   
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  1.- Tamis moléculaire apolitique synthétique ayant la co-'b-iosition 1V12/11. : A1z03 2Si02 : X H20 où "H11 représente un ca- tion échangeable , 'lu" la valence de "ïit'9 et "xii une valeur quel- conque pouvant atteindre 3, ce tamis moléculaire donnant une fi- gure de diffraction des rayons X telle que l'indique le tableau A ci-avant. 
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  2.- 'l'8.!:1i musculaire zéoli bique Srlth tique ayant la co::o;i.tio. Kz0 : AI03 : 2 Si02 : X H09 où X peut avoir une va- leur quelconque jusqu'à 3, ce tamis 'flo16culaJ.re dormant une figure de diffraction des rayons X telle que l'indique le tableau A ci- avant. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

3.- Procédé pour préparer la zéolite Z, caractérisa en EMI5.7 ce mi 'on prépare un ,; 0 l à partir d'une solution aqueuse contenant den matières rf?pr('T.entéeî; sous forme de rapports (oxyde, de potas- siu-ij d'alaiiintiva et u.e : i.ll.c-Lum, on ma.Ln f: i.eut ce gel a une ta.tpera- ture d'au moins 100 C et en prononce d'hydroxyde de potassium, les #ictiiros ,'fins ce gel ut la teupérature à laquelle ce sel est main-. <Desc/Clms Page number 6> tenu étant dans un rapport tel que les deux valeurs tombent dans la zone hachurée de la figure 1 du dessin annexée et on maintient ce gel à cette température jusqu'au moment où il se forme des cris- taux de zéolite Z.

4.- Procédé pour préparer la zéolite Z, caractérisé en ce qu'on forme un gel à partir d'une solution aqueuse contenant des matières représentées sous forme d'oxydes comme suit : EMI6.1 et on maintient ce gel à une température d'environ 100 C et en présence d'hydroxyde de potassium, jusquà la formation'de cristaux ayant la composition EMI6.2 et donnant une figure de diffraction des rayons X telle que l'indi- que le tableau A ci-avant.

5. - Procédé pour séparer des molécules d'ammoniac d'un mélange de molécules d'ammoniac et d'autres molécules, caractérisé en ce qu'on déshydrate, au moins partiellement, une certaine quan- tité de zéolite Z, on mélange cette zéolite Z et ce mélange de molé cules et on adsorbe au moins une partie de l'ammoniac de ce mélange au moyen de cette zéolite Z.

6. - Procédé pour séparer des molécules d'eau d'un mélan- ge de molécules d'eau et d'autres molécules, caractérisé en ce qu'on déshydrate au moins partiellement une certaine quantité de zéolite Z, on mélange cette zéolite Z et ce mélange de molécules et on adsorbe au moins une partie de l'eau de ce mélange au moyen de cette zéolite Z.