JPH0543644B2 - - Google Patents

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JPH0543644B2
JPH0543644B2 JP17028084A JP17028084A JPH0543644B2 JP H0543644 B2 JPH0543644 B2 JP H0543644B2 JP 17028084 A JP17028084 A JP 17028084A JP 17028084 A JP17028084 A JP 17028084A JP H0543644 B2 JPH0543644 B2 JP H0543644B2
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aluminosilicate
binder
crystalline aluminosilicate
gel
sio2
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Noriaki Tagaya
Tsugio Maejima
Takao Hashimoto
Satoshi Sakurada
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Tonen General Sekiyu KK
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Tonen Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

イ 発明の目的 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は結晶性アルミノ珪酸塩に関する。更に
詳しくは、本発明は実質的にバインダーを含有し
ない、バインダーレスゼオライト触媒の製造方法
に関する。 ≪従来の技術≫ 結晶性アルミノ珪酸塩は、一般に結晶性ゼオラ
イトとして知られ、天然産及び合成品共にその結
晶構造は、珪素(Si)を中心として形成される4
個の酸素原子が頂点に配位したSiO4四面体と、
珪素の代わりにアルミニウム(Al)が置換した
AlO4四面体の三次元骨格を基本とした構造を有
する、アルミノ珪酸塩水和物である。 SiO4四面体とAlO4四面体は、4、5、6、8、
10又は12個連結して形成される4員環、5員環、
6員環、8員環、10員環又は12員環と、これらの
4、5、6、8、10及び12員環が各々重なつた二
重環が基本単位となり、これらが連結して結晶性
アルミノ珪酸塩の骨格構造が決定されることは知
られている。 これらの連結方式により決定される骨格構造の
内部には、特定の空洞が存在し、空洞構造の入口
は、6、8、10、及び12員環からなる開孔部を形
成している。形成された開孔部は、孔径が均一で
あり、特定の大きさ以下の分子のみを吸着し、大
きな分子は空洞内に入れないために吸着されな
い。このような結晶性アルミノ珪酸塩は、その作
用から「分子篩」として知られており、種々の化
学プロセスにおいて、吸着剤、化学反応用の触媒
或いは触媒担体として利用されている。 近年においては、上記分子篩的な作用と触媒作
用とを組み合わせた使用法が化学反応の各分野で
勢力的に研究されている。これは所謂分子形状選
択性反応触媒と呼ばれているもので、S.M.
Csicseryが機能面から分類しているように、(1)反
応物が特定のものしか活性点に近づくことが出来
ないもの、(2)活性点において反応した後、特定の
形をしたものしか反応の場から離脱出来ないも
の、(3)2分子反応において個々の分子は自由に反
応の場に出入りすることは出来るものの、遷移状
態が大きすぎるために反応することが出来ないも
のの3種類が存在する(“Zeolite Chemistry
and Catalysis”ACS Monograph171、ACS、
Washington D.C.1976年、680頁)。 このような分類は、結晶性アルミノ珪酸塩の空
洞内部での触媒反応についてのみ考慮してなされ
たものである。即ち結晶外表面或いは外表面近傍
の活性点上での接触反応は、上記触媒作用と異な
り、活性化エネルギーの小さい反応からあらゆる
反応が自由に起こるために、反応の選択性を低下
させることになる。 そこでこのような結晶外表面或いはその近傍で
の非選択的反応を抑制するために、結晶外表面に
化合物を被覆させることにより活性点を埋没せし
める方法や、別の固体酸性度又はアルカリ性を示
すもので活性点の固体酸性度を制御する方法が考
えられ、シリコン化合物類、リン化合物類或いは
マグネシウム化合物類等の添加が提案されてい
る。 一方結晶の大きさを制御することにより、結晶
内の分子形状選択性を有する活性点の数と結晶外
表面又はその近傍の形状選択性を有しない活性点
の数の割合を制御する方法も知られている。例え
ば結晶を大きくすると、結晶内の活性点の割合は
相対的に増加し形状選択性は高くなる。しかしな
がらこの方法によれば、反応物の活性点への接近
及び又は触媒が相対的に制限される結果全体とし
ての反応活性が低くなる。又、逆に結晶を小さく
すると、結晶外表面又はその近傍の活性点の割合
が相対的に増加する結果形状選択性は低下するも
のの、反応物の活性点への接近及び又は触媒の機
会が相対的に増加するため、反応活性は高くな
る。 結晶性アルミノ珪酸塩のAlO4四面体の電荷は、
結晶内に陽イオンを保持することにより平衡が保
たれている。そしてこれら陽イオンは、種々の方
法によりイオン交換されて、水素型或いは金属イ
オン交換型となつて、固体酸触媒として機能する
ことはよく知られた理論である。 天然の結晶性アルミノ珪酸塩では、その陽イオ
ンは元素周期律表第族又は同表第族の金属、
特にナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネ
シウム及びストロンチウムである。合成結晶性ア
ルミノ珪酸塩においても上記の金属用イオンが使
用されるが、金属用イオンのほかに、近年、有機
窒素用イオン、例えばテトラアルキルアンモニウ
ムイオンの如き第4級アルキルアンモニウムイオ
ンが提案されている。そして、シリカ/アルミナ
比の高い結晶性アルミノ珪酸塩の合成には、アル
カリ源として上記の如き含窒素有機化合物の使用
は不可欠であるとされていた。 しかしながら、含窒素有機化合物を使用する場
合には、原料価格が高いという不利益に加えて、
製造された合成アルミノ珪酸塩を触媒として使用
するためには、合成物中に存在する含窒素有機化
合物を、高温にて焼成により除去することが必要
であり、製造工程を複雑化するという不利益があ
つた。 更に、上記のような、テトラアルキルアンモニ
ウム化合物又は、C2〜C10の第1級アミン等の如
きアミン系有機化合物を使用した従来の製造法に
おいては、その合成工程及び乾燥並びに焼成工程
時に該有機化合物の有する潜在的毒性又は、該有
機化合物の分解等に伴う種々の危険性が生じ、作
業上の安全の点で問題があつた。 又、含酸素有機化合物や含硫黄有機化合物等の
使用も提案されているが、これらの場合も含窒素
有機化合物を使用する場合の問題を解決するもの
ではない。 これらの問題を解決する方法として、近年実質
的に無機反応材料のみからなる水性反応混合物か
ら、結晶性アルミノ珪酸塩を製造する方法が開示
されている(特開昭58−45111号)。 それは酸化物のモル比で表示して、0.8〜
1.5M2/nO・Al2O3・10〜100SiO2・ZH2O(ここ
でMは、金属用イオンであり、nは、その金属陽
イオンの原子価であり、Zは、0〜40である。)
の化学組成を有し、且つ、少なくとも第1表に表
わした格子面間隔、即ち、d−距離を示す粉末X
線回折図形を有する結晶性アルミノ珪酸塩に関す
るものである。 第1表格子面間隔d(A) 相対強度(I/I0) 11.2±0.2 S. 10.1±0.2 S. 7.5±0.15 W. 6.03±0.1 M. 4.26±0.07 M. 3.86±0.05 V.S. 3.82±0.05 S. 3.76±0.05 S. 3.72±0.05 S. 3.64±0.05 S. 上記の如き、X線回折図形により特徴づけられ
る結晶構造を有するアルミノ珪酸塩は、TSZと
命名された。 第1表の相対強度において「V.S.」は最強、
「S.」は強、「M.」は中強、「W.」は弱、「V.W.」
は非常に弱いことを示す。 又、常法とは別の粉末X線回折分析による、と
りわけ精度の高い2θ(θはブラツグ角)の測定結
果の解析から、該発明による結晶性アルミノ珪酸
塩(TSZ)は結晶学的に単斜晶系に属すると結
論されている。この場合、水性反応混合物中の
SiO2/Al2O3比及びNaO2/SiO2比を制御するこ
とにより、結晶粒子径を制御することも可能であ
る(特願昭58−30797号、同58−46684号)。 一方、ゼオライト触媒を工業的に使用する場
合、例えば気体及び液体供給原料の固定床或いは
接触分解のような流動床操作に使用される場合に
は、ある種の形状を付与した粒子、例えばペレツ
ト型粒子、小球形粒子で供給する。この場合、気
相反応は一般に大きな空間速度で行われ、又、重
質油の液相反応では触媒表面からの拡散が限定さ
れるために、殆ど触媒粒子の外表面のみが利用さ
れる(米国特許第3966644号においてこの拡散限
度は約1/120インチであることが示されている)
ことから、活性を有するゼオライト触媒表面の面
積をできるだけ大きくすることが望まれる。この
ことは、触媒粒子を球状とした場合、その直径を
小さくすることにより改善されるが、他方触媒粒
子の強度が減少し触媒粒子の破壊が生ずるため
に、この方法によつて触媒性能を高めることには
限度がある。又、ゼオライト結晶粉体の粒子径を
小さくすることによつても改善されるが、他方、
ゼオライト結晶粉体のみから成る成形触媒粒子で
は、工業的使用に耐え得る十分な強度を保持し得
ない欠点がある。従つて、従来、ゼオライト触媒
を工業的に使用する場合には、粉体ゼオライトを
適当なバインダーを用いて、例えばペレツト型に
成型していた。 しかしながらこの方法によれば、使用するゼオ
ライトの利用率が低下するために反応物質の空間
速度を低下させることが余儀なくされる等、生産
性の低下が避けられないだけでなく、バインダー
中に含まれるアルカリ又はアルカリ土類金属等が
ゼオライト中に移動する結果、ゼオライトが被毒
されやすいという欠点を有していた。又、このよ
うなペレツト型触媒の製造方法はゼオライトと非
晶質のバインダーを圧縮し成型するものであるの
で、ゼオライトの結晶間に存在する所謂二次細孔
の中に非晶質のバインダーが入り込むために、物
理的強度は増加するものの二次細孔の量も分布も
制御することはできなかつた。 ≪発明が解決しようとする問題点≫ 二次細孔は、主として非晶質粉末或いは結晶粉
末を成型した場合の粒子と粒子の間に生ずるもの
であるから、ペレツトの強度を減ずることなくこ
の細孔を生かすことができれば、反応物が容易に
結晶から結晶へ移動できるばかりでなく、触媒活
性を有する結晶表面の面積を実質的に増加せしめ
るためにペレツトの触媒活性を改善することがで
きる。 本発明者らは、特願昭58−3972号(昭和58年3
月9日出願)においてこれらの問題点を解決し、
二次細孔を生かし(TSZゼオライトを有し)、触
媒活性に優れた特異の形状のバインダーレス触媒
体及びその製造方法を提供した。 しかしながらこの方法においてえられる結晶は
比較的大きい上、水熱反応水溶液中にはナトリウ
ム塩が存在することが必須であり、又、原料粉体
の製造方法及びバインダーとして使用するアルミ
ノシリケートゲルの具体的製造方法については明
示されていない。 従つて、本発明の第1の目的は、鉱化剤を使用
することなしに、二次細孔が生かされた実質的に
結晶性アルミノ珪酸塩からなるバインダーレスゼ
オライト触媒を製造する方法を提供することであ
る。 本発明の第2の目的は、小さな結晶粒子で構成
されていながら十分な強度をも有する、実質的に
結晶性アルミノ珪酸塩からなるバインダーレスゼ
オライト触媒を容易に製造する方法を提供するこ
とである。 更に本発明の第3の目的は、鉱化剤を使用する
ことなく容易にバインダーレスゼオライトを合成
するに適したアルミノシリケートゲルを調整する
方法を提供することである。 ロ 発明の構成 ≪問題を解決するための手段≫ 即ち本発明は、原料粉体と、バインダーとして
のアルミノシリケートゲルとを混練し、加圧成形
せしめた成型体から実質的に結晶性アルミノ珪酸
塩のみからなるバインダーを有しない結晶性アル
ミノ珪酸塩を製造する方法において、原料粉体の
使用量が30〜70重量%であり、バインダーとして
使用するアルミノシリケートゲルの量が70〜30重
量%であることを特徴とする結晶性アルミノ珪酸
塩の製造方法及びアルミノシリケートゲルの調整
方法である。 ≪発明の開示≫ 本発明にかかる実質的に結晶性アルミノ珪酸塩
からなるバインダーレスゼオライト触媒には、前
述のバインダーレスゼオライト触媒も含まれる
が、特に本発明のバインダーレスゼオライト触媒
は、水銀圧入法により測定した全細孔溶液が0.3
c.c./g以上であり、細孔半径が75〜75000Åであ
つて、細孔容積の25%以上が該半径の平均細孔径
の±20%の反域に含まれ、比較的小さな結晶粒子
で構成される実質的にTSZ結晶性アルミノ珪酸
塩のX線回折図形を与えることを特徴とする。 一般に、成型粒子の強度は構成する粒子の大き
さ、充填構造、粒子の配位数、粒子の形状等によ
つて変化し、更に形成された細孔容積や細孔半径
により変化する。特に、成型ゼオライト触媒は
色々な形状を有する結晶粒子の集合体で、細孔構
造は所謂二元細孔構造で結晶粒子そのものが持つ
ミクロ孔と結晶粒子間に形成されるマクロ孔とで
構成される。しかし、このような結晶粒子同志で
は通常の場合、殆ど結合力を有せず、なんらかの
バインダーを用いて成型し、ペレツトの強度を付
与している。 以上のことから、本発明における実質的に結晶
性アルミノ珪酸塩からなるバインダーレスゼオラ
イトが、マクロ孔が数千Åにシヤープな分布を有
し、且つ細孔容積(75〜75000Å、半径)が比較
的多いにもかかわらず、実用に耐え得る程度の強
度を持ち得ることは実に驚くべきことである。 本発明に係るバインダーレスゼオライト触媒の
製造工程の概要は次の如く、 原料粉体を製造する工程 バインダー用のアルミノシリケートゲルを製
造する工程 原料粉体とバインダーを混練し成型する工程 成型物を乾燥又は焼成する工程 成形物を水熱処理する工程 等々の工程を包含する。 本発明において使用する原料粉体とは、予め合
成された結晶性アルミノ珪酸塩を意味する。この
ような、原料粉体として用いる好ましい、予め合
成された結晶性アルミノ珪酸塩としては、TSZ
アルミノ珪酸塩及び所謂ZSM−5を使用するこ
とができる。ここで用いる予め合成された結晶性
アルミノ珪酸塩は、未焼成の合成されたままのも
ので十分であり、更に完全な結晶の形でなくても
よく、単に予備結晶させただけであり、非晶質に
近いX線回折図形を示すアルミノ珪酸塩を用いる
こともできるが、特にTSZ結晶性アルミノ珪酸
塩を使用した場合にはTSZ結晶性アルミノ珪酸
塩に富むバインダーレスゼオライトを製造するこ
とができて好ましい。TSZ結晶性アルミノ珪酸
塩以外の他のゼオライトを使用する場合には、特
にナトリウム塩の形で使用することが好ましい。 上記の原料粉体の組成については、SiO2
Al2O3比とNa2O/SiO2比が、後記するTSZの生
成域にあることが好ましく、又その結晶は小粒子
径であることが、製造されるバインダーレスゼオ
ライトの活性及び強度の点から好ましい。又、原
料粉体の製造においては、ゲルの流動性を改善す
る目的で、例えばNaCl等の鉱化剤を添加しても
良い。 本発明にかかるTSZ結晶性アルミノ珪酸塩は、
常法の粉末X線回折によつて得られるX線回折図
形によつて特徴ずけられる。即ち、2θ=14.7°(d
=6.03Å)の回折線が単一線(Singlet)である
こと、及び2θ=23°(d=3.86Å)及び2θ=23.3°
(d=3.82Å)の両回折線が明瞭に分離している
点で従来提案されている結晶性ゼオライトの結晶
構造と大きく異なる。かかる特異的なX線回折図
形は、合成珪酸塩の置換陽イオンの変化、特に水
素イオン型への変化、SiO2/Al2O3比の変化等に
よつても、その格子面間隔は著しい変化を受ける
ものではない。 次ぎに、本発明で使用する原料粉末としての結
晶性アルミノ珪酸塩の製造方法について説明す
る。 本発明で使用することのできる結晶性アルミノ
珪酸塩は、一般に珪素源としてSiO2、アルミニ
ウム源としてAl2O3をある範囲の比率で用い、適
当なアルカリ源と水を各々一定の範囲の比率にな
るように加えた、実質的に無機反応材料からなる
水性反応混合物を調製し、この水性反応混合物を
結晶が生成するまで結晶化温度に加熱維持するこ
とにより製造することが出来る。製造条件は、例
えば、自己圧下約120℃〜約230℃で約10時間〜10
日間維持することにより実現される。 TSZ結晶性アルミノ珪酸塩はシリカ源、アル
ミナ源、アルカリ源、水及びアルカリ金属の中性
塩を含有する、実質的な無機反応材料からなる水
性反応混合物から製造されるが、その水性反応混
合物の組成は酸化物のモル比で表すと次の如くで
ある。 SiO2/Al2O3 10〜130 Na2O/SiO2 0.01〜0.5 (Na2O+M2/nO)/SiO2 0.03〜0.3 H2O/(Na2O+M2/nO) 150〜800 X-/SiO2 0.01〜20 上式において、Mは元素周期律表の第族及び
第族、好ましくはリチウム、ナトリウム、バリ
ウム、カルシウム及びストロンチウムから選択さ
れる金属陽イオンであり、nはその金属陽イオン
の原子価であり、X-は沈澱助剤及び/又は鉱化
剤の塩のイオンである。M2/nO及びNa2Oはそ
れぞれ遊離のM2/nO及びNa2Oであり、一般に
水酸化物及びゼオライト合成において効果を示す
ような極弱酸塩、例えばアルミン酸塩、珪酸塩等
の形態である。又、上記の「遊離のNa2O」は、
硫酸アルミニウム、硫酸、塩酸又は硝酸等の添加
により調節することができる。 又、TSZ結晶性アルミノ珪酸塩は上記水性反
応混合物の組成比の内、特にSiO2/Al2O33モル
比とNa2O/SiO2モル比とを変化させることによ
り、生成する結晶性アルミノ珪酸塩の結晶粒径が
変化する。即ち、水性反応混合物のSiO2
Al2O33モル比に応じてNa2O/SiO2モル比を変化
させてNa2O/Al2O33モル比が同等になるように
した上で、SiO2/Al2O33モル比を変化させた場
合には、略同等の結晶粒径を有する結晶性アルミ
ノ珪酸塩が生成する。これに対し、Na2O/
Al2O3モル比を1〜15の範囲で変えることによ
り、約0.1μ〜10μの範囲で、所望する結晶粒径を
有する結晶性アルミノ珪酸塩を製造することがで
きる。 本発明のバインダーレスゼオライトの合成に際
しても、上記の如き従来法を使用する場合には、
アルミノシリケートゲルの生成時に所謂鉱化剤と
しての働きをするアルカリ金属の中性塩を添加す
ることが、アルミノシリケートゲルの流動性を良
くするという沈澱助剤としての働きもするので好
ましいが、本発明の好ましい実施態様は特定の組
成を選択することによりアルミノシリケートゲル
の流動性を良好なものとし、特にアルカリ金属の
中性塩を添加することなく、鉱化剤を添加した場
合と同等の結晶性を有し、且つ触媒活性の点から
好ましい小粒径の結晶性アルミノ珪酸塩を製造す
ることがである。 本発明で使用する流動性の良いゲルは、ゲルの
凝集(アルカリ側の場合)が急激に起こるPH域
(水性反応混合物の組成比によつても異なるが、
約11.0〜約12.0)で、一旦溶液の添加を止め、撹
拌によりスラリー状のゲルの流動性が良くなつて
から再び溶液を添加することにより調製すること
ができる。 鉱化剤を使用しない本発明の場合においても、
TSZ結晶性アルミノ珪酸塩は、シリカ源、アル
ミナ源、アルカリ源及び水を含有する実質的に無
機反応材料からなる水性混合物から製造される
が、該水性反応混合物を酸化物のモル比で表す
と、好ましい範囲は、 SiO2/Al2O3 10〜100 Na2O/SiO2 0.01〜0.5 H2O/SiO2 5〜150 であり、より好ましい範囲は、 SiO2/Al2O3 25〜80 Na2O/SiO2 0.02〜0.2 H2O/SiO2 10〜130 である。 上記のNa2Oは「遊離のNa2O」であり、一般
に水酸化物及びゼオライト合成において効果を示
すような極弱酸、例えばアルミン酸塩、珪酸塩等
の形態である。又、上記の「遊離のNa2O」は、
硫酸アルミニウム、硫酸、塩酸又は硝酸等の添加
により調節することができる。 又、組成比のうち、Na2O/SiO2比が低いと相
対的に小さな結晶が生成しやすく、Na2O/SiO2
比が高いと相対的に大きな結晶が生成しやすいの
は、鉱化剤添加の場合と同様である。 特に、本発明における比較的小さな結晶粒子で
構成され、且つ、高強度のバインダーレスゼオラ
イト触媒を製造するための原料粉体を製造するた
めには、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源及び
水を含有する実質的に無機反応材料からなる水性
混合物は、酸化物のモル比で表すと、 好ましい範囲は、 Na2O/Al2O3 1.0〜10 SiO2/Al2O3 15〜100 Na2O/SiO2 0.01〜0.15 H2O/SiO2 5〜150 であり、より好ましい範囲は、 Na2O/Al2O3 1.5〜8 SiO2/Al2O3 20〜80 Na2O/SiO2 0.02〜0.12 H2O/SiO2 10〜130 である。第1図は上記範囲を図示したものであ
る。ここで得られる原料粉体は、結晶質、結晶質
と非晶質の混合物及び非晶質のものでもよい。ア
ルカリ量が上記範囲より少ない場合、結晶化に長
時間を要するが、更に少ない場合、前処理として
の効果がなくなつてしまうことがある。又、アル
カリ量が上記範囲より多い場合は結晶化の時間を
短縮することができるが、生成する結晶粒子が大
きくなり過ぎたり、或いは異なつた結晶相が生成
したりして好ましくない。 本発明においてバインダーとして使用されるア
ルミノシリケートゲルは、シリカ源、アルミナ
源、アルカリ源及び水を含有する実質的に無機反
応材料からなる水性反応混合物から製造される
が、該水性反応混合物の好ましい組成を酸化物の
モル比で表すと、 好ましい範囲は、 Na2O/Al2O3 1.2〜10 SiO2/Al2O3 10〜100 Na2O/SiO2 0.01〜0.20 H2O/SiO2 5〜150 であり、より好ましい範囲は、 Na2O/Al2O3 1.5〜8 SiO2/Al2O3 15〜80 Na2O/SiO2 0.02〜0.15 H2O/SiO2 10〜130 である。 上記Na2Oは遊離のNa2Oであり、一般に水酸
化物及びゼオライトの合成において効果を示すよ
うな極弱酸塩、例えばアルミン酸塩、珪酸塩等の
形態である。又、上記の「遊離のNa2O」は、硫
酸アルミニウム、硫酸、塩酸又は硝酸等の添加に
より調節することができる。 ここで生成したアルミノシリケートゲルをバイ
ンダーとして使用する場合、生成したゲルを濾過
し、好ましい組成になるまで洗浄し、水切りを行
い、含水率を約65重量%から約95重量%にするの
が好ましい。 バインダー中のアルカリ量は、バインダーレス
ゼオライトを製造するための重要な要素である。
即ち、アルカリ量が少ない場合は、結晶化に長時
間を要したり、非晶質のままであつたりすること
があり、又アルカリ量が多い場合は、過度の結晶
成長により大結晶を生成したり、他の好ましくな
い結晶相が生成したり、或いは粉化などの原因と
なることがあり、特定の組成範囲にするのが好ま
しい。 バインダーとしてのもう一つの重要な要素は、
成型されたペレツトの強度付与であるが、これは
アルミノシリケートゲルの粘着性、成型性、或い
は乾燥収縮力等に強く影響される。そのため、ア
ルミノシリケートゲルの調製時に分散性の良いコ
ロイド状粒子にすることが好ましく、必要に応じ
てアルカリ金属の中性塩を沈澱助剤として少量添
加することができるが、撹拌及び後処理等、ゲル
の取り扱い上問題がなければ添加しない方が好ま
しい。 本発明における比較的小さな結晶粒子で構成さ
れ、且つ高強度のバインダーレスゼオライト触媒
を製造するためのバインダーとして使用するアル
ミノシリケートゲル(乾燥基準)の組成は、酸化
物のモル比で表すと、 好ましい組成は、 Na2O/Al2O3 1.2〜7.0 SiO2/Al2O3 10〜80 Na2O/SiO2 0.02〜0.15 であり、より好ましい組成は、 Na2O/Al2O3 1.5〜4.0 SiO2/Al2O3 15〜60 Na2O/SiO2 0.03〜0.12 である。 第2図は、上記のバインダーの組成範囲を示し
たものである。 本発明においては、上記の如く製造された
TSZ結晶性アルミノ珪酸塩等の原料粉体及びア
ルミノシリケートゲルを混練してペレツトに成型
する。この場合、原料粉体としての予め合成され
た結晶性アルミノ珪酸塩を30〜70重量%と予めア
ルカリ量を調整したアルミノシリケートゲル70〜
30重量%とを混練して成型することにより、強度
の強いペレツトが得られる。次に、得られたペレ
ツトを水熱処理することにより、結晶粒子間に生
ずる独特な二次細孔を有し、且つ実用に十分耐え
得る強度を保持した実質的に結晶性アルミノ珪酸
塩からなるバインダーレスゼオライト触媒が得ら
れる 上記結晶性アルミノ珪酸塩の混合割合が約30重
量%より少ない場合には、ペレツトの強度は強く
なる傾向にあるが、乾燥又は焼成によりペレツト
の収縮とそれに伴うクラツクの発生など、安定し
た物性のものが得られにくく、又、原料粉体とし
ての結晶性アルミノ珪酸塩の混合割合が約70重量
%より多い場合には、十分なペレツト強度を得ら
れないので好ましくない。 又、予め合成された結晶性アルミノ珪酸塩の組
成と、バインダーとして使用されるアルミノシリ
ケートゲルの組成とは、それぞれ異なつたものを
使用してもよいが、両者をほぼ同一にした場合に
は触媒性能の良好なバインダーレスゼオライトを
得ることができるので好ましい。 上記混練したものをペレツトに成型するに際
し、成型助剤を使用することができる。成型助剤
としては、通常の押し出し成型に用いられる公知
のものの中から任意に選択することができるが、
特に、後処理で焼失する有機系のものが好まし
い。しかしながら、ペレツトの最終的な強度を考
慮すれば、成型助剤の添加は必要最小限とする
か、或いは添加しない方が好ましい。なお、アル
ミノシリケートゲルのアルカリ量に過不足がある
場合、混練前或いは混練中に所定の値に調整する
ことができる。 成型されたペレツトは、できるだけ乾燥収縮等
で歪みができないような条件、例えば風乾を十分
行つた後、50〜200℃、好ましくは100〜150℃で
加熱を行う。もし乾燥後のペレツトが十分強度が
あれば、焼成の必要はないが、十分でない場合や
成型助剤を使用した場合は、400〜700℃、好まし
くは450〜600℃で焼成するのが好ましい。乾燥状
態及び焼成後でも水熱処理することにより、バイ
ンダーレスゼオライトを製造することができる。 本発明における水熱反応に用いる固体の形状は
特に限定されるものではないが、成型のしやす
さ、或いは触媒として使用する場合の使用効率の
点から、特にペレツト型、異形型(polylobal)、
中空円筒型(hollow tube)であることが好まし
く、大きさとしては取り扱いの上から、外径約
1.5mm程度のものが好ましい。 本発明の水熱反応は、公知の方法によつて行う
ことができるが、結晶性アルミノ珪酸塩として
TSZ結晶性アルミノ珪酸塩以外のものを使用す
る場合には、特に鉱化剤もしくは陽イオン供給源
を使用することが好ましく、このようなものとし
て特にNaClを使用することが好ましい。 結晶化のための条件は、結晶が生成するまで結
晶化温度に加熱維持すれば良いので特に限定され
ない。例えば温度約120℃〜230℃の場合、反応時
間は約10時間〜約10日間である。 好ましい結晶化の条件は、乾燥又は焼成したペ
レツトの組成比及び水溶液とペレツトの重量比な
どに依存するが、温度が高いほど時間が短く、温
度が低いほど長い時間を要するのが一般点であ
る。しかし、過度に低い温度域には過度に高い温
度では非晶質になつたり、望まざる結晶を生成し
たりするので好ましくない。 ペレツトを水熱処理する際、特に撹拌の必要は
ないが、少なくとも系全体の均質な加熱を図る上
で撹拌するのが好ましい。 本発明において使用する水溶液は、ペレツト自
体が予め結晶化可能な組成比に調整されるため水
のみでもよいが、結晶化の速度を早めたり、時間
を短縮するために鉱化剤を使用することができ
る。特にこの選択は、結晶粒子の成長程度、更に
はこれが及ぼす物性、或いは触媒性能の面から決
めるのが好ましい。ペレツトは水又は水溶液と共
に密閉容器、例えば鉄製、ステンレス製或いはテ
フロンで内張りしたオートクレーブに入れて自己
圧の下で結晶化させる。 このようにして得られた実質的に結晶性アルミ
ノ珪酸塩からなるバインダーレスゼオライトは、
水洗し、乾燥され、そのままで後処理を行うこと
ができるが、必要に応じて焼成することがある。
乾燥は50〜250℃、好ましくは100〜200℃で10分
以上、好ましくは30分〜48時間行われる。焼成は
300〜700℃で10分以上、好ましくは400〜600℃で
30分〜24時間行われる。 本発明で行う水熱処理の結果、バインダーは結
晶化して結晶性アルミノ珪酸塩となる。従つて、
バインダーとしてTSZ結晶性アルミノ珪酸塩を
生成する生成域を有するアルミノシリケートゲル
を使用する場合には、有機カチオンを使用せずに
合成する場合の特徴をそのまま表すTSZ結晶性
アルミノ珪酸塩のX線回折図を示し、二次細孔の
分布は極めてシヤープである。本発明において制
御する二次細孔の半径を測定する方法は必ずしも
確立しているものではないが、その平均の半径は
所謂水銀圧入法によつて推定することができる。
本発明においては、この水銀圧入法で得られる全
細孔容積の1/2の細孔容積累積値を示す半径を平
均細孔半径と定義するが、この細孔半径の大きさ
は実質的な触媒表面積を関係するばかりでなく、
反応する分子及び生成した分子の拡散速度にも影
響することなど、触媒活性の観点から重要であ
る。 本発明によつて得られたバインダーレスゼオラ
イトは全体の結晶性が良好であり、例えば出発ゼ
オライトとしてTSZ結晶性アルミノ珪酸塩を使
用した場合には、バインダーが結晶して形成され
たTSZ結晶性アルミノ珪酸塩と出発原料のTSZ
結晶性アルミノ珪酸塩とは、顕微鏡写真では区別
ができないほど一体となつたゼオライト構造体を
得ることができる。 本発明の方法によつて得られた実質的にTSZ
結晶性アルミノ珪酸塩からなるバインダーレスゼ
オライトのペレツトは、その利用目的により更に
いくつかの処理を受けるが、粉末と異なり、その
後の洗浄、水素型への変換、活性金属種のイオン
交換操作等において極めて取り扱いが容易にな
る。触媒として利用する場合には、アンモニウム
イオン、水素イオン或いは2価、3価金属陽イオ
ン、例えば希土類金属イオン等を含む水溶液でイ
オン交換し、ゼオライトに固体酸性を付与せしめ
るのが一般的である。固体酸性を有する多くの反
応、例えば異性化、不均化、アルキル化、脱アル
キル化、分解、リフオーミング、重合、水添分解
等の反応に対して著しく高い触媒作用を示す。イ
オン交換処理後、水洗し、乾燥され、その後の使
用に先立つて焼成される。更にイオン交換以外
に、鉄、コバルト、ニツケル、クロム、マンガ
ン、モリブデン、タングステン、バナジウム、レ
ニウム、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
ムなどの成分を含浸操作により担持することもで
きる。 ≪発明の効果≫ このようにして得られた本発明のバインダーレ
スゼオライトは、結晶粒子径が小さい上二次細孔
制御が生かされたために活性に優れているのみな
らず、活性を維持する能力にも優れており、特に
n−パラフイン類炭化水素の選択的分解及びアル
コール類、オレフイン類等のアルキル化剤による
芳香族アルキル化反応の触媒として優れた性能を
有する。又、本発明の方法によれば鉱化剤や
NaOHを使用する必要がないので、反応装置の
腐食の心配がない等本発明の意義は極めて大き
い。 以下、本発明を実施例によつて更に詳述する
が、本発明はこれにより限定されるものではな
い。 ≪実施例≫ 実施例 1 194.8gの純水中に24.0gの硫酸アルミニウム
(Al2O3;15.4重量%)を溶解し、これに25.3gの
濃硫酸(95重量%)を添加し、硫酸アルミニウム
水溶液(A液)を調製した。 280.8gの水ガラス(Na2O;9.36重量%、
SiO2;29.4重量%の3号水ガラス)に142.0gの
純水を添加し、撹拌した後、塩化ナトリウム水溶
液(NaCl;86.2g、H2O;556.1g)に添加し、
水ガラス溶液(B液)とした。 これをオートクレーブに張り込み、昇温し、自
己圧において182℃で20時間加熱維持した。 結晶化終了後、固体生成物を濾過分離し、純水
で洗浄後、110℃で乾燥した。このようにして得
たゼオライト粉末50gとアルミノシリケートゲル
370.4gをニーダーで乾燥しながら成型可能な水
分量になるまで混練し、押出成型機にて外径約
1.5mmペレツトに成型した。 ここで使用したアルミノシリケートゲルは、硫
酸アルミニウム44.3g、95%硫酸43.5g及び純水
389.6gの硫酸アルミニウム水溶液と、水ガラス
(3号水ガラス)561.6g、純水284.0gの水ガラ
ス水溶液を、塩化ナトリウム53.7gを純水1112g
中に溶解した液に添加し、調製し、濾過洗浄し、
十分水切りした。このアルミノシリケートゲルの
組成比は表1に示した。 ペレツトを約110℃で16時間乾燥した後、更に
600℃で約3時間仮焼した後、50gを分取し、純
水350gと共にオートクレーブに入れ、180℃で48
時間結晶化を行つた。結果は表2に示した。 実施例 2 硫酸と純水の添加量が異なること、及び塩化ナ
トリウムを添加しない他は実施例1と同様にして
行つた。結晶化条件としては、183℃で40時間行
い、塩化ナトリウムを添加した場合と同等の結晶
性の良いゼオライト粉末を得た。 こうして得た原料分体50gと実施例1で製造し
たアルミノシリケートゲル370.4gをニーダーで
乾燥しながら成型可能な水分量になるまで混練
し、押出成型機にて外径約1.5mmペレツトに成型
した。 ペレツトを約110℃で16時間乾燥した後、更に
600℃で約3時間仮焼した後、50gを分取し、純
水690g、塩化ナトリウム25gと共にオートクレ
ーブに入れ、180℃で40時間結晶化を行つた。結
果は表2に示した。
B. Object of the Invention <<Industrial Application Field>> The present invention relates to a crystalline aluminosilicate. More specifically, the present invention relates to a method for producing a binderless zeolite catalyst that is substantially free of binder. <<Prior art>> Crystalline aluminosilicate is generally known as crystalline zeolite, and its crystal structure, both naturally occurring and synthetic, is formed mainly of silicon (Si).
SiO 4 tetrahedron with oxygen atoms coordinated at the vertices,
Aluminum (Al) replaced silicon
It is an aluminosilicate hydrate with a structure based on a three-dimensional framework of AlO 4 tetrahedra. SiO 4 tetrahedron and AlO 4 tetrahedron are 4, 5, 6, 8,
4-membered ring, 5-membered ring formed by connecting 10 or 12 pieces,
The basic unit is a double ring in which a 6-membered ring, 8-membered ring, 10-membered ring, or 12-membered ring and each of these 4-, 5-, 6-, 8-, 10-, and 12-membered rings overlap, and these are connected to form a It is known that the skeletal structure of crystalline aluminosilicates can be determined. A specific cavity exists inside the skeleton structure determined by these connection methods, and the entrance of the cavity structure forms an opening consisting of 6-, 8-, 10-, and 12-membered rings. The pores formed have uniform pore diameters, and only molecules of a certain size or less are adsorbed, and large molecules are not adsorbed because they cannot enter the cavities. Such crystalline aluminosilicates are known as "molecular sieves" due to their properties, and are used as adsorbents, catalysts for chemical reactions, or catalyst supports in various chemical processes. In recent years, methods that combine the above molecular sieve action and catalytic action have been intensively researched in various fields of chemical reactions. This is what is called a molecular shape selective reaction catalyst, and SM
As Csicsery categorizes them from a functional perspective, (1) only specific reactants can approach the active site, and (2) only reactants with a specific shape react after reacting at the active site. (3) In a bimolecular reaction, individual molecules can freely move in and out of the reaction field, but cannot react because the transition state is too large. (“Zeolite Chemistry
and Catalysis” ACS Monograph 171, ACS,
Washington DC 1976, p. 680). This classification was made considering only the catalytic reactions inside the cavities of the crystalline aluminosilicate. In other words, catalytic reactions on the outer surface of the crystal or on active sites near the outer surface are different from the above-mentioned catalytic action, and since all reactions occur freely, including reactions with small activation energy, the selectivity of the reaction is reduced. . Therefore, in order to suppress such non-selective reactions on or near the outer surface of the crystal, there is a method of burying the active points by coating the outer surface of the crystal with a compound, or a method of burying the active points by coating the outer surface of the crystal with a compound, or using another method of solid acidity or alkalinity. A method of controlling the solid acidity of the active site has been considered, and the addition of silicon compounds, phosphorus compounds, magnesium compounds, etc. has been proposed. On the other hand, there is also a method of controlling the ratio of the number of active sites with molecular shape selectivity within the crystal to the number of active sites without shape selectivity on or near the outer surface of the crystal by controlling the size of the crystal. It is being For example, when a crystal is made larger, the proportion of active sites within the crystal increases relatively, and shape selectivity becomes higher. However, according to this method, the overall reaction activity is lowered as a result of the relatively limited access of the reactants to the active sites and/or the catalyst. On the other hand, if the crystal is made smaller, the proportion of active sites on or near the outer surface of the crystal increases, resulting in a decrease in shape selectivity. The reaction activity increases as the reaction activity increases. The charge on the AlO 4 tetrahedron of crystalline aluminosilicate is
Equilibrium is maintained by retaining cations within the crystal. It is a well-known theory that these cations are ion-exchanged by various methods to become a hydrogen type or a metal ion exchange type and function as a solid acid catalyst. In natural crystalline aluminosilicates, the cation is a group of the periodic table of elements or a metal of group of the same table,
In particular sodium, potassium, calcium, magnesium and strontium. The above metal ions are also used in synthetic crystalline aluminosilicates, but in addition to metal ions, organic nitrogen ions, such as quaternary alkylammonium ions such as tetraalkylammonium ions, have recently been proposed. There is. For the synthesis of crystalline aluminosilicate with a high silica/alumina ratio, it has been considered essential to use the above-mentioned nitrogen-containing organic compounds as an alkali source. However, when using nitrogen-containing organic compounds, in addition to the disadvantage of high raw material prices,
In order to use the produced synthetic aluminosilicate as a catalyst, it is necessary to remove the nitrogen-containing organic compounds present in the compound by calcination at high temperature, which has the disadvantage of complicating the production process. It was hot. Furthermore, in the conventional manufacturing method using an amine-based organic compound such as a tetraalkylammonium compound or a C 2 -C 10 primary amine, etc., as described above, the above-mentioned Various risks have arisen due to the potential toxicity of organic compounds or the decomposition of the organic compounds, posing problems in terms of work safety. Further, the use of oxygen-containing organic compounds, sulfur-containing organic compounds, etc. has also been proposed, but these cases do not solve the problems encountered when using nitrogen-containing organic compounds. As a method for solving these problems, a method has recently been disclosed for producing crystalline aluminosilicate from an aqueous reaction mixture consisting essentially only of inorganic reaction materials (Japanese Patent Application Laid-open No. 45111/1983). It is expressed as the molar ratio of oxide, and is 0.8~
1.5M 2 /nO・Al 2 O 3・10 to 100 SiO 2・ZH 2 O (where M is an ion for metal, n is the valence of the metal cation, and Z is 0 to 40 )
Powder X having a chemical composition of
The present invention relates to a crystalline aluminosilicate having a line diffraction pattern. First surface lattice spacing d(A) relative intensity (I/I 0 ) 11.2±0.2 S. 10.1±0.2 S. 7.5±0.15 W. 6.03±0.1 M. 4.26±0.07 M. 3.86±0.05 VS 3.82±0.05 S. 3.76±0.05 S. 3.72±0.05 S. 3.64±0.05 S. The aluminosilicate having a crystal structure characterized by an X-ray diffraction pattern as described above was named TSZ. In terms of relative strength in Table 1, "VS" is the strongest,
"S." is strong, "M." is medium-strong, "W." is weak, "VW"
indicates that it is very weak. In addition, analysis of particularly accurate 2θ (θ is Bragg angle) measurement results by powder X-ray diffraction analysis, which is different from the conventional method, revealed that the crystalline aluminosilicate (TSZ) according to the invention is crystallographically simple. It is concluded that it belongs to the orthoclic system. In this case, in the aqueous reaction mixture
It is also possible to control the crystal grain size by controlling the SiO 2 /Al 2 O 3 ratio and the NaO 2 /SiO 2 ratio (Japanese Patent Application Nos. 58-30797 and 58-46684). On the other hand, when zeolite catalysts are used industrially, for example in fixed beds of gaseous and liquid feedstocks or in fluidized bed operations such as catalytic cracking, they are formed into particles with a certain shape, e.g. Supplied in particles, small spherical particles. In this case, the gas phase reaction is generally carried out at a large space velocity, and in the liquid phase reaction of heavy oil, diffusion from the catalyst surface is limited, so almost only the outer surface of the catalyst particles is used (in the US Patent No. 3,966,644 shows that this diffusion limit is about 1/120 inch)
Therefore, it is desirable to increase the surface area of the active zeolite catalyst as much as possible. This problem can be improved by reducing the diameter of the spherical catalyst particles, but this also reduces the strength of the catalyst particles and causes their destruction. There are limits to things. It can also be improved by reducing the particle size of the zeolite crystal powder, but on the other hand,
Shaped catalyst particles made only of zeolite crystal powder have the disadvantage that they cannot maintain sufficient strength to withstand industrial use. Therefore, conventionally, when zeolite catalysts were used industrially, powdered zeolite was molded into, for example, pellets using a suitable binder. However, according to this method, not only is a decrease in productivity unavoidable, such as a decrease in the utilization rate of the zeolite used, which necessitates a decrease in the space velocity of the reactants, but also This method has the disadvantage that the zeolite is easily poisoned as a result of the migration of alkali or alkaline earth metals into the zeolite. In addition, since the method for producing pellet-type catalysts involves compressing and molding zeolite and an amorphous binder, the amorphous binder is trapped in the so-called secondary pores that exist between the zeolite crystals. Although the physical strength increased due to the penetration, neither the amount nor the distribution of secondary pores could be controlled. <<Problems to be Solved by the Invention>> Secondary pores mainly occur between particles when amorphous powder or crystalline powder is molded, so it is possible to eliminate these pores without reducing the strength of the pellet. If the pores can be utilized, the catalytic activity of the pellet can be improved by not only allowing the reactants to move easily from crystal to crystal, but also by substantially increasing the area of catalytically active crystal surfaces. The inventors of the present invention and others
(filed on March 9th) to resolve these issues,
We have provided a binderless catalyst body with a unique shape that takes advantage of secondary pores (contains TSZ zeolite) and has excellent catalytic activity, and a method for producing the same. However, the crystals obtained by this method are relatively large, and the presence of a sodium salt in the hydrothermal reaction solution is essential. The manufacturing method is not specified. Therefore, the first object of the present invention is to provide a method for producing a binderless zeolite catalyst consisting essentially of crystalline aluminosilicate in which secondary pores are utilized, without using a mineralizing agent. It is to be. A second object of the present invention is to provide a method for easily producing a binderless zeolite catalyst consisting essentially of crystalline aluminosilicate, which is composed of small crystal particles and has sufficient strength. . Furthermore, a third object of the present invention is to provide a method for preparing an aluminosilicate gel suitable for easily synthesizing binderless zeolite without using a mineralizing agent. B. Structure of the Invention <<Means for Solving the Problem>> That is, the present invention is directed to producing substantially crystalline aluminosilicate from a molded product obtained by kneading raw material powder and aluminosilicate gel as a binder and press-molding the mixture. In the method for producing a binder-free crystalline aluminosilicate consisting of: The present invention provides a method for producing a crystalline aluminosilicate and a method for preparing an aluminosilicate gel. ≪Disclosure of the Invention≫ The binderless zeolite catalyst of the present invention consisting essentially of crystalline aluminosilicate includes the binderless zeolite catalyst described above, but the binderless zeolite catalyst of the present invention is particularly suitable for the mercury intrusion method. The total pore solution measured by
cc/g or more, the pore radius is 75 to 75,000 Å, 25% or more of the pore volume is included in the range of ±20% of the average pore diameter of the radius, and is composed of relatively small crystal particles. It is characterized by giving an X-ray diffraction pattern of substantially TSZ crystalline aluminosilicate. In general, the strength of shaped particles varies depending on the size of the constituent particles, the packing structure, the coordination number of the particles, the shape of the particles, etc., and further varies depending on the volume and radius of the pores formed. In particular, shaped zeolite catalysts are aggregates of crystal particles with various shapes, and the pore structure is a so-called binary pore structure, consisting of micropores possessed by the crystal particles themselves and macropores formed between the crystal particles. Ru. However, such crystal grains usually have little bonding strength, and are molded using some kind of binder to give the pellet strength. From the above, it can be seen that the binderless zeolite of the present invention, which consists essentially of crystalline aluminosilicate, has a sharp distribution of macropores of several thousand Å, and a pore volume (75 to 75,000 Å, radius) that is comparable to that of the present invention. It is truly surprising that it is strong enough to withstand practical use, despite its high strength. The outline of the manufacturing process of the binderless zeolite catalyst according to the present invention is as follows: Step of manufacturing raw material powder Step of manufacturing aluminosilicate gel for binder Step of kneading and molding raw material powder and binder Drying of molded product or a step of firing, a step of hydrothermally treating the molded product, and other steps. The raw material powder used in the present invention means a pre-synthesized crystalline aluminosilicate. As such a preferable pre-synthesized crystalline aluminosilicate used as a raw material powder, TSZ
Aluminosilicates and so-called ZSM-5 can be used. The pre-synthesized crystalline aluminosilicate used here suffices in the unfired, as-synthesized form; furthermore, it does not need to be in a perfect crystalline form; it may simply be pre-crystallized, and it may not be in the form of a complete crystal. It is also possible to use an aluminosilicate that exhibits an X-ray diffraction pattern close to that of a crystalline substance, but especially when TSZ crystalline aluminosilicate is used, a binderless zeolite rich in TSZ crystalline aluminosilicate cannot be produced. It is preferable. If zeolites other than TSZ crystalline aluminosilicate are used, they are preferably used in particular in the form of their sodium salts. Regarding the composition of the above raw material powder, SiO 2 /
It is preferable that the Al 2 O 3 ratio and the Na 2 O/SiO 2 ratio are in the TSZ generation range described below, and that the crystals have a small particle size, which improves the activity and strength of the binderless zeolite produced. Preferable from this point of view. Furthermore, in the production of raw material powder, a mineralizing agent such as NaCl may be added for the purpose of improving the fluidity of the gel. The TSZ crystalline aluminosilicate according to the present invention is
It is characterized by an X-ray diffraction pattern obtained by conventional powder X-ray diffraction. That is, 2θ=14.7° (d
= 6.03 Å) is a single line, and 2θ = 23° (d = 3.86 Å) and 2θ = 23.3°
(d = 3.82 Å) in that the two diffraction lines are clearly separated, which is significantly different from the crystal structure of the crystalline zeolite proposed previously. Such a specific X-ray diffraction pattern is caused by changes in the lattice spacing due to changes in the substituted cations of the synthetic silicate, especially changes to the hydrogen ion type, changes in the SiO 2 /Al 2 O 3 ratio, etc. It is not subject to change. Next, a method for producing crystalline aluminosilicate as a raw material powder used in the present invention will be explained. The crystalline aluminosilicate that can be used in the present invention generally uses SiO 2 as a silicon source, Al 2 O 3 as an aluminum source in a certain range of ratios, and a suitable alkali source and water in a certain range of ratios. It can be prepared by preparing an aqueous reaction mixture consisting of substantially inorganic reactant materials added to the reaction mixture and maintaining the aqueous reaction mixture heated to the crystallization temperature until crystals form. The manufacturing conditions are, for example, about 120°C to about 230°C under self-pressure for about 10 hours to 10
This is achieved by maintaining it for several days. TSZ crystalline aluminosilicate is produced from an aqueous reaction mixture consisting of substantially inorganic reactants containing a silica source, an alumina source, an alkali source, water and a neutral salt of an alkali metal; The composition expressed in molar ratio of oxides is as follows. SiO 2 /Al 2 O 3 10-130 Na 2 O / SiO 2 0.01-0.5 (Na 2 O + M 2 /nO) / SiO 2 0.03-0.3 H 2 O / (Na 2 O + M 2 /nO) 150-800 X - /SiO 2 0.01-20 In the above formula, M is a metal cation selected from Groups and Groups of the Periodic Table of the Elements, preferably lithium, sodium, barium, calcium and strontium, and n is the metal cation , and X - is the ion of the salt of the precipitation aid and/or mineralizing agent. M 2 /nO and Na 2 O are free M 2 /nO and Na 2 O, respectively, and are generally in the form of very weak acid salts, such as aluminates, silicates, etc., which are effective in hydroxide and zeolite synthesis. It is. Also, the above “free Na 2 O” is
It can be adjusted by adding aluminum sulfate, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, etc. In addition, TSZ crystalline aluminosilicate can be produced by changing the composition ratio of the aqueous reaction mixture, especially the SiO 2 /Al 2 O 3 3 molar ratio and the Na 2 O /SiO 2 molar ratio. The grain size of the aluminosilicate changes. i.e. SiO 2 / of the aqueous reaction mixture
After changing the Na 2 O / SiO 2 molar ratio according to the Al 2 O 3 3 molar ratio so that the Na 2 O / Al 2 O 3 3 molar ratio is equal, SiO 2 /Al 2 O 3 3 When the molar ratio is changed, crystalline aluminosilicate having approximately the same crystal grain size is produced. In contrast, Na 2 O/
By varying the Al 2 O 3 molar ratio in the range of 1 to 15, crystalline aluminosilicate having a desired crystal grain size in the range of about 0.1 μ to 10 μ can be produced. In the synthesis of the binderless zeolite of the present invention, when using the conventional method as described above,
It is preferable to add a neutral salt of an alkali metal that acts as a so-called mineralizing agent during the production of aluminosilicate gel because it also acts as a precipitation aid to improve the fluidity of aluminosilicate gel. In a preferred embodiment of the invention, the fluidity of the aluminosilicate gel is made good by selecting a specific composition, and in particular, crystallinity equivalent to that obtained by adding a mineralizing agent is obtained without adding a neutral salt of an alkali metal. An object of the present invention is to produce a crystalline aluminosilicate having a small particle size that is suitable for the purpose of catalytic activity. The gel with good fluidity used in the present invention has a pH range (depending on the composition ratio of the aqueous reaction mixture) where gel aggregation (in the case of alkaline side) occurs rapidly.
It can be prepared by once stopping the addition of the solution at about 11.0 to about 12.0), and adding the solution again after stirring improves the fluidity of the slurry-like gel. Even in the case of the present invention in which no mineralizing agent is used,
TSZ crystalline aluminosilicate is produced from an aqueous mixture of substantially inorganic reactants containing a silica source, an alumina source, an alkali source, and water, where the aqueous reaction mixture is expressed in molar ratios of oxides. The preferred range is SiO2 / Al2O3 10-100 Na2O / SiO2 0.01-0.5 H2O / SiO2 5-150, and the more preferred range is SiO2 / Al2O3 25-150 . 80 Na2O / SiO2 0.02-0.2 H2O / SiO2 10-130. The above Na 2 O is "free Na 2 O" and is generally in the form of very weak acids such as aluminates, silicates, etc., which are effective in hydroxide and zeolite synthesis. Also, the above “free Na 2 O” is
It can be adjusted by adding aluminum sulfate, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, etc. In addition, among the composition ratios, if the Na 2 O / SiO 2 ratio is low, relatively small crystals are likely to be generated, and Na 2 O / SiO 2
Similar to the case of mineralizing agent addition, when the ratio is high, relatively large crystals tend to be generated. In particular, in order to produce the raw material powder for producing the binderless zeolite catalyst that is composed of relatively small crystal particles and has high strength in the present invention, it is necessary to use powder containing a silica source, an alumina source, an alkali source, and water. The aqueous mixture consisting essentially of inorganic reactive materials, expressed in molar ratio of oxides, has a preferred range of Na2O / Al2O3 1.0-10 SiO2 / Al2O3 15-100 Na2O / SiO2 0.01-0.15 H2O / SiO2 5-150, and a more preferable range is Na2O / Al2O3 1.5-8 SiO2 / Al2O3 20-80 Na2O / SiO2 0.02-0.12 H2O / SiO2 10-130. FIG. 1 illustrates the above range. The raw material powder obtained here may be crystalline, a mixture of crystalline and amorphous, or amorphous. If the amount of alkali is less than the above range, it will take a long time for crystallization, but if it is even less, the effect as a pretreatment may be lost. Furthermore, if the amount of alkali is greater than the above range, the crystallization time can be shortened, but this is not preferable because the crystal particles produced become too large or different crystal phases are produced. The aluminosilicate gel used as a binder in the present invention is prepared from an aqueous reaction mixture consisting of substantially inorganic reaction materials containing a silica source, an alumina source, an alkali source and water, the preferred composition of the aqueous reaction mixture being When expressed as the molar ratio of oxides, the preferred range is: Na 2 O/Al 2 O 3 1.2-10 SiO 2 /Al 2 O 3 10-100 Na 2 O/SiO 2 0.01-0.20 H 2 O/SiO 2 5-150, and the more preferable range is Na2O / Al2O3 1.5-8 SiO2 / Al2O3 15-80 Na2O / SiO2 0.02-0.15 H2O /SiO2 10-130 It is. The above Na 2 O is free Na 2 O, and is generally in the form of very weak acid salts, such as aluminates and silicates, which are effective in the synthesis of hydroxides and zeolites. Moreover, the above-mentioned "free Na 2 O" can be adjusted by adding aluminum sulfate, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, or the like. When the aluminosilicate gel produced here is used as a binder, it is preferable to filter the produced gel, wash it to a desired composition, drain it, and bring the water content from about 65% to about 95% by weight. . The amount of alkali in the binder is an important factor for producing binderless zeolite.
In other words, if the amount of alkali is small, it may take a long time to crystallize or remain amorphous, and if the amount of alkali is large, large crystals may be formed due to excessive crystal growth. However, it is preferable to keep the composition within a specific range. Another important element as a binder is
The strength imparted to the molded pellets is strongly influenced by the tackiness, moldability, dry shrinkage force, etc. of the aluminosilicate gel. Therefore, it is preferable to form colloidal particles with good dispersibility when preparing aluminosilicate gel, and if necessary, a small amount of a neutral salt of an alkali metal can be added as a precipitation aid, but stirring, post-treatment, etc. It is preferable not to add it unless there is a problem in handling the gel. In the present invention, the composition of the aluminosilicate gel (on a dry basis) used as a binder for producing a binderless zeolite catalyst with relatively small crystal particles and high strength is preferably as follows when expressed in molar ratio of oxides: The composition is Na2O / Al2O3 1.2-7.0 SiO2 / Al2O3 10-80 Na2O /SiO2 0.02-0.15 , and a more preferable composition is Na2O / Al2O3 1.5 -4.0 SiO2 / Al2O3 15-60 Na2O / SiO2 0.03-0.12. FIG. 2 shows the composition range of the above binder. In the present invention, produced as described above,
Raw material powder such as TSZ crystalline aluminosilicate and aluminosilicate gel are kneaded and formed into pellets. In this case, an aluminosilicate gel containing 30 to 70% by weight of pre-synthesized crystalline aluminosilicate as a raw material powder and an alkali content of 70 to 70% by weight is used.
By kneading and molding 30% by weight, strong pellets can be obtained. Next, the obtained pellets are hydrothermally treated to produce a binder consisting essentially of crystalline aluminosilicate, which has unique secondary pores formed between crystal grains and maintains sufficient strength for practical use. When the mixing ratio of the crystalline aluminosilicate is less than about 30% by weight, the strength of the pellets tends to increase, but shrinkage of the pellets due to drying or calcination and associated cracks occur. It is difficult to obtain stable physical properties such as, etc., and if the mixing ratio of crystalline aluminosilicate as the raw material powder is more than about 70% by weight, sufficient pellet strength cannot be obtained, which is not preferable. In addition, the composition of the pre-synthesized crystalline aluminosilicate and the composition of the aluminosilicate gel used as a binder may be different, but if they are made almost the same, the catalyst This is preferable because a binderless zeolite with good performance can be obtained. When molding the above-mentioned kneaded material into pellets, a molding aid may be used. The molding aid can be arbitrarily selected from known ones used in ordinary extrusion molding, but
In particular, organic materials that are burnt out in post-treatment are preferred. However, in consideration of the final strength of the pellets, it is preferable that the addition of molding aids be kept to the minimum necessary or not added at all. If there is an excess or deficiency in the amount of alkali in the aluminosilicate gel, it can be adjusted to a predetermined value before or during kneading. The molded pellets are thoroughly air-dried under conditions that prevent distortion due to drying shrinkage or the like as much as possible, for example, and then heated at 50 to 200°C, preferably 100 to 150°C. If the pellets after drying have sufficient strength, there is no need for calcination, but if not, or if a molding aid is used, it is preferable to calcinate at 400 to 700°C, preferably 450 to 600°C. Binderless zeolite can be produced by hydrothermal treatment even in a dry state and after calcination. The shape of the solid used in the hydrothermal reaction in the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of molding or usage efficiency when used as a catalyst, pellet type, polylobal type,
It is preferable to have a hollow cylindrical shape, and the size should be around the outside diameter from the viewpoint of handling.
A thickness of about 1.5 mm is preferable. The hydrothermal reaction of the present invention can be carried out by a known method, but as a crystalline aluminosilicate,
If something other than the TSZ crystalline aluminosilicate is used, it is particularly preferred to use a mineralizer or a cation source, and NaCl is particularly preferred as such. Conditions for crystallization are not particularly limited, as long as heating is maintained at the crystallization temperature until crystals are formed. For example, at a temperature of about 120°C to 230°C, the reaction time is about 10 hours to about 10 days. Preferred crystallization conditions depend on the composition ratio of the dried or calcined pellets and the weight ratio of the aqueous solution to the pellets, but in general, the higher the temperature, the shorter the time, and the lower the temperature, the longer the time required. . However, it is not preferable to use an excessively low temperature range or an excessively high temperature because it may become amorphous or produce undesired crystals. When hydrothermally treating pellets, stirring is not particularly necessary, but it is preferable to at least stir the pellets in order to uniformly heat the entire system. The aqueous solution used in the present invention may be water alone since the pellet itself is adjusted in advance to a composition ratio that allows crystallization, but a mineralizing agent may be used to speed up the crystallization rate or shorten the time. I can do it. In particular, this selection is preferably determined from the viewpoint of the degree of growth of crystal particles, physical properties thereof, or catalytic performance. The pellets are placed with water or an aqueous solution in a closed container, such as an autoclave made of iron, stainless steel or lined with Teflon, and allowed to crystallize under autogenous pressure. The binderless zeolite thus obtained consists essentially of crystalline aluminosilicate.
It is washed with water, dried, and can be post-treated as is, but it may be fired if necessary.
Drying is carried out at 50 to 250°C, preferably 100 to 200°C, for 10 minutes or more, preferably 30 minutes to 48 hours. Firing is
At 300-700℃ for 10 minutes or more, preferably at 400-600℃
It is held for 30 minutes to 24 hours. As a result of the hydrothermal treatment carried out in the present invention, the binder crystallizes into a crystalline aluminosilicate. Therefore,
When using an aluminosilicate gel with a formation region that produces TSZ crystalline aluminosilicate as a binder, X-ray diffraction of TSZ crystalline aluminosilicate shows the characteristics when synthesized without using organic cations. The distribution of secondary pores is extremely sharp. Although a method for measuring the radius of the secondary pores to be controlled in the present invention is not necessarily established, the average radius can be estimated by the so-called mercury intrusion method.
In the present invention, the average pore radius is defined as the radius that indicates the cumulative pore volume of 1/2 of the total pore volume obtained by this mercury intrusion method, but the size of this pore radius is substantially Not only is it related to the catalyst surface area;
It is important from the viewpoint of catalytic activity, as it also affects the diffusion rate of reacting molecules and generated molecules. The binderless zeolite obtained by the present invention has good overall crystallinity. For example, when TSZ crystalline aluminosilicate is used as the starting zeolite, the TSZ crystalline aluminosilicate formed by crystallization of the binder Silicates and starting materials TSZ
It is possible to obtain a zeolite structure that is so integrated that it cannot be distinguished from crystalline aluminosilicate in a micrograph. Substantially TSZ obtained by the method of the present invention
Binderless zeolite pellets made of crystalline aluminosilicate undergo several further treatments depending on the purpose of use, but unlike powder, they undergo subsequent washing, conversion to hydrogen form, ion exchange operations for active metal species, etc. It becomes extremely easy to handle. When used as a catalyst, zeolite is generally ion-exchanged with an aqueous solution containing ammonium ions, hydrogen ions, or divalent or trivalent metal cations, such as rare earth metal ions, to impart solid acidity to the zeolite. It exhibits extremely high catalytic activity for many reactions with solid acidity, such as isomerization, disproportionation, alkylation, dealkylation, decomposition, reforming, polymerization, and hydrogenolysis. After ion exchange treatment, it is washed with water, dried, and fired prior to further use. In addition to ion exchange, components such as iron, cobalt, nickel, chromium, manganese, molybdenum, tungsten, vanadium, rhenium, platinum, rhodium, ruthenium, and palladium can also be supported by impregnation. <<Effects of the Invention>> The binderless zeolite of the present invention thus obtained not only has excellent activity due to its small crystal particle size and the control of secondary pores, but also has the ability to maintain activity. In particular, it has excellent performance as a catalyst for selective decomposition of n-paraffinic hydrocarbons and aromatic alkylation reactions using alkylating agents such as alcohols and olefins. Moreover, according to the method of the present invention, mineralizing agents and
Since there is no need to use NaOH, there is no need to worry about corrosion of the reactor, and the present invention has great significance. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. <<Example>> Example 1 24.0g of aluminum sulfate (Al 2 O 3 ; 15.4% by weight) was dissolved in 194.8g of pure water, and 25.3g of concentrated sulfuric acid (95% by weight) was added thereto. An aluminum aqueous solution (liquid A) was prepared. 280.8g water glass (Na 2 O; 9.36% by weight,
142.0 g of pure water was added to No. 3 water glass (SiO 2 ; 29.4% by weight), stirred, and then added to an aqueous sodium chloride solution (NaCl; 86.2 g, H 2 O; 556.1 g).
A water glass solution (liquid B) was prepared. This was placed in an autoclave, heated, and maintained at 182°C under autogenous pressure for 20 hours. After the crystallization was completed, the solid product was separated by filtration, washed with pure water, and dried at 110°C. 50g of zeolite powder and aluminosilicate gel obtained in this way
Knead 370.4g with a kneader while drying until the moisture content can be molded, and then use an extrusion molding machine to reduce the outer diameter to approx.
It was molded into 1.5mm pellets. The aluminosilicate gel used here consisted of 44.3 g of aluminum sulfate, 43.5 g of 95% sulfuric acid, and pure water.
389.6g of aluminum sulfate aqueous solution, 561.6g of water glass (No. 3 water glass), 284.0g of pure water, 53.7g of sodium chloride, 1112g of pure water
Add to the solution dissolved in the solution, prepare, filter and wash,
Drain thoroughly. The composition ratio of this aluminosilicate gel is shown in Table 1. After drying the pellets at about 110℃ for 16 hours,
After calcining at 600℃ for about 3 hours, take out 50g, put it in an autoclave with 350g of pure water, and heat it at 180℃ for 48 hours.
Time crystallization was performed. The results are shown in Table 2. Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amounts of sulfuric acid and pure water added were different and that sodium chloride was not added. The crystallization was performed at 183°C for 40 hours, and a zeolite powder with good crystallinity equivalent to that obtained when sodium chloride was added was obtained. 50 g of the raw material fraction thus obtained and 370.4 g of the aluminosilicate gel produced in Example 1 were kneaded in a kneader while drying until the moisture content reached a moldable level, and molded into pellets with an outer diameter of approximately 1.5 mm using an extruder. . After drying the pellets at about 110℃ for 16 hours,
After calcining at 600°C for about 3 hours, 50g was taken out and placed in an autoclave with 690g of pure water and 25g of sodium chloride, and crystallized at 180°C for 40 hours. The results are shown in Table 2.

【表】【table】

【表】 実施例 3 194.8gの純水中に29.6gの硫酸アルミニウム
を溶解し、これに95%硫酸24.1gを添加し、硫酸
アルミニウム水溶液(A液)を調製した。 280.8gの水ガラスに142.0gの純水を添加し、
水ガラス溶液(B液)とした。 このA液及びB液を、塩化ナトリウム水溶液
(NaCl;72.2g、H2O556.1g)に撹拌しながら添
加し、表1に示した水性反応混合物を得た。これ
をオートクレーブに入れ、自己圧において182℃
で24時間加熱維持した。 結晶化終了後、固体生成物を濾過分離し、純水
で洗浄後、110℃で乾燥した。このようにして得
られた粉末50gとアルミノシリケートゲル414g
をニーダーで乾燥しながら成型可能な水分量にな
るまで混練し、押出成型機にて外径約1.5mmペレ
ツトに成型した。 ここで使用したアルミノシリケートゲルは、硫
酸アルミニウム29.6g、95%硫酸18.3g及び純水
194.8gの硫酸アルミニウム水溶液と、水ガラス
280.8g、純水700.0gの水ガラス水溶液に添加
し、調製し、濾過洗浄後、十分水切りした。この
アルミノシリケートゲルの組成比は表1に示し
た。 ペレツトを約110℃で16時間乾燥した後、更に
600℃で約3時間仮焼した後、50gを分取し、純
水690g及び塩化ナトリウム24.2gと共にオート
クレーブに入れ、180℃で40時間結晶を行つた。
結果は表2に示した。 実施例 4 292.5gの純水中に8.3gのアルミン酸ソーダ
(Al2O3;35.7重量%、Na2O;29.1重量%)を溶
解し、これを273.8gの水ガラスと純水135.7gの
水ガラス溶液に添加し、均一溶液とする。 これと35%塩酸58.3gと純水175.5gの塩酸溶
液を純水1100g中に添加し、表3に示した水性反
応混合物を得た。これをオートクレーブに入れ、
昇温し、自己圧において182℃で24時間加熱維持
した。撹拌は300rpmで行つた。 結晶化終了後、固体生成物を濾過分離し、純水
で洗浄後、110℃で16時間乾燥した。このように
して得られたゼオライト粉末50gとアルミノシリ
ケートゲル365gをニーダーで乾燥しながら成型
可能な水分量になるまで混練し、押出成型機にて
外径約1.5mmペレツトに成型した。 ここで使用したアルミノシリゲートは、実施例
1と同様な方法で調製した。この組成比は表3に
示した。 ペレツトを約110℃で16時間乾燥した後、50g
を分取し、純水350gと共にオートクレーブに入
れ、180℃で48時間加熱維持した。結果は表4に
示した。 比較例 194.8gの純水中に17.7gの硫酸アルミニウム
を溶解し、これに95%硫酸15.6gを添加し、硫酸
アルミニウム水溶液(A液)を調製した。
[Table] Example 3 29.6 g of aluminum sulfate was dissolved in 194.8 g of pure water, and 24.1 g of 95% sulfuric acid was added thereto to prepare an aluminum sulfate aqueous solution (liquid A). Add 142.0g of pure water to 280.8g of water glass,
A water glass solution (liquid B) was prepared. These A and B solutions were added to an aqueous sodium chloride solution (NaCl; 72.2 g, H 2 O 556.1 g) with stirring to obtain an aqueous reaction mixture shown in Table 1. This was placed in an autoclave and heated to 182°C under autogenous pressure.
Heating was maintained for 24 hours. After the crystallization was completed, the solid product was separated by filtration, washed with pure water, and dried at 110°C. 50g of powder thus obtained and 414g of aluminosilicate gel
The mixture was kneaded with a kneader while drying until the moisture content reached a moldable level, and molded into pellets with an outer diameter of approximately 1.5 mm using an extruder. The aluminosilicate gel used here consisted of 29.6 g of aluminum sulfate, 18.3 g of 95% sulfuric acid, and pure water.
194.8g of aluminum sulfate aqueous solution and water glass
280.8 g of pure water was added to a water glass aqueous solution of 700.0 g to prepare, and after filtering and washing, the water was thoroughly drained. The composition ratio of this aluminosilicate gel is shown in Table 1. After drying the pellets at about 110℃ for 16 hours,
After calcining at 600°C for about 3 hours, 50g was taken out, placed in an autoclave with 690g of pure water and 24.2g of sodium chloride, and crystallized at 180°C for 40 hours.
The results are shown in Table 2. Example 4 8.3g of sodium aluminate (Al 2 O 3 ; 35.7% by weight, Na 2O ; 29.1% by weight) was dissolved in 292.5g of pure water, and this was mixed with 273.8g of water glass and 135.7g of pure water. Add to the water glass solution to make a homogeneous solution. A hydrochloric acid solution of this, 58.3 g of 35% hydrochloric acid, and 175.5 g of pure water was added to 1100 g of pure water to obtain the aqueous reaction mixture shown in Table 3. Put this in an autoclave
The temperature was raised and maintained at 182° C. for 24 hours at autogenous pressure. Stirring was performed at 300 rpm. After the crystallization was completed, the solid product was separated by filtration, washed with pure water, and dried at 110° C. for 16 hours. 50 g of the thus obtained zeolite powder and 365 g of aluminosilicate gel were kneaded in a kneader while drying until the moisture content reached a moldable level, and molded into pellets with an outer diameter of about 1.5 mm using an extruder. The aluminosilicate used here was prepared in the same manner as in Example 1. This composition ratio is shown in Table 3. After drying the pellets at about 110℃ for 16 hours, 50g
The sample was collected, placed in an autoclave with 350 g of pure water, and heated and maintained at 180°C for 48 hours. The results are shown in Table 4. Comparative Example 17.7 g of aluminum sulfate was dissolved in 194.8 g of pure water, and 15.6 g of 95% sulfuric acid was added thereto to prepare an aluminum sulfate aqueous solution (liquid A).

【表】【table】

【表】【table】

【表】 280.8gの水ガラスに142.0gの純水を添加し、
水ガラス溶液(B液)を調製した。 このA液及びB液を、塩化ナトリウム水溶液
(NaCl;86.2g、H2O556.1g)に撹拌しながら添
加し、表3に示した組成比を有する水性反応混合
物を得た。これをオートクレーブに張り込み、自
己圧において180℃で18時間加熱維持した。 結晶化終了後、固体生成物を濾過分離し、純水
で洗浄後、110℃で乾燥した。このようにして得
られたゼオライト粉末50gとアルミノシリケート
ゲル360gをニーダーで乾燥しながら成型可能な
水分量になるまで混練し、押出成型機にて外径約
1.5mmペレツトに成型した。 ここで使用したアルミノシリケートゲルは、硫
酸アルミニウム14.8g、95%硫酸22.5g及び純水
194.8gの硫酸アルミニウム水溶液と、水ガラス
280.8g、純水142.0gの水ガラス水溶液を、塩化
ナトリウム26.8gを純水556.1g中に溶解した液
に添加し、撹拌して調製し、濾過洗浄後、十分水
切りした。このアルミノシリケートゲルの組成比
は表3に示した。 ペレツトを約110℃で16時間乾燥した後、更に
600℃で約3時間仮焼した後、50gを分取し、純
水690g及びNacl27.6gと共にオートクレーブに
入れ、180℃で20時間結晶化を行つた。結晶は表
4に示したが、構成する結晶粒子は相対的に大き
く、強度も弱かつた。これらの結果は、本発明に
より得られたバインダーレスゼオライトが、その
粒子径が小さいにもかかわらず、実用に十分に耐
えることのできる強度を有することが実証され
た。
[Table] Add 142.0g of pure water to 280.8g of water glass,
A water glass solution (solution B) was prepared. These A and B solutions were added to an aqueous sodium chloride solution (NaCl; 86.2 g, H 2 O 556.1 g) with stirring to obtain an aqueous reaction mixture having the composition ratio shown in Table 3. This was placed in an autoclave and heated and maintained at 180°C for 18 hours under autogenous pressure. After the crystallization was completed, the solid product was separated by filtration, washed with pure water, and dried at 110°C. 50g of the zeolite powder and 360g of aluminosilicate gel obtained in this way were kneaded in a kneader while drying until the moisture content reached a moldable level, and then an extruder was used to mold the zeolite powder with an outer diameter of approx.
It was molded into 1.5mm pellets. The aluminosilicate gel used here consisted of 14.8 g of aluminum sulfate, 22.5 g of 95% sulfuric acid, and pure water.
194.8g of aluminum sulfate aqueous solution and water glass
A water glass aqueous solution containing 280.8 g of pure water and 142.0 g of pure water was added to a solution in which 26.8 g of sodium chloride was dissolved in 556.1 g of pure water, stirred, and thoroughly drained after filtration and washing. The composition ratio of this aluminosilicate gel is shown in Table 3. After drying the pellets at about 110℃ for 16 hours,
After calcining at 600°C for about 3 hours, 50g was taken out, placed in an autoclave with 690g of pure water and 27.6g of NaCl, and crystallized at 180°C for 20 hours. The crystals are shown in Table 4, and the constituent crystal particles were relatively large and weak in strength. These results demonstrate that the binderless zeolite obtained by the present invention has sufficient strength for practical use despite its small particle size.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明で使用する原料粉体の水性反
応混合物組成比の好ましい範囲を表すグラフであ
る。内側の範囲は特に好ましい範囲を表す。図中
の数字はNa2O/Al2O3のモル比を表す。第2図
は、本発明で使用するバインダー組成比の好まし
い範囲を表すグラフである。内側の範囲は特に好
ましい範囲を表す。図中の数字はNa2O/Al2O3
のモル比を表す。
FIG. 1 is a graph showing a preferred range of the composition ratio of the aqueous reaction mixture of the raw material powder used in the present invention. The inner ranges represent particularly preferred ranges. The numbers in the figure represent the molar ratio of Na 2 O/Al 2 O 3 . FIG. 2 is a graph showing the preferred range of the binder composition ratio used in the present invention. The inner ranges represent particularly preferred ranges. The numbers in the figure are Na 2 O/Al 2 O 3
represents the molar ratio of

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 原料粉体と、バインダーとしてのアルミノシ
リケートゲルとを混練し、加圧成型せしめた成型
体から実質的に結晶性アルミノ珪酸塩のみからな
るバインダーを有しない結晶性アルミノ珪酸塩を
製造する方法において、原料粉体の使用量が30〜
70重量%であり、バインダーとして使用するアル
ミノシリケートゲルの量が70〜30重量%であるこ
とを特徴とする結晶性アルミノ珪酸塩の製造方
法。 2 原料粉体製造の際の水性反応混合物の組成比
が、酸化物のモル比で表して、 M2/nO/Al2O3:1.0〜10 SiO2/Al2O3:15〜100 M2/nO/SiO2:0.01〜0.15 H2O/SiO2 5〜150 (但し、Mは元素周期律表第族及び同表第族
の金属の群から選択される少なくとも一種の金属
陽イオンであり、nはその金属陽イオンの原子価
である。) であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の結晶性アルミノ珪酸塩の製造方法。 3 原料粉体製造の際の水性反応混合物の組成比
が、酸化物のモル比で表して、 M2/nO/Al2O3:1.5〜8 SiO2/Al2O3:20〜80 M2/nO/SiO2:0.02〜0.12 H2O/SiO2 10〜130 であることを特徴とする特許請求の範囲第2項に
記載の結晶性アルミノ珪酸塩の製造方法。 4 バインダーとして使用するアルミノシリケー
トゲルの組成比が、酸化物のモル比で表して、 M2/nO/Al2O3:1.2〜7.0 SiO2/Al2O3:10〜80 M2/nO/SiO2:0.02〜0.15 (但し、Mは元素周期律表第族及び同表第族
の金属の群から選択される少なくとも一種の金属
陽イオンであり、nはその金属陽イオンの原子価
である。) であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の結晶性アルミノ珪酸塩の製造方法。 5 バインダーとして使用するアルミノシリケー
トゲルの組成比が、酸化物のモル比で表して、 M2/nO/Al2O3:1.5〜4.0 SiO2/Al2O3:15〜60 M2/nO/SiO2:0.03〜0.12 であることを特徴とする特許請求の範囲第4項に
記載の結晶性アルミノ珪酸塩の製造方法。 6 原料粉体と、バインダーとしてのアルミノシ
リケートゲルとを混練し、加圧成型せしめた成型
体から実質的に結晶性アルミノ珪酸塩のみからな
るバインダーを有しない結晶性アルミノ珪酸塩を
製造するためのアルミノシリケートゲルの調整方
法において、シリカ源、アルミナ源及びアルカリ
源を混合する際に、ゲルの凝集が急激に起こるPH
域で一旦溶液の添加を止め、撹拌によりスラリー
状のゲルの流動性が良くなつてから再び溶液を添
加することを特徴とするアルミノシリケートゲル
の調整方法。
[Scope of Claims] 1. Crystalline aluminosilicate without a binder consisting essentially only of crystalline aluminosilicate from a molded product obtained by kneading raw material powder and aluminosilicate gel as a binder and molding under pressure. In the method of manufacturing salt, the amount of raw material powder used is 30~
70% by weight, and the amount of aluminosilicate gel used as a binder is 70 to 30% by weight. 2. The composition ratio of the aqueous reaction mixture during the production of raw material powder, expressed as the molar ratio of oxides, is M 2 /nO/Al 2 O 3 : 1.0 to 10 SiO 2 /Al 2 O 3 : 15 to 100 M 2 /nO/ SiO2 : 0.01 to 0.15 H2O /SiO2 5 to 150 (However, M is at least one metal cation selected from the group of metals in Group 1 of the Periodic Table of the Elements and Group 1 of the same table. and n is the valence of the metal cation.) The method for producing a crystalline aluminosilicate according to claim 1. 3 The composition ratio of the aqueous reaction mixture during raw material powder production, expressed as the molar ratio of oxides, is M 2 /nO/Al 2 O 3 : 1.5 to 8 SiO 2 /Al 2 O 3 : 20 to 80 M 2 /nO/ SiO2 : 0.02-0.12 H2O / SiO2 10-130 The method for producing a crystalline aluminosilicate according to claim 2. 4 The composition ratio of the aluminosilicate gel used as a binder, expressed as the molar ratio of oxides, is M 2 /nO / Al 2 O 3 : 1.2 to 7.0 SiO 2 /Al 2 O 3 : 10 to 80 M 2 /nO / SiO2 : 0.02 to 0.15 (However, M is at least one metal cation selected from the group of metals in Group 1 of the Periodic Table of the Elements and Group 1 of the same table, and n is the valence of the metal cation. ) The method for producing a crystalline aluminosilicate according to claim 1. 5 The composition ratio of the aluminosilicate gel used as a binder, expressed as the molar ratio of oxides, is M 2 /nO / Al 2 O 3 : 1.5 to 4.0 SiO 2 /Al 2 O 3 : 15 to 60 M 2 /nO / SiO2 : 0.03 to 0.12, the method for producing a crystalline aluminosilicate according to claim 4. 6. For producing a binder-free crystalline aluminosilicate consisting essentially only of crystalline aluminosilicate from a molded product obtained by kneading raw material powder and aluminosilicate gel as a binder and press-molding the mixture. In the preparation method of aluminosilicate gel, when mixing the silica source, alumina source, and alkali source, the pH at which gel agglomeration occurs rapidly is
A method for preparing an aluminosilicate gel, which is characterized in that the addition of the solution is stopped once at a certain temperature, and the fluidity of the slurry gel is improved by stirring, and then the solution is added again.
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