JPS6159246B2 - - Google Patents

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JPS6159246B2
JPS6159246B2 JP8043380A JP8043380A JPS6159246B2 JP S6159246 B2 JPS6159246 B2 JP S6159246B2 JP 8043380 A JP8043380 A JP 8043380A JP 8043380 A JP8043380 A JP 8043380A JP S6159246 B2 JPS6159246 B2 JP S6159246B2
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JP
Japan
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zeolite
crystalline
raw material
water
silica
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JP8043380A
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English (en)
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JPS577819A (en
Inventor
Noboru Kawada
Masatoshi Shibata
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority to JP8043380A priority Critical patent/JPS577819A/ja
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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、結晶性アルミノシリケートゼオライ
トの製造方法に関するものである。さらに詳しく
は、シリカ、アルミナ、アルカリ金属、水からな
る原料混合物に種結晶を存在させて結晶性アルミ
ノシリケートゼオライトを製造する方法に関する
ものである。 結晶性ゼオライトは、天然あるいは合成のもの
であつてもNa、KまたはHイオンの如き陽イオ
ンを含有している。これらゼオライトは、SiO4
およびAO4の三次元網目構造であり、SiO4
AO4とは酸素原子を介して交叉結合した四面
体の高度配列構造を有する特徴がある。このよう
な結晶性ゼオライトは結晶構造内に多数の小さな
孔を有しており、分子ふるいとしてよく知られ、
この特性の利点を利用して種々の用途に利用され
ている。 この結晶性ゼオライトは各種炭化水素の転化反
応に用いられるばかりでなく、近時合成ガスから
メタノール、ジメチルエーテルを経由して炭化水
素を製造するための触媒としてのゼオライト
ZSM−5あるいはこれに類似するゼオライトの
製造方法がよく知られている。これらのゼオライ
トを製造する方法としては、原料としてシリカ、
アルミナ、アルカリ金属、水からなる原料組成物
にテトラアルキルアンモニウムイオンを添加して
反応を行なう方法が最もよく知られている。しか
し、このテトラアルキルアンモニウムイオンを添
加する方法は高価となる欠点があり、工業的製造
方法として必ずしも適したものではなかつた。こ
の欠点を解消する添加物として、アルキルアミ
ン、アミノアルコール、アンモニア、有機硫黄化
合物などを用いることが提案されている。他方、
シリカ、金属の酸化物・水酸化物、水およびヘキ
サメチレンジアミンからなる原料組成物(アルカ
リ金属不存在下)からイオン交換処理を必要とし
ないゼオライトの製造方法も提案されている。 しかし、従来方法ではいずれも有機化合物を用
いることから、高価となり工業生産的見地から必
ずしも適した方法ではなかつた。さらに用いた有
機化合物を焼成により除去しなければならないな
どの欠点を有している。 本発明者等は、結晶性アルミノシリケートゼオ
ライトの製造方法に関し、従来方法の欠点を解消
すべく鋭意研究を重ねた結果、シリカ、アルミ
ナ、アルカリ金属、水からなる原料混合物に対し
て従来用いられていたテトラアルキルアンモニウ
ム塩、アミン類などの添加に代えて種結晶を存在
させると結晶性ゼオライトが得られることを見い
出した。しかも得られた反応生成物のX線回折パ
ターンが前記した公知のゼオライトZSM−5に
類似していることが明らかとなつた。この事実は
まつたく驚くべきことであつた。 本発明はかかる知見にもとずいてなされたもの
である。すなわち、本発明はシリカ、アルミナ、
アルカリ金属、水からなる原料混合物を結晶性ア
ルミノシリケートゼオライトが生成するに必要な
温度および時間の条件下に保つに際して、該原料
混合物中に結晶性ゼオライト粉末を存在させ、か
つ反応系のPHを9〜12に保つことを特徴とする結
晶性アルミノシリケートゼオライトの製造方法で
ある。 本発明の方法によつて製造された結晶性ゼオラ
イト粉末のX線回折パターンは、従来より公知の
ゼオライトZSM−5によく類似したものであつ
た。従つて、有機化合物転化方法、たとえば炭化
水素化合物およびメタノールのような酸素含有化
合物の転化反応に好適に使用できるものである。 本発明の合成反応は、通常の結晶性ゼオライト
の合成に用いられるシリカ源、アルミナ源、アル
カリ金属と水からなる原料混合物を用いることが
できる。これら混合物に対して結晶性ゼオライト
の粉末を加え、反応系のPHを9〜12に保つことに
よつて行なわれる。 シリカ源としては、結晶性ゼオライトの製造に
通常使用されるものであれば特に制限はなく、シ
リカ粉末、ケイ酸、コロイド状シリカ、溶解シリ
カなどがある。溶解シリカとしてはNa2Oまたは
K2O1モルに対してSiO21〜5モルを含有する水ガ
ラスケイ酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩などがあげ
れる。 また、アルミナ源としては結晶性ゼオライトの
製造に通常使用されているものであれば特に制限
はなく硫酸塩、硝酸塩のごときアルミニウムの
塩、たとえば硫酸アルミニウム、アルミン酸ナト
リウムあるいはコロイド状アルミナ、アルミナな
どが用いられる。 本発明の原料混合物中のシリカとアルミナの比
はSiO2/A2O3のモル比で10〜500、好ましく
は20〜200の範囲が望ましい。 一方、アルカリ金属源としては水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムなどが用いられる。さらに、
ケイ酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウムとして
シリカあるいはアルミナの供給源をかねることも
できる。特にアルカリ金属としてはナトリウムが
望ましく、このアルカリ金属はM2Oとしてシリ
カ(SiO2)1モルに対して0.01〜50モル、好まし
くは0.1〜10モル使用される。 次に、種結晶としての結晶性ゼオライトとして
は、ゼオライトZSM−5、A型ゼオライト、Y
型ゼオライト、X型ゼオライト、モルデナイトな
どの粉末がある。これらの中では特にゼオライト
ZSM−5系のものが好適に用いられる。この種
結晶の量は特に限定されないが、通常原料中のシ
リカ(SiO2)に対して0.01〜8重量%、好ましく
は0.05〜4.0重量%の範囲で添加される。 本発明においては、シリカ、アルミナ、アルカ
リ金属、水および結晶性ゼオライト粉末からなる
原料混合物を結晶性アルミノシリケートゼオライ
トが生成するに必要な温度および時間加熱すれば
よい。なお水の量は本発明においては特に限定さ
れるものではない。また、この際必要により結晶
化を促進させるために鉱化剤を加えることもでき
る。さらに本発明の製造方法にあつては、反応系
のPHの調整が必要であり、PHは9〜12の範囲に調
整される。PHがこの範囲外となると結晶性ゼオラ
イトを得ることができない。本発明にあつてはPH
を9.5〜11に調整することがより好ましく、良好
な結晶性ゼオライトが得られる。 本発明の合成反応は、前記原料混合物を結晶性
ゼオライトが生成するに必要な温度および時間加
熱することによつて行なわれるが、反応温度は80
〜300℃、好ましくは120〜200℃の範囲であり、
また反応時間は0.5時間〜30日、好ましくは5時
間〜10日である。圧力については特に制限はな
く、通常自己圧力下で実施される。また反応系は
通常撹拌下におかれ、雰囲気は必要により不活性
ガスで置換してもよい。 合成反応は、原料混合物を所望の温度に加熱し
て結晶性ゼオライトが十分生成するまで継続され
る。結晶性ゼオライトの生成が完了した反応混合
物は室温まで冷却した後、過、デカンテーシヨ
ン、遠心分離などにより結晶を分離し、水で十分
に洗浄し結晶を得る。この結晶を通常100℃以上
で数時間程度乾燥することにより結晶性アルミノ
シリケートゼオライトを得ることができる。 本発明は、この結晶性ゼオライトを、触媒とし
て使用する前に空気中で300〜700℃の範囲の温度
で2〜48時間程度焼成して活性化したり、結晶性
ゼオライト中に存在するアルカリ金属イオンの一
部または全部を他のカチオンの少なくとも一種と
イオン交換し、H型の結晶性ゼオライトにする方
法を含むものである。 このイオン交換方法は業界周知の技術であり、
好適なカチオンとしては金属イオン、アンモニウ
ムイオン、水素イオンおよびこれらの混合物があ
り、金属イオンとしてはリチウム、銀、マグネシ
ウム、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マ
ンガン、コバルト、ニツケルあるいは稀土類金属
のカチオンを例示することができる。これらの選
択は転化反応の種類によつて任意に決定される。 前記イオン交換方法は、結晶性ゼオライトを所
望するカチオンを含有する水溶液と接触処理すれ
ばよく、通常カチオンの塩化物、硝酸塩および硫
酸塩が用いられる。結晶性ゼオライトはイオン交
換後水で洗浄し、乾燥した後300〜700℃の温度で
2〜48時間またはそれ以上の時間空気中または不
活性ガス中で焼成して接触的に活性な触媒とな
る。 本発明方法により得られる結晶性ゼオライトは
ゼオライトZSM−5と同種のものであり、有機
化合物、たとえば炭化水素化合物およびメタノー
ルのような含酸素化合物の転化反応に使用でき
る。 このような方法としては芳香族化合物のオレフ
インによるアルキル化;オレフインおよびパラフ
インの芳香族化;芳香族、パラフイン、オレフイ
ンの異性化;芳香族の不均化;オレフインのオリ
ゴマー化;クラツキングなどがある。さらに合成
ガス、メタノールからの炭化水素の製造方法など
をあげることができる。 以上詳述したように本発明方法は、有機化合物
をまつたく用いない安価で、しかも工業的に有利
な結晶性ゼオライトの製造方法に関するものであ
り、前記した種々な転化反応の触媒または触媒担
体としての用途をはじめ、多くの他の用途、たと
えば吸着剤、抽出剤、イオン交換体、分子ふるい
などに使用するのに適した結晶性ゼオライトの提
供を可能にしたものである。 本発明方法について、以下実施例により説明す
る。 実施例 1 硫酸アルミニウム(18水塩)7.52g、硫酸
(9.7%)17.6g、水250mlを溶液としたものをA
液とする。水ガラス(SiO237.6重量%、
Na2O17.5重量%、水44.9重量%)162g、水300ml
を溶液としたものをB液とする。塩化ナトリウム
79g、水122mlを溶液としたものをC液とする。
C液を撹拌しながら、これに室温でA液、B液を
徐々に滴下した。この混合物に、結晶性アルミノ
シリケートゼオライトの粉末1g(上記原料化合
物に有機化合物として臭化テトラプロピルアンモ
ニウム25gを加えて同様に反応を行なつて得たも
の)を添加した後、PHを10.0に調整し、1のオ
ートクレーブに入れて回転数200rpmで撹拌しな
がら170℃、自己圧力下にて20時間反応させた。
反応混合物を冷却した後、1の水で5回洗浄し
た。次いで、過により固型分を分離し、120℃
で3時間乾燥して40.5gの結晶性アルミノシリケ
ートゼオライトを得た。なお、このものには一部
結晶性ナトリウムシリケートを含んでいた。この
結晶性アルミノシリケートゼオライトのX線回折
図の結果を第1表に示す。なおこのゼオライトは
モル比で次の組成を有する。 0.9Na2O:60SiO2:1.0A2O3
【表】
【表】 実施例 2 硫酸アルミニウム(18水塩)11.3gとしたこと
以外は実施例1に準じて行ない、結晶性アルミノ
シリケートゼオライト53.8gを得た。X線回折図
の結果は第1表と同じであつた。 実施例 3 硫酸アルミニウム(18水塩)18.8g、硫酸(97
%)17.6gおよび水250mlを溶液としたものをA
液とする。水ガラス(SiO237.6重量%、
Na2O17.5重量%、水44.9重量%)162g、水300ml
を溶液としたものをB液とする。塩化ナトリウム
79g、水122mlを溶液としたものをC液とする。
C液を撹拌しながら、これに室温でA液、B液を
徐々に滴下した。この原料混合物にモルデナイト
の粉末1gを添加した後、PHを10.0に調整し、1
のオートクレーブに入れて回転数200rpmで撹
拌しながら170℃、自己圧力下にて20時間反応さ
せた。反応混合物を冷却した後、1の水で5回
洗浄した。次いで、濾過により固型分を分離し、
120℃で3時間乾燥して55gの結晶性アルミノシ
リケートゼオライトを得た。なお、このものには
一部モルデナイトを含んでいた。この結晶性アル
ミノシリケートゼオライトのX線回折図の結果は
第1表に示したものと同じであつた。 なお、このゼオライトはモル比で次の組成を有
する。 0.9(Na2O):29(SiO2):1.0(A2O3) 実施例 4 実施例3において、モルデナイトのかわりにシ
リカライト(アメリカ特許4061724号明細書に記
載の結晶性シリカ)を用いた以外は実施例3に準
じて行ない54gの結晶性アルミノシリケートゼオ
ライトを得た。なお、このものには一部結晶性ナ
トリウムシリケートを含んでいた。この結晶性ア
ルミノシリケートゼオライトのX線回折図の結果
は第1表に示したものと同じであつた。 なお、このゼオライトはモル比で次の組成を有
する。 0.9(Na2O):29(SiO2):1.0(A2O3)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリカ、アルミナ、アルカリ金属、水からな
    る原料混合物を結晶性アルミノシリケートゼオラ
    イトが生成するに必要な温度および時間の条件下
    に保つに際して、該原料混合物中に結晶性ゼオラ
    イト粉末を存在させ、かつ反応系のPHを9〜12に
    保つことを特徴とする結晶性アルミノシリケート
    ゼオライトの製造方法。 2 結晶性ゼオライト粉末を原料シリカ
    (SiO2)に対して0.01〜8重量%存在させる特許請
    求の範囲第1項記載の製造方法。 3 反応系のPHが9.5〜11である特許請求の範囲
    第1項記載の製造方法。
JP8043380A 1980-06-14 1980-06-14 Manufacture of crystalline aluminosilicate zeolite Granted JPS577819A (en)

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