PL162483B1 - Sposób wytwarzania syntetycznego zeolitu typu fojazytu PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania syntetycznego zeolitu typu fojazytu o stosunku molowym SiO2/Al2O3 = 4-6 typu Y, przez poddanie reakcji roztworu krzemianu alkalicznego z roztwo- rem glinianu alkalicznego, tak aby w utworzonym hydrozelu stosunki molowe reagentów wynosily: SiO2/Al2O3 = 7-40 Na2O/SiO2 = 0,2-2 H2O/Na2 O = 12-90, a nastepnie stabilizacji utworzonego hydrozelu w temperaturze 283-313 K przez okres 1-10 dni oraz krystalizacji w temperaturze 353-393 K przez okres 1-15 dni, znamienny tym, ze hydrozel wytwarza sie z roztworu krzemianu alkalicznego i roztworu glinianu alkalicz- nego o dowolnej alkalicznosci. PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jeot sposób wytwarzanie syntetycznego zeolitu typu fojezytu o stosunku molowym SiO2/Al2O3 «> 4-6, znanego Jako zeolitu typu Y.

Znany Jeet spoeób wytwarzenia syntetycznego zeolitu typu fojezytu przez formowanie hydroźelu o stosunkaih molowych.

S10₂/Al₂03 - 7-50 Ni20/Si02 0,2-1 H2O/Na₂O ° 12-120.

Mieszaninę reakcyjnę homogenizuje eię w temperaturze 288-313 K w okresie 0,2-3 godzin, po czym poddaje stabilizacji w temperaturze 285-323 K w okresie 4-30 godzin, etosujęc przy tym okresowe mieszenie przez 2-10 mnut lecz nie częściej niż Jeden raz na godzinę. Po zakończeniu stabilizacji mieszaninę reakcyjnę dogrzewa się przy cięgom mieszaniu do temperatury kryetelizacji, którę prowadzi eię w znany epoeób.

Niedogodnościę znanych dotychczas sposobów wytwarzania zeolitu typu fojazytu Jest poddanie reakcji trzech roztworów wyjściowych o ściśle określonej alkaliczności.

W wyniku przeprowadzonych przez nae licznych badań stwierdzono, że nie Jest istotna alkaliczność roztworów wyjścóowych lecz końcowa alkaliczność gotowego hydrożalu.

Sposób wytwarzanie syntetycznego zeolitu typu fojezytu o stosunkach molowych SiOg/AlgOj = 4-6 typu Y, przez poddanie reakcji roztworu krzemianu alkalicznego z roztworem glinianu alkalicznego, tak aby w wytworzonym hydroźelu stosunki molowe reagentów wynnosły:

162 483

SiO₂/Al₂O₃ - 7-40 Na₂0/S10₂ = 0,2-2

H₂0/Na₂0 = 12-90, a następnie stabilizacji wytworzonego hydrożelu w tempetaturze 283-313 K przez okres 1-10 dni oraz krystalizacji w temperaturze 353-393 K przez okres 1-15 dni., odznacza eię tym, że hydrożel wytwarza aię z roztworu krzemianu alkalicznego i roztworu glinianu alkalicznego o dowolnej alkaliczności. Stwierdzono, że zasadowość roztworów i zawartość w nich Na₂0 Jest całkowicie obojętna dla późniejszego procesu kryntallzecji. Decydujęcym natomiast parametrem dla tego procesu Jeet ostateczny skład mieszaniny reakcyjnej. Stabilizację i krystalizację hydrożelu prowadzi aię bez mieszania lub mieezajęc bardzo wolno 3-10 razy w ciągu doby, w zależności od wielkości szarzy. Stwierdzono również, że iatotnę rolę w procesie krystalizacji odgrywa stoeunek objętości naczynia do umieszczonej w nim objętości mieszaniny reakcyjnej. Wielkość tego stosunku wpływa bowiem na intensywność parowania wody z mieszaniny reakcyjnej, której zawartość w niej wpływa bezpośrednio na atopleó krystalizacji zeolitu. Olatego też krystalizację hydrożelu zgodnie z wynalazkiem prowadzi się w naczyniu o pojemności 1-10 razy większej, korzystnie 2-5 razy, od objętości samego hydrożelu. Oo wytworzenia hydrożelu korzystnie stosuje się świeżo sporzędzony roztwór glinianu alkalicznego.

Iatotnę zaletę sposobu nsdług wynalazku Jeet znaczne uproszczenie technologii przygotowania mieszaniny reakcyjnej, dzięki zastosowaniu jedynie dwóch roztworów o dowolnej alkaliczności i sumarycznej molowej w nich Na20, wynikającej z żądanego składu mieszaniny reakcyjnej. Zachowanie określonego stosunku objętości naczynia do objętości mieszaniny reakcyjnej, ummoidL^^a uzyskanie wysokiego stopnie krystalizacji dochodzącego do 100% przy zachowaniu optymalnych warunków procesu. Sposób według wynalazku umoożiwia ponadto znaczne polepszenie rozpuszczalności zwięzków glinu dzięki mozUwości zastosowania wyższych stężeń wodorotlenku sodu, a także sporzędzania roztworów krzemianu z różnych związków krzemu

Sposób według wynalazku ilustruję poniższe przykłady nie ograniczajęc Jego zakresu ochrony.

Przykład I. Oo roztworu aporządzonegz z 48 g Si02> 9,08 g NaOH i 149,6 g HgO intensywnie mieszajęc wprowadza się przez okrea 20 minut roztwór zawierajęcy 10,2 g AlgOj, 10,12 g NaOH i 18,9 g H20. Otrzymuje się hydrożel, w którym stosunki molowe reagentów wynoszę odpowiednio:

Si02/^A1₂03 = 6 Na₂O/SiO2 - 0,3 H₂0/Na20 n 40

Tek otrzymany ^hydrożel umi.eezcza ai^ę w necz^yniu o pojemności 1^,0> <dm zaopatrzonym w chło^dnicę zwrotnę i pozostawia przez 24 godziny w temperaturze pokojowej bez mieszania. Następnie hydrożel ogrzewa się do temperatury 373 K i prowadzi krystalizację przez okres 72 godzin Wykrystalizowany produkt oddziela eię przez dekantację, a następnie przemywa wodę do uzyskania pH roztworu pyzeiyweeęcego 10,5 i suszy w znany sposób. W wyniku otrzymuje się zeol.it typu fojazytu o stosunku molowym Si0₂/Al₂0₃ = 5,1 i wielkości kryształów 0,5 pm, pozbawiony domieszek innych struktur krystalicznych. Otrzymany produkt po aktywizacji sortował 18,0% we gowych benzenu.

Przykład II. Hydrożel sporzgozony 1 umieszczziy w naczyniu reakcyjnym Jak w przykładzie I, pozostawia eię na okres 48 godzin w temperaturze pokojowej bez mieszenia. Następnie ogrzewa aię go do temperatury 373 K i prowadzi krystalizację przez okres 48 godzin Poetępujęc dalej Jak w przykładzie T otrzymuje ais zeolit typu fojezytu o 9tosunku molowym Si0₂/A1₂03 = 5,1 i wielkości krysztełów 0,5-0,7 pm. Otrzymany produkt po aktywacji sorbował 20.0% benzenu.

Przykład III. Oo 307,7 α roztworu zabierającego 31,2 g Si0₂ i 0,36 g Na₂0 w 100,0 g roztworu wprowadza eię przez okres 20 minut intensywnie mieezajęc roztwór sporzędzo4

162 483 ny z 31,2 g Al/OH/j, 115,9 g Η,,Ο i 36,98 g NaOH. Otrzymuje się hydrożel o stosunkach molowych reagentów Jak w przykładzie X. Tak otrzymany hydrożel dziali aię na 4 części.

Oednę część umieszcza aię w naczyniu reakcyjnym Jak w przykładzie I i pozostawia na okres 96 godzin w temperaturze pokojowej bez mieszania. Następnie ogrzewa się go do temperatury 373 K prowadzi krystalizację przez okres 72 godzin. Postępujęc dalej Jak w przykładzie I otrzymuje się zeol.it typu fojazytu o stosunku molowym SlOg/Al^O^ = 5,1 i wielkości kryształów 0,7 μη. Otrzymany produkt po aktywacji aorbował 23,5% wagowych benzenu.

Przykład IV. Czwartę część hydrożelu sporzędzonego Jak w przykładzie III umeszcza się w naczyniu reakcyjnym Jak w przykładzie I 1 pozostawia na okres 96 godzin w temperaturze pokojowej bez mieszenia. Następnie hydrożel ogrzewa się do temperatury 373 K i prowadzi się krystalizację przez okres 96 godzin. Postępujęc dalej Jak w przykładzie I otrzymuje się zeol.it typu fojazytu o stosunku molowym S^O^^^r^O^ = 5,1 i wielkości kryształów 0,8 jum. Otrzymany produkt po aktywacji aorbował 24,3% wagowych benzenu.

Przykład V. Czwartę część hydrożelu sporzędzonego jak w przykładzie III umiesz cza aię w naczyniu reakcyjnym jak w przykładzie I i pozostawia na okrea 96 godzin w temperaturze pokojowej bez m^^;:anla. Następnie hydrożel ogrzewa się do temperatury 373 K i prowadzi krystalizację przez okrea 120 godzin. Postępujęc dalej jak w przykładzie I otrzymuje eię zeolit typu fojazytu o stoeunku milowym SiOg/AlgO^ = 5,1 i wielkości kryształów 1,0 μη. Otrzymany produkt po aktywacji sorbował 25,0% wagowych benzenu.

Przykład VI. Oo 307,7 g roztworu zawierajęcego 31,2 g Si^O^ i 0,36 g ^^₂O w

100,0 g wprowadza się, przy intenew*nym m^^zanlu, przez okras 20 mnut roztwór sporządzony z 10,8 g glinu metalicznego o czystości 99,99i%, 36,98 g NaO/ i 136,3 g /^O. Otrzymuje się hydrożel o etosunkach molowych reagentów Jak w przykładzie I. Tak otrzymany hydrożel dzieli aię na części. Oedn^ę częśc: umieszcza eię w naczyniu reakcyjnym o ^pojemości O,¹ dm'¹ zaopatrzonym w chłodnicę zwrotnę i pozostawia na okres 72 godzin w temperaturze pokojowej bez m^^zanj.a. Następnie hydrożel ogrzewa się do temperatury 373 K i prowadzi krystalizację przez okres 72 godzin. Postępujęc dalej jak w przykładzie I otrzymuje eię zsolit typu fojazytu o stosunku molowym SiOg/AlgO^ = 5,2 i wielkości kryształów 0,8 μη. Otrzymany produkt po aktywacji sorbował 23,0% wagowych benzenu.

Przykład VII. Szóstę część hydrożelu sporzędzonego i umieszczonego w naczyniu reakcyjnym jak w przykładzie VI, pozostawia na okres 72 godzin w temperaturze pokojowej bez mieszania. Następnie hydrożel ogrzewa 6ię do temperatury 373 K i prowadzi krystalizację przez okres 120 godzin. Postępujęc dalej jak w przykładzie I otrzymuje się zeolit typu fojazytu o stosunku molowym SiOz/Al,,O₄ = 5,1 i wielkości kryształów 0,7 jjm. Otrzymany produkt po aktywacji sorbował 23^^% wagowych benzenu.

Przykład VIII. Szóstę część hydrożelu sporzędzonego i udeszczonego w naczyniu reakcyjnym jak w przykładzie VI, pozostawia na okres 72 godzin w temperaturze pokojowej bez mieszania. Następnie hydrożel ogrzewa aię do temperatury 373 K i prowadzi krystalizację przez 168 godzi. Poatępujęc dalej Jak w przykładzie I otrzymuje się zeolit typu fojazytu o stosunku molowym SiOg/Al^Oj = 5,1 i wielkości kryształów 0,7 pm. Otrzymany produkt po aktywacji sorbował 23,7% wagowych benzenu.

Przykład IX. Szóstę część hydrożelu sporzędzonego i umieszczonego w naczyniu reakcyjnym jak w przykładzie VI, pozostawia na okres 96 godzin w tem^er^aturze pokojowej bez mieszania. Następnie hydrożel ogrzewa się do lemiei^aturo 373 K i prowadzi krystalizację przez okres 144 godzin. Postępujęc dalej jak w przykładzie X otrzymuje się zeolit fojazytu o 6to9unku molowym SiO₂/Al₂O₃ = 5,1 i wielkości kryształów 1,0 pm. Otrzymany produkt po aktywacji sorbował 24 0^% wagowych benzenu.

Przykład X. Szóstę część hydrożelu sporzędzonego i umieszczonego w naczyniu reakcyjnym jak w przykładzie VI, pozostawia się os okres 96 godzin w temperaturze pokojowej bez mieszania. Następnie hydr-ozel ogrzewa 9ię do temperatury 373 K i prowadzi krystalizację przez okres 168 godzin. Postępujęc dalej jak w przykładzie I otrzymuje się zeolit typu fojazytu o stosunku ulowy^m SiOg/AlgOj = 5,1 i wielkości kryształów 0,1 pm. Otrzymany produkt po aktywacji aorbował 220^% wagowych benzenu.

162 4Θ3

Przykład XI. Hydro2el sporządzony Jak w przykładzie III umieszcza się w naczyniu reakcyjnym o ^pojemnoóci 0,5 ^dm³ zao^patroonym w chło^dnlcę zwotn^ę oraz mieszadło 1 pozostawia na okres 9Θ godzin w tempeeaturze pokojowej, mieozajęc bardzo wolno zawartość naczynie przez okres 2 minut co Θ godzin. Następnie hydrożel ogrzewa się do temperatury 373 K i prowadzi kryatalizację przez okres 144 godzin, mieszając zawartość naczynia bardzo wolno przez okrea 2 minut co Θ godzin. Postępując dalej Jak w przykładzie 1 otrzymuje alę zaolit typu fojazytu o stosunku molowym Si0₂/Al₂0j 5,1 1 wielkości kryształów 1,0 pm. Otrzymany produkt po aktywacji aorbował 22% wagoityoh benzenu.

Przykład XII. Hydrolal eporzędzony Jak w przykładzie III umleazoze alę w naczyniu reakcyjnym jak w przykładzie XI 1 pozostawia ne okree 9Θ godzin w temperaturze pokojowej, mieezajęc bardzo wolno zawartość naezynla przez okrea 5 minut oo 4 godziny. Następnie hyd^o^^^ ogrzewa alę do tempeeetury 373 K 1 prowadzi kryatallzyoję przoz okree 168 godzin, mieezajęc bardzo wolno zawartość naczynia przez okras 3 minut oo 5 godzin. Poatępujęo jak w przykładzie I otrzymuje alę ze^lJLt typu fójazytu o atoaunku molowym SlOg/AlgOj 5,1 1 wielkości kryształów 0,9 pm. Otrzymany produkt po aktywaojl aorbował 20,0% wagowyoh benzenu.

Przykład XIII. Hydrolal eporzędzony jak w przykładzie III umieszcza elę w naczyniu reakcyjnym jak w przykładzie XI 1 pozostawia na okrea 9Θ godzin w temperaturze pokojowej, mieszając bardzo wolno zawartość naczynia przez okrea 7 minut co 3 godziny. Następnie hydrolal ogrzewa eię do tempeeatury 373 K 1 prowadzi krystalizację przez okree 21Θ godzin, mlaezajęc bardzo wolno zawartość naczynie przez okree 5 minut co Θ godzin. Poetępujęc dalej jak w przykładzie I otrzymuje eię zeollt typu fojazytu o stosunku molowym S10₂/Al203 5,1 1 wielkości kryształów 0,8 pm. Otrzymany produkt po aktywami sorbował 17^C^% wagowych benzenu.

Przykład XIV. Hydrożel eporzędzony jak w przykładzie VI umieszcza eię w naczyniu reakcynnym Jak w przykładzie XI i pozostawia na okree 144 godzin w temperaturze pokojowej, mieazajęc bardzo wolno zawartość naczynie przez okree 2 minut co 7 godzin. Następnie hydrożel ogrzewa eię do temaes^^ 373 K i prowadzi krystalizację przez okree 72 godzin, mieezajęc bardzo wolno zawartość naczynia przez okree 4 minut co 7 godzin. Poetępujęc dalej Jak w przykładzie I otrzymuje eię zeollt typu fojazytu o stosunku molowym S102/AI203 - 5,1 i wielkość kryształów 0,9 μιη. Otrzymany produkt po aktywami eorbuje 22^<% wagowych benzenu.

Przykład XV. Hydrożel eporzędzony Jak w przykładzie VI umieszcza elę w naczyniu reakcyjnym jak w przykładzie XI i pozostawia na okree 144 godzin w tampeaatUΓze pokojowej, mlaezajęc bardzo wolno zawartość naczynie przez okree 3 minut co Θ godzin. Następnie hydrożel ogrzewa się do temperatury 373 K 1 prowadzi krystalizację przez okree 120 godzin, mleszajęc bardzo wolno przez okras 3 minut co 7 godzin. Poetępujęc Jak w przykładzie I otrzymuje elę zeolit typu fojazytu o stosunku molowym SiOg/AlgOj ° 5,1 i wielkości kryształów 1,0 pm. Otrzymany produkt po aktywami aorbuje 23,<% wagowych benzenu.

Przykład XVI. Hydrożel eporzędzony jak w przykładzie VI umieszcza eię w naczyniu reakcyn^j^m Jak w przykładzie XI 1 pozostawia na okree 144 godzin w temperaturze pokojowej, mieezajęJ bardzo wolno zawartość naczynia przez okree 4 minut co 5 godzin. Naatępnie hydrożel ogrzewa eię do tempeestury 373 K 1 prowadzi krystalizację przez okree 1Θ8 godzin, mlaezajęc bardzo wolno zawartość naczynia przez okree 4 minut co Θ godzin. Poetępujęc dalej Jak w przykładzie I otrzymuje eię zeollt typu fojazytu o stosunku molowym SiOg/AlgOj = a 5,1 i wielkości kryształów 0,8 pm. Otrzymany produkt po aktywami eorbował 19% wagowych benzenu.

Sposobem według wynalazku uzyskuje się zeo3.it o strukturze fojazytu i stosunku molowym SiOg/AlgO-j = 4-6, charakteryzujący eię wysoką czystością kryształów o wielkości 0,5-1 pr, które adeorbują 17-23% wagowych benzenu.

162 483

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób wytwarzania syntetycznego zeolitu typu fojazytu t etteunku molowym SiOg/AlgO ⁴-⁶ typu Y, przez poddanie reakcji roztworu krzemianu alkalicnnegt z roztworem glinianu alkalicznego, tek aby w utworzonym hydroźelu stosunki molowe reagentów wnntiły i

   Si0₂/Al₂0₃ - 7-40 D₂0/Si0₂ 0,2-2

   H₂0/NB₂0 - 12-90 e następnie stabilizacji utworzonego hydroźelu w t^pees^^e 283-313 K przez okres 1-10 dni oraz krystalizacji w tempeeaturze 353-393 K przez okree 1-15 dni., znamienny t y m, że hydrożel wytwarza eię z roztworu krzemianu alkalizznego 1 roztworu glinianu alkeno^ego o dowolnej alkelicznoóci.
2. 2. Spoeób według zaatrz. 1, znamienny tym, że stabilizację i krystalizację hydroźelu prowadzi elę bez mieszania lub mieszajęi bardzo wolno 3-10 razy w ilęgu doby, w zależności od wielkości szarży.
3. 3. Spoeób według zeetrz. 112, znamienny tym, że kryetalizaiję hydroźelu prowadzi elę w naczyniu o pojemności 1-10 razy większej od objętości samego
4. 4. Sposób według zeetrz. 1, znamienny tym, że korzystnie do wytworzenie hydroźelu stosuje aię świeżo sporzędzony roztwór glinianu alkalicznego.