CN105967204A - 一种低硅x沸石的制备方法 - Google Patents

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武文焕
冯怡利
王军堂
刘尧
齐义真
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Abstract

本发明公开了一种低硅X沸石的制备方法。将水玻璃溶液和铝酸钠溶液稀释至一定的浓度，按一定的硅铝比在低温下高速混合均匀，然后升温进行老化，再升温晶化，即可得到硅铝比小于2.1的低硅X沸石产品。不仅简化了工艺流程，也可以大大降低生产成本。

Description

一种低硅X沸石的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低硅X沸石的制备方法，为纯钠体系制备的用作空分制氧行业的低硅X沸石的生产工艺方法。
背景技术
沸石材料被广泛应用于吸附分离、催化、气体干燥等领域。自从人类首次合成人工沸石以来，人们不断探索研究沸石分子筛的性质及开发应用。上个世纪末，人们对NaA沸石用于洗涤剂添加剂已经达到每年100万吨，而最新的研究认为低硅X沸石在硬水软化方面有更好的性能。传统的低硅X沸石合成方法工业上已经很成熟，为了使沸石的硅铝比降低到2.0左右，必须在钾、钠体系中合成。虽然最早的低硅X沸石是在钠体系中合成的，但产物硅铝比并没有降低到2.1以下。若想低硅X表沸石现出高性能的吸附效果，就必须保证其骨架硅铝比达到2.1以下。 近年来，低硅X沸石分子筛在洗涤剂添加剂方面有极大的工业化优势，在空分富氧方面、高效制氧分子筛的研制需要使用低硅X沸石产品。低硅X沸石广阔的应用前景，使得我们必须降低低硅X沸石本身的合成成本，简化工艺流程，制备高性能价廉的低硅X沸石分子筛，以进一步满足市场方面的要求。
现有的低硅X沸石的生产方法，都是在钠、钾体系中，要求严格控制系统中钠和钾的比例。虽然钠、钾体系中生产的低硅X产品比较容易控制硅铝比，但控制不好，很容易使得产品出现波动。同时，由于最终用于制氧行业，必须先进行交换，完全置换出产品中的钾离子，这也不可避免的造成了工艺的复杂和成本的增加。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种低硅X沸石的制备方法，具体为提供一种在纯钠体系中直接制备低硅X沸石的方法，不仅简化的工艺流程，也可以大大降低生产成本。
本发明的一种低硅X沸石的制备方法技术方案为，一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，工艺步骤依次为：
（1）将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液，按照系统硅铝比2.0-2.5，将两种溶液在低温35-50℃高速搅拌混合均匀，得到稳定的沸石料浆；
（2）将沸石料浆在40-70℃进行老化8-12h，老化过程为静态老化；
（3）然后开启搅拌，升温晶化，晶化温度85-95℃，停止搅拌，静态晶化8-16h后；
（4）将合格料浆分离、洗涤及烘干，即得到硅铝比小于2.1，高吸附量的低硅X沸石产品。
在步骤（2）中加入导向剂，与沸石料浆搅拌均匀后进行老化。
或者在步骤（3）中加入导向剂，然后进行升温晶化。
所述的导向剂按摩尔比为18Na2O，Al2O3，8SiO2，300H2O。
所述的导向剂占沸石料浆体积比的0.3%。
步骤（1）中所述的硅酸钠溶液模数为3.0，用蒸馏水稀释至SiO2浓度40-60g/l。
步骤（1）中所述的铝酸钠溶液ak为2.1，用蒸馏水稀释至Al2O3浓度50-70g/l。
步骤（1）中所述的高速搅拌搅拌转速大于1000转/分。
步骤（3）中所述的搅拌搅拌转速大于1000转/分。
本发明的有益效果为：本发明的方法，通过控制纯钠体系中的原料、配比、老化时间、温度等手段，实现了在纯钠体系中制备合格的低硅X沸石产品。所得到的产品，硅铝比小于2.1，晶体完整，粒度均匀，且水吸附及二氧化碳吸附能力高，达到或超过目前在钠、钾体系中制备的低硅X沸石产品指标。同时，通过添加导向剂，可以实现生产不同粒级的低硅X沸石的系列产品
本发明的生产方法与现有的在钠、钾体系中生产低硅X沸石的生产方法相比，具有流程简单、配比方便，可操作性强等特点，同时母液可以循环重复利用，降低了生产成本。适宜于市场的竞争，容易实现大规模生产。所得产品结晶完善，杂相低，粒度分布集中，具有较高的吸附性能。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例1
（1）先将模数为3.0的硅酸钠溶液用蒸馏水稀释至SiO2浓度45g/l，将ak为2.1的铝酸钠溶液稀释至Al2O3浓度60g/l，然后按照系统硅铝比2.4进行配比，将计量好的两种溶液在35℃条件下进行高速搅拌，混合均匀，得到稳定的沸石料浆。
（2）将得到的沸石料浆在50℃静态老化10h，然后开启搅拌升温至87℃，停止搅拌，静态晶化12h。
（3）将晶化好的沸石料浆进行分离、洗涤、干燥，即得到合格的低硅X沸石产品，其产品的硅铝比为2.08，静态水吸附为33.6%。
实施例2
（1）先将模数为3.0的硅酸钠溶液用蒸馏水稀释至SiO2浓度60g/l，将ak为2.1的铝酸钠溶液稀释至Al2O3浓度48g/l，然后按照系统硅铝比2.5进行配比，将计量好的两种溶液在35℃条件下进行高速搅拌，混合均匀，得到稳定的沸石料浆。
（2）将得到的沸石料浆在60℃静态老化8h，然后开启搅拌升温至90℃，停止搅拌，静态晶化8h。
（3）将晶化好的沸石料浆进行分离、洗涤、干燥，即得到合格的低硅X沸石产品，其产品的硅铝比为2.09，静态水吸附为33.4%。
实施例3
（1）先将模数为3.0的硅酸钠溶液用蒸馏水稀释至SiO2浓度60g/l，将ak为2.1的铝酸钠溶液稀释至Al2O3浓度65g/l，然后按照系统硅铝比2.2进行配比，将计量好的两种溶液在35℃条件下进行高速搅拌，混合均匀，得到稳定的沸石料浆。
（2）将得到的沸石料浆在60℃静态老化8h，按体积比加入0.3%的晶化导向剂，搅拌均匀。所述的导向剂按摩尔比为18Na2O，Al2O3，8SiO2，300H2O。
（3）将加入导向剂的沸石料浆搅拌升温至80℃，停止搅拌，静态晶化10h。
（4）将晶化好的沸石料浆进行分离、洗涤、干燥，即得到合格的低硅X沸石产品，其产品的硅铝比为2.03，静态水吸附为34.1%。
实施例4
（1）先将模数为3.0的硅酸钠溶液用蒸馏水稀释至SiO2浓度40g/l，将ak为2.1的铝酸钠溶液稀释至Al2O3浓度70g/l，然后按照系统硅铝比2.5进行配比，将计量好的两种溶液在45℃条件下进行高速搅拌，混合均匀，得到稳定的沸石料浆。
（2）在沸石料浆中加入体积比0.3%的导向剂，搅拌均匀，然后进行静态老化，老化温度55℃，老化时间12h。所述的导向剂按摩尔比为18Na2O，Al2O3，8SiO2，300H2O。
（3）将加入导向剂的沸石料浆搅拌升温至90℃，停止搅拌，静态晶化8h。
（4）将晶化好的沸石料浆进行分离、洗涤、干燥，即得到合格的低硅X沸石产品，其产品的硅铝比为2.08，静态水吸附为34.3%
实施例5
（1）先将模数为3.0的硅酸钠溶液用蒸馏水稀释至SiO2浓度60g/l，将ak为2.1的铝酸钠溶液稀释至Al2O3浓度40g/l，然后按照系统硅铝比2.2进行配比，将计量好的两种溶液在35℃条件下进行高速搅拌，混合均匀，得到稳定的沸石料浆。
（2）将得到的沸石料浆在55℃静态老化12h，然后开启搅拌升温至95℃，停止搅拌，静态晶化8h。
（3）将晶化好的沸石料浆进行分离、洗涤、干燥，即得到合格的低硅X沸石产品，其产品的硅铝比为2.10，静态水吸附为33.2%。
实施例6
（1）先将模数为3.0的硅酸钠溶液用蒸馏水稀释至SiO2浓度60g/l，将ak为2.1的铝酸钠溶液稀释至Al2O3浓度65g/l，然后按照系统硅铝比2.4进行配比，将计量好的两种溶液在35℃条件下进行高速搅拌，混合均匀，得到稳定的沸石料浆。
（2）在沸石料浆中加入体积比0.3%的导向剂，搅拌均匀，然后进行静态老化，老化温度60℃，老化时间8h。
（3）将加入导向剂的沸石料浆搅拌升温至85℃，停止搅拌，静态晶化12h。
（4）将晶化好的沸石料浆进行分离、洗涤、干燥，即得到合格的低硅X沸石产品，其产品的硅铝比为2.06，静态水吸附为34.4%。

Claims (9)

1.一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，工艺步骤依次为：
（1）将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液，按照系统硅铝比2.0-2.5，将两种溶液在低温35-50℃高速搅拌混合均匀，得到稳定的沸石料浆；
（2）将沸石料浆在40-70℃进行老化8-12h，老化过程为静态老化；
（3）然后开启搅拌，升温晶化，晶化温度85-95℃，停止搅拌，静态晶化8-16h后；
（4）将合格料浆分离、洗涤及烘干，即得到硅铝比小于2.1，高吸附量的低硅X沸石产品。
2. 根据权利要求1所述的一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中加入导向剂，与沸石料浆搅拌均匀后进行老化。
3. 根据权利要求1所述的一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中加入导向剂，然后进行升温晶化。
4. 根据权利要求2或3所述的一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，所述的导向剂按摩尔比为18Na2O，Al2O3，8SiO2，300H2O。
5. 根据权利要求4所述的一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，所述的导向剂占沸石料浆体积比的0.3%。
6. 根据权利要求1所述的一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的硅酸钠溶液模数为3.0，用蒸馏水稀释至SiO2浓度40-60g/l。
7. 根据权利要求1所述的一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的铝酸钠溶液ak为2.1，用蒸馏水稀释至Al2O3浓度50-70g/l。
8. 根据权利要求1所述的一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的高速搅拌搅拌转速大于1000转/分。
9. 根据权利要求1所述的一种低硅X沸石的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的搅拌搅拌转速大于1000转/分。
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