CS276808B6 - Process for preparing high-effective zeolite adsorbents of a type - Google Patents

Process for preparing high-effective zeolite adsorbents of a type Download PDF

Info

Publication number
CS276808B6
CS276808B6 CS902265A CS226590A CS276808B6 CS 276808 B6 CS276808 B6 CS 276808B6 CS 902265 A CS902265 A CS 902265A CS 226590 A CS226590 A CS 226590A CS 276808 B6 CS276808 B6 CS 276808B6
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
adsorbent
zeolite
solution
sodium hydroxide
temperature
Prior art date
Application number
CS902265A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS226590A3 (en
Inventor
Pavol Ing Csc Spitzer
Maria Ing Sucanska
Jana Ing Zamecnikova
Vladimir Ing Akubzanov
Milan Ing Beno
Koloman Galfy
Original Assignee
Slovnaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Slovnaft filed Critical Slovnaft
Priority to CS902265A priority Critical patent/CS276808B6/en
Publication of CS226590A3 publication Critical patent/CS226590A3/en
Publication of CS276808B6 publication Critical patent/CS276808B6/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Vynález rieši spósob přípravy vysoko­ účinných formovaných zeolitových adsorbentov typu A kontaktováním východiskového zeolitového adsorbenta 4a formovaného s prí- davkom hlinitokremičitého spojiva s vodným roztokom hydroxidu sodného a přípravy vysokoúčinného formovaného zeolitového adsorbenta 5a- výměnou póvodných iónov Na+ vo vysokoúčinnom formovanom zeolitovom adsorbente 4a zá dvojmocné katióny kovu z druhej skupiny periodickéj sústavy prvkov.The invention solves the method of preparation high effective zeolite adsorbents type A by contacting the starting zeolite adsorbent 4a formed with with an aqueous aluminosilicate binder sodium hydroxide solution and high-potency preparation formed zeolite adsorbent 5a exchange of Na + ions in the high efficiency formed zeolite adsorbent 4a divalent metal cations of the other groups of the periodic system of elements.

Description

Vynález sa týká sposobu přípravy vysokoáčinných formovaných zeolitových adsorbentov typu A kontaktováním východiskového zeolitového adsorbents 4A formovaného s prídavkom hlinitokremičitanového spojiva s vodným roztokom hydroxidu sodného a přípravy vysokočinného formovaného zeolitového adsorbenta 5A výměnou povodných iónov Na+ vo vysokoúčinnom formovanom zeolitovom adsorbente 4A za dvojmocné katióny kovu z druhej skupiny periodickej sústavy prvkov.The present invention relates to a process for preparing high performance molded type A zeolite adsorbents by contacting a starting aluminosilicate binder formed with the addition of an aluminosilicate binder with an aqueous sodium hydroxide solution and to preparing a high performance molded zeolite adsorbent 5A by exchanging Na + ion ions groups of the periodic table.

Zeolity majú významné využitie ako adsorbenty v adsorpčných separačných procesoch pre ich selektívne adsorpčné vlastnosti, ktoré umožňujú oddělovat zo zmesi látok individuálně zložky alebo určité skupiny zložlek na základe rozdielnych priemerov molekul oddel'ovaných zložiek alebo na základe rozdielnej afinity aktívne• ho povrchu zeolitu k odděl'ováným zložkám.Zeolites have significant uses as adsorbents in adsorption separation processes due to their selective adsorption properties, which allow components or certain groups of components to be separated from a mixture of substances on the basis of different molecular diameters of the separated components or on different affinity of the active surface of the zeolite. components.

Adsorpčné procesy na báze zeolitových adsorbentov predstavujú v súčasnosti ekonomicky významné technologie, ktorými sa jednak dočistujú rožne priemyselné média a vyrábajú dóležité medziprodukty chemického priemýslu. Medzi typické medziprodukty chemického priemyslu vyrábané vel'kokapacitnými adsorpčnými technológiami pomocou zeolitov typu 5A sú kvapalné n-alkány, ktoré sú základnou zložkou pře výrobu biologicky odbúratel'ných detergentov. Rovnako významné je adsorpčné dočistovanie priemyselných exhalátov a technologických prúdov od oxidov uhlíka, síry, sírovodíka a vody. Pre sušenie uhlovodíkových prúdov na obzvlášt nízký obsah zvyškovej vody sú výhodné zeolitové adsorbenty typu 4A, ako je NaA. 'Adsorption processes based on zeolite adsorbents are currently economically important technologies, which on the one hand purify barbecue industrial media and produce important intermediates in the chemical industry. Typical intermediates in the chemical industry produced by high-capacity adsorption technologies using type 5A zeolites include liquid n-alkanes, which are an essential component in the production of biodegradable detergents. Equally important is the adsorption purification of industrial exhausts and process streams from oxides of carbon, sulfur, hydrogen sulfide and water. Zeolite type 4A adsorbents, such as NaA, are preferred for drying hydrocarbon streams to a particularly low residual water content. '

Z hladiska efektivnosti adsorbentov ich najdóležitejšie vlastnosti sú adsorpčná kapacita, selektivita, kinetická charakteristika a pevnost častíc, ktoré určujú velkost náplně, rozměry adsorbéra pre požadovaný výkon, kvalitu produktu z daného adsorpčného procesu a životnost náplně adsorbenta.From the point of view of adsorbent efficiency, their most important properties are adsorption capacity, selectivity, kinetic characteristics and particle strength, which determine the size of the charge, dimensions of the adsorber for the required performance, product quality from the adsorption process and adsorbent charge life.

Vývoj v přípravě adsorbentov na báze syntetických zeolitov sa preto trvale orientuje na zdokonalovanie uvedených charakteristických vlastností.Developments in the preparation of adsorbents based on synthetic zeolites are therefore constantly focused on improving the above-mentioned characteristics.

Je známe, že zeolitové adsorbenty sa přípravujú pre praktická aplikáciu formováním na častíce rozneho tvaru a rožnej velkosti. Před formováním častíc, například peletizáciou, extrudáciou alebo tabletováním sa základný zeolit mieša so spojivom, ktoré jednak ulahčuje formovanie Častíc, a tiež zvyšuje mechanická pevnost častíc adsorbenta. Z hladiska Specifických adsorpčných vlastností zeolitového adsorbenta je spojivo prakticky inertom.It is known that zeolite adsorbents are prepared for practical application by molding into particles of different shape and spit size. Prior to forming the particles, for example by pelletization, extrusion or tableting, the base zeolite is mixed with a binder, which on the one hand facilitates the formation of the particles and also increases the mechanical strength of the adsorbent particles. From the point of view of the specific adsorption properties of the zeolite adsorbent, the binder is practically inert.

Ako spojivá pře výrobu zeolitových adsorbentov sa využívájá vaČŠinou prírodné hlinitokremičitaný, například halloysit, kaolín, bentonit. Prídavok týchto spojiv, okrem už uvedených výhod, má aj nevýhody, lebo sa vyznačujá minímálnou, a to ešte nespecifickou adsorpčnou kapacitou, preto sa ámerne ich podielu vo formovanom adsorbente znižuje adsorpčná kapacita zeolitíckého adsorbenta v porovnaní s čistým zeolitom a móžu nepriaznivo vplývat aj na kinetické charakteristiky častíc alebo dynamiku adsorpčného procesu.As binders for the production of zeolite adsorbents, natural aluminosilicate, for example halloysite, kaolin, bentonite, is mostly used. The addition of these binders, in addition to the advantages already mentioned, also has disadvantages, as they are characterized by a minimal, yet non-specific adsorption capacity, therefore their share in the formed adsorbent is reduced by the adsorption capacity of zeolite adsorbent compared to pure zeolite and can adversely affect kinetic particle characteristics or dynamics of the adsorption process.

Je tiež známe, že spojivá typu prírodných hllnitokremičitanov je možné v jemnej práškovéj formě previest na zeoiit typu 4A a ďalej na 5A, Čím získajú obdobné adsorpčné schopností, ale súčasne stracejú spojivé vlastnosti a v tomto stave nie je možné ich použit ako spojivá. Samotné formované spojivá sa tiež dajú previest na formu zeolitu 4A, ale len po predchádzajúcej aktivaácii při extrémně vysokých teplotách 700 až 850 °C, čím sa nereaktívna forma spojivá prevedie na reaktívnu, ktorá je schopná rekryštalizácie na zeolit.It is also known that binders of the natural aluminosilicate type can be converted in fine powder form to zeolite type 4A and further to 5A zeolite, thus acquiring similar adsorption capabilities but at the same time losing binding properties and not being used as binders in this state. The molded binders themselves can also be converted to the zeolite 4A form, but only after prior activation at extremely high temperatures of 700 to 850 ° C, thereby converting the non-reactive binder form to a reactive one capable of recrystallization to zeolite.

Zistilo sa, že podTa tohto vynálezu sa zo zeolitového adsorbenta 4A formovaného s prídavkom hlinitokremičitanového spojivá pripravia bez uvedených nedostatkov vysokoúčinné formované zeolitové adsorbenty typu 4A a 5A so zvýšenou adsorpčnou kapacitou, zlepšenou kinetickou charakteristikou a zváčšenou pevnostou, sposobom vyznačujúcim sa tým, že sa kryštalický práškový zeolit 4A formuje s prídavkom hlinitokremičitanového spojivá, po formovaní sa suší pri teplote do 200 °C a/alebo kalcinuje při teplote 450 až 600 °C a takto připravený kalcinovaný formovaný zeolitový adsorbent 4A alebo priamo hotový komerčný formovaný zeolitový adsorbent 4A sa uvedie do kontaktu s vodným roztokem hydroxidu sodného o koncentrácii NaOH 0,1 až 10 % hmot, při teplote 20 ažAccording to the present invention, it has been found that from zeolite adsorbent 4A formed with the addition of an aluminosilicate binder, high performance molded zeolite adsorbents of type 4A and 5A with increased adsorption capacity, improved kinetic characteristics and increased strength are prepared without the above drawbacks. zeolite 4A is formed with the addition of an aluminosilicate binder, after molding it is dried at a temperature up to 200 ° C and / or calcined at 450 to 600 ° C and the thus prepared calcined molded zeolite adsorbent 4A or directly finished commercial molded zeolite adsorbent 4A is contacted with aqueous sodium hydroxide solution with a NaOH concentration of 0.1 to 10% by weight, at a temperature of 20 to

130 °C, pri tlaku 0,1 až 0,5 MPa, na dobu 1 až 10 hodin, potom sa oddělí z adsorbenta přebytek hydroxidu sodného premývaním vodou a premytý adsorbent sa suší při teplote do 200 °C a/alebo dehydratuje pri teplote 350 až 600 °C, čím sa získá vysokoúčinný formovaný zeolitový adsorbent 4A alebo sa zeolitový adsorbent 4A po kontaktovaní s vodným roztokom hydroxidu sodného a následnom premývaní vodou podrobí výměně povodných katiónov Na* za dvojmocné katióny kovu z druhej skupiny periodickej sústavy prvkov, ďaTším kontaktováním s vodným roztokom hydroxidu alebo soli tohto dvojmocného katiónu o koncentrácii katiónu 0,05 až 1 mól/1 roztoku, pri teplote 20 až 130 °C, pri tlaku 0,1 až 0,5 MPa na dobu 1 až 10 hodin, po výměně iónov sa oddělí z adsorbenta prebytok iónovýmeňého roztoku premývaním vodou a premytý adsorbent sa suší pri teplote do 200 °C alebo ďalej dehydratuje při teplote 300 až 600 °C, čím sa získá vysokočinný zeolitový adsorbent 5A.130 ° C, at a pressure of 0.1 to 0.5 MPa, for 1 to 10 hours, then the excess sodium hydroxide is separated from the adsorbent by washing with water and the washed adsorbent is dried at a temperature of up to 200 ° C and / or dehydrated at 350 to 600 ° C to obtain a highly effective formed zeolite adsorbent 4A or, after contacting with aqueous sodium hydroxide solution and subsequent washing with water, the zeolite adsorbent 4A is exchanged for Na * flood cations for divalent metal cations from the second group of periodic elements by further contact with aqueous with a hydroxide solution or a salt of this divalent cation with a cation concentration of 0,05 to 1 mol / l solution, at a temperature of 20 to 130 ° C, at a pressure of 0,1 to 0,5 MPa for 1 to 10 hours, after ion exchange it is separated from the adsorbent, the excess ion exchange solution is washed with water, and the washed adsorbent is dried at a temperature of up to 200 ° C or further dehydrated at a temperature of 300 to 600 ° C to obtain a high performance zeolite adsorbent 5A.

Podstatou tohto vynálezu je nový poznatok, že čistý zeolit 4A přítomný vo formovanéj a kalcinovanej zmesi s hlinitokremičitanovým spojivom iniciuje pri kontakte s vodným roztokom hydroxidu sodného konverziu spojivá na zeolit 4A. Tým sa eliminovala materiálové a energeticky náročná vysokoteplotná reaktivácia spojiva a zistil sa nový efektívny postup přípravy zeolitových adsorbentov typu A so zlepšenými kvalitatívnyml ukazovateTmi.The present invention is based on the novelty that pure zeolite 4A present in a molded and calcined mixture with an aluminosilicate binder initiates the conversion of the binder to zeolite 4A upon contact with aqueous sodium hydroxide solution. This eliminated the material and energy-intensive high-temperature reactivation of the binder and revealed a new efficient process for the preparation of type A zeolite adsorbents with improved quality indicators.

Vysokoúčinný adsorbent připravený podTa tohto vynálezu sa . vyznačuje nielen zvýšenou adsorpčnou kapacitou, ale aj zlepšenou kinetickou charakteristikou, čo sa priaznivo prejáví na dynamické j kapacitě adsorbenta v adsorpčnom procese a tiežvo zvýšenej pevnosti Častíc adsorbenta.The high performance adsorbent prepared according to the present invention. is characterized not only by an increased adsorption capacity, but also by an improved kinetic characteristic, which has a favorable effect on the dynamic capacity of the adsorbent in the adsorption process and also on the increased strength of the adsorbent particles.

Sposobom podTa vynálezu sa možu jednoducho previest aj běžné komerčně formované adsorbenty typu 4A, to je NaA, ktoré obsahujú spravidla asi 20 % hmot, adsorpčne inertného hlinitokremičitanového spojiva na vysokoúčinné adsorbenty 4A alebo 5A s adsorpčnou kapacitou zvýšenou asi o 20 %, zváčšenou pevnosťou a zlepšenou kinetickou charakteristikou.According to the invention, conventional commercially formed type 4A adsorbents, i.e. NaA, which generally contain about 20% by weight of adsorption-inert aluminosilicate binder, can also be easily converted to high-performance adsorbents 4A or 5A with an adsorption capacity increased by about 20%, increased strength and improved kinetic characteristic.

Příprava vysokoúčlnných adsorbentov podl'a vynálezu představuje pozitivny účinok u výrobců aj spotřeb! tel'a.The preparation of the high-performance adsorbents according to the invention has a positive effect on both manufacturers and consumers. tel'a.

. Pri výrobě adsorbenta je možné zvýšit obsah spojiva, ktoré je lacnejšie ako čistý zeolit 4A, například na 30 až 40 alebo až do 80 % hmot, podl'a druhu a kvality, a v adsorpčnom procese sa može úměrně zvýšenej kapacitě adsorbenta zmenšit jeho náplň a tým aj rozměry adsorbéra alebo v danom zariadení sa može dosiahnuť zváčšenie výroby a úspora energií. Zvýšená pevnost častíc prispieva tiež k zlepšeniu životnosti náplně a zabraňuje zvyšovanlu straty tlaku vo vrstvě adsorbenta.. In the production of the adsorbent, it is possible to increase the binder content, which is cheaper than pure zeolite 4A, for example to 30 to 40 or up to 80% by weight, depending on the type and quality, and the adsorption process can reduce its adsorption capacity. even the dimensions of the adsorber or in a given device can increase production and save energy. The increased strength of the particles also contributes to improving the life of the charge and prevents increased pressure loss in the adsorbent layer.

Ďalšou výhodou vysokoúčlnných adsorbentov připravených podl'a tohto vynálezu je ich znížená katalytická aktivita voči polymerizačným a alkylačným reakciam. Efekt zníženej katalytickej aktivity može byť obzvlášť priaznivý při sušení alebo adsorpcii zmesi, obsahujúcich reaktivně nenasýtené uhTovodíky.Another advantage of the high performance adsorbents prepared in accordance with the present invention is their reduced catalytic activity against polymerization and alkylation reactions. The effect of reduced catalytic activity can be particularly favorable when drying or adsorbing mixtures containing reactively unsaturated hydrocarbons.

Sposob přípravy vysokoúčinného adsorbenta 4A nie je negativné ovplyvnený přidáváním špeciálnych aditívov do zmesi zeolitu a spojiva před formováním zeolitového adsorbenta podl'a zaužívanej receprúry výrobců. Je však možné znížlť množstvo alebo úplné vyřadit aditívy, ktoré mali povodně funkciu vylepšovat kinetické charakteristiky formovaného adsorbenta.The method of preparation of the high-performance adsorbent 4A is not adversely affected by the addition of special additives to the mixture of zeolite and binder before the formation of the zeolite adsorbent according to the usual manufacturer's formulation. However, it is possible to reduce the amount or completely eliminate additives which had the function of flooding to improve the kinetic characteristics of the formed adsorbent.

Formovaný adsorbent sa před kontaktováním s vodným roztokom hydroxid sodného musí kalcinovať pri teplotách 350 až 650 °C, aby nedošlo k rozpadu častíc adsorbenta pri ich styku s vodným, roztokom. Před kalcináciou je výhodné adsorbent vysušit pri teplote 100 až 200 °C. .The formed adsorbent must be calcined at temperatures of 350 to 650 ° C before contact with the aqueous sodium hydroxide solution to prevent the adsorbent particles from disintegrating on contact with the aqueous solution. Prior to calcination, it is preferable to dry the adsorbent at a temperature of 100 to 200 ° C. .

V případe, že východiskový formovaný adsorbent 4A je komerčný produkt nie je potřebné ho před kontaktem s vodným roztokom hydroxidu sodného kalcinovať, lebo túto operáciu vykonal už výrobea. \In case the starting molded adsorbent 4A is a commercial product, it is not necessary to calcine it before contact with aqueous sodium hydroxide solution, because this operation has already been performed by the manufacturer. \

Kale i neváný adsorbent s nízkým obsahom vlhkosti je výhodné před kontaktom s vodným roztokom hydroxidu sodného vlhčit alebo nasýtiť vodou, aby při prietoku roztoku cez vrstvu adsorbenta nedošlo k nadměrnému a rychlému prehriatiu častíc adsorbenta a roztoku, uvolněným adsorpčným teplom. Adsorbent sa može vlhčiť voťným stykom s amosférickým vzduchom; vlhčeným vzduchem, vědnou alebo priamo pri jeho plnění do nádoby v ktorej sa uskuteční kontakt .Both the low-moisture adsorbent is preferably moistened or saturated with water before contact with the aqueous sodium hydroxide solution to prevent excessive and rapid overheating of the adsorbent and solution particles released by the adsorption heat as the solution flows through the adsorbent layer. The adsorbent can be moistened by free contact with ammonia air; humidified air, scientifically or directly when filling it into the container in which the contact takes place.

Kontakt adsorbenta s vodným roztokom hydroxidu sodného sa može uskutočniť násadovým spósobom v nádobě s miešaním roztoku alebo výhodnejšie v kolónovom aparáte, v ktorom cez pevnú vrstvu častíc adsorbenta pretěká roztok hydroxidu sodného. Aby sa doCS 276808 B6 siahlo maximálně využitie hydroxidu sodného, može sa uplatnit pomocou dvoch alebo viacerých zásobníkov roztoku známy dvoj alebo viacstupňový protiprúdny systém kontaktu roztoku s adsorbentom.The contact of the adsorbent with the aqueous sodium hydroxide solution can be carried out in a batch manner in a stirred vessel or, more preferably, in a column apparatus in which a solution of sodium hydroxide flows through a solid layer of adsorbent particles. In order to maximize the utilization of sodium hydroxide in CS 276808 B6, a known two- or multi-stage countercurrent system for contacting the solution with the adsorbent can be used by means of two or more solution reservoirs.

Východiskový roztok može mat koncentráciu hydroxidu sodného do 10 % hmot., výhodné 1,5 až 5 % hmot. Množstvo roztoku při dané j koncentrácii je závislé na množstve a zložení hlinitokremičltanového spoj lva v adsorbente. Na 1 kg spojiva má východiskový vodný roztok obsahovat minimálně 0,4 až 0,6 kg NaOH, čo pri začiatočnej koncentrácii například 2,5 % hmot. NaOH představuje minimálně 16 až 24 kg roztoku hydroxidu sodného na 1 kg spojiva.The starting solution may have a sodium hydroxide concentration of up to 10% by weight, preferably 1.5 to 5% by weight. The amount of solution at a given concentration depends on the amount and composition of the aluminosilicate bond in the adsorbent. Per 1 kg of binder, the starting aqueous solution should contain at least 0.4 to 0.6 kg of NaOH, which at an initial concentration of, for example, 2.5% by weight. NaOH represents at least 16 to 24 kg of sodium hydroxide solution per 1 kg of binder.

Teplota při kontaktovaní adsorbenta s roztokom može byt 20 až 130 °C, výhodné 65 až 100 °C. Tlak je zvolený s ohTadom na pracovnu teplotu tak, aby sa vodný roztok udržal spoTahlivo v kvapalnej fáze.The temperature when contacting the adsorbent with the solution may be 20 to 130 ° C, preferably 65 to 100 ° C. The pressure is chosen with respect to the operating temperature so that the aqueous solution is kept reliably in the liquid phase.

Doba kontaktu adsorbenta s roztokom je v rozmedzí 1 až 10 hodin, ale pře dosiahnutie ustálenej konečnej koncentrácie roztoku a teda aj stupňa premeny spojiva na zeolit 4A, sú postačujúce pri teplote 65 až 100 °C 4 hodiny intenzívneho kontaktu.The contact time of the adsorbent with the solution is in the range of 1 to 10 hours, but 4 hours of intensive contact are sufficient at 65 to 100 ° C to reach a stable final concentration of the solution and thus the degree of conversion of the binder to zeolite 4A.

Po ukončení kontaktu s roztokom hydroxidu sodného následuje premývanie adsorbenta vodou pri teplote 20 až 60 °C až do odstránenia prebytočného, nezreagovaného hydroxidu. Fáza premývania sa ukončí keď pH premývacej vody klesne na hodnoty 7,5 až 9.After completion of the contact with the sodium hydroxide solution, the adsorbent is washed with water at a temperature of 20 to 60 ° C until excess, unreacted hydroxide is removed. The washing phase is terminated when the pH of the washing water drops to 7.5 to 9.

Ak je konečným produktom vysokoúčinný adsorbent 4A následuje po premývaní sušenie a vysokoteplotně dehydratácia adsorbenta pri 350 až 600 °C. Ak sa má připravit vysokoúčinný adsorbent 5A následuje bezprostředné po premývaní vodou výměna iónov Na+ za dvojmocné katióny, např. Ca’1”'·., po výměně iónov opat premytie adsorbenta vodou a až potom sušenie a vysokoteplotně dehydratěcia adsorbenta. Výměna iónov a premývanie vodou sa može uskutočnit v tom istom zariadení ako kontaktovanie s roztokom hydroxidu sodného.If the final product is high performance adsorbent 4A, washing and high temperature dehydration of the adsorbent at 350 to 600 ° C follow. If a high performance adsorbent 5A is to be prepared, the exchange of Na + ions for divalent cations, e.g. Ca '1' '·., The ion exchange adsorbent washed again with water and then drying and high-temperature dehydratěcia adsorbent. The ion exchange and the washing with water can be carried out in the same device as the contact with the sodium hydroxide solution.

Ako iónovýmenné roztoky dvojmocných katiónov pře přípravu vysokoúčlnného formovaného adsorbenta 5A zo 4A sa uplatňujú vodné roztoky hydroxidu a hlavně soli daného katiónu s anorganickou alebo organickou kyselinou. Například pri přípravě vápenatého adsorbenta 5A, to je CaA, sa možu výhodné použit iónovýmenné vodné roztoky octanu, mravčanu, dusičnanu, alebo chloridu vápenatého. Východiskové koncentrácie roztokov sú v rozmedzí 0,05 až 2 móly/1Poměr ekvivalentov dvojmocného kovu vo východiskovom roztoku k póvodným katiónom Na+ je váčšinou menší ako 2=1, výhodné 1 až 1,5 : 1 z dovodu efektívneho využitia iónovýmenného roztoku.Aqueous exchange solutions of the hydroxide and especially salts of the cation with an inorganic or organic acid are used as ion exchange solutions of divalent cations for the preparation of the high-performance molded adsorbent 5A from 4A. For example, in the preparation of calcium adsorbent 5A, i.e. CaA, ion exchange aqueous solutions of acetate, formate, nitrate, or calcium chloride may be advantageously used. The initial concentrations of the solutions are in the range from 0.05 to 2 mol / l. The ratio of divalent metal equivalents in the starting solution to the original Na + cations is generally less than 2 = 1, preferably 1 to 1.5: 1 due to efficient use of the ion exchange solution.

Vysokoúčinný adsorbent NaA sa može z hTadiska iónovej výměny hodnotit ako čistý zeolit 4A a preto teoretický počet vymeniteTných ekvivalentov kovu je 7,04 gramekv./kg bezvodého vysokoúčinneho adsorbenta, pričom sa předpokládá v adsorbente priemerný molárny poměr SiO : AL2O3 2=1. Výhodné teploty pri tejto iónovej výměně sú 70 až 100 °CVysokoúčinný adsorbent 4A alebo 5A sa po premytí vodou može vysušit pri teplotách do 200 °C priamo v aparáte, v ktorom sa uskutočnil kontakt s roztokmi alebo sa mokrý vyplaví zo zariadenia.From the point of view of ion exchange, the high-performance NaA adsorbent can be evaluated as pure zeolite 4A and therefore the theoretical number of exchangeable metal equivalents is 7.04 gram eq / kg of anhydrous high-performance adsorbent, assuming an average SiO: AL2O3 molar ratio of 2 = 1 in the adsorbent. Preferred temperatures for this ion exchange are 70 to 100 ° C. The high performance adsorbent 4A or 5A, after washing with water, can be dried at temperatures up to 200 ° C directly in the apparatus in which the solutions were contacted or wet washed out of the apparatus.

Po vysušení sa podrobí dehydratácll pri teplotách 300 až 600 °C, například vo vhodné usporiadanej peci s odtahom vydesorbovaných pár vody.After drying, it is subjected to dehydration at temperatures of 300 to 600 DEG C., for example in a suitably arranged oven with removal of the adsorbed water vapor.

Vysokoúčinné formované adsorbenty 4A a 5A připravené postupom podl’a vynálezu sú okrem už uvedených výhod aj dokladné zbavené prachu, ktorý sa zmyl z ich povrchu při operáciach kontaktovania s roztokmi a premývania vodou.The high-performance molded adsorbents 4A and 5A prepared by the process of the present invention are, in addition to the advantages already mentioned, demonstrably free of dust that has been washed from their surface during solution contacting and water washing operations.

Nasledujúce příklady objasňujú účinnost vynálezu, ale neobmedzujú jeho predmet.The following examples illustrate the effectiveness of the invention but do not limit its scope.

Příklad 1Example 1

Z čistého práškového zeolitu 4A a přírodného práškového hlinitokremičltanového spojiva s molárnym pomerom SiC^AlaOa 2,26 sa připravila zmes s obsahom 20 % hmot, spojiva, vyjádřené na bezvodý stav zeolitu a spojiva. Po homogenizáci i zmesi zeolitu a spojiva a po přidaní vody sa připravil extrudáciou formovaný adsorbent 4A, tvaru valčekov o priemere 1,5 mm. Adsorbent sa vysušil pri teplote 120 °C a kalcinoval v peci postupným zvyšováním teploty po 50 °C za hodinu do 550 °C. Pri tejto teplote sa potom temperoval 2 hodiny. Takto sa připravil východiskový adsorbent 4A. Vzorka vychladěného východiskového adsorbenta 4A v množstve 100 g sa vlhčila 24 hodin vzdušnou vlhkostou a potom sa uviedla do kontaktu s 1300 cm·3 vodného roztoku hydroxidu sodného o koncentrácii 2,5 Z hmot. NaOH.A mixture containing 20% by weight of binder, expressed as anhydrous zeolite and binder, was prepared from pure powdered zeolite 4A and natural powdered aluminosilicate binder with a molar ratio of SiCl 2 and AlaO of 2.26. After homogenization of the mixture of zeolite and binder and after addition of water, an extrusion-formed adsorbent 4A, in the shape of rollers with a diameter of 1.5 mm, was prepared. The adsorbent was dried at 120 ° C and calcined in an oven by gradually raising the temperature to 50 ° C per hour up to 550 ° C. It was then heated at this temperature for 2 hours. Thus, the starting adsorbent 4A was prepared. A 100 g sample of cooled starting adsorbent 4A was moistened with air humidity for 24 hours and then contacted with 1300 cm 3 of aqueous sodium hydroxide solution at a concentration of 2.5 wt. NaOH.

Jednostupňový kontakt adsorbenta s roztokom hydroxidu sodného sa uskutočnil v sklenenej temperovacej banke, vybavenej teplomerom a spatným kondenzátorom při teplote 100 °C, teda za varu roztoku, čím sa súčasne dosiahlo dokladné miešanie bez vonkajšieho zdroja. Po 4 hodinách kontaktovania při 100 °C sa zvyškový roztok hydroxidu sodného dekantoval. Adsorbent sa v banke 3 krát premyl s 300 cm3 vody. Potom sa vysušil pri 120 °C a dehydratoval v peci pri teplote 450 °C. Takto sa připravil vysokoúčinný adsorbent 4A - V.The one-step contact of the adsorbent with the sodium hydroxide solution was carried out in a glass tempering flask equipped with a thermometer and a bad condenser at a temperature of 100 ° C, i.e. boiling the solution, thus at the same time achieving good stirring without an external source. After contacting at 100 ° C for 4 hours, the residual sodium hydroxide solution was decanted. The adsorbent was washed 3 times in the flask with 300 cm 3 of water. It was then dried at 120 ° C and dehydrated in an oven at 450 ° C. Thus, a high performance adsorbent 4A - V was prepared.

Východiskový a vysokoúčinný adsorbent 4A sa hodnotil testom rovnovážnéj adsorpčnej kapacity /RAK/ na vodu v plynnéj fáze pri teplote 25 °C, parciálnom tlaku vody 0,61 kPa, kinetickou charakteristikou - časom polovičného rovnovážného nasýtenia /to.5/. stanovením mechanickej pevnosti valcovej částice a frakcie častíc drtě 0,8 až 1 mm, pripravenej z válcových častíc extrudátu.The starting and high-efficiency adsorbent 4A was evaluated by the test of equilibrium adsorption capacity (RAK) for gas in the gas phase at a temperature of 25 ° C, partial pressure of water 0.61 kPa, kinetic characteristic - time of half equilibrium saturation /to.5/. by determining the mechanical strength of the cylindrical particle and the fraction of the crumb particles 0.8 to 1 mm prepared from the cylindrical particles of the extrudate.

Tabulka 1Table 1

AbsorbentAbsorbent

4A východiskový4A default

4A - V vysokoúčinný4A - High efficiency

RAK - H2O, 25 °C, g/100 g to. 5 - Ha 0, s pevnost, N/časticu valceky $ 1,5 mm drt 0,8 až 1 mmRAK - H2O, 25 ° C, g / 100 g to. 5 - Ha 0, with strength, N / particle rollers $ 1.5 mm crumb 0.8 to 1 mm

21,021.0

138138

13,213.2

3,73.7

25,3 9625.3 96

15,215.2

4,44.4

Z výsledkov testov uvedených v tab. 1 vidiet, že vysokoúčinný adsorbent 4A - V má v porovnaní s východiskovým adsorbentom 4A výrazné zvýšená rovnovážnu adsorpčnú kapacitu /RAK/ na vodu, relativné o 20,5 %, zlepšená kinetická charakteristiku, čas polovičného nasýtenia to.5 skrátený o 42 s, tedy o 30,4 % a přitom zvýšená pevnost.From the results of the tests given in tab. 1 it can be seen that the high-performance adsorbent 4A-V has a significantly increased equilibrium adsorption capacity (RAK) on water compared to the initial adsorbent 4A, relative by 20.5%, improved kinetic characteristics, half-saturation time to.5 shortened by 42 s, i.e. by 30.4% and at the same time increased strength.

Příklad 2Example 2

Východiskový komerčný adsorbent 4A, extrudát valČekového tvaru o priemere 1,6 mm, sa bez ďalšej úpravy kontaktoval s vodným roztokom hydroxidu sodného o koncentrácii 2,5 % hmot. NaOH a zhodným postupom ako v příklade 1 sa připravil vysokoúčinný adsorbent 4A - KV.The starting commercial adsorbent 4A, a cylindrical extrudate 1.6 mm in diameter, was contacted without further treatment with a 2.5% strength by weight aqueous sodium hydroxide solution. NaOH and by the same procedure as in Example 1, a high performance adsorbent 4A - KV was prepared.

Tabulka 2Table 2

AbsorbentAbsorbent

4A - K ; 4A - KV východiskový vysokoúčinný4A - K; 4A - HF starting high efficiency

RAK - HzO, 25 °C, g/100 g to . 5 - H2 0, s pevnost, N/časticu valčeky ýí 1,6 mm drt 0,8 až 1 mmRAK - HzO, 25 ° C, g / 100 g to. 5 - H2 0, with strength, N / particle rollers 1.6 mm crumb 0.8 to 1 mm

21,0 14521.0 145

10,1 5,410.1 5.4

24,824.8

102102

14,514.5

6,86.8

V tab. 2 sú výsledky testov, z ktorých vidiet, že z komerčného adsorbenta 4A, označeného 4A-K, sa připravil vysokoúčinný adsorbent 4A - KV so zvýšenou kapacitou a pevnosťou častíc a zlepšenou kinetickou charakteristikou.In tab. 2 are test results showing that a high performance 4A-KV adsorbent 4A with KV with increased particle capacity and strength and improved kinetic characteristics was prepared from a commercial 4A-K adsorbent.

Příklad 3Example 3

Adsorbenty 4A a 4A-V připravené postupom podTa příkladu 1 sa kontaktovali s iónovýmenným vodným roztokom vápenatéj soli s cieTom modlfikácie adsorbenta 4A na 5A a vysokoúčinného adsorbenta 4A-V na 5A-V.Adsorbents 4A and 4A-V prepared according to the procedure of Example 1 were contacted with an ion exchange aqueous solution of calcium salt to modify adsorbent 4A to 5A and high performance adsorbent 4A-V to 5A-V.

100 g adsorbenta 4A a 4A-V sa samostatné kontaktovalo v skleněných teniperovacích bankách so spatným kondenzátorom, dvakrát, teda v dvoch stupňoch, po 150 minút s prídavkom čerstvého iónovýmenného roztoku mravcanu vápenatého o koncentrácii 0,2 mól/1 v množstve po 1760 cm3 do každého stupňa. Kontakt sa uskutočnil za varu roztoku pri teplote 100 °C.100 g of adsorbent 4A and 4A-V were contacted separately in glass teniper flasks with a bad condenser, twice, i.e. in two stages, for 150 minutes with the addition of fresh ion exchange solution of calcium formate at a concentration of 0.2 mol / l in an amount of 1760 cm 3 to each degree. The contact was made by boiling the solution at 100 ° C.

Po ukončení výměny iónov sa zvyškový iónovýmenný roztok dekantoval, adsorbent sa 3krát premyl 300 cm3 vody, vysušil pri 120 °C a dehydratoval v peci při 450 °C.After completion of the ion exchange, the residual ion exchange solution was decanted, the adsorbent was washed 3 times with 300 cm 3 of water, dried at 120 ° C and dehydrated in an oven at 450 ° C.

Takto připravený vápenatý adsorbent 5A a vysokoúčinný 5A-V sa okrem testov uvedených v příklade 1 a 2 hodnotil aj rovnovážnou adsorpčnou kapacitou na n-heptán při 25 °C a pare, tlaku pár n-heptánu 1,5 KPa.The calcium adsorbent 5A and high-performance 5A-V thus prepared, in addition to the tests described in Examples 1 and 2, were also evaluated for the equilibrium adsorption capacity on n-heptane at 25 ° C and steam, n-heptane vapor pressure 1.5 KPa.

Z výsledkóv testov uvedených v tab. 3 vid let, že vysokoúčinný adsorbent 5A-V sa v porovnaní s adsorbentom 5A vyznačuje výrazné zvýšenou kapacitou na vodu aj n-heptán výbornou kinetickou charakteristikou, obzvlást pře rýchlost adsorpcie n-alkánov a přitom zváčšenou pevnostou častíc.From the test results given in tab. It can be seen from this that the high-performance adsorbent 5A-V has a significantly increased capacity for both water and n-heptane in comparison with the adsorbent 5A, with excellent kinetic characteristics, in particular for the adsorption rate of n-alkanes and the increased particle strength.

Tabulka 3Table 3

Vápenatý adsorbent Calcium adsorbent 5A 5A 5A-V 5A-V RAK - H20, 25 °C, g/100 gRAK - H 2 0, 25 ° C, g / 100 g 20,1 20.1 24,8 24.8 RAK - nCy, 25 °C, g/100 g RAK - nCy, 25 ° C, g / 100 g 12,9 12.9 15,7 15.7 to. 5 - H2 0, st o . 5 - H2 0, p 204 204 131 131 to. 5 - nCv , s to. 5 - nCv, p 42 42 10 10 pevnost, N/časticu strength, N / particle valčeky 1,6 mm rollers 1.6 mm 13,8 13.8 15,9 15.9 drt 0,8 až 1 mm drt 0.8 to 1 mm 3,9 3.9 5,8 5.8

Příklad 4Example 4

Z čistého práškového zeolitu 4A a přírodného práškového hlinitokremičitanového spojiva s molárnym pomerom SiC)2:A1203 2,26 'sa připravili postupom uvedeným v příklade 1 východiskové a roztokom hydroxidu sodného kontaktované formované zeolítové adsorbenty 4A s obsahom spojiva 40 % hmot., 50 % hmot, a 100 % hmot. čisté spoj ivo.From pure powdered zeolite 4A and natural powdered aluminosilicate binder with a molar ratio of SiCl 2 : Al 2 O 3 of 2.26 ', starting and sodium zeolite adsorbents 4A contacted with a binder content of 40% by weight, 50% by weight were prepared according to the procedure described in Example 1. , and 100 wt. clean joint ivo.

V tab. 4 sú porovnané ich rovnovážné adsorpčné kapacity na vodu, včítane dvojice adsorbentov z příkladu 1 s obsahom 20 % hmot, spojiva. Zo zmien rovnovážných adsorpčných kapacit /RAK/ na vodu vidieť, že až do obsahu 40 % hmot, daného spojiva vo formovanom adsorbente 4A sa připravil kontaktováním s vodným roztokom hydroxidu vápenatého vysokoúčinný adsorbent 4ft. Z htadiska výroby je efektívny aj kontaktovaný adsorbent s 50 % hmot, spojiva, lebo jeho kapacita je na úrovni východiskového adsorbenta s 20 % hmot, spojiva a přitom obsahuje o 30 % hmot, menej čistého zeolitu.In tab. 4 compares their equilibrium water adsorption capacities, including the pair of adsorbents of Example 1 containing 20% by weight of binder. From the changes in the equilibrium adsorption capacities (RAK) on water, it can be seen that up to 40% by weight of the binder in the molded adsorbent 4A, a high-performance adsorbent 4ft was prepared by contacting with an aqueous solution of calcium hydroxide. From the point of view of production, a contacted adsorbent with 50% by weight of binder is also effective, since its capacity is at the level of the starting adsorbent with 20% by weight of binder and at the same time contains 30% by weight, less pure zeolite.

Samotné formované spojivo sa kontaktováním s vodným roztokom hydroxidu sodného nekonvertuje na prakticky využiteTný adsorbent, ako už bolo uvedené v popise vynálezu, lebo chyba iniciujúca zložka - čistý zeolit.The molded binder itself is not converted into a practically usable adsorbent by contact with aqueous sodium hydroxide solution, as already mentioned in the description of the invention, because the error-initiating component - pure zeolite.

TabuTka 4Table 4

Obsah spojiva Binder content RAK - H20,RAK - H 2 0, g/100 g g / 100 g v adsorbente in the adsorbent Adsorbent Adsorbent Adsorbent Adsorbent % hmot. % wt. východiskový default kontaktovaný contacted s NaOH with NaOH . 20 . 20 21,0 . 21.0. 25,3 25.3 40 40 16,2 16.2 24,8 24.8 50 50 14,5 14.5 21,2 21.2 100 100 1,8 1.8 2,7 2.7

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Spósob přípravy vysokoúčinných zeolitových adsorbentov typu A, vyznačujúci sa tým, že sa krystalický práškový zeolit 4A formuje s prídavkom hlinitokremičitanového spojiva, po formovaní sa suší pri teplote do 200 °C a/alebo kalcinuje pri teplote 450 až 600 °C a takto připravený formovaný zeolitový adsorbent 4A sa uvedie do kontaktu s vodným roztokom hydroxidu sodného o koncentrácii 0,1 až 10 % hmot., pri teplote 20 až 130 °C, tlaku 0,1 až 0,5 MPa, na dobu 1 až 10 hodin, potom sa oddělí z adsorbenta prebytok hydroxidu sodného premývaním vodou a premytý adsorbent sa suší pri teplote do 200 °C a/alebo dehydratuje pri teplote 350 až 600 °C sa získá vysokoúčinný formovaný zeolitový adsorbent 4A alebo sa zeolitový adsorbent 4A po kontaktovaní s vodným roztokom hydroxidu sodného a nás lednom premývaní vodou podrobí výměně katiónu Na+ za dvojmocné katióny kovu z druhej skupiny periodickej sústavy prvkov, ďal'ším kontaktováním s vodným roztokom hydroxidu alebo soli tohto dvojmocného katiónu o koncentrácii 0,05 až 1 mól/liter roztoku, pri teplote 20 až 130 °C, tlaku 0,1 až 0,5 MPa na dobu 1 až 10 hodin, po výměně lónov sa oddělí z adsorbenta prebytok iónovýmenného roztoku premývaním vodou a premytý adsorbent sa suší pri teplote do 200 °C alebo ďalej dehydratuje pri teplote 300 až 600 °C čím sa získá vysokoúčinný formovaný zeolitový adsorbent 5ft.Process for the preparation of high-performance type A zeolite adsorbents, characterized in that the crystalline powder zeolite 4A is formed with the addition of an aluminosilicate binder, dried after drying at a temperature of up to 200 ° C and / or calcined at 450 to 600 ° C and thus prepared the formed zeolite adsorbent 4A is contacted with an aqueous solution of sodium hydroxide having a concentration of 0.1 to 10% by weight, at a temperature of 20 to 130 ° C, a pressure of 0.1 to 0.5 MPa, for 1 to 10 hours, then excess sodium hydroxide is separated from the adsorbent by washing with water and the washed adsorbent is dried at up to 200 ° C and / or dehydrated at 350-600 ° C to obtain a high performance molded zeolite adsorbent 4A or zeolite adsorbent 4A after contact with aqueous sodium hydroxide solution and washing us in January with water to exchange the Na + cation for divalent metal cations from the second group of the Periodic Table of the Elements, by further contacting with an aqueous solution of a hydroxide or a salt of this divalent cation at a concentration of 0.05 to 1 mol / liter of solution, at a temperature of 20 to 130 ° C, a pressure of 0.1 to 0.5 MPa for 1 to 10 hours, after the exchange of ions, the excess ion exchange solution is separated from the adsorbent by washing with water and washed the adsorbent is dried at a temperature of up to 200 ° C or further dehydrated at a temperature of 300 to 600 ° C to obtain a high performance molded zeolite adsorbent 5ft. 2. Sposob podl'a bodu 1, vyznačujúci formováni© obsahuje minimálně 20 vého zeolitu 4A a maximálně 80 % spoj iva.2. The process according to item 1, characterized in that the molding comprises a minimum of 20 zeolite 4A and a maximum of 80% binder. sa tým, že zmes připravená na % hmot, krystalického práškohmot. hlinitokremičitanovéhoprovided that the mixture is prepared in% by weight of crystalline powder. aluminosilicate 3. Sposob podl'a bodu 1, vyznačujúci sa tým, že ako hl initokremičitanové spoj Ivo sa použije halloysit alebo kaolín alebo bentonlt.3. The process according to item 1, characterized in that halloysite or kaolin or bentonlt is used as the main silicate bond Ivo. 4. Sposob podl'a bodu 1, vyznačujúci sa tým, že ako východiskový zeolitový adsorbent sa použije formovaný komerčný adsorbent 4A, ktorý sa bez predchádzajúcej kalcinácie priamo kontaktuje s roztokom hydroxidu sodného, aby sa získal vysokoúčinný adsorbent .4. The process according to item 1, characterized in that a molded commercial adsorbent 4A is used as the starting zeolite adsorbent, which is directly contacted with a sodium hydroxide solution without prior calcination to obtain a highly effective adsorbent.
CS902265A 1990-05-08 1990-05-08 Process for preparing high-effective zeolite adsorbents of a type CS276808B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS902265A CS276808B6 (en) 1990-05-08 1990-05-08 Process for preparing high-effective zeolite adsorbents of a type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS902265A CS276808B6 (en) 1990-05-08 1990-05-08 Process for preparing high-effective zeolite adsorbents of a type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS226590A3 CS226590A3 (en) 1992-03-18
CS276808B6 true CS276808B6 (en) 1992-08-12

Family

ID=5359273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS902265A CS276808B6 (en) 1990-05-08 1990-05-08 Process for preparing high-effective zeolite adsorbents of a type

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS276808B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS226590A3 (en) 1992-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5375890B2 (en) Carbon dioxide adsorption separation method
RU2264855C2 (en) Solid composite adsorbent for treatment of hydrocarbon streams, method for preparation thereof, and a impurities-removal process
GB2109359A (en) Preparation of binderless 3a zeolite adsorbents
JP2013506554A (en) Low reactive adsorbent and high oxygenate capacity to remove oxygenates from olefin streams
US8809612B2 (en) Purification of an olefinic fraction by adsorption on alumina-faujasite co-granules
US4604372A (en) Agglomerated article of modified zeolite
CN113083222A (en) Modified adsorbent for adsorption separation and preparation method and application thereof
JP2024086814A (en) Hydrophobic zeolite and method for producing the same
JPH01104342A (en) Absorbent for refining of gas and refining method
KR20210061509A (en) The aluminosilicate gismondine zeolites with GIS topology, their manufacturing process and selective separation method as CO2 adsorbents
US6407025B1 (en) Method of manufacture of multicationic molecular sieves
JPH06305724A (en) Synthetic porous material and its production
KR101009310B1 (en) Sintered adsorbents, preparation method thereof and use of same for the drying of organic compounds
US3158579A (en) Molecular sieve sorbents bonded with ion-exchanged clay
CS276808B6 (en) Process for preparing high-effective zeolite adsorbents of a type
JP4873108B2 (en) Carbon dioxide adsorption separation method
CA1226858A (en) Inorganic oxide sorbents
JPH062575B2 (en) Clinoptilolite-type zeolite and method for producing the same
JP2002003208A (en) Method for refining hydrogen gas
JP2002018226A (en) Method for adsorptive separation of carbon dioxide
JP7540167B2 (en) Hydrophobic MFI zeolite, its production method, and its uses
JPS6227038A (en) A type zeolite adsorbent and its production
RU2203223C1 (en) Method of preparing synthetic granulated faujasite
KR102198162B1 (en) Process for preparing spherical zeolite granule having high strength
JP6200736B2 (en) Modified X-type zeolite dehumidifier