CZ102095A3 - Process for preparing y zeolite with a very low content of alkali metal - Google Patents

Process for preparing y zeolite with a very low content of alkali metal Download PDF

Info

Publication number
CZ102095A3
CZ102095A3 CZ951020A CZ102095A CZ102095A3 CZ 102095 A3 CZ102095 A3 CZ 102095A3 CZ 951020 A CZ951020 A CZ 951020A CZ 102095 A CZ102095 A CZ 102095A CZ 102095 A3 CZ102095 A3 CZ 102095A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
zeolite
potassium
polyvalent metal
polyvalent
exchange
Prior art date
Application number
CZ951020A
Other languages
English (en)
Inventor
David A Cooper
Original Assignee
Pq Corp
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 Pq Corp filed Critical Pq Corp
Publication of CZ102095A3 publication Critical patent/CZ102095A3/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/08Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • B01J29/084Y-type faujasite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/08Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • B01J29/085Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing rare earth elements, titanium, zirconium, hafnium, zinc, cadmium, mercury, gallium, indium, thallium, tin or lead
    • B01J29/088Y-type faujasite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/30Ion-exchange

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Vynález ze týká výměny iontů zeolitu V a způsobu přípravy z&olitů s -'sokým obsahem vicemocného kovu a s velmi nízkým * obsahem alkalického kovu. Způsob přípravy především zahrnuje záměnu zeolix i NaY za draslíkem obohacenou formu zeolitu iontovou výmě ou. Následná výměna iontů s roztokem, obsahujícím ale -port jeden vícemocný kov zajistí vznik substituovaného z.slitu Y s nízkým obsahem alkalického kovu.
Zeolit Y (krystalický hlinitokřemičitan určitého vzorce a složení) obsahuje výzmamné množství sodíku. Řada aplikací těchto zeolitů vyžaduje odstranění téměř veškerého sodíku a jeho nahrazení ionty vícemocných kovů. Struktura zeolitu
Y způsobuje, že nahrazení prakticky veškerého sodíku (J. Phys. Chem. 72, 12, v zeolitu je velmi obtížné, Sherry
4086-4094 (196S) a J. Collcid and Interface Science 28, 2, /
238-292 (1968)) vyvinul izotermy, které ukazují, že záměna sodíku ionty Cas+ a La3+ v zeolitu Y není možná z více než Sherry a Schwartz (U.S. patent 367769S) popisuji iontů, který který má nízkou i í zkoteplotn í-vysokoteplotni způsob výměny zajistí vznik kovem nahrazeného zeolitu, h.adinu svého původního kovu, sodíku. Nízkoteplotní výměna je prováděna v růzmezí teplot 10 - 121eC (50 - 250cF), zatímco •η vysokoteplotní výměna se provádí při teplotách 149 (300-600°F). Vícemocné ionty, jakými jsou ionty vzácných zemin, jsou použitelně v zeolitech struktury faujasitního typu. Výsledný obsah původního kovu je mezi 0,5 a IX Na20.
Předmětem vynálezu je způsob iontové výměny, který zajistí přípravu zeolitu Y, substituovaného yícemocným kovem a obsahujícího méně než 0,5% Na20, a který, nevyžaduje vysoké teploty nebo dlouhé kontaktní doby.
TH C· Ο,-·« i U Lz
Bylo objeveno, že zeolit Y s vysokým obsahem vícemocného kovu a velmi nízkým obsahem alkalického kovu lze připravit způsobem, zahrnujícím iniciační výměnu draselnými ionty a následující výměnu s roztokem, obsahujícím ionty vícemocných kovů. Výchozí zeolit NaY, který obsahuje sodík (obvykle 117. a více, vyjádřeno jako Na20) je kontaktován roztokem draselné soli za podmínek, která zaručí, že významná část. sodíku v zeolitu je nahrazena draslíkem. Je-li nyní zeolit Y kontaktován roztokem soli vícemocného kovu, dojde překvapivě k téměř úplnému nahrazení alkalického kovu.
Podmínky iontová výměny, při kterých se dosáhne tak vysokého vytěsnění alkalického kovu ze zeolitu, jsou docela mírné. Počet kontaktů, koncentrace roztoku soli vícemocného kovu a kontaktní teplota jsou významně menší než je požadováno přípravě substituovaného zeolitu Y metodami, které nevyužívají předběžné draselné výměny. Příkladem takó.vé metody je metoda popsané Sherrym a kol. v U.S. patentu 3677698. . Zeolit Y substituovaný vícemocným kovovým iontem, et který je výsledkem způsobu provedení podle vynálezu, je překvapivým z pohledu Sherryho odkazů, jak bude předvedeno v příkladech provedení.
Zeolity upravené způsobem, který je předmětem vynálezu jsou látky faujasitního typu, označené jako zeolity Y. Tyto látky jsou připraveny hydrotermáíní úpravou zdrojů, kterými jsou S1O2, AI2D3 a Na20, jak popisují mnohé U.S. patenty, včetně patentu 3130007.
Zeolity připravované způsobem podle vynálezu jsou určeny následujícím vzorcem:
0,9 +/- 0,2 Na20:Al203 :X SiO2:Y H20 kde X se pohybuje od 2 do 6 a Y od 0 do 9, a mají faujasitní strukturu. Zeolit Y, li nějž je poměr S1O2/AI2O3 roven 6, obsahuje 11% Na20. Zeolity s nižším poměrem S1O2/AI2O3 obsahují více Ma20. Tyto látky jsou předmětem obchodování a jsou upotřebitelné ve formě prášků nebo aglomerátů.
Zeolit je kontaktován roztokem draselné soli za podmínek, zajišťujících přípravu zeolitů, ve kterých je sodík alespoň z 90% v případě zeolitu Ύ nahrazen draslíkem. Kontaktní roztok obsahuje jednu nebo více draselných solí silné kyseliny. Mezi ostatními lze uvést KC1, K2SO4, KMO3. Koncentrace se pohybuje v rozmezí laž 10 normální, kontaktní doba od 0,5 do 5 hodin. Teplota je nižší než teplota varu, ale většinou vyšší než teplota místnosti. Počet kontaktů je různý, ale ne vyšší než 5. Obvykle je vyžadováno 1, 2 nebo kontakty. Po nebo mezi kontakty je zeolit filtrován a promýván.
Zeolit NaY nemusí být kompletně přeměněn na draselnou formu, je nutné aby bylo nahrazeno 90% sodíku, aby se tím usnadnila přeměna na draselné výměny může být obsahu draslíku, je nutno 10 moly draselných iontů víceznačnou formu zeolitu. Hladina vyšší. Aby se dosáhlo požadovaného výchozí zeolit kontaktovat více než na každý mol sodíku , který má být vyměněn.
Převážně draslíkem substituovaný zeolit Y je nyní vystaven působení roztoku, obsahujícího alespoň ·1 sůl vícemocného kovu. Téměř každý vícemocný kov může být použit pro iontovou výměnu se zeolitem. Zahrnujeme v to vícemocné kovy nebo Polákovy následujících skupin periodického systému: ib, 2a,
2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5b, 6b používán vápník a vzácné zeminy obvykle soli silných kyselin, .a dusičnany. Koncentrace roztoku . je 1 a obvykle méně než 10 normální. Kontaktní ale obvykle 0,5 až 24 hodin. 100eC. Lze použít několik 2-3 protiproudové kontakty iontu.' a 7b, Často je mezi jinými Soli vícemocných kovů jsou jako jsou chloridy, sírany až 10 normální doba je rozdílná, výměné je méně než
Teplota při kontaktů, ale upřednostňují se pro účelné využití vstupujícího
Podle tohoto vynálezu lze připravit vícemocným kovem substituovaný zeolit Y s mnohem vyšší hladinou výměny než bylo uváděno dříve. '
H. Sherry ukázal v J. Phys. Chem, 72, 12, 4086-4094 (1968), že pro zeolit Y není možná vyšší hladina výměny Ca++ než 702. Metodou zde uvedenou může být připraven 1002 CaY.
H. Sherry ukázal v J. Collcid and Interface Science 28, 2,
288-292 (1968), že v zeolitu Y je výměna La^+ vyšší než 702 velmi obtížná, pokud není použita dlouhá kontaktní doba. Metodou podle vynálezu jsme schopni připravit z 902 přeměněný
VaY·.
«τ
Příklady Provedeni
Následující příklady zobrazují jistá využití vynálezu.
Příklady odhalen í nestanovují rámec vynálezu, který je popisován v a přednesen v patentových nárocích. Poměry jsou udány ve hmotnostních dílech (pbw), procentech hmotnostních (wt%), molech, ekvivalentech V tabulkách, shrnujících
NaaO/AlsCh počet ekvivalentů ekvivalent Al zeolitu, a a -mil iekvivalen těch (mekv). výsledky, představuje poměr
Na připadajících na každý poměr K2O/AI2O3 představuje ekvivalenty K připadající na každý ekvivalent Al·, CaO/AlaOs představuje ekvivalenty Ca připadající na ekvivalent Al, a 1/3 La203/Al20:< představuje ekvivalenty .La připadající na ekvivalent Al. Tato znázornění jsou v souladu s užívanou praxí.
Způsoby přípravy popsané v příkladech provedení byly přovedeny s výchozím zeolitem NaY s 5,5 moly S1O2 na každý mol AI2O3. Tato látka (komerční výrobek) bude označována jako NaY nebo NaY zeolit. Meziprodukty draselné výměny jsou označovány jako KY nebo KY zeolit, i když dosud obsahují nějaký sodík. Produkt výsledné výměny je označován CaY nebo CaY zeolit, LaY nebo LaY zeolit. Některá znázornění mají číselný dolní index, jako například Ca^oNaY. To znamená, že bylo vápníkem nahrazeno 60% sodíku.
Příklad 1
NaY zeolit byl kontaktován různými množstvími ÍN roztoku Ca(NCh )2 po. 'dobu 6 hodin při teplotě 65,5%) (150^).
Kontaktní poměry iontové výměny a jsou uvedeny v tabulce 1.
zbytková hladiny Ca a Na
Tabulka 1
Kontaktní poměr (mekv Ca2+/gNaY)
5,6 9,9 19,3 26,2 | 59,3
CaO/AlsCh 0,56 0,59 0,66 0,72 | 0,76
NasO/AlsOs 0,35 0,33 0,25 I 0,21 | 0,17
Příklad 2
zeolit měl zeolit byl připraven kontaktováním NaY zeolitů Ca2+/gm zeolitů při 82°C po dobu 2 hod. CaNaY poměr CaO/AlsCh rovný 0,60.
Příklad
La& o NaY množstvími Kontaktní v tabulce 2.
zeolit z příkladu 2 byl IN roztoku Ca(N03)2 při poměry a zbytkové hladiny kontaktován různými ISO^C po dobu 6 hod. Ca a Na jsou ukázány
Tabulka 2
Kontaktní poměr (mekv Ca2+/gCaNaY)
0 • 6,5 12,9 25,3 ·-'*+ , *T 77,4
CaO/AI2 O3 0,60 0,67 0,73 0,77' 0,79 0,85
Nas 0/AI2 O3 0,32 0,23 0,19 0,14 0,12 0,09 .
Tyto výsledky ukazují, že vysokoteplotní kontakty (150°C) vedou k vyšším hladinám Ca výměny než nízkoteplotní kontakty. Tyto výsledky jsou srovnatelné s izotermami z článku Sherryho, uveřejněném v J. Phys. Chem. Avšak, i při použití více kontaktů, nejvyšší dosažená hladina poměru CaO/AlcOs byla 0,85.
Příklad 4
KY zeolit byl připraven kontaktováním NaY zeolitu (SÍQ2/AI2O3 = 5,5) roztokem, obsahujícím S.pbw KC1 na 1 pbw NaY zeolitu. Kontakt trval při 65,5*8 2 hodiny. Koncentrace byla 2N KC1. Po provedení výměny K+ byl zeolit promyt 5 pbw horké deionizované vody (DI). Tento postup byl opakován 2krát. Vlastnosti po třetím kontaktu jsou uvedeny v tabulce •jr •J' β •r
Tabulka 3
výchozí NaY KY
SÍO2/AI2O3 5 w 7 w 57 tj
Na20 (Zwt/wt) 13,9 0,59
K20 (Xwt/wt) 17,03
K2O/A12O3 - 0,95
Ν32θ/Α12θ3 1,0 0,05
mřížkový parametr (A) - 24,73
Příklad 5
KY zeolit připravený podle * příkladu 4 byl kontaktován různými množstvími IN roztoku CaíNLhJa po dobu 24 hod při 82ŮC (ί80°Ρ). Kontaktní poměry iontové výměny a zbytkové hladiny Na, K a Ca jsou uvedeny v tabulce 4.
Tabulka 4
Kontaktní poměr (mekv Ca2+/gí· <Y>
13, l ·”? Z. ·~ •4-VJ 7 oi. 78,6 257 514
Ca0/Al203 0,75 0,79 0,89 0,9.2 0,99
Na2 O/A12 O3 0,00 0,00 0,00 0,00 0, 00
K2O/AI2O3 λ ·~, -γ V 7 X-·-.' 0,20 0,10 0,06 0,01
Tyta výsle ky, srovnáme--li je s výsledky z tabulek 1 a 2, ukazují, ži způsob provedení podle vynálezu vede k téměř úplné výměně alkalických kationtů v zeolitu Y za Ca++, aniž by bylo nutné použít vysokoteplotní kontakt.
Příklad 6
KY zeolit př.pravený podle příkladu 4 byl kontaktován 0,4N roztokem LaCls μ‘i 82°C po dobu 24 hod. Kontaktní podmínky a zbytkové hladiny K a La jsou uvedeny v tabulce 5.
Tabulka 5
Kontaktní poměr (mekv La3+/gKY)
117 234
ZSLaaCh/AlaCb 0,79 0,90
KyJ/AlsCh 0,20 0,10
Tyto výsledky ukazují, že stupeň La3+ výměny je vyšší při dodržení způsobu provedení podle vynálezu než při provedení La5 + vynšny na NaY. Tyto výsledky mohou být srovnány s izotermar. i v článku Sherryho, uveřejněném v J. Colloid and Interface Science.

Claims (4)

PATENTOVÉ NAROK V
1, vyznačují
zeolitu Y jící bo lb, 2a, 2b soustavy pr
tím, že iont vicemocného
1. Způsob přípravy nízkým ob zeolitu Y sáhem s vícemocným kovem, velmi v yznačující se alkalického tím, že z Y, obsahujícího hrnuje kroky kovu, roztokem za podmínek iontové výměny, které zajistí výměnu sodíku za draslík za vzniku draselného zeolitu Y se zbytkovým obsahem sodíku 0,1 a méně ekvivalentu NaaO na každý ekvivalent AI2O3, filtraci a promývání výsledného draselného zeolitu, kontaktování draselného zeolitu Y roztokem, obsahujícím soli jednoho nebo více vícemocných kovů výměny, které zajistí,
a. * kontaktován i draselné soli zeolitu .-..-i ·/ hxuU x «-·.
c.
d.
podmínek; iontové vicemocného kovu v zeolitu, za vzniku obsahuje méně než ekvivalent AI2O3, a filtraci a promývání výsledného produktu.
nahradí a takových že ionty sodné a draselná ionty zeolitu Y s vícemocným 0,2 ekvivalentu Na2'0 ;ovem, který + K2O na
2. Způsob přípravy zeolitu Y s vícemocným kovem podle nároku
3. Způsob přípravy zeolitu Y s vícemocným kovem podle nároku 1, vyzn a-č u j í c í se tím, že iont vicemocného kovu je vápník nebo lanthan.
4. Způsob přípravy zeolitů Y s vícemocným kovem podle nároku 1, v y značující se t í m, že iont vícemccného kovu je ze skupiny vzácných zemin.
CZ951020A 1993-07-22 1994-07-20 Process for preparing y zeolite with a very low content of alkali metal CZ102095A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9473493A 1993-07-22 1993-07-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ102095A3 true CZ102095A3 (en) 1995-11-15

Family

ID=22246846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ951020A CZ102095A3 (en) 1993-07-22 1994-07-20 Process for preparing y zeolite with a very low content of alkali metal

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0662863B1 (cs)
KR (1) KR950703403A (cs)
AT (1) ATE178811T1 (cs)
AU (1) AU7473694A (cs)
BR (1) BR9405529A (cs)
CA (1) CA2145202A1 (cs)
CZ (1) CZ102095A3 (cs)
DE (1) DE69417864T2 (cs)
FI (1) FI951335A (cs)
SK (1) SK46195A3 (cs)
WO (1) WO1995003122A1 (cs)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3677698A (en) * 1970-04-16 1972-07-18 Mobil Oil Corp Low temperature-high temperature two-stage ion exchange of zeolites
US3969276A (en) * 1973-05-02 1976-07-13 Uop Inc. Method of manufacturing a zeolitic adsorbent
US4388224A (en) * 1979-10-02 1983-06-14 Union Oil Company Of California Molybdenum-exchanged crystalline aluminosilicate zeolite
GB8814601D0 (en) * 1988-06-20 1988-07-27 Shell Int Research Process for preparation of zeolitic catalysts
US5132485A (en) * 1990-11-21 1992-07-21 Exxon Chemical Patents Inc. Adsorptive separation of alpha-olefins and internal olefins

Also Published As

Publication number Publication date
DE69417864D1 (de) 1999-05-20
CA2145202A1 (en) 1995-02-02
ATE178811T1 (de) 1999-04-15
EP0662863B1 (en) 1999-04-14
SK46195A3 (en) 1995-10-11
EP0662863A1 (en) 1995-07-19
BR9405529A (pt) 1999-09-08
KR950703403A (ko) 1995-09-20
WO1995003122A1 (en) 1995-02-02
DE69417864T2 (de) 1999-08-12
AU7473694A (en) 1995-02-20
EP0662863A4 (en) 1995-12-20
FI951335A0 (fi) 1995-03-21
FI951335A (fi) 1995-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4753910A (en) Dealumination of aluminosilicate zeolites
US3415736A (en) Lithium-containing crystalline aluminosilicate
Taylor et al. Zeolite studies IV: Na-P zeolites and the ion-exchanged derivatives of tetragonal Na-P
CA2145201C (en) Process for preparing ammonium zeolites of low alkali metal content
US5242677A (en) Stable zeolite of low unit cell constant and method of making same
CA1263102A (en) Crystalline zeolite (ecr-1) and process for preparing it
EP0087035B1 (en) Zeolite-containing detergent compositions and process for preparing same
CZ102095A3 (en) Process for preparing y zeolite with a very low content of alkali metal
DK150682B (da) Fremgangsmaade til fremstilling af tensidholdige, kationbyttende alumosilikater
KR950702619A (ko) 제올라이트 P 타입의 알루미노실리케이트의 저온 칼슘 결합제로서의 용도(Use of Aluminosilicates of the Zeolite P Type as Low Temperatrure Calcium Binders)
US3383169A (en) Process for the preparation of crystalline ammonium zeolites
FI72438B (fi) Foerfarande foer framstaellning av kristalliskt zeolitpulver av typ a.
JPH07109117A (ja) A型ゼオライトの製造方法
NZ283511A (en) Crystalline hydrated layered sodium silicates, preparation and use in cleaning compositions
JPH0455975B2 (cs)
DK168373B1 (da) Fremgangsmåde til fremstilling af en ZSM-5 aluminosilikatzeolit
US3460904A (en) Process for the manufacture of metalcation-deficient zeolites
FI72436B (fi) Foerfarande foer framstaellning av kristalliskt zeolitpulver av typ a.
JP2933708B2 (ja) 改質y型ゼオライト・その製法およびそれを使用した炭化水素接触分解用触媒組成物
JPH0674133B2 (ja) 熱的に安定なリン含有y型フオ−ジヤサイトの製造法
FI72437B (fi) Foerfarande foer framstaellning av kristalliskt zeolitpulver av typ a.
JPH0674132B2 (ja) 熱的に安定なリン含有y型フオ−ジヤサイトの製造法
JPS6243927B2 (cs)
CA2040192A1 (en) Modified crystalline aluminosilicate zeolites and process for their preparation
JPS6046916A (ja) ゼオライトの改質方法