CZ302624B6 - Zpusob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru - Google Patents

Zpusob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru Download PDF

Info

Publication number
CZ302624B6
CZ302624B6 CZ20090731A CZ2009731A CZ302624B6 CZ 302624 B6 CZ302624 B6 CZ 302624B6 CZ 20090731 A CZ20090731 A CZ 20090731A CZ 2009731 A CZ2009731 A CZ 2009731A CZ 302624 B6 CZ302624 B6 CZ 302624B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
weight
dried
zeolite beta
parts
finished product
Prior art date
Application number
CZ20090731A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2009731A3 (cs
Inventor
Tokarová@Venceslava
Doležal@Jirí
Holíková@Stanislava
Štávová@Gabriela
Gonsiorová@Olga
Original Assignee
Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s.
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 Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s. filed Critical Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s.
Priority to CZ20090731A priority Critical patent/CZ302624B6/cs
Publication of CZ2009731A3 publication Critical patent/CZ2009731A3/cs
Publication of CZ302624B6 publication Critical patent/CZ302624B6/cs

Links

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

Vynález se týká zpusobu výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru bez anorganických kationtu hydrotermální syntézou ze smesi, obsahující vodný roztok tetraethylamoniumhydroxidu, ockovací krystaly a polotovar. Sušený polotovar se pripraví tak, že se k 8 hmotnostním dílum kremicitého solu stabilizovaného amoniakem obsahujícího 3 až 30 % hmotn. SiO.sub.2.n. pridá 0,04 až 0,4 hmotnostních dílu kyseliny oxalové a 0,01 až 0,1 hmotnostních dílu hydrogenfluoridu amonného. Pak se pridá 0,1 až 1 hmotnostní díl polyaluminiumchloridu obsahujícího 9 % hmotn. Al. Pak se smes vysuší v rozprašovací sušárne. Získaný prášek se pak ješte presuší v lískové sušárne pri 250 až 260 .degree.C.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru připraveného sušením v rozprašovací sušárně.
Dosavadní stav techniky
Zeolit Beta je Širokoporézní krystalický alumosilikát struktury BEA, jehož syntéza byla poprvé patentována v roce 1967 [patent US 3 308 069]. Díky svým Širokým pórům o velikosti 7,6 x6,8 Á a silně kyselým katalytickým centrům se uplatňuje v celé řadě průmyslových výrobních procesů, například při výrobě kumenu, ethylbenzenu, při acylacích aromátů apod. Tento zeolit lze, stejně jako řadu jiných zeolitů, připravit nejsnáze z prostředí obsahujícího hydroxid sodný. Pro vznik krystalické struktury BEA je však třeba ještě přítomnosti tetraethylamoniových kationtů (TEA+) jako templátu (šablony) umožňující přednostní vznik této struktury. Takto připravený zeolit je po syntéze vNa-formě, tedy v jeho katalyticky účinné formě, kyselé OH-skupiny vázané na Alatomy zeolitické struktury jsou po syntéze přítomny ve formě -O_Na skupin, což vyžaduje iontovou výměnu. Nicméně přítomnost TEA+ kationtů, zabudovaných po syntéze do zeolitické struktury, iontové výměně zabraňuje, takže je nutná nejprve kalcinace zeolitu při teplotě cca 500 °C a teprve poté se provádí iontová výměna.
Z výše uvedených důvodů je výhodnější syntetizovat zeolit Beta bez přítomnosti NaOH, kdy použití TEA+ kationtů ve formě tetraethylamoniumhydroxidu (TEAOH) zajistí potřebnou bazicitu reakční směsi, ovšem tento způsob přípravy je podstatně méně snadný než syntéza z prostředí NaOH [Camblor et al. Stud. Surf. Sci. Catal 105, 341-348 (1997)]. Reakční směs v tomto případě obsahuje vhodný zdroj Si, Al, vodný roztok TEAOH vhodné koncentrace a očkovací krystaly zeolitu Beta. Důležité je vyvarovat se přítomnosti Na+ kationtů (i kationtů jiných alkalických kovů) v reakční směsi i třeba jen ve stopovém množství, neboť se chovají jako katalytické jedy. Výhoda obtížnějšího způsobu syntézy zeolitu Beta bez přítomnosti NaOH spočívá vtom, že kpřevedení do katalyticky aktivní formy je třeba jen kalcinace při teplotě cca 500 °C, kdy dojde k vypálení templátu a původní TEA+ forma přechází na katalyticky aktivní OH skupiny. Iontová výměna není v tomto případě třeba.
Absence Na+ kationtů v reakční směsi výrazně zužuje výběr vhodných surovin. V případě křemíku přichází v úvahu vysoce Čistá silika, která je komerčně dostupná v potřebné Čistotě jen jako pyrogenní (ťumed) silika. Její nevýhodou je ale vedle vysoké ceny velmi nízká sypná hmotnost, prášivost a příliš vysoká absorptivita vody. Dalším zdrojem Si může být kapalný alkoxid křemíku zvaný tetraalkylorthosilikát, nejčastěji tetraethylorthosilikát (TEOS). Tento ethoxid křemíku přechází po hydrolýze ve vodném prostředí za přítomnosti TEAOH na silika sol za uvolňování ethanolu, který j e třeba před syntézou odstranit ze směsi odpařením [EP9701349].
Jinou možností je příprava prekurzorů připraveného srážením vodního skla roztokem kyseliny sírové a síranu hlinitého, filtrací a promytím. Aby mohl být tento typ prekurzorů použit k syntéze zeolitu Beta bez přítomnosti kationtů alkalických kovů, musí z něj být důkladně odstraněn sodík iontovou výměnou s roztokem amonné soli, nejčastěji dusičnanu amonného [CZ 291568], za vzniku amoniakálních odpadních vod.
Použití zdroje Si a Al ve formě prekurzorů nebo jiného typu polotovaru pevného skupenství s homogenní distribucí Si a Al, avšak bez kationtů alkalických kovů, je pro syntézu zeolitu výhodné, avšak příprava polotovaru s těmito vlastnostmi je složitá. Aby bylo možné vyhnout se odstraňování sodných iontů z prekurzorů či polotovaru iontovou výměnou s roztokem amonné soli, je třeba použít příslušné čisté suroviny. Kromě výše zmíněných křemičitých surovin (pyro-1CZ 302624 B6 genní silika, TEOS) je v potřebné čistotě komerčně dostupný již jen sol kyseliny křemičité (silika sol) stabilizovaný amoniakem.
Použití silika sólu s vhodným zdrojem hliníku je elegantním řešením a umožňuje vyhnout se iontové výměně, ale za podmínek potřebných ke vzniku zeolitické struktury BEA při absenci alkalií dochází k tvorbě gelu, což syntézu zeolitu znemožňuje. K tvorbě gelu při syntéze zeolitu Beta v autoklávu dochází i tehdy, když je použit neiontový zdroj Al (např. koloidní hydroxid hlinitý Al(OH)3 gibbsitové struktury ve formě suspenze nebo práškový A1OOH boehmitické struktury). Nevýhodou hydroxidů hlinitých je také to, že neumožňují ani zdaleka tak homogenní distribuci Al v reakční směsi jako roztok hlinitých iontů. Jakákoliv iontová sloučenina Al je však elektrolytem, což pri obsahu Al odpovídajícímu molámímu poměru Si/Al - 12/1 vede k okamžitému srážení gelu z křemičitého sólu. Nejšetmější je z hlediska elektrolytického chování polyaluminium chlorid Al(OH)xCly. I ten však způsobuje tvorbu gelu hned po přidání ke křemičitému sólu (s obsahem 30 % SiO2) stabilizovanému amoniakem, je-li přidán v množství odpovídajícím molámímu poměru Si/Al = 12/1. Pokud by se podařilo zabránit tvorbě gelu ve směsi koloidního silika sólu a roztoku polyaluminiurnchloridu, bylo by možné vysušením této směsi v rozprašovací sušárně získat polotovar, který by byl vhodný k syntéze zeolitu Beta bez kationtů alkalických kovů, aniž by bylo nutné z tohoto polotovaru odstraňovat kationty alkalických kovů iontovou výměnou s roztokem amonné soli.
Podstata vynálezu
Způsob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru obsahujícího méně než 0,01 % hmotn. kationtů alkalických kovů hydrotermální syntézou ze směsi, obsahující vodný roztok tetraethylamoniumhydroxidu, očkovací krystaly a polotovar, charakterizovaný tím, že polotovar se připraví tak, že se k 8 hmotnostním dílům křemičitého sólu stabilizovaného amoniakem obsahujícího 3 až 30 % hmotn. SiO2 přidá 0,04 až 0,4 hmotnostních dílů kyseliny oxalové a 0,01 až 0,1 hmotnostních dílů hydrogenfluoridu amonného, poté se přidá 0,1 až 1 hmotnostní díl polyaluminiumchloridu obsahujícího 9 % hmotn. Al, poté se směs vysuší v rozprašovací sušárně a získaný prášek se pak ještě přeruší v lískové sušárně při teplotě 250 až 260 °C.
Syntéza zeolitu Beta ze sušeného polotovaru podle vynálezu se jeví být řešením problému syntézy zeolitu Beta obsahujícího méně než 0,01 % hmotn. kationtů alkalických kovů z vhodného polotovaru, který je dostatečně Čistý i bez iontové výměny. Obsah hlavních složek Si a Al v reakění směsi musí být v molárním poměru Si/Al nejméně 12/1.
Výhodou přípravy polotovaru a jeho použití pro syntézu zeolitu Beta ze sušeného polotovaru podle vynálezu je skutečnost, že kyselina oxalová díky tvorbě komplexu s hlinitými kationty zabraňuje tvorbě gelu při sušení směsi, z vysušeného polotovaru ji lze však snadno odstranit již pri teplotě 250 až 260 °C. Fluoridové ionty, které zůstávají v polotovaru přítomné i po vysušení, naopak zabraňují tvorbě gelu při syntéze zeolitu Beta v autoklávu.
Příklad provedení vynálezu
Příprava sušeného polotovaru
Složení směsi pro sušení polotovaru TPaxF-09-1:
křemičitý sol Tosil A (30 % hmotn, SiO2) stabilizovaný amoniakem 3000 g kyselina oxalová dihydrát 150 g polyaluminiumchloríd PAX-18 (9 % hmotn. Al, 21 % hmotn. Cl) 372 g
NH4HF2 34,2 g
-2CZ 302624 B6
Příprava směsi a sušení polotovaru:
K Tosilu A byla navážena kyselina oxalová, po 10 min míchání byl přidán PAX-18, po dalších
10 min míchání byl přidán NH4HF2. Směs byla sušena v rozprašovací sušárně, poté byl získaný prášek presušen přes noc po dobu cca 18 h při teplotě 250 až 260 °C a použit pro syntézu zeolitu Beta. Sušený polotovar byl označen TPaxF-09-1.
Syntéza zeolitu Beta ze sušeného polotovaru
Bylo naváženo 6,0 g sušeného polotovaru TPaxF-09-1 do teflonového kelímku. Poté bylo přidáno 10,1 g vodného roztoku obsahujícího 35 % hmotn. TEAOH, 9,28 g destilované vody a 0,06 g očkovacích krystalů zeolitu Beta. Pak byl kelímek uzavřen víčkem, vložen do autoklávu a poté probíhala syntéza v utěsněném autoklávu rotujícím v sušárně rychlostí 50 ot/min při teplotě
140 °C po dobu 96 hodin. Po ukončení syntézy byla reakční suspenze okyselena z původní hodnoty pH = 12,15 na pH = 9,51 30% kyselinou dusičnou za intenzivního míchání, poté byla směs přefiltrována, filtrační koláč byl promyt 300 ml destilované vody a vysušen při teplotě 105 °C. Takto získaný zeolit Beta ze sušeného polotovaru s označením B-09-1 měl strukturu BEA s krystalinitou 116 % ve srovnání se standardním komerčním zeolitem Beta velmi dobré kvality.
Průmyslová využitelnost
Způsob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru podle vynálezu je průmyslově využitelný pri výrobě zeolitu Beta s minimální produkcí nežádoucích odpadních vod, neboť není nutné provádět iontovou výměnu.

Claims (1)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru obsahujícího méně než 0,01 % hmotn. 35 kationtů alkalických kovů hydrotermální syntézou ze směsi obsahující vodný roztok tetraethylamoniumhydroxidu, očkovací krystaly a polotovar, vyznačující se tím, že polotovar se připraví tak, že se k 8 hmotnostním dílům křemičitého sólu stabilizovanému amoniakem obsahujícího 3 až 30 % hmotn. SiO2 přidá 0,04 až 0,4 hmotnostních dílů kyseliny oxalové a 0,01 až
    0,1 hmotnostních dílů hydrogenfluoridu amonného, poté se přidá 0,1 až 1 hmotnostní díl poly40 aluminíumchloridu obsahujícího 9 % hmotn. Al, poté se směs vysuší v rozprašovací sušárně a získaný prášek se pak ještě přesuší v lískové sušárně při teplotě 250 až 260 °C.
CZ20090731A 2009-11-05 2009-11-05 Zpusob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru CZ302624B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090731A CZ302624B6 (cs) 2009-11-05 2009-11-05 Zpusob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090731A CZ302624B6 (cs) 2009-11-05 2009-11-05 Zpusob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2009731A3 CZ2009731A3 (cs) 2011-05-18
CZ302624B6 true CZ302624B6 (cs) 2011-08-03

Family

ID=43989595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20090731A CZ302624B6 (cs) 2009-11-05 2009-11-05 Zpusob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ302624B6 (cs)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5481200A (en) * 1977-12-12 1979-06-28 Sumitomo Chem Co Ltd Method of producing zeolite
JPH03252309A (ja) * 1990-03-02 1991-11-11 Tamura Minoru A型ゼオライトの合成法
CZ291568B6 (cs) * 2000-10-30 2003-04-16 Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s. Způsob výroby zeolitu Beta

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5481200A (en) * 1977-12-12 1979-06-28 Sumitomo Chem Co Ltd Method of producing zeolite
JPH03252309A (ja) * 1990-03-02 1991-11-11 Tamura Minoru A型ゼオライトの合成法
CZ291568B6 (cs) * 2000-10-30 2003-04-16 Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s. Způsob výroby zeolitu Beta

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2009731A3 (cs) 2011-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107001056B (zh) 以减少的处理制备介孔沸石
US8557220B2 (en) Process for preparing EU-1 zeolite
EP0337835B1 (fr) Zéolites à base de silice et d'oxyde de germanium et procédé de synthèse de celles-ci
EP0419334B1 (fr) Zéolite de type bêta et son procédé de préparation
CN102249258A (zh) 一种合成杂原子Sn-β沸石的方法
JPS631244B2 (cs)
DK164097B (da) Fremgangsmaade til fremstilling af zeoliter
US5171556A (en) Beta type zeolite and its preparation process
JPS6136117A (ja) アルミノケイ酸型ゼオライトの新規な合成法、この方法によつて作られた生成物およびこれら生成物の利用法
JP5693724B2 (ja) 改変された混合水酸化物を使用するゼオライトあるいはゼオライト様物質の水熱合成
US4650654A (en) Process for preparation of ferrierite type zeolites
CN100475698C (zh) Im-10结晶固体及其制备方法
SK46095A3 (en) Process for preparing ammonium zeolites of low alkali metal content
US7867473B2 (en) Process for preparation of a MEL-structural-type zeolite
JPS6346007B2 (cs)
CN100439246C (zh) 硬模板或复合模板合成复合孔沸石分子筛的方法
CN104768645A (zh) 基于硼沸石的催化剂的制备
CZ302624B6 (cs) Zpusob výroby zeolitu Beta ze sušeného polotovaru
CZ201091A3 (cs) Zpusob výroby zeolitu pentasilové struktury s rízenou distribucí hliníkových atomu ve skeletu
JPS63162520A (ja) 合成マザイトの製造方法
AU594171B2 (en) Novel process for the preparation of a ZSM-5 aluminosilicate zeolite
JPH07247114A (ja) ゼオライト・ベ−タの製造方法
KR20110129179A (ko) 불소이온 존재하에서의 zsm-5 제조방법
JPS6247809B2 (cs)
EP1817258A1 (en) Improved process for the preparation of zms-5 zeolites

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20141105