DD154009A1 - METHOD FOR PRODUCING HIGH-ABRASIVE, DUST-FREE ZEOLTHIAN GRANULES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Herstellung hochabriebfester, staubfreier, mit kaolinitischem Ton gebundener NaA-Zeolith-Granulate. Sie werden erhalten durch Vermischen des Zeolith-Pulvers mit Ton, Granulierung, Gluehung, Nachkristallisation und erneute Gluehung, wobei erfindungsgemaess die Nachkristallisation in der bei der Herstellung des NaA-Zeoliths anfallenden Kristallisations-Mutterlauge vorgenommen wird.The invention relates to the production of highly abrasion-resistant, dust-free, bound with kaolinitisches clay NaA zeolite granules. They are obtained by mixing the zeolite powder with clay, granulation, annealing, recrystallization and renewed annealing, the recrystallization according to the invention being carried out in the crystallization mother liquor obtained during the preparation of the NaA zeolite.
Description
VEB CHEMIEKOMBINAT BITTERFELD Bitterfeld, 31. 10.VEB CHEMICAL COMPANY BITTERFELD Bitterfeld, 31. 10.
21012101
Verfahren zur Herstellung hochabriebfester, staubfreier zeolithischer GranulateProcess for the preparation of highly abrasion-resistant, dust-free zeolitic granules
Anwendungsge^biet. der ErfindungUsefulness . he invention d
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Ton gebundenen Molekularsiebgranulaten mit verbesserten Festigkeits- und Adsorptionseigenschaften.The invention relates to a process for the preparation of clay-bound molecular sieve granules having improved strength and adsorption properties.
Charakteristik der bekannten technischen Lösung Characteristic of the known technical solution
Anwendungsgebiete für zeolithische Molekularsiebe sind vorrangig selektive Trenn- und Adsorptionsprozesse. Der Einsatz der zeolithischen Molekularsiebe in technischen Anlagen erfolgt im allgemeinen in Form von Granalien, die durch Verformung von Molekularsieb mit einem Bindemittel, hauptsächlich Ton, hergestellt werden (DE-AS 1 040 005, DE-AS 1 055 515). Die Molekularsieb-Ton-Granulate erhalten ihre Festigkeit durch den Glühprozeß.Areas of application for zeolitic molecular sieves are primarily selective separation and adsorption processes. The use of zeolitic molecular sieves in industrial plants is generally carried out in the form of granules, which are produced by deformation of molecular sieve with a binder, mainly clay (DE-AS 1 040 005, DE-AS 1 055 515). The molecular sieve clay granules obtain their strength through the annealing process.
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Die unter diesen Bedingungen erzielten mechanischen Eigenschaften der Molekularsieb-Ton-Granulate reichen beim Einsatz im Bewegtbett oder in Wirbelschichtpr'ozessen nicht aus. Die unzureichende Festigkeit der Granalien führt zu einem erhöhten Anfall von Abrieb und Staub, der sich negativ auf den technologischen Ablauf auswirkt.The mechanical properties of the molecular sieve clay granules achieved under these conditions are insufficient for use in moving beds or in fluidized bed processes. The inadequate strength of the granules leads to an increased attack of abrasion and dust, which has a negative effect on the technological process.
Weiterhin bewirkt die Zugabe von etwa 20 % Ton eine Verringerung der Adsorptionsfähigkeit der Molekularsieb-Ton-Granulate οFurthermore, the addition of about 20 % clay causes a reduction in the adsorption capacity of the molecular sieve clay granules o
Es sind bereits mehrere Verfahren zur Steigerung der mechanischen Festigkeit und der Adsorptionskapazität der Molekularsieb-Ton-Granulate bekannt.Several methods for increasing the mechanical strength and the adsorption capacity of the molecular sieve clay granules are already known.
Gemäß der DE-OS 2 446 974 werden Zeolith X - Pulver und Metakaolin-Pulver zu geformten Körpern verarbeitet; anschließend erfolgt die hydrothermale Umwandlung des Hauptanteils des Metakaolins in asn geformten Körpern in Zeolith X. Dazu wird der Mischung eine NaOH-Lösung zugesetzt, um das zur Umwandlung von Metakaolin in Zeolith X notwendige S&20 zu liefern. Das überschüssige HapO wird durch Y/aschen beseitigt. Durch den Zusatz der ITaOH-Lösung und durch eine zusätzliche Waschstufe nach der ITachkristallisation verteuert sich das Verfahren. Gemäß der DE-AS 1 203 238 wird Na-Zeolith A mit 15 % Bindemittel zu Formkörpern verarbeitet. Das Granulat wird mit einer Lösung aus Aluminiumoxid und ITaOH 24 Stunden in der Kälte und 5 Stunden bei 80 0C behandelt. -Dabei entstehen harte Granalien mit sehr guten Adsorptionskapazitäten.According to DE-OS 2 446 974, zeolite X powder and metakaolin powder are processed into shaped bodies; followed by the hydrothermal conversion of the major portion of the metakaolin in asn shaped bodies in zeolite X. For this, the mixture is added a solution of NaOH to provide the necessary for the conversion of metakaolin to zeolite X S 2 0th The excess HapO is eliminated by Ya ash. The addition of the ITaOH solution and an additional washing step after ITachkristallisation makes the process more expensive. According to DE-AS 1 203 238 Na zeolite A is processed with 15% binder to give moldings. The granulate is treated with a solution of alumina and ITaOH 24 hours in the cold and for 5 hours at 80 0 C. -This results in hard granules with very good adsorption capacity.
Durch die Bereitstellung einer Lösung aus Aluminiumoxid und HaOH sowie durch die Uachkristallisation in der Kälte und bei 80 0G ist ein höherer Kostenaufwand zu verzeichnen.By providing a solution of alumina and HaOH and by the Uachkristallisation in the cold and at 80 0 G, a higher cost is recorded.
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Gemäß der DE-AS 1 567 557 wird pulverförmiger Zeolith A mit 10 bis 25 % pulverförmigem Kaolin vermischt, unter Zusatz von UaOH zu Körnern verformt und 24 Stunden bei 90 0C kristallisiert. Der zugesetzte Kaolin wandelt sich in Zeolith A mn.According to DE-AS 1,567,557 powdered Zeolite A with 10 to 25% of powdered kaolin is mixed, with the addition of deformed UaOH into granules and crystallized for 24 hours at 90 0 C. The added kaolin converts to zeolite A mn.
Gemäß der DE-PS 1 567 568 werden abriebfeste Zeolithe durch Vermischen von geformten Körpern aus kalziniertem Ton mit einer alkalischen Lösung und hydrothermaler Umwandlung hergestellt.According to DE-PS 1 567 568 abrasion-resistant zeolites are prepared by mixing shaped bodies of calcined clay with an alkaline solution and hydrothermal conversion.
Die Bereitstellung der HaOH-Lösung zur Verformung und Kristallisation verursacht zusätzliche Kosten.The provision of the HaOH solution for deformation and crystallization causes additional costs.
Ziel der Erfindung;Aim of the invention;
Ziel der Erfindung ist die Herstellung hochabriebfester, staubfreier zeolithischer Granulate mit hoher, mechanischer Festigkeit und verbesserten adsorptionskinetischen Eigenschaften bei geringen Kosten.The aim of the invention is the production of highly abrasion-resistant, dust-free zeolitic granules with high mechanical strength and improved adsorption-kinetic properties at low cost.
Darlegung des ?/esens der ErfindungPresentation of the invention
Es wurde gefunden, daß Festigkeit und statische Adsorptionskapazität der mit Ton geformten Molekularsiebe durch eine Nachkristallisation in der Kristallisations-Mutterlauge (Abfallprodukt der Molekularsiebsynthese) wesentlich verbessert werden können. Die Nachkristallisation des bei 550 0C geglühten Molekularsieb-Ton-Granulats erfolgt in einem geschlossenen System unter hydrothermalen Bedingungen bei einer Temperatur von 70 bis 80 0C über 1 bis 8 Stunden, vorzugsweise 5 bis 8 Stunden. Der optimale Bindemittelgehalt an kaolinitischen Tonen beträgt 30 bis 40 Masse-%.It has been found that strength and static adsorption capacity of clay-molded molecular sieves can be substantially improved by post-crystallization in the crystallization mother liquor (by-product of molecular sieve synthesis). The recrystallization of the annealed at 550 0 C molecular sieve clay granules is carried out in a closed system under hydrothermal conditions at a temperature of 70 to 80 0 C for 1 to 8 hours, preferably 5 to 8 hours. The optimum binder content of kaolinitonen clays is 30 to 40% by mass.
Durch- dieses Verfahren wird eine effektive Verwendung des bisherigen Abfallproduktes, der Kristallisations-Mutterlauge, ermöglicht. Des weiteren wird durch dieThis method enables effective use of the previous waste product, the crystallization mother liquor. Furthermore, by the
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Zugabe von 30 bis 40 Masse-% des kaolinitischen Tones, statt bisher 20 %, eine Einsparung an hochwertigen Molekularsieb ermöglicht. Der relativ hohe Anteil an kaolinitischem Ton ist in dem bereits vorgeglühten Molekularsiebgranulat zumindest teilweise in Metakaolin umgewandelt worden.Addition of 30 to 40% by mass of the kaolinitic clay, instead of previously 20 %, allows a saving in high-quality molecular sieve. The relatively high proportion of kaolinitic clay has been at least partially converted into metakaolin in the pre-annealed molecular sieve granules.
Durch die hydrothermale Behandlung in der Kristallisations-Mutterlauge wird ein Teil des aktivierten Bindemittels (Metakaolin) in Zeolithkristallisat umgewandelt, was zu einer engen Verflechtung der Molekularsiebprimäragglomerate führt.The hydrothermal treatment in the crystallization mother liquor converts a portion of the activated binder (metakaolin) into zeolite crystallite, resulting in a close intertwining of the molecular sieve primary agglomerates.
Im Ergebnis entsteht ein hochabriebfestes, staubfreies Granulat mit erhöhter Kapazität. Für den technischen Gebrauch sind die nachkristallisierten Zeolithgranulate bei 500 bis 550 0C zu aktivieren.The result is a highly abrasion-resistant, dust-free granules with increased capacity. The nachkristallisierten zeolite granules at 500 to 550 0 C are to be activated for technical use.
Nachfolgende Beispiele sollen das Wesen der Erfindung erläutern, ohne diese jedoch einzuschränken.The following examples are intended to illustrate the nature of the invention without, however, limiting it.
Ausführungsbeispieleembodiments
HaA-Zeolith und kaolinitischer Ton werden in Mengenverhältnissen von 80 : 20, 70 : 30 und 60 : 40 gemischt und zu 3 μ Stranggranulat verformt. Jeweils 4 g der bei 550 C geglühten Stranggranulate werden mit jeweils 30 ml Kristallisations-Mutterlauge in ein Gefäß eingebracht und im verschlossenen Zustand 1 bis 8 Stunden bei 75 °C nachkristallisiert. Anschließend wird die Kristallisations-Mutterlauge abgetrennt und das getrocknete Stranggranulat bei 500 bis 550 0C geglüht. Die erzielten Druckfestigkeitswerte, Wasserdampfad- -sorptionskapazität, der Staubanteil und das gaschromatographisch ermittelte Retentionsvolumen für Ammoniak sind nachfolgend in Abhängigkeit von dem Bindemittelgehalt und der Nachkristallisationszeit zusammengefaßt (Tab. 1).HaA zeolite and kaolinitic clay are mixed in proportions of 80:20, 70:30 and 60:40 and formed into 3μ extruded granules. 4 g each of the strand granules annealed at 550 ° C. are introduced into a vessel with in each case 30 ml of crystallization mother liquor and recrystallized in the closed state at 75 ° C. for 1 to 8 hours. Subsequently, the crystallization mother liquor is separated and the dried strand pellets annealed at 500 to 550 0 C. The pressure resistance values obtained, the water vapor adsorption capacity, the dust content and the ammonia retention volume determined by gas chromatography are summarized below as a function of the binder content and the postcrystallization time (Table 1).
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Tab. 1Tab. 1
ITaA-Zeolith und ein kaolinitischer Ton v/erden im Gewichtsverhältnis von 70 : 30 gemischt und zu Kugelgranulat verarbeitet und bei 550 0C geglüht. 35 g des so erhaltenen Kugelgranulats werden mit 60 ml Kristallisations-Mutterlauge versetzt. Die weitere Verarbeitung und Nachkristallisation erfolgt wie unter Beispiel 1 aufgeführt.ITaA zeolite and a kaolinitic clay are mixed in a weight ratio of 70:30 and processed into pellets and annealed at 550 ° C. 35 g of the spherical granules thus obtained are mixed with 60 ml of crystallization mother liquor. Further processing and recrystallization are carried out as described under Example 1.
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Die nachfolgende Zusammenstellung zeigt den Abrieb, die Wasserdampfadsorptionskapazität, den Staubanteil und das Retentionsvolumen für Ammoniak in Abhängigkeit von der Nachkristallisationszeit (Tab. 2)The following summary shows the abrasion, the water vapor adsorption capacity, the dust content and the retention volume for ammonia as a function of the post-crystallization time (Table 2).
Tab. 2Tab. 2
Die Beispiele 1 und 2 zeigen deutlich, daß durch eine Nachkristallisation in der Kristallisations-Mutterlauge bei 75 0C schon nach 1 Stunde eine wesentliche Druckfest igkeitserhöhung erreicht wird. Uachkristallisationszeiten von 5 und 8·Stunden bewirken eine weitere Festigkeit ssteigerung und eine wesentliche Erhöhung der Wasserdampf adsorptionskapazität .Examples 1 and 2 clearly show that a substantial pressure is hard igkeitserhöhung achieved by a post-crystallization in the crystallization mother liquor at 75 0 C after 1 hour. Uachkristallisationszeiten of 5 and 8 · hours cause a further strength increase and a significant increase in the water vapor adsorption capacity.
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Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD22491680A DD154009A1 (en) | 1980-11-03 | 1980-11-03 | METHOD FOR PRODUCING HIGH-ABRASIVE, DUST-FREE ZEOLTHIAN GRANULES |
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DD154009A1 true DD154009A1 (en) | 1982-02-17 |
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DD22491680A DD154009A1 (en) | 1980-11-03 | 1980-11-03 | METHOD FOR PRODUCING HIGH-ABRASIVE, DUST-FREE ZEOLTHIAN GRANULES |
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DD (1) | DD154009A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011104006A1 (en) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Süd-Chemie AG | Granulated zeolites with high adsorption capacity for the adsorption of organic molecules |
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1980
- 1980-11-03 DD DD22491680A patent/DD154009A1/en not_active IP Right Cessation
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DE102011104006A1 (en) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Süd-Chemie AG | Granulated zeolites with high adsorption capacity for the adsorption of organic molecules |
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