DD229391A1 - METHOD FOR PRODUCING MIXTURES OF MOLECULARS - Google Patents
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Abstract
Das erfindungsgemaesse Verfahren zur Herstellung von Molekularsieben betrifft ein Ionenaustauschverfahren. Das Ziel der Erfindung ist die weitestgehende Minimierung bzw. voellige Beseitigung der bei Ionenaustauschverfahren ueblichen Nachteile, z. B. unguenstige Materialoekonomie, hoher Gehalt an Wasserschadstoffen, Bildung schwerloeslicher Niederschlaege im Kanalnetz eines Betriebes oder aehnlichen Einrichtungen. Erfindungsgemaess wird das Ziel erreicht, indem zu verwerfende Ionenaustauschloesung mit unbehandeltem Molekularsieb und das bereits ein- oder mehrmals ausgetauschte Molekularsieb im letzten Austauschschritt mit frischer Ionenaustauschloesung behandelt wird.The process according to the invention for the production of molecular sieves relates to an ion exchange process. The aim of the invention is the minimization or complete elimination of the usual in ion exchange process disadvantages, z. B. unfavorable Materialoekonomie, high content of water pollutants, formation of heavy rainfall in the sewer network of a company or similar facilities. According to the invention, the object is achieved by treating the ion exchange solution to be discarded with untreated molecular sieve and the molecular sieve which has already been exchanged once or several times in the last exchange step with fresh ion exchange solution.
Description
VEB CHEMIEKOMBIUAT BITTERFELD Γ, 2498VEB CHEMICALS BITTERFELD Γ , 2498
Verfahren zur Herstellung gemischtioniger MolekularsiebeProcess for preparing mixed molecular sieves
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gemischtionigen zeolithischen Molekularsieben, die danach allein oder in entsprechenden Mischungen in Trenn-, Adsorptionsprozessen, in der Katalyse u.a· Verwendung finden.The invention relates to a process for the preparation of mixed zeolitic molecular sieves, which are then used alone or in corresponding mixtures in separation, adsorption, catalysis and the like.
Als Stand der Technik ist bekannt, daß Zeolithe durch einen teilweisen oder vollständigen Ionenaustausch mit einem oder mehreren anderen Kationen, als im Zeolith ursprünglich enthalten sind, in ihrem Eigenschaftsbild markant verändert werden können.As the prior art it is known that zeolites can be markedly changed in their property image by a partial or complete ion exchange with one or more cations other than originally contained in the zeolite.
214346214346
O ? * O O yO? O O y
- 2 - 2498- 2 - 2498
Der Ionenaustausch wird üblicherweise durch das Behandeln des Zeoliths mit dem oder die gewünschten Kation(en) enthaltenden wäßrigen Lösungen unter Einhaltung bestimmter Bedingungen (Temperatur, Zeit, pH-Wert)vorgenommen. Die solcherart behandelten Zeolithe werden von der Ionenaustauschlösung abgetrennt, gewaschen und stehen dann für die Weiterverarbeitung bzw. dem direkten Einsatz zur Verfügung. (DD-PS 109 985 und 112 659, DE-AS 1 467 053, 2 063 und 2 233 239, DE-OS 2 239 423)The ion exchange is usually carried out by treating the zeolite with the aqueous solution (s) containing the desired cation (s) while maintaining certain conditions (temperature, time, pH). The thus treated zeolites are separated from the ion exchange solution, washed and are then available for further processing or direct use. (DD-PS 109 985 and 112 659, DE-AS 1 467 053, 2 063 and 2 233 239, DE-OS 2 239 423)
Nachteilig wirkt sich bei dieser Verfahrensweise die Gesetzmäßigkeit aus, daß insbesondere zur Erzielung eines hohen Austauschgrades und bei Kationen, die keine wesentlich höhere Selektivität besitzen als die aus dem Zeolith auszutauschenden, ein sehr hoher Überschuß vorgelegt werden muß, da nur ein kleiner Teil der angebotenen Kationen eingetauscht wird, nachteilig ist außerdem, daß zur Erzielung eines sehr hohen bzw. vollständigen Ionenaustausches diese Prozedur zweimal oder noch öfter durchgeführt werden muß und die anfallenden Austauschlösungen verworfen werden, wodurch eine ungünstige Materialökonomie entsteht. Die zu verwerfenden Austauschlösungen können weitere nachträgliche Schwierigkeiten bereiten., wenn die auszutauschenden Kationen mit anderen Wasser- (Abwasser-) Inhaltsstoffen z.B. schwerlösliche Niederschläge bilden oder Wasserschadstoffe sind, die einem Vorfluter nicht zugeführt werden dürfen.The disadvantage of this procedure is the law that, in particular to achieve a high degree of exchange and in cations that have no significantly higher selectivity than to be exchanged from the zeolite, a very high excess must be presented, since only a small part of the cations offered is exchanged, it is also disadvantageous that to achieve a very high or complete ion exchange, this procedure must be performed twice or more often and the resulting replacement solutions are discarded, creating an unfavorable material economy arises. The exchange solutions to be discarded may cause further subsequent difficulties if the cations to be exchanged with other water (wastewater) ingredients, e.g. form sparingly soluble precipitates or are water pollutants, which must not be supplied to a receiving water.
- 3 - 2498- 3 - 2498
Es ist das Ziel und damit die Aufgabe der Erfindung, ein Ionenaustauschverfahren zu entwickeln, daß nicht die bekannten Hachteile der herkömmlichen Ionenaustauschverfahren - i.b. schlechte Materialökonomie, Ausfall von schwerlöslichen niederschlagen in nachgeschalteten betrieblichen Einrichtungen, Abgabe von Wasserschadstoffen - aufweist.It is the object and therefore the object of the invention to develop an ion exchange process that does not overcome the known disadvantages of conventional ion exchange processes - i.b. poor material economy, failure of poorly soluble precipitates in downstream facilities, discharge of water pollutants - has.
Erfindungsgemäß wird das Ziel erreicht, am Beispiel für einen Ionenaustausch (IA) in 2 diskreten Schritten aufgezeigt, wenn das Molekularsieb im 1. Ionenaustausch zunächst mit einer Ionenaustauschlösung behandelt wird, die bereits einem Austausch unterworfen wurde, von dieser Lösung abgetrennt und danach in einem 2. Ionenaustausch mit neuer Ionenaustauschlösung ein weiterer Kationenaustausch durchgeführt wird. Dem erfindungsgemäßen Verfahren sind alle zeolithischen Molekularsiebe zugänglich, z. B. Typ A, Σ, Y, Mordenit, ZSM, allein oder in Mischungen, sofern sie austauschbare Kationen enthalten, die gegen andere Kationen des periodischen Systems der Elemente, z. B. der Gruppen Ia, Ha, Va, Via, Vila, VIII, Ib, Hb, ausgetauscht werden.According to the invention, the goal is achieved, shown in the example of ion exchange (IA) in 2 discrete steps, when the molecular sieve is treated in the first ion exchange first with an ion exchange solution, which has already been exchanged, separated from this solution and then in a 2 Ion Exchange with New Ion Exchange Solution Another cation exchange is performed. The process of the invention are accessible to all zeolitic molecular sieves, z. As type A, Σ, Y, mordenite, ZSM, alone or in mixtures, provided they contain exchangeable cations, which are resistant to other cations of the periodic table of elements, for. B. the groups Ia, Ha, Va, Via, Vila, VIII, Ib, Hb, be replaced.
Durch 2 Tabellen soll das Prinzip verdeutlicht werden.Two tables should clarify the principle.
24982498
Austausch in 2 SchrittenExchange in 2 steps
Zyklus- Bezeichnung Ionenaustausch Hr. Molsieb Beladung mitCycle name Ion exchange Hr. Molsieb loading with
Bezeichnung der IA-Losung nach IADesignation of the IA solution according to IA
Austausch in 3 SchrittenExchange in 3 steps
O ι .-. O r> -?O ι .-. O r> -?
- 5 - 2498- 5 - 2498
Zyklus- Bezeichnung Ionenaustausch Bezeichnung der Ur. Molsieb Beladung mit IA-Lösung nach IACycle name Ion exchange Name of the Ur. Molecular sieve loading with IA solution according to IA
5 MS 51 L 32 L 335 MS 51 L 32 L 33
MS 52 L 41 L 42MS 52 L 41 L 42
MS 53 neuer Lösung L 51MS 53 new solution L 51
Aus dem Zyklus werden die Molsiebproben -2, s. Tabelle 1, -3, s. Tabelle 2 und die Lösungsproben -2(-3) ausgeschleust, wobei das Abprodukt Austauschlösung (im Idealfall) keine in das Molekularsieb einzutauschende Kationen mehr enthält. Aus Tabelle 1 bzw. 2 ist ersichtlich, daß bedingt durch die zwei-(drei-)malige Behandlung eines Molekularsiebes zunächst in der Summe ein höheres Kationenangebot für das Molekularsieb besteht, als nach zwei-(drei-)maliger Futzung der Austauschlösung. Mit dem 4· Zyklus bei zweimaliger bzw. mit dem 5. Zyklus bei dreimaliger Nutzung der Austauschlösung zum Ionenaustausch stellt sich jedoch - konstante technologische Bedingungen vorausgesetzt, zutreffend s. Beispiel Ba und Ca - ein Gleichgewicht zwischen der in das Molekularsieb eingetauschten Kationenmenge und der Kationenmenge der "neuen Lösung" ein. Allgemein stellt sich die Gleichgewichtslage nach einer bestimmten Zyklenzahl in Abhängigkeit von den Austauschbedingungen und der einzutauschenden Kationenart ein. Diese Gleichgewichtslage wird von den für Ionenaustauschvorgänge bekannten Einflußgrößen (z.B. Selektivität, Austauschzeit, Temperatur, Konzentration, Rührgeometrie) gleichermaßen beeinflußt und muß beachtet werden. Mit dem Erreichen dieses Gleichgewichts beginnt die erfindungsgemäße Verfahrensweise voll wirksam zu werden.From the cycle, the molecular sieve samples -2, s. Table 1, -3, s. Table 2 and the solution samples -2 (-3) discharged, the waste product exchange solution (ideally) contains no more exchangeable cations in the molecular sieve. From Table 1 or 2 it can be seen that due to the two- (three) treatment of a molecular sieve first in the sum of a higher cation supply for the molecular sieve, than after two (three) times using the exchange solution. With the 4-cycle with twice or with the 5th cycle with three times the use of the exchange solution for ion exchange, however, constant technological conditions are assumed, s. Example Ba and Ca - a balance between the amount of cation exchanged into the molecular sieve and the cation amount of the "new solution". In general, the equilibrium position sets after a certain number of cycles depending on the exchange conditions and the type of cation to be exchanged. This equilibrium position is equally influenced by the factors known for ion exchange processes (for example selectivity, exchange time, temperature, concentration, stirring geometry) and must be taken into account. When this equilibrium is reached, the procedure according to the invention begins to become fully effective.
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Bei einem maximalen Austauschgrad im Molekularsieb wird ein minimaler Gehalt in der zu verwerfenden Ionenaustauschlösung erreicht. Besonders vorteilhaft wirkt sich diese Verfahrensweise bei der Zielstellung hoher Austauschgrad im Molekularsieb und kleiner Selektivität des einzutauschenden Kations aus. Durch Wiederverwendung der schon einem (oder mehreren) Austauscheen) unterworfenen Austauschlösungen wird der Gehalt am einzutauschenden Kation(en) in der zu verwerfenden Austauschlösung gegen Bull minimiert, so daß ein positiver Effekt auf die Materialökonomie entsteht. Durch diese Möglichkeit zur Minimierung kann außerdem die Bildung von schwerlöslichen Niederschlägen in nachgeschalteten Kanälen u.a. verhindert und die gesonderte Behandlung wegen des Vorhandenseins von Kationen, die Wasserschadstoffe sind, überflüssig werden.At a maximum degree of exchange in the molecular sieve, a minimum content in the ion exchange solution to be discarded is achieved. This procedure has a particularly advantageous effect on the target position of high degree of exchange in the molecular sieve and low selectivity of the cation to be exchanged. By reusing the replacements already subjected to one (or more) replacements, the content of the cation (s) to be exchanged in the exchange solution to be discarded is minimized against Bull, thus producing a positive effect on the material economy. This minimization option also allows the formation of poorly soluble precipitates in downstream channels, among others. prevented and the separate treatment because of the presence of cations, which are water pollutants are superfluous.
Die Erfindung soll nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert v/erden, ohne sie hierauf beschränken zu v/ollen.The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments, without restricting it to them.
Beispiel 1 Austausch am Molekularsieb Typ 132Example 1 Exchange on molecular sieve type 132
Gewählte Bedingungen für den Eintausch von Ba -Ionen in Molekularsieb Typ 13Σ:Selected conditions for the exchange of Ba ions in molecular sieve type 13Σ:
zweimaliger Austauschtwo exchanges
Molekularsiebeinsatzmenge (wasserfrei): Versuch 1-3 100 gMolecular sieve usage (anhydrous): Experiment 1-3 100 g
Versuch 4 15»8 g Austauschlösung: 1 1 Austauschtemperatur: 80 0C Austauschzeit: 2x6 Std.Trial 4 15 »8 g Replacement solution: 1 1 Exchanging temperature: 80 0 C Replacement time: 2x6 hrs
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Tabelle 3 Angabe des Ergebnisses des 4· Zyklus (Prinzip s. Tabelle 1)Table 3 Specification of the result of the 4-cycle (principle see Table 1)
Beispiel 2 Austausch am Molekularsieb Typ 4AExample 2 Exchange on molecular sieve type 4A
Gewählte Bedingungen für den Eintausch von Ca -Ionen im Molekularsieb Typ 4A: zweimaliger AustauschSelected conditions for the exchange of Ca ions in the molecular sieve type 4A: two exchanges
Molekularsiebeinsatzmenge (wasserfrei) : 200 gMolecular sieve usage (anhydrous): 200 g
Austauschlösung: 1 1Exchange solution: 1 1
Austauschtemperatur: 25 0CExchange temperature: 25 0 C
Austauschzeit: 2 2 3 Std.Exchange time: 2 2 3 hrs.
Tabelle 4 Angabe des Ergebnisses nach dem 5· Zyklus (Prinzip s. Tabelle 1)Table 4 Specification of the result after the 5-cycle (principle see Table 1)
Versuch 1 2Experiment 1 2
Angebot Mol Ca++:Mol 4A 0,768:1 0,99:'Offer Mol Ca ++ : Mol 4A 0.768: 1 0.99: '
Ca++-Konzentration (g/l) 22,2 28,6Ca ++ concentration (g / l) 22.2 28.6
Ca++-Austauschgrad (IA-%) 65,0 69,1Ca ++ exchange rate (IA-%) 65.0 69.1
Ca -Restgehalt in IA-Lösung (xel-%) 14,8 26,0Ca residual content in IA solution (xel%) 14.8 26.0
Claims (6)
eingesetzt werden,5. Method according to items 1 to 4 »characterized in that as]
be used
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD26992284A DD229391A1 (en) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | METHOD FOR PRODUCING MIXTURES OF MOLECULARS |
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DD26992284A DD229391A1 (en) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | METHOD FOR PRODUCING MIXTURES OF MOLECULARS |
Publications (1)
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DD229391A1 true DD229391A1 (en) | 1985-11-06 |
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DD26992284A DD229391A1 (en) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | METHOD FOR PRODUCING MIXTURES OF MOLECULARS |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0794002A3 (en) * | 1996-03-04 | 1997-11-26 | Praxair Technology, Inc. | Process for producing mixed-cation zeolites |
EP0940175A1 (en) * | 1998-03-03 | 1999-09-08 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Adsorbent with heterogeneous exchange degree and PSA process using the same |
-
1984
- 1984-11-27 DD DD26992284A patent/DD229391A1/en unknown
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FR2775618A1 (en) * | 1998-03-03 | 1999-09-10 | Air Liquide | ADSORBANT AT HETEROGENOUS EXCHANGE RATE AND PSA PROCESS IMPLEMENTING SUCH ADSORBANT |
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