DD252598A1

DD252598A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF MOLECULAR SCREENS

Info

Publication number: DD252598A1
Application number: DD29439486A
Authority: DD
Inventors: Frank Zehmisch; Matthias Schumann; Klaus Voigtberger; Hartmut Tschritter; Karl Winter
Original assignee: Bad Koestritz Chemiewerk
Priority date: 1986-09-15
Filing date: 1986-09-15
Publication date: 1987-12-23

Abstract

Die Erfindung hat das Ziel, bei der Herstellung von synthetischen Alumosilikaten die Synthesezeit zu verkuerzen, Produkte mit guten reproduzierbaren chemischen und physikalischen Eigenschaften zu synthetisieren und die Gesamtsynthese oekonomisch zu gestalten. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, als Syntheseausgangsstoffe solche Stoffe bzw. Stoffgemische einzusetzen, die zu einer Verkuerzung der Synthesezeit der Alumosilikate beitragen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, indem der Natriumaluminatloesung Kristallkeime unter Ausschluss von Luft zugesetzt werden. Als besonders vorteilhaft erwies sich hierbei der Einsatz der aus dem Syntheseprozess anfallenden Natriumaluminatablauge mit Kristallkeimen.The aim of the invention is to shorten the synthesis time in the production of synthetic aluminosilicates, to synthesize products with good reproducible chemical and physical properties, and to make the overall synthesis economical. It is based on the object of using such substances or mixtures of substances as synthesis starting materials, which contribute to a shortening of the synthesis time of the aluminosilicates. The task is solved by adding crystal nuclei to the sodium aluminate solution in the absence of air. In this case, the use of the resulting from the synthesis process Natriumaluminatablauge with crystal nuclei proved to be particularly advantageous.

Description

Fields of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Molekularsieben mit gut reproduzierbaren physikalisch-chemischen Eigenschaften in einer kurzen Synthesezeit.The invention relates to a process for the preparation of molecular sieves with readily reproducible physicochemical properties in a short synthesis time.

Characterization of the known technical solutions

Die Herstellung von synthetischen Alumosilikaten erfolgt entsprechend dem Stand der Technik nach bekannten Verfahren.The preparation of synthetic aluminosilicates is carried out according to the prior art by known methods.

Übereinstimmend wird in der Literatur die Synthese von Alumosilikaten folgendermaßen beschrieben. Eine SiCVhaltige Komponente, vorzugsweise Natriumsilikatlösung, wird mit einer AI₂O₃-haltigen Komponente, vorzugsweise Natriumaluminatlösung, vermischt und unter bestimmten Bedingungen ein kristallines Natriumalumosilikatr gewonnen. Dabei gehört es zum Stand der Technik, die Ausgangskomponenten so zu dosieren, daß in der Mischung ein großer Überschuß an Na₂O vorhanden ist. Das führt zwangsläufig dazu, daß nach der Abtrennung des kristallisierten Alumosilikates aus der Mutterlauge dieses überschüssige Na2Ü in derselben zum Teil verbleibt und nach Neutralisation mit einer beliebigen Säure dem Abwasser zugeführt wird. Dadurch wird ein wertvoller Rohstoff vernichtet. Es werden in diesem Zusammenhang zunehmend Arbeiten bekannt, die sich mit der Wiederverwendung des, in der Mutterlauge enthaltenen Rohstoffes beschäftigen.Coincidentally, the literature describes the synthesis of aluminosilicates as follows. An SiCV-containing component, preferably sodium silicate solution, is mixed with an Al ₂ O ₃ -containing component, preferably sodium aluminate solution, and a crystalline sodium aluminosilicate is obtained under certain conditions. It belongs to the state of the art to dose the starting components so that a large excess of Na ₂ O is present in the mixture. This inevitably means that after the separation of the crystallized aluminosilicate from the mother liquor this excess Na2Ü remains in the same in part and is supplied to the wastewater after neutralization with any acid. This destroys a valuable resource. In this context, work is increasingly becoming known which deals with the reuse of the raw material contained in the mother liquor.

So werden nach dem Patent DD 156253 die Mutterlauge von synthetischen Alumosilikaten zur direkten Synthese mit S1O2 und AI₂O3-haltigen festen Rohstoffen, wie Asche, Tone usw. eingesetzt. Das entstehende Alumosilikat ist jedoch verunreinigt und von minderer Qualität.Thus, according to the patent DD 156253 the mother liquor of synthetic aluminosilicates for direct synthesis with S1O2 and Al ₂ O 3 -containing solid raw materials such as ash, clays, etc. are used. However, the resulting aluminosilicate is contaminated and of inferior quality.

Das Patent US 4330518 beschreibt eine Verfahrensweise, nach der durch kontinuierliches Erhitzeh der Mutterlauge die Inhaltsstoffe in Form von Sodalith ausgefällt werden. Diese Aufarbeitung ist sehr energieintensiv. Dieser Nachteil trifft auch für das in dem Patent DE 2633304 dargestellte Verfahren zu. Hier wird die Mutterlauge eingedampft und durch Auflösen von Aluminiumhydroxid eine Aluminatlauge gewonnen, die in dem Syntheseprozeß wieder eingesetzt wird.The patent US 4330518 describes a procedure according to which the contents are precipitated in the form of sodalite by continuous heating of the mother liquor. This workup is very energy intensive. This disadvantage also applies to the method described in the patent DE 2633304. Here, the mother liquor is evaporated and an aluminate solution is obtained by dissolving aluminum hydroxide, which is used again in the synthesis process.

Das Patent FR 2832947 beschreibt ein Verfahren, wo die Mutterlauge im Kreislauf eingesetzt wird und die im Syntheseprozeß, verbrauchten Rohstoffe nachgelöst werden.Patent FR 2832947 describes a process in which the mother liquor is used in the circulation and the raw materials consumed in the synthesis process are redissolved.

Alle beschriebenen Verfahren zur Verwendung von Mutterlauge im Syntheseprozeß haben den Nachteil, daß die gewonnenen synthetischen Alumosilikate von minderwertiger Qualität sind und keine Reproduzierbarkeit der chemisch-physikalischen Eigenschaften erreicht wird. Über dies hinaus ist der Energieaufwand teilweise so hoch, daß der ökonomische Effekt verlorenAll of the processes described for the use of mother liquor in the synthesis process have the disadvantage that the synthetic aluminosilicates obtained are of inferior quality and no reproducibility of the physicochemical properties is achieved. In addition, the energy consumption is sometimes so high that lost the economic effect

Object of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, bei der Herstellung von synthetischen Alumosilikaten die Synthesezeit zu verkürzen, Produkte mit guten, reproduzierbaren chemischen und physikalischen Eigenschaften zu synthetisieren und die Gesamtsynthese ökonomisch zu verbessern.The aim of the invention is to shorten the synthesis time in the production of synthetic aluminosilicates, to synthesize products with good, reproducible chemical and physical properties, and to improve the overall synthesis economically.

Presentation of the essence of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, bei der Herstellung von synthetischen Alumosilikaten die Synthesezeit erheblich zu verkürzen und die Alumosilikate mit guten, reproduzierbaren chemischen und physikalischen Eigenschaften zu synthetisieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Herstellung von synthetischen Alumosilikaten als Ausgangsstoff eine Natriumaluminatlaugemit Kristallkeimen von 0,1 bis 1,0>m eingesetzt wird.The invention has the task of significantly shortening the synthesis time in the production of synthetic aluminosilicates and to synthesize the aluminosilicates with good, reproducible chemical and physical properties. The object is achieved in that a Natriumaluminatlaugemit crystal nuclei of 0.1 to 1.0> m is used for the preparation of synthetic aluminosilicates as starting material.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß durch die Zugabe von Kristallkeimen zu der Natriumaluminatlauge sich die Synthesezeit von Alumosilikaten um 15-20% verkürzt. Gleichzeitig wurde gefunden, daß die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Alumosilikate unter den oben genannten Bedingungen gut reproduzierbar sind. Der Effekt wird verstärkt, wenn die Zugabe der Kristallkeime zu der Natriumaluminatlauge unter Ausschluß von Luft erfolgt. Als Schutzgas kommen vorzugsweise Wasserdampf und/oder Stickstoff zum Einsatz.It has surprisingly been found that the addition of seed crystals to the sodium aluminate liquor shortens the synthesis time of aluminosilicates by 15-20%. At the same time, it has been found that the chemical and physical properties of the aluminosilicates are well reproducible under the conditions mentioned above. The effect is enhanced when the addition of the crystal nuclei to the sodium aluminate liquor occurs in the absence of air. The protective gas used is preferably water vapor and / or nitrogen.

Die Zugabe der Kristallkeime kann entweder direkt zu der Natriumaluminatlauge erfolgen oder die Kristallkeime werden unter Verwendung der aus dem Syntheseprozeß anfallenden Natriumaluminatablauge indirekt in die Natriumaluminatlauge eingetragen.The addition of the seed crystals can either be done directly to the Natriumaluminatlauge or the seeds are indirectly registered using the resulting from the synthesis process Natriumaluminatablauge in the Natriumaluminatlauge.

Hierbei kommt Natriumaluminatablauge zum Einsatz, die 0,001 Ma.-% bis 2 Ma.-%, vorzugsweise 0,01 Ma.-% bis 0,1 Ma.-% Kristallkeime von 0,1 bis 1,0/um enthält. Dieser Natriumaluminatablauge werden definiert AI2O3 und Na₂O zugesetzt. Die hergestellte Natriumaluminatlösung mit Kristallkeimen wird erfindungsgemäß bei der Synthese von Alumosilikaten eingesetzt.In this case, sodium aluminate waste liquor is used, which contains 0.001% by weight to 2% by weight, preferably 0.01% by weight to 0.1% by weight, of crystal nuclei of 0.1 to 1.0 μm. This Natriumaluminatablauge be defined added AI2O3 and Na ₂ O. The produced sodium aluminate solution with crystal nuclei is used according to the invention in the synthesis of aluminosilicates.

Die Erfindung wird an nachstehenden Beispielen näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein.The invention is explained in more detail by the following examples, without being limited thereto.

1. Ausführungsbeispiel1st embodiment

Es werden in einem geschlossenen Rührkessel zu 50 kg Natriumaluminatlauge mit einer Zusammensetzung von 17,8 Ma.-% Na₂O und 19 Ma.-% AI₂O3 unter Ausschluß von Luft, 30 kg H₂O und 0,015kg Kristallkeime von 0,1-1 ,Ομ,ιτι zugesetzt. Die verdünnte und mit Kristallkeimen versetzte Natriumaluminatlauge wird mit 31,6 kg Natriumwasserglas mit einem Gehalt von 26,9Ma.-% SiO₂ und 6,7 Ma.-% Na₂O ideal vermischt und bei 80°C in 5 Stunden zu einem Molsieb 4A umgesetzt. Das Molsieb 4A besitzt eine Wasserdampfadsorptionskapazität von 22,4Ma.-% über 70%iger H₂SO^Are in a closed stirred reactor to 50 kg of sodium aluminate liquor having a composition of 17.8 wt .-% Na ₂ O and 19 wt .-% Al ₂ O 3 with the exclusion of air, 30 kg H ₂ O and 0,015kg crystal nuclei of 0, 1-1, Ομ, ιτι added. The diluted and seeded sodium aluminate liquor is ideally mixed with 31.6 kg of sodium silicate containing 26.9% by weight of SiO ₂ and 6.7% by weight of Na ₂ O and converted to a molecular sieve at 80 ° C. in 5 hours 4A implemented. The molecular sieve 4A has a water vapor adsorption capacity of 22.4% by mass over 70% H ₂ SO ₄

2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment

In einem geschlossenen Rührkessel werden 15,1 kg einer Aluminatlösung vorgelegt, welche nach der 4A-Molsiebsynthese in folgender Zusammensetzung anfällt: 0,97 Ma.-%AI₂O3 und 5,5 Ma.-% Na₂O. Diese Aluminatlauge enthält 0,03 Ma-% Kristallkeime von 0,1 bis 0,5μηη Größe. Es werden dieser Lösung 14kg AI(OH)₃ und 21 kg 50Ma.-%igen NaOH zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird mit 18,2kg Wasserglas mit 25,0Ma.-% SiO₂ und 7,0Ma.-% Na₂O 4 Stunden bei 8O⁰C umgesetzt. Das erhaltene kristalline Produkt zeichnet sich durch folgende Wasserdampfaufnahmen aus:In a closed stirred tank 15.1 kg of an aluminate solution are presented, which is obtained by the 4A-Molsiebsynthese in the following composition: 0.97% by weight of Al ₂ O ₃ and 5.5 Ma .-% Na ₂ O. This aluminate contains 0 , 03% crystal nuclei from 0.1 to 0.5μηη size. 14 kg of Al (OH) ₃ and 21 kg of 50% by weight NaOH are added to this solution. The resulting solution is reacted with 18.2 kg of water glass with 25.0Ma .-% SiO ₂ and 7.0Ma .-% Na ₂ O 4 hours at 8O ⁰ C. The resulting crystalline product is characterized by the following water vapor recordings:

H₂O-Partialdruck WasseraufnahmekapazitätH ₂ O partial pressure water absorption capacity

45Pa 18,645Pa 18.6

612Pa 25,0612Pa 25.0

Claims

1. A process for the preparation of molecular sieves, characterized in that a Natriumaluminatlösung is used with seed crystals for the production of molecular sieves.

2. The method according to item 1, characterized in that the addition of the crystal nuclei takes place in the Natriumaluminatlauge under a constant protective atmosphere.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that a protective gas, preferably nitrogen and / or steam, is used.

4. The method according to item 1, characterized in that crystal nuclei of 0.1 to 1.0 μηι. be used.

5. The method according to item 1, characterized in that 0.001 to 2.0Ma .-%, preferably 0.01 to 1.0Ma .-%, are added to seed crystals.

6. The method according to item 1 to 5, characterized in that the Natriumaluminatablauge is used from the molecular sieve synthesis.

7. The method according to item 1 to 6, characterized in that it is used for the synthesis of molecular sieve of type A and type X.