DE1234696B - Verfahren zur Herstellung von hochreinem Zeolith Y - Google Patents
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- C01B33/2807—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures
- C01B33/2838—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of faujasite type, or type X or Y (UNION CARBIDE trade names; correspond to GRACE's types Z-14 and Z-14HS, respectively)
- C01B33/2853—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of faujasite type, or type X or Y (UNION CARBIDE trade names; correspond to GRACE's types Z-14 and Z-14HS, respectively) of type Y
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Description
- Verfahren zur Herstellung von hochreinem Zeolith Y Die Erfindung betrifft die Herstellung von kristallinen synthetischen Zeolithen, die sich als Molekularsiebe eignen, insbesondere ein verbessertes, für die großtechnische Produktion vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Zeolith Y mit verhältnismäßig hohem Si02-A1.03-Verhältnis.
- Die Zusammensetzung von Zeolith Y kann in Molverhältnissen der Oxyde wie folgt ausgedrückt werden: 0,9IL0,2 Na2O : W Si0, : x H20 worin W ein Wert von mehr als 3 bis zu etwa 6 und x ein Wert bis zu etwa 9 ist. Zeolith Y hat ein charakteristisches Röntgenstrahlenbeugungsbild, das zu seiner Identifizierung dienen kann. Die Werte der Röntgenstrahlenbeugung sind in Tabelle A aufgeführt. Die Werte für den Zwischenebenenabstand d sind in Ä ausgedrückt. Zeolith Y und seine Herstellung sind Gegenstand der deutschen Patente 1098 929 und 1203 239.
Tabelle A Röntgenstrahlenbeugungsbild für Zeolith Y hkl I h2 -1- k2 + 12 d in Ä Intensität 111 3 14,37 bis 14,15 sehr stark 220 8 8,80 bis 8,67 mittel 311 11 7,50 bis 7,39 mittel 331 19 5,71 bis 5,62 stark 333,511 27 4,79 bis 4,72 mittel 440 32 4,46 bis 4,33 mittel 531 35 4,29 bis 4,16 schwach 600,442 36 4,13 bis 4,09 schwach 620 40 3,93 bis 3,88 schwach 533 43 3,79 bis 3,74 stark 631 46 3,66 bis 3,62 mittel 711,551 51 3,48 bis 3,43 sehr schwach 642 56 3,33 bis 3,28 stark 733 67 3,04 bis 3,00 mittel 822,660 72 2,93 bis 2,89 mittel 751,555 75 2,87 bis 2,83 stark 840 80 2,78 bis 2,74 mittel Tabelle A (Fortsetzung) hkl I h2 -I- k2 -I- 1- I din ä Intensität 911,753 83 2,73 bis 2,69 schwach 664 88 2,65 bis 2,61 mittel 844 96 2,54 bis 2,50 sehr schwach 10, 0, 0; 860 100 2,49 bis 2,45 sehr schwach 10, 2, 0; 862 104 2,44 bis 2,40 sehr schwach 10, 2, 2; 666 108 2,39 bis 2,36 mittel 10, 4, 0; 864 116 2,29 bis 2,25 sehr schwach 11, 1, 1; 775 123 2,24 bis 2,21 sehr schwach 880 128 2,20 bis 2,17 schwach 11, 3,1; 971; 955 131 2,18 bis 2,14 sehr schwach 11, 3, 3; 973 139 2,11 bis 2,08 schwach 12, 0, 0; 884 144 2,07 bis 2,04 sehr schwach 11, 5, 2; 10, 7, 1; 10,5, 5 150 2,03 bis 2,00 sehr schwach 10, 8, 2 168,171 1,92 bis 1,89 sehr schwach 13, 1, 1; 11, 7, 1; 11, 5, 5; 993 13, 3, 1; 11, 7, 3; 977 179 1,86 bis 1,83 sehr schwach 13, 3, 3; 995 187,192 1,82 bis 1,79 sehr schwach 888 13, 5, 1; 11, 7, 5 195 1,78 bis 1,76 sehr schwach 14, 2, 0; 10, 10, 0; 10, 8, 6 200 1,76 bis 1,73 schwach 13, 5, 4; 11, 8, 5 210 1,71 bis 1,69 schwach - Zeolithe mit hohem Siliciumdioxydgehalt, wie Zeolith Y, sind jedoch auch im Laboratoriumsmaßstab in hoher Reinheit stets schwieriger zu synthetisieren als die Zeolithe mit niedrigerem Si02-A1203-Verhältnis, wie Natrium-Zeolith A. Dies gilt besonders für Zeolith Y mit Si02-A1203-Verhältnissen von mehr als etwa 3,9. Faktoren wie Zeit, Temperatur, Rühren und Siliciumdioxydquelle üben einen immer größeren Einfluß aus, je größer die Siliciurndioxydmengen werden, die in die Struktur von Zeolith Y eingebaut werden sollen. Es hat sich gezeigt, daß die beschriebenen bekannten Verfahren für die Herstellung von Zeolith Y nicht ganz zufriedenstellend sind.
- Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von kristallinen Zeolith-Y-Molekularsieben, das sich ganz besonders zur großtechnischen Erzeugung dieses Zeoliths in hochreiner Form eignet. Das Verfahren gemäß der Erfindung wird wie folgt durchgeführt: Man bildet zwei getrennte wäßrige Gemische, nämlich eine wäßrige Suspension ein« Verbindung, die eine Quelle für reaktionsfähiges Siliciumdioxyd darstellt, und eine wäßrige Lösuug von Natriumaluminat und Natriumhydroxyd, führt die beiden wäßrigen Gemische bei Umgebungstemperatur, d. h. bei Raumtemperatur, in eine Vorrichtung, in der die vereinigten Gemische unter Bildung eines Gels kräftig verrührt werden, wobei man die ZuluB-menge jedes Stroms so einstellt, daß die vereinigten Teilströme, die zur Mischvorrichtung gelangen, zu jeder Zeit Si02, A1203, H20 und Na20 in den Mengenverhältnissen enthalten, die zur Bildung von Zeolith Y mit dem gewünschten Si02-A1203-Verhältnis erforderlich sind, hält das gebildete Gel so lange bei Umgebungstemperatur, bis sich ein amorpher Zeolith gebildet hat, erhitzt anschließend das Reaktionssystem im Ruhestand auf etwa 80 bis 125°C, vorzugsweise auf etwa 100°C, bis sich kristalliner Zeolith Y gebildet hat, und isoliert anschließend den kristallinen Zeolith Y vom übrigen Reaktionssystem.
- Unter dem Ausdruck »Umgebungstemperatur« ist die Lufttemperatur zu verstehen, die normalerweise in einer Anlage herrscht, in der Natrium-Zeolith Y hergestellt wird, nämlich etwa 13 bis 38°C.
- Das wäßrige Gemisch, das die Siliciumdioxydquelle enthält, ist im wesentlichen frei von A1203 oder einer Quelle für A1203. Ebenso ist das wäßrige Gemisch, das das Natriumhydroxyd und Natriumaluminat enthält, praktisch frei von Siliciumdioxyd oder einer Quelle für Siliciumdioxyd.
- Jedoch können die normalerweise anwesenden Mengen von verunreinigendem Siliciumdioxyd in der A1203-Quelle und die normalerweise anwesenden Mengen von verunreinigendem A1203 in der Siliciumdioxydquelle, die in der Größenordnung von etwa 10/0 oder darunter liegen, ohne nachteilige Auswirkungen beim Verfahren gemäß der Erfindung in Kauf genommen werden.
- Zur Herstellung von Zeolith Y eignen sich als Quelle für Aluminiumoxyd beispielsweise aktiviertes Aluminiumoxyd, y-Aluminiumoxyd, Aluminiumoxydtrihydrat und Natriumaluminat. Siliciumdioxyd kann durch Natriumsilicat, Silicagele, Kieselsäure, wäßrige kolloide Kieselsäuresole und reaktionsfähige amorphe, feste Kieselsäuren eingeführt werden. Die letzten beiden Gruppen werden bevorzugt, wenn Zeolith Y mit Si02-A1203-Molverhältnissen von mehr als etwa 4,5 hergestellt werden soll. Diese Siliciumdioxydquellen können gegebenenfalls auch zur Herstellung von Zeolith Y mit Si02-A1203-Molverhältnissen von weniger als etwa 4,5 verwendet werden. Die Herstellung typischer Kieselsäureresole, die sich für die Zwecke der Erfindung eignen, ist in den USA.-Patentschriften 2 574 902 und 2 597 872 beschrieben. Typisch für die Gruppe der reaktionsfähigen amorphen, festen Kieselsäuren, die vorzugsweise eine Teilchengröße von weniger als 1 #t haben, sind beispielsweise Dampfphasenkieselsäuren, chemisch gefällte Kieselsäuren und gefällte Kieselsäureresole einschließlich der Kieselsäuren. Auch feines Glaspulver kann verwendet werden. Zur Einstellung des pH-Wertes und zur Einführung des Natriumions kann Natriumhydroxyd dienen.
- Wenn ein wäßriges kolloides Kieselsäuresol oder eine reaktionsfähige, amorphe, feste Kieselsäure als Hauptquelle des Siliciumdioxyds verwendet wird, kann Zeolith Y hergestellt werden, indem eine wäßrige Kieselsäuresuspension und eine wäßrige Natriumaluminatlösung hergestellt werden, die insgesamt eine in Molverhältnissen der Oxyde ausgedrückte Zusammensetzung haben, die in einen der Bereiche fällt, die in Tabelle 1 angegeben sind.
Tabelle I Bereich 1 Bereich 2 Bereich Na20 : Si02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,20 bis 0,40 0,41 bis 0,60 0,61 bis 0,80 SiO2: A1203 .............. ..................... 10 bis 40 10 bis 30 7 bis 30 HZO : Na20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 bis 60 20 bis 60 20 bis 60 Tabelle 1I Bereich 4 Na2O .Si02 ............................ .................. 0,4 bis 0,6 SiO2: A1203 ........................ . ...................... 15 bis 25 H20: Na20 ..................................... ....... 20 bis 50 Tabelle 111 Bereich 5 Bereich 6 I Bereich 7 Na20 : SiO2 . . . .. . ... . .. . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 0,6 bis 1,0 1,5 bis 1,7 1,9 bis 2,1 SiO2: A1203 ...................... - ............. 8 bis 30 10 bis 30 etwa 10 H20: Na20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .... 12 bis 90 20 bis 90 40 bis 90 Tabelle IV Bereich 8 Bereich 9 Na20 : Si0......... 0,70 bis 0,90 1,5 bis 1,7 SiO2 : A1203 ....... 10 bis 25 10 bis 20 H20: Na20 . . . . . . . . 12 bis 90 20 bis 90 - Wenn praktisch reine Natrium-Zeolith Y-Molekularsiebe mit Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Molverhältnissen bis zu etwa 6 gewünscht werden, kann die Herstellung aus Gesamtmischungen von Reaktionskomponenten erfolgen, in denen ein wäßriges, kolloides Kieselsäuresol oder eine reaktionsfähige, amorphe, feste Kieselsäure als Hauptquelle des Siliciumdioxyds verwendet wird, und die in einen der folgenden Bereiche fallen:
Bereich 10 Na2,0: SiO2 . .. . . . . . . . . . . . . . . . 0,28 bis 0,30 Na2O : SiO2 . . . . . . . . . . . . . . 0,28 bis 0,30 Si02 : A1203 . . . . . . . . . . . . . . 8 bis 10 H20 : Na20 . . . . . . . . . . . . . . 30 bis 50 Bereich 11 Na2O : SiO2 . . . . . . . . . . etwa 0,4 Si02 : Al2O3 . . . . . . . . . . . . . . 10 bis 27 H20: Na 20 . . . . . . . . . . . . . . 30 bis 50 Na20 : SiO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,4 SiO2: A1203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 H20: Na20 ........... . ........... 40 Na2O : SiO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,4 Si02: A1203 . . ..................... 15 H20: Na20 ....................... 30 Na2O :Si02 ....................... 0,4 SiO2: A1203 ...... . ................ 10 H20: Na20 ....................... 40
Claims (3)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von hochreinem Zeolith Y aus wäßrigen Gemischen reaktionsfähiger Kieselsäure, Natriumaluminat und Natriumhydroxyd, dadurch gekennzeichn e t , daß man einen Strom eines wäßrigen, eine Quelle für reaktionsfähiges SiO2 darstellenden Gemisches mit der zur Bildung von Zeolith Y mit dem gewünschten Si02-A1203-Verhältnis erforderlichen Menge eines zweiten, aus einer wäßrigen Lösung von Natriumaluminat und Natriumhydroxyd bestehenden Teilstromes bei Umgebungstemperatur gründlich vermischt, das gebildete Gel so lange bei dieser Temperatur hält, bis sich ein amorpher Zeolith gebildet hat, und anschließend das Reaktionsgemisch im Ruhezuständ auf etwa 80 bis 125°C bis zur Bildung von kristallinem Zeolith Y erhitzt und diesen aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Natriumzeolith Y mit einem Si02-A1203-Verhältnis von mehr als 3,9 bis 6 ein wäßriges kolloidales Kieselsäuresol oder reaktionsfähige feste amorphe Kieselsäure als Si02-Quelle genommen wird und das aus den Teilströmen erzeugte Gemisch die folgende, in Molverhältnissen der Oxyde ausgedrückte Zusammensetzung hat:
Na2O : SiO2 . . . . . . . . . . . . . 0,4 bis 0,6 SiO2 : A1203 . . . . . . . . . . . . . 15 bis 25 H20: Na20 . . . . . . . . . . . . . 20 bis 50 - 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Natriumzeolith Y mit einem Si0z-A1,03-Verhältnis von mehr als 3 bis 3,9 Natriumsilicat, Kieselsäuregel oder Kieselsäure als Si02-Quelle genommen wird und das aus den Teilströmen erzeugte Gemisch die folgende, in Molverhältnissen der Oxyde ausgedrückte Zusammensetzung hat:
Na2O : SiO2 . . . 0,70 bis 0,90 oder 1,5 bis 1,7 SiO2 : A1203. . . 10 bis 25 oder 10 bis 20 H20: Na20 ... 12 bis 90 oder 20 bis 90
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1234696XA | 1963-02-27 | 1963-02-27 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEU10527A Withdrawn DE1234696B (de) | 1963-02-27 | 1964-02-25 | Verfahren zur Herstellung von hochreinem Zeolith Y |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1234696B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2951192A1 (de) * | 1978-12-20 | 1980-07-10 | Huber Corp J M | Verfahren zur herstellung von natriumaluminosilikat-zeolithen von kleiner und einheitlicher teilchengroesse, die dabei erhaltenen zeolithe und ihre verwendung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE588740C (de) * | 1929-08-03 | 1933-11-25 | Gen Zeolite Co | Herstellung gallertartiger Zeolithe |
FR1169014A (fr) * | 1955-12-22 | 1958-12-19 | Exxon Research Engineering Co | Procédé de préparation d'adsorbants |
-
1964
- 1964-02-25 DE DEU10527A patent/DE1234696B/de not_active Withdrawn
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