DE1269111B - Process for the production of crystalline synthetic zeolites - Google Patents
Process for the production of crystalline synthetic zeolitesInfo
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- C01B33/2815—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 type A (UNION CARBIDE trade name; corresponds to GRACE's types Z-12 or Z-12L)
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
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Deutsche KL: 12 i- 33/26German KL: 12 i- 33/26
P 12 69 111.1-41
19. Mai 1965
30. Mai 1968P 12 69 111.1-41
May 19, 1965
May 30, 1968
Kristalline synthetischeZeolithe mit Molekularsiebund Ionenaustauscheigenschaften sind bereits bekannt. Sie können durch Einbringen von geeigneten Mengen Kieselsäure, Aluminiumoxyd und Alkalimetall in ein geeignetes wäßriges Medium und nachfolgendes Auskristallisieren des gewünschten Zeolithen aus der Mischung hergestellt werden. Wenn man das während der Herstellung gewöhnlich gewählte Alkalimetall, ζ. B. Natrium, durch ein anderes Element, z. B. Lithium, Magnesium, Calcium, Strontium, Nickel, Zink, ίο Silber oder Ammonium auszutauschen wünscht, kann dies gewöhnlich leicht durch Ionenaustausch zwischen dem ursprünglich erhaltenen Zeolithen und einer Lösung des betreffenden Elementes erreicht werden.Crystalline synthetic zeolites with molecular sieve Ion exchange properties are already known. You can by bringing in appropriate amounts Silica, aluminum oxide and alkali metal in a suitable aqueous medium and subsequent crystallization of the desired zeolite can be prepared from the mixture. If you do that during alkali metal usually chosen for manufacture, ζ. B. sodium, by another element, e.g. B. Lithium, Magnesium, calcium, strontium, nickel, zinc, ίο If one wishes to exchange silver or ammonium, this can usually be done easily by ion exchange between the originally obtained zeolite and a solution of the element in question.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung kristalliner synthetischer Zeolithe werden im allgemeinen wäßrige Natriumaluminat- und Natriumsilicatlösungen (in Form von Wasserglas Na2O · «SiO2, wobei η etwa 2 bis 4 ist, oder in Form kolloidaler Kieselsäure oder als Silicagel) miteinander vereinigt. Bei einem bekannten Herstellungsverfahren liegt dabei in der Reaktionsmischung das Verhältnis von Na2O : SiO2 bei 1,2 bis 1,5, von SiO2: Al2O3 bei 2,5 bis 5,0 und von H2O : Na2O bei 35 bis 60.In the known processes for producing crystalline synthetic zeolites, aqueous sodium aluminate and sodium silicate solutions (in the form of water glass Na 2 O · «SiO 2 , where η is about 2 to 4, or in the form of colloidal silica or silica gel) are combined with one another. In a known production process, the ratio of Na 2 O: SiO 2 in the reaction mixture is 1.2 to 1.5, of SiO 2 : Al 2 O 3 is 2.5 to 5.0 and of H 2 O: Na 2 O at 35 to 60.
Es wurde nun gefunden, daß man durch sorgfältige Auswahl der als Ausgangsmaterial verwendeten Kieselsäurekomponente das Ergebnis und die Wirksamkeit der Umsetzung erheblich beeinflussen und zu einer besonders wirksamen und wirtschaftlich vorteilhaften Herstellungsweise gelangen kann. Die Art der Silicatlösung ist von entscheidender Bedeutung für die wirtschaftlichen Arbeitsbedingungen.It has now been found that by carefully selecting the silica component used as the starting material significantly affect the outcome and effectiveness of implementation and lead to a can reach particularly effective and economically advantageous production method. The type of silicate solution is of vital importance for economic working conditions.
Verfahren zur HerstellungMethod of manufacture
von kristallinen synthetischen Zeolithenof crystalline synthetic zeolites
Anmelder:Applicant:
Peter Spence & Sons Limited,
Widnes, Lancashire (Großbritannien)Peter Spence & Sons Limited,
Widnes, Lancashire (UK)
Vertreter:Representative:
Dr. rer. nat. J.-D. Frhr. v. UexküllDr. rer. nat. J.-D. Mr. v. Uexkull
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. V. Graf zu Stolberg, Patentanwälte,and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. V. Graf zu Stolberg, patent attorneys,
2000 Hamburg 52, KÖniggrätzstr. 82000 Hamburg 52, KÖniggrätzstr. 8th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Edwin Bolwell Andrews, Widnes, Lancashire;Edwin Bolwell Andrews, Widnes, Lancashire;
John Kerr, Warrington, Lancashire;John Kerr, Warrington, Lancashire;
Thomas Vincent Whittam,Thomas Vincent Whittam,
Warrington, Lancashire (Großbritannien)Warrington, Lancashire (UK)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 20. Mai 1964 (20 769) - -Great Britain May 20, 1964 (20 769) - -
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von kristallinen synthetischen Zeolithen mit Molekularsieb- und Ionenaustauscheigenschaften durch Vereinigen wäßriger Natriumaluminat- und Natriumsilicatlösungen zu einer Reaktionsmischung mit einem Molverhältnis in einem der Bereiche a), b) oder c)According to the invention, a method for production of crystalline synthetic zeolites with molecular sieve and ion exchange properties Combine aqueous sodium aluminate and sodium silicate solutions to form a reaction mixture with a Molar ratio in one of the areas a), b) or c)
a)a)
b)b)
c)c)
SiO2: Al2O3
Na2O: SiO2
H2O: Na2OSiO 2 : Al 2 O 3
Na 2 O: SiO 2
H 2 O: Na 2 O
0,06 bis 4,00.06 to 4.0
0,7 bis 20,00.7 to 20.0
15,0 bis 200,0 2,0 bis 30,015.0 to 200.0 2.0 to 30.0
0,4 bis 6,50.4 to 6.5
10,0 bis 150,010.0 to 150.0
8,0 bis 30,08.0 to 30.0
1,0 bis 3,01.0 to 3.0
10,0 bis 120,010.0 to 120.0
vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Silicatkomponente mindestens zum Teil Natriummetasilicat-pentahydrat Na2O · SiO2 · 5H2O besonderer Aktivität in einem Verhältnis zu sonstigen Silicatbestandteilen, ausgedrückt alsproposed, which is characterized in that the silicate component is at least partially sodium metasilicate pentahydrate Na 2 O · SiO 2 · 5H 2 O special activity in a ratio to other silicate components, expressed as
Na2O-SiO2-5H2O: SiO2 Na 2 O-SiO 2 -5H 2 O: SiO 2
von 1,0 : 0 bis 1,0: 76,0 verwendet und die Reaktionsmischung ohne Alterung unterhalb der Kristallisationstemperatur bei Temperaturen zwischen 30 und 120°C, vorzugsweise zwischen 50 und 1000C, zur Kristallisation bringt.1.0: 0 to 1.0: 76.0 is used, and brings the reaction mixture without aging below the crystallization temperature at temperatures between 30 and 120 ° C, preferably between 50 and 100 0 C for crystallization.
Das aktive Natriummetasilicat-pentahydrat ist dadurch definiert, daß es unter den Bedingungen eines Laboratoriumsversuches innerhalb einer Reaktionszeit von 3 Stunden Zeolith X ergibt. Dabei wird unter den folgenden Bedingungen gearbeitet:The active sodium metasilicate pentahydrate is thereby defines that it is under the conditions of a laboratory test within a reaction time of 3 hours gives zeolite X. The work is carried out under the following conditions:
Bei Raumtemperatur werden 8 g Natriummetasilicatpentahydrat in 20 g Wasser gelöst und in diese Lösung g wäßriges Natriumaluminat mit einem Gehalt von8 g of sodium metasilicate pentahydrate are obtained at room temperature dissolved in 20 g of water and in this solution g of aqueous sodium aluminate with a content of
809 557/437809 557/437
0,75 g Na2O und 1,0 g Al2O3 eingemischt. Die Mischung wird unter Rühren bei 90 bis 1000C 3 Stunden am Rückfluß gehalten, filtriert, gewaschen und der Niederschlag bei 80 bis 1400C getrocknet. Eine Messung der Röntgenbeugung des Pulvers zeigt, daß es sich um einen im wesentlichen reinen ZeolithX handelt.0.75 g Na 2 O and 1.0 g Al 2 O 3 mixed in. The mixture is maintained under stirring at 90 to 100 0 C for 3 hours under reflux, filtered, washed and dried the precipitate at 80 to 140 0 C. A measurement of the X-ray diffraction of the powder shows that it is an essentially pure ZeoliteX.
Das aktive Natriummetasilicat-pentahydrat ist im Handel erhältlich und hat das weiter unten beschriebene Röntgenbeugungsbild. Die wichtigeren Beugungslinien sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt, jedoch kann das Beugungsbild zahlreiche weitere Linien mit geringerer Intensität enthalten. Die Intensität der Linien kann je nach Art der Herstellung verschieden sein. In Tabelle 1 und den folgenden Tabellen 3 bis 5 bezeichnet d den Abstand in Angstrom und / die visuell bestimmte relative Linienintensität, wobei der /-Wert der stärksten Linie auf 10 festgesetzt ist.The active sodium metasilicate pentahydrate is commercially available and has the X-ray diffraction pattern described below. The more important diffraction lines are listed in the following table 1, but the diffraction image can contain numerous other lines with lower intensity. The intensity of the lines can vary depending on the type of manufacture. In Table 1 and the following Tables 3 to 5, d denotes the distance in Angstroms and / the visually determined relative line intensity, the / value of the strongest line being set at 10.
Röntgenbeugungsbild von Na2O · SiO2 · 5H2OX-ray diffraction pattern of Na 2 O · SiO 2 · 5H 2 O
Dieses Beugungsbild stimmt mit dem ASTM-Index für Natriummetasilicat-pentahydrat überein. Es wird angenommen, daß die bei der Zeolithsynthese durch die erfindungsgemäße Wahl des Silicatbestandteils erzielten Vorteile darauf zurückzuführen sind, daß das ausgewählte Silicat sich in Wasser zu einer echten Lösung eines hochreaktiven Metasilications löst, welche mit dem Aluminiumoxydbestandteil rasch zu einem homogenen Aluminiumsilicatgel reagiert. Es wird weiter angenommen, daß die Pentahydrationen in der Reaktionslösung ein Fortschreiten der Reaktion in der erfindungsgemäß gewünschten Richtung bewirken. Vom Standpunkt der Reaktivität wird die Verwendung von mizellhaltigen Silicatlösungen, weiche vor der Umsetzung zur Bildung des Aluminiumsilicatgels einer Alterung bedürfen, als unerwünscht angesehen. This diffraction pattern is consistent with the ASTM index for sodium metasilicate pentahydrate. It will assumed that in the zeolite synthesis by the inventive choice of the silicate component The advantages achieved are due to the fact that the selected silicate becomes a real one in water Solution of a highly reactive metasilication dissolves, which quickly increases with the aluminum oxide component a homogeneous aluminum silicate gel reacts. It is further believed that the pentahydrations cause the reaction to proceed in the direction desired according to the invention in the reaction solution. From the standpoint of reactivity, the use of micellar silicate solutions, soft require aging prior to the reaction to form the aluminum silicate gel, are considered undesirable.
Wenn das Metasilicathydrat der einzige Silicatbestandteil der Reaktionsmischung darstellt, muß dasIf the metasilicate hydrate is the only silicate constituent of the reaction mixture, it must be
MolverhältnisMolar ratio
Na2ONa 2 O
der Reaktionsmischung gleichthe same as the reaction mixture
SiO2 -- ° ° SiO 2 - ° °
oder größer als 1 sein. Dies kann jedoch variiert werden, indem man das bevorzugte hochreaktive Metasilicat-pentahydrat zur Lenkung der Umsetzung in die gewünschte Richtung zusammen mit Kieselsäure in anderer Form, beispielsweise Wasserglas oder sogar freier Kieselsäure, verwendet.or greater than 1. However, this can be varied by using the preferred highly reactive metasilicate pentahydrate to steer the implementation in the desired direction together with silica in Another form, for example water glass or even free silica, is used.
Sofern eine angemessene Menge des Natriummetasilicat-pentahydrats in der Reaktionsmischung vorliegt, werden auch die Vorteile dieses Materials, beispielsweise erhöhte Reaktionsgeschwindigkeit und Selektivität, erzielt.If there is an adequate amount of the sodium metasilicate pentahydrate in the reaction mixture, will also take advantage of this material, such as increased reaction speed and Selectivity achieved.
Das Molverhältnis von Natriummetasilicat-pentahydrat zu Kieselsäure anderer Herkunft soll im Bereich von 1,0 zu 0 bis 1,0 zu 76,0 liegen. Zur Herstellung von Zeolith X wird ein VerhältnisThe molar ratio of sodium metasilicate pentahydrate to silica of other origin is said to be in the range from 1.0 to 0 to 1.0 to 76.0. To produce zeolite X, a ratio is used
Na2O-SiO3-5H2OrSiO2 Na 2 O-SiO 3 -5H 2 OrSiO 2
von 1,0 zu 0 bis 1,0 zu 0,7 bevorzugt.from 1.0 to 0 to 1.0 to 0.7 preferred.
Aus den nachstehenden Tabellen 5 bis 13 ist zu ersehen, daß man die erfindungsgemäßen Vorteile nur bei Verwendung des vorstehend als aktives Natriummetasilicat-pentahydrat bezeichneten Materials erzielen kann und überraschenderweise weder wasserfreies Natriummetasilicat noch Natriummetasüicatnonahydrat für die erfindungsgemäße Aufgabenstellung geeignet sind. Die letztgenannten Metasilicate verhalten sich genau wie die Wassergläser und Disilicate und zeigen nicht die gesteigerte Reaktionsgeschwindigkeit und Selektivität des aktiven Metasilicat-pentahydrats. From the following tables 5 to 13 it can be seen that the advantages according to the invention are only using the material referred to above as active sodium metasilicate pentahydrate can and surprisingly neither anhydrous sodium metasilicate nor Natriummetasüicatnonahydrat are suitable for the task according to the invention. The latter metasilicates behave exactly like the water glasses and disilicates and do not show the increased reaction speed and selectivity of the active metasilicate pentahydrate.
Im Vergleich zu bekannten Verfahren führt die erfindungsgemäße Auswahl des Silicatbestandteils zu a) erheblich gesteigerten Reaktionsgeschwindigkeiten bei allen gegebenen Temperaturen, b) der Verwendbarkeit erheblich geringerer Reaktionstemperaturen, c) Produkten mit größerer Reinheit und d) der Vermeidung langer Alterungsstufen.Compared to known methods, the selection of the silicate component according to the invention leads to a) significantly increased reaction rates at all given temperatures, b) usability significantly lower reaction temperatures, c) products with greater purity and d) avoidance long aging stages.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile können insbesondere an Hand der Herstellung der als Molekularsiebe verwendeten und unter der Bezeichnung Zeolith A, Zeolith X und Zeolith Y aus den britischen Patentschriften 777 232 und 973 933 und der USA.-Patentschrift 3 130 007 bekannten kristallinen synthetischen Zeolithe erläutert werden.The advantages achieved by the method according to the invention can be seen in particular on the basis of Production of those used as molecular sieves and known as Zeolite A, Zeolite X and Zeolite Y is known from British Patents 777 232 and 973 933 and U.S. Patent 3,130,007 crystalline synthetic zeolites are explained.
Der ZeolithA wurde von L. Broussard und D. P. Shoemaker in J. Am. Chem. Soc, 82 (1960), S. 1041, beschrieben. Seine chemische Zusammensetzung entspricht der allgemeinen FormelZeolite A was developed by L. Broussard and D. P. Shoemaker in J. Am. Chem. Soc, 82 (1960), p. 1041. Its chemical composition corresponds to the general formula
1,0 ± 0,2M2 O : Al8O3:1,85 ± 0,5SiO8: FH2O1.0 ± 0.2M 2 O: Al 8 O 3 : 1.85 ± 0.5 SiO 8 : FH 2 O
wenn Y = 0 bis 5 und η die Valenz des Kations M, beispielsweise Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Silber, Lithium, Ammonium, Strontium oder Thallium, darstellt. Das Material wird am besten durch sein Röntgenbeugungsbild gekennzeichnet. Die wichtigeren Beugungslinien sind in Tabelle 2 zusammengestellt: when Y = 0 to 5 and η is the valence of the cation M, for example sodium, potassium, calcium, magnesium, silver, lithium, ammonium, strontium or thallium. The material is best characterized by its X-ray diffraction pattern. The more important diffraction lines are summarized in Table 2:
Tabelle 2
Röntgenbeugungsbild von Zeolith ATable 2
X-ray diffraction pattern of zeolite A.
Der Zeolith X ähnelt sehr dem Mineral Faujasit (vgl. A. F. We 11 s, »Structural Inorganic Chemistry«, Third Edition, 1962, S. 813), hat jedoch ein niedrigeres SiO2: Al2O3-Verhältnis als dieses Mineral. Seine chemische Zusammensetzung entspricht der allgemeinen FormelZeolite X is very similar to the mineral faujasite (cf. AF We 11 s, "Structural Inorganic Chemistry", Third Edition, 1962, p. 813), but has a lower SiO 2 : Al 2 O 3 ratio than this mineral. Its chemical composition corresponds to the general formula
0,9 ± 0,2 M1O : Al3O3: 2,5 ± 0,5SiO2: 7H2O0.9 ± 0.2 M 1 O: Al 3 O 3 : 2.5 ± 0.5 SiO 2 : 7H 2 O
worin η die Valenz des Kations M und Y = O bis 8 ist. Das Kation kann Natrium oder fast jedes Kationen bildende Element sowie Ammonium, quaternäres Ammonium oder jedes in das Gitter einbaubare basische Aminkation sein. Das Material ist wiederum am besten gekennzeichnet durch sein Röntgenbeugungsbild, dessen wichtigste Beugungslinien in der folgenden Tabelle 3 zusammengestellt sind. Daneben können Linien mit geringerer Intensität vorkommen, und die Intensität kann in verschiedenen Probestücken unterschiedlich sein:where η is the valence of the cation M and Y = 0 to 8. The cation can be sodium or almost any cation-forming element such as ammonium, quaternary ammonium or any basic amine cation that can be built into the lattice. The material is again best characterized by its X-ray diffraction pattern, the most important diffraction lines of which are summarized in Table 3 below. In addition, there may be lines of lesser intensity and the intensity may be different in different specimens:
TabeUe 3
Röntgenbeugungsbild von Zeolith XTable 3
X-ray diffraction pattern of zeolite X
Zeolith Y wurde von J. A. R a b ο et al in Actes du Deuxieme Congres Int. de Catalyse, Paris, 2, 1960, S. 2055, beschrieben. Er ist mit dem Mineral Faujasit und Zeolith X isostrukturell, hat jedoch ein größeres SiO2: Al2O3-Verhältnis als Zeolith X. Seine chemische Zusammensetzung entspricht der allgemeinen FormelZeolite Y was described by JA R ab ο et al in Actes du Deuxieme Congres Int. de Catalyse, Paris, 2, 1960, p. 2055. It is isostructural with the mineral faujasite and zeolite X, but has a higher SiO 2 : Al 2 O 3 ratio than zeolite X. Its chemical composition corresponds to the general formula
0,9 ± 0,2M1O: Al2O3: 4,5 ± 1,5SiO8: 5 ± 5H2O0.9 ± 0.2M 1 O: Al 2 O 3 : 4.5 ± 1.5 SiO 8 : 5 ± 5H 2 O
worin η die Valenz des Kations M darstellt, wobei alle vorstehend unter Bezugnahme auf Zeolith X genannten Kationen in Frage kommen. Das Röntgenbeugungsbild ist in der folgenden Tabelle 4 wiedergegeben: where η represents the valence of the cation M, all of the cations mentioned above with reference to zeolite X being suitable. The X-ray diffraction pattern is shown in Table 4 below:
Tabelle 4
Röntgenbeugungsbild von Zeolith YTable 4
X-ray diffraction pattern of zeolite Y
d (A) d (A)
14,15 bis 14,37
8,67 bis 8,80
7,39 bis 7,50
5,62 bis 5,7114.15 to 14.37
8.67 to 8.80
7.39 to 7.50
5.62 to 5.71
10,0
1,6
1,010.0
1.6
1.0
Zur erfindungsgemäßen Herstellung von Zeolith A, Zeolith X oder Zeolith Y werden die Kieselsäure- und Aluminiumoxydbestandteile zu einer Mischung innerhalb des vorstehend als a), b) oder c) bezeichneten weiten Bereiches für die Molverhältnisse der Oxyde vermischt. For the production of zeolite A, zeolite X or zeolite Y according to the invention, the silicic acid and Alumina constituents to form a mixture within the above as a), b) or c) wide range for the molar ratios of the oxides mixed.
Innerhalb der erfindungsgemäß zur Verwendung vorgeschlagenen Bereiche für die Molverhältnisse der Oxyde ergeben bestimmte Kombinationen der Verhältnisse der Reaktionspartner Zeolith A, X oder Y in Mischung mit merklichen Mengen kristalliner oder amorpher Verunreinigungen. Bei den breiten Bereichen für X oder Y ergeben bestimmte Kombinationen der Verhältnisse Zeolith Y im X-Bereich und Zeolith X im Y-Bereich. Dies ist unvermeidlich, da diese Materialien miteinander und mit natürlichem Faujasit isostrukturell sind und durch eine willkürliche Unterteilung in der bisherigen Literatur synthetische Faujasite mit einem SiO2: AlaO3-Verhältnis von 2 bis 3 als Zeolith X und solche mit einem SiO2: Al2O3-Verhältnis über 3 als Zeolith Y bezeichnet werden. Es werden die folgenden Bereiche für die Molverhältnisse der Oxyde bevorzugt:Within the ranges for the molar ratios of the oxides proposed for use according to the invention, certain combinations of the ratios of the reactants yield zeolite A, X or Y mixed with appreciable amounts of crystalline or amorphous impurities. With the broad ranges for X or Y, certain combinations of the ratios yield zeolite Y in the X range and zeolite X in the Y range. This is inevitable, since these materials are isostructural with each other and with natural faujasite and, through an arbitrary subdivision in the previous literature, synthetic faujasites with an SiO 2 : Al a O 3 ratio of 2 to 3 as zeolite X and those with an SiO 2 : Al 2 O 3 ratio above 3 can be referred to as zeolite Y. The following ranges for the molar ratios of the oxides are preferred:
Zur Herstellung von Zeolith A:To make Zeolite A:
a)a)
Al2O3
Na2OAl 2 O 3
Na 2 O
SiO2
H2O
Na«OSiO 2
H 2 O
Well «O
- = 0,19 bis 2,7, = 0,85 bis 9,7,- = 0.19 to 2.7, = 0.85 to 9.7,
= 30,00 bis 200,00.= 30.00 to 200.00.
Zur Herstellung von Zeolith X: b)To make Zeolite X: b)
-^=2,8 bis 8,0, ALO,- ^ = 2.8 to 8.0, ALO,
Na2O
SiO2
H2O
Na2ONa 2 O
SiO 2
H 2 O
Na 2 O
= 0,7 bis 5,0,= 0.7 to 5.0,
= 35,0 bis 120,0.= 35.0 to 120.0.
Zur Herstellung von Zeolith Y:To make zeolite Y:
Al2O3
Na2O
SiO2 Al 2 O 3
Na 2 O
SiO 2
H2O
Al2O3 H 2 O
Al 2 O 3
8,0 bis 20,0, 1,0 bis 3,0, 35,0 bis 90,0.8.0 to 20.0, 1.0 to 3.0, 35.0 to 90.0.
Während der Herstellung wird die Natriumaluminiumsilicatreaktionsmischung hinreichende Zeit bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 1200C, vorzugsweise 50 bis 1000C, gehalten, um Kristalle mit der vorstehend erwähnten chemischen Zusammensetzung und Röntgenbeugung zu bilden.During manufacture, the sodium aluminum silicate reaction mixture is held at temperatures in the range from 20 to 120 ° C., preferably 50 to 100 ° C., for a sufficient time to form crystals with the above-mentioned chemical composition and X-ray diffraction.
Bei den herkömmlichen Methoden zur Herstellung von Zeolith A wird als Silicatbestandteil gewöhnlich Wasserglas oder Natriumdisilicat verwendet. Mit diesen Komponenten läuft die Reaktion bei einer Reaktionstemperatur von 500C sehr langsam ab, und mit einem Disilicat werden zur Bildung von Zeolith A 120 Stunden benötigt. Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Herstellung unter Verwendung von Metasilicat-pentahydrat nur eine Reaktionszeit von 24 Stunden benötigt. Bei der Verwendung des Disilicats wurde innerhalb einer Reaktionszeit von 24 StundenIn the conventional methods of preparing zeolite A, water glass or sodium disilicate is usually used as the silicate component. With these components, the reaction proceeds at a reaction temperature of 50 0 C very slowly, and with a disilicate are needed to form zeolite A 120 hours. In contrast, the production according to the invention using metasilicate pentahydrate only requires a reaction time of 24 hours. When using the disilicate, the reaction time was 24 hours
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nur ein amorphes Produkt erhalten. Die diesbezüg- lieh, und innerhalb einer Reaktionszeit von 2 Stunden liehen Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengestellt. wird mit oder ohne Rührung ein sehr rentes Produkt Weitere Versuche zur Herstellung von Zeolithen mit erhalten, wie die angegebene Isobutankapazität zeigt, verschiedenen Metasilicaten sind in Tabelle 6 auf- Diese stellt ein Maß für die Reinheit dar, da die Isogeführt und zeigen die Reaktivität der Metasilicat- 5 butankapazität um so höher ist, je vollständiger die hydratlösung in reaktiver Form. Bildung des kristallinen Zeolithe X abläuft. Die in denonly get an amorphous product. The lent in this regard, and within a reaction time of 2 hours The results are shown in Table 5. becomes a very profitable product with or without stirring Further attempts to produce zeolites with received, as the stated isobutane capacity shows, various metasilicates are listed in Table 6- This represents a measure of the purity, since the iso and show the reactivity of the metasilicate-5 butane capacity is higher, the more complete the hydrate solution in reactive form. Formation of the crystalline zeolite X takes place. The ones in the
Die in Tabelle 7 aufgeführten Ergebnisse erläutern Tabellen angegebene Isobutankapazität wurde bei die durch die Verwendung des bevorzugten Natrium- einem Isobutandruck von 770 mm bei 25° C gemessen, metasüicat-pentahydrats als Grundlage der raschen Es wurde ferner festgestellt, daß bei der Verwendung Bildung von Zeolith A erzielten bedeutenden Vorteile. io von Metasilicat-pentahydrat, wie wohl auch bei anderen Dabei werden das bevorzugte Pentahydrat oder die Silicatbestandteilen, sowohl eine optimale als auch das bevorzugte Pentahydrat enthaltenden Mischungen eine minimale Reaktionszeit besteht. Dies ergibt sich mit anderen Silicaten verglichen. Die Tabelle zeigt aus dem Versuch 38 in Tabelle 9, bei welchem nach ferner den weiten Bereich der verwendbaren Reak- einer Reaktionszeit von 2 bis 7 Stunden reiner ZeolithX tionsverhältnisse, die jedoch keineswegs auf die an- 15 erhalten und nach einer Fortsetzung der Umsetzung geführten Beispiele beschränkt sind. bis auf 21 Stunden der größte Teil des Zeoüths X inThe results shown in Table 7 explain the isobutane capacity given in tables was at measured by using the preferred sodium an isobutane pressure of 770 mm at 25 ° C, metasüicat-pentahydrates as the basis of rapid It was also found that when using Formation of zeolite A achieved significant advantages. io of metasilicate pentahydrate, as is probably the case with others The preferred pentahydrate or silicate constituents, both optimal and the preferred pentahydrate-containing mixtures have a minimal reaction time. This arises compared to other silicates. The table shows from Experiment 38 in Table 9, in which after furthermore, the wide range of usable reac- a reaction time of 2 to 7 hours of pure zeoliteX tion relationships, which, however, in no way to the an- 15 received and after a continuation of the implementation examples are limited. except for 21 hours most of the time X in
Insbesondere die Versuche 8 und 9 zeigen die auf die Zeolith B, ein dem Philhpsit nahestehendes Material, Verwendung von Metasilicat-pentahydrat zurückzu- umgewandelt wurde (vgl. britischePatentschrift777233, führende vorteilhafte hohe Reaktionsgeschwindigkeit. in welcher auch auf Zeolith C Bezug genommen wird). Angesichts der hohen Reaktionsgeschwindigkeiten von 20 Dieses Ergebnis wird auch durch die Versuche 45 beispielsweise 5 bis 20 Minuten ist es erfindungsgemäß ' und 46 bestätigt. Bei der systematischen Wiedermöglich, Zeolith A in einem kontinuierlich arbeitenden holung der Versuche 39 und 46 hat sich gezeigt, daß Reaktor zu erzeugen. Dies kann erfolgen, indem man die Umwandlung des Zeolithe X in Zeolith B bei einer z. B. die reaktive NatriumsihcaÜösung und die Na- Reaktionszeit zwischen 16 und 48 Stunden beginnen triumaluminatlösung vorwärmt, in einer beheizten 25 kann.Experiments 8 and 9 in particular show that the zeolite B, a material close to Philhpsite, was converted back using metasilicate pentahydrate (cf. British patent 777233, leading advantageous high reaction rate, in which reference is also made to zeolite C). Given the high reaction rates of 20 This result is also confirmed by the experiments 45, for example, 5 to 20 minutes, it is according to the invention 'and confirmed 46th With the systematic re-possible, zeolite A in a continuously working collection of experiments 39 and 46 has been shown to produce the reactor. This can be done by converting the zeolite X to zeolite B at a z. B. the reactive sodium sodium solution and the sodium reaction time between 16 and 48 hours start trium aluminate solution preheated in a heated 25 can.
Mischpumpe rasch und innig vermischt und in einem Es wurde ferner festgestellt, daß zur Herstellung vonMixing pump rapidly and intimately mixed and in one It was also found that for the production of
kontinuierlich arbeitenden Reaktorturm ausreichend ZeolithX mit optimaler Qualität (gemessen durch lange auf der erforderlichen Reaktionstemperatur hält. die Isobutankapazität) das Vermischen der Reaktions-Die kontinuierliche Durchführung der erfindungs- partner in bestimmter Weise, nämlich das Einmischen gemäßen Umsetzung kann jedoch auch auf jede andere 3 ο der Natriumaluminatlösung in die Natriummetadem Fachmann bekannte Weise erfolgen. silicatlösung bei Temperaturen unterhalb von 500C zucontinuously operating reactor tower sufficient ZeoliteX with optimal quality (measured by keeping the required reaction temperature for a long time. the isobutane capacity) mixing the reaction-The continuous implementation of the inventive partner in a certain way, namely the mixing in according to implementation can, however, also be applied to any other 3 ο the sodium aluminate solution can be carried out in a manner known to those skilled in the art. silicate solution at temperatures below 50 0 C to
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von bevorzugen ist. Sobald die Natriumaluminiumsüicat-Zeolith X kann dieser in technischem Maßstab nicht Reaktionsmischung gebildet ist, wird die Temperatur ohne längeres, bis zu 9tägiges Altern des Aluminium- auf die gewünschte Arbeitstemperatur erhöht. In dem silicatgels bei Raumtemperatur rein erhalten werden 35 in Tabelle 9 aufgeführten Versuch 38 betrug die (vgl. deutsche Patentschrift 1138 383). Selbst nach Reaktionszeit zur optimalen Bildung von Zeolith X einer derartigen Alterungsstufe ist es erforderlich, die optimaler Qualität etwa 2 Stunden. Die entsprechen-Mischung unter geringem Rühren weitere 3 bis 6 Stun- den Versuche sind in Tabelle 10 zusammengeden auf etwa 1000C zu erwärmen. Bei dem in der stellt.In the known processes for the preparation of is preferred. Once the Natriumaluminiumsüicat zeolite X can this is not formed on the industrial scale reaction mixture, the temperature no longer, up to 9tägiges aging the aluminum mini environmentally is increased to the desired operating temperature. In the silicate gels obtained in pure form at room temperature, the test shown in Table 9 was 38 (cf. German Patent 1138 383). Even after the reaction time for the optimal formation of zeolite X of such an aging stage, it is necessary for the optimal quality to be about 2 hours. The corresponding mixture with slight stirring, an additional 3 to 6 STUN the experiments are zusammengeden in Table 10 to be heated to about 100 0 C. With the one in the poses.
folgenden Tabelle 9 aufgeführten, unter Verwendung 4° Die Einhaltung der vorstehend beschriebenen von Disilicat als Silicatbestandteil und einer tech- Mischungsbedingung ist zwar nicht entscheidendj rüschen Umsetzungen entsprechenden Rührung durch- jedoch kann eine Verunreinigung des Zeoliths X mit geführten Versuchen 28 bis 36 wurde ohne eine anderen Produkten auftreten, wenn diese bevorzugten 24stündige Alterung des Aluminiumsilicatgels bei Bedingungen nicht, verwendet werden. Raumtemperatur (10 bis 35° C) entweder gar kein 45 Bei der Verwendung von vorzugsweise zur Zer-Zeolith Xoder einmitanderenZeohthenoderamorphen störung von Mizellen vorher zum Sieden erhitzten Produkten stark verunreinigtes Material erhalten. Natriummetasilicat-pentahydrat- oder -nonahydrat-Table 9 below, using 4 ° Compliance with the above of disilicate as a silicate component and a technical mixing condition is not decisive Ruch reactions corresponding stirring by- however, contamination of the zeolite X can be Runs 28 to 36 were conducted without any other products occurring when these preferred 24 hour aging of the aluminosilicate gel under conditions not to be used. Room temperature (10 to 35 ° C) either no 45 When using preferably for Zer zeolite Xor another Zeohthenoderamorphic disorder of micelles heated to boiling beforehand Products contain heavily contaminated material. Sodium metasilicate pentahydrate or nonahydrate
Demgegenüber wird im Laboratoriumsmaßstab lösungen kann ZeolithX auch bei 50°C ohne Altenach den bekannten Verfahren Zeolith X erhalten, rungsstufe innerhalb einer Reaktionszeit von 24 Stunwenn bei der Reaktionstemperatur weder thermische 50 den erhalten werden. Es hat sich jedoch ebenso wie nach mechanische Rührung erfolgt. Dies wird durch beim Zeolith A gezeigt, daß das Nonahydrat ungleichdie in Tabelle 8 aufgeführten Ergebnisse klar auf ge- mäßige Ergebnisse liefert und daher für das erfindungszeigt. Danach wird bei 9O0C ohne jede Rührung gemäße Verfahren keine geeignete Form des hydrati-ZeolithX erhalten, jedoch schon bei nur geringer sierten Metasilicats darstellt. Bei Verwendung von Rührung werden andere Produkte als ZeolithX 55 Natriumdisilicat oder wasserfreiem Natriummetasilicat erhalten. Das Verfahren gemäß der britischen Patent- konnte kein Zeolith X erhalten werden. Die entschrift 777 233 ist nicht für die halbtechnische oder sprechenden Versuche sind in Tabelle 11 zusammentechnische Herstellung von ZeolithX geeignet. Dies gestellt.On the other hand, on a laboratory scale, zeolite X can also be obtained at 50 ° C without using the known process, zeolite X, within a reaction time of 24 hours if neither thermal 50 denier can be obtained at the reaction temperature. However, it has been done just as after mechanical agitation. In the case of zeolite A, this is shown by the fact that the nonahydrate, unlike the results listed in Table 8, clearly provides moderate results and therefore shows for the invention. Thereafter, any suitable form of hydrati-zeolite X is obtained at 9O 0 C with no stirring process according but is already moving at low overbased metasilicate. Using agitation, products other than ZeoliteX 55 sodium disilicate or anhydrous sodium metasilicate are obtained. The method according to the British patent failed to obtain X zeolite. The entschrift 777 233 is not suitable for the semi-technical or speaking experiments are listed in Table 11 for the joint technical production of ZeoliteX. This posed.
wird durch die deutsche Patentschrift 1138 383 be- Ferner hat sich herausgestellt, daß man bei Verstätigt, in welcher als einziges zufriedenstellendes Ver- 60 Wendung des Nonahydrats an Stelle des Natriumfahren zur Herstellung von Zeolith X in technischem metasilicat-pentahydrats mit oder ohne vorheriges Maßstab ein zweistufiges Verfahren mit einer Alte- Erhitzen zum Sieden bei dem Verfahren zur Herrungsstufe bei Raumtemperatur, nachfolgendem stellung von ZeolithX bei 90 bis 100°C keinen raschem Erhitzen auf Reaktionstemperatur und Um- Zeolith X erhält, sobald gerührt wird. Das Nonahydrat Setzung ohne Rührung bei Temperaturen von 93 bis 65 verhält sich unter diesen Bedingungen in genau der 100° C vorgeschlagen wird. gleichen Weise wie Wasserglas, Disilicate oder wasser-is charged by the German patent specification 1138 383. Furthermore, it has been found that when verified, in which the only satisfactory use of nonahydrate instead of sodium for the production of zeolite X in technical metasilicate pentahydrate with or without prior Scale a two-stage process with an old heating to boiling in the process of mastering stage at room temperature, subsequent setting of ZeoliteX at 90 to 100 ° C none rapid heating to reaction temperature and um- zeolite X is obtained as soon as it is stirred. The nonahydrate Settlement without stirring at temperatures of 93 to 65 behaves in exactly the same way under these conditions 100 ° C is suggested. same way as water glass, disilicates or water-
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Meta- freies Metasilicat, und diese Produkte sind ohne die silicat-pentahydrat ist keine Alterungsstufe erforder- Alterungsstufe gemäß der deutschen PatentschriftIn the inventive use of meta-free metasilicate, and these products are without the Silicate pentahydrate is not an aging level required - aging level according to the German patent specification
383 zur technischen Herstellung von Zeolith X ungeeignet. Die Umsetzung der drei Metasilicattypen bei 90° C ist in Tabelle 12 erläutert. Hinsichtlich der herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Zeolith Y wird in der USA.-Patentschrift 3 130 007 festgestellt, daß es wesentlich ist, das Aluminiumsilicatgel bis zu 48 Stunden zu altern und nachfolgend bis zu Stunden bei Temperaturen von etwa 1000C umzusetzen. Bei einer Durchführung der Umsetzung mit383 unsuitable for the industrial production of zeolite X. The conversion of the three types of metasilicate at 90 ° C is explained in Table 12. With regard to the conventional processes for producing zeolite Y, it is stated in US Pat. No. 3,130,007 that it is essential to age the aluminum silicate gel for up to 48 hours and then to react at temperatures of about 100 ° C. for up to hours. When implementing the implementation with
den erfindungsgemäß ausgewählten Silicatbestandteilen kann die Alterungsstufe vermieden und die Umsetzung in erheblich kürzerer Zeit durchgeführt werden. Bei Verwendung von kolloidaler Kieselsäure konnte Zeolith Y nur nach ausgedehnter Alterung oder im Laboratoriumsmaßstab bei Vermeidungjeder Rührung nach langen Reaktionszeiten bei 90 bis 1000C erhalten werden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 13 zusammengestellt.With the silicate constituents selected according to the invention, the aging stage can be avoided and the reaction can be carried out in a considerably shorter time. When using colloidal silica, zeolite Y could only be obtained after extensive aging or, on a laboratory scale, after long reaction times at 90 to 100 ° C., avoiding any stirring. The results of these tests are shown in Table 13.
Tabelle 5 Herstellung von Zeolith A aus verschiedenen SilicatenTable 5 Preparation of zeolite A from various silicates
Versuch 2Attempt 2
Ausgangsstoffe
NatriumaluminatRaw materials
Sodium aluminate
(1,21 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g Natriumdisilicat(1.21 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g sodium disilicate
(Na2O · 2 SiO2 · 14,22 H2O), g .. Natriummetasilicat-pentahydrat, g(Na 2 O · 2 SiO 2 · 14.22 H 2 O), g .. sodium metasilicate pentahydrate, g
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
Reaktionstemperatur, 0C Reaction temperature , 0 C
Reaktionszeit, Stunden -Response time, hours -
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith A Zeolite A
amorphes Produkt amorphous product
39,639.6
24,324.3
83,183.1
1,21.2
1,51.5
36,036.0
50
12050
120
39,739.7
16,9
377,016.9
377.0
0,8
2,95
95,70.8
2.95
95.7
19,7 17,519.7 17.5
3,8 357,83.8 357.8
0,8 2,95 95,70.8 2.95 95.7
5050
2424
Tabelle 6 Herstellung von Zeolith A aus verschiedenen MetasilicatenTable 6 Preparation of zeolite A from various metasilicates
Versuchattempt
AusgangsstoffeRaw materials
Natriumaluminat
(1,21 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g Sodium aluminate
(1.21 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g
Natriummetasilicat-pentahydrat, g ,Sodium metasilicate pentahydrate, g,
Natriummetasilicat-nonahydrat, g ,Sodium metasilicate nonahydrate, g,
Natriummetasilicat-nonahydrat (10 Minuten zum Sieden erhitzt und auf 500C gekühlt), g Sodium metasilicate nonahydrate (10 minutes heated to boiling and cooled to 50 0 C), g
Natriummetasilicat (wasserfrei), g ,Sodium metasilicate (anhydrous), g,
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
Reaktionstemperatur, 0C Reaction temperature , 0 C
Reaktionszeit, Stunden Response time, hours
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith A Zeolite A
amorphes Produkt amorphous product
*) Teils mit erheblichen amorphen Anteilen.*) Partly with considerable amorphous proportions.
39,7
16,939.7
16.9
377,0377.0
0,8
2,95
95,70.8
2.95
95.7
39,7
22,739.7
22.7
2,8
371,02.8
371.0
0,8
2,95
95,70.8
2.95
95.7
50
2450
24
39,739.7
22,722.7
2 Q2 Q
371,0371.0
0,8 2,95 95,70.8 2.95 95.7
5050
2424
397,6397.6
97,697.6
28,028.0
3842,03842.0
0,8 2,95 95,70.8 2.95 95.7
50 2450 24
809 557/437809 557/437
Tabelle 7 Herstellung von Zeolith ATable 7 Preparation of Zeolite A.
1212th
1010
Versuch
I 12attempt
I 12
1313th
1414th
Ausgangsstoffe
NatriumaluminatRaw materials
Sodium aluminate
(1,21 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g (1.21 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g
(1,26 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g (1.26 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g
(1,3 Na2O · Al2O3 · 12 H2O), g (1.3 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12 H 2 O), g
Natriummetasilicat-pentahydrat, g Sodium metasilicate pentahydrate, g
Natriummetasilicat-nonahydrat, g Sodium metasilicate nonahydrate, g
Natriummetasilicat (wasserfrei), g Sodium metasilicate (anhydrous), g
Natriumdisilicat, g , Sodium disilicate, g,
Wasserglas (Na2O · 4 SiO2 · 43 H2O), g Water glass (Na 2 O · 4 SiO 2 · 43 H 2 O), g
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
Reaktionstemperatur, 0C Reaction temperature , 0 C
Reaktionszeit, Stunden Response time, hours
Erhaltenes ProduktProduct received
ZeoIithA ZeoIithA
amorphes Produkt amorphous product
Adsorptionskapazität für n-Butan bei 25° C und 770 mm Hg (Sollwert für Zeolith A 13 °/o), g/100g Adsorption capacity for n-butane at 25 ° C and 770 mm Hg (target value for zeolite A 13 ° / o), g / 100g
347,030.4
347.0
347,03.0
347.0
5144.3
514
5144.3
514
336,53.0
336.5
336,53.0
336.5
551,31.68
551.3
4,46
33,21.46
4.46
33.2
2,12
68,71.46
2.12
68.7
2,12
68,71.46
2.12
68.7
2,12
68,71.46
2.12
68.7
2,12
68,71.46
2.12
68.7
2,12
68,71.46
2.12
68.7
1,86
651.77
1.86
65
Min.10 to 20
Min.
— — 34,0- - 34.0
Tabelle 7 (Fortsetzung)Table 7 (continued)
1717th
1818th
Versuch
I 20attempt
I 20
2121
2222nd
AusgangsstoffeRaw materials
NatriumaluminatSodium aluminate
(1,21 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g (1.21 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g
(1,26 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g (1.26 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g
(1,3 Na2O · Al2O3 · 12H2O), g (1.3 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12H 2 O), g
Natriummetasilicat-pentahydrat, g Sodium metasilicate pentahydrate, g
Natriummetasilicat-nonahydrat, g Sodium metasilicate nonahydrate, g
Natriummetasilicat (wasserfrei), g Sodium metasilicate (anhydrous), g
Natriumdisilicat, g Sodium disilicate, g
Wasserglas (Na2O · 4 SiO2 · 43 H2O), g Water glass (Na 2 O · 4 SiO 2 · 43 H 2 O), g
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O-Na2O H 2 O-Na 2 O
Reaktionstemperatur, 0C Reaction temperature , 0 C
Reaktionszeit, Stunden Response time, hours
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith A Zeolite A
amorphes Produkt amorphous product
Adsorptionskapazität für n-Butan bei 25° C und 770 mm Hg (Sollwert für Zeolith A 13%), g/100 g Adsorption capacity for n-butane at 25 ° C and 770 mm Hg (target value for zeolite A 13%), g / 100 g
2,6 292,02.6 292.0
1414th
Vergleichsversuche gemäß Tabelle 1 der britischen Patentschrift 777 233Comparative tests according to Table 1 of British patent specification 777 233
Versuchattempt
24 I 25 I 26 I24 I 25 I 26 I.
Entsprechend Beispiel in der britischen Patentschrift 777Corresponding to the example in British patent specification 777
Ausgangsstoffe
NatriumaluminatRaw materials
Sodium aluminate
(1,21 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g Natriumdisilicat(1.21 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g sodium disilicate
(Na2O · 2 SiO2 · 14,22 H8O), g .. Wasserglas(Na 2 O · 2 SiO 2 · 14.22 H 8 O), g .. water glass
(Na2O · 3,55 SiO2 · 25,8 H2O), g(Na 2 O • 3.55 SiO 2 • 25.8 H 2 O), g
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na8O H 2 O: Na 8 O
Rührwirkung Stirring effect
Reaktionszeit, Stunden Response time, hours
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith B Zeolite B
Zeolith C Zeolite C
Zeolith X Zeolite X
100,4
160,5100.4
160.5
23,5
520,023.5
520.0
3,03.0
1,3
381.3
38
gering
47small amount
47
weniglittle
100,4
160,5100.4
160.5
23,5
520,023.5
520.0
3,03.0
1,3
381.3
38
80,380.3
472,0472.0
59,659.6
740,0740.0
11,4 0,72 1811.4 0.72 18
gering 6low 6
+ Spuren + Tracks
80,380.3
472,0472.0
59,659.6
740,0740.0
11,4 0,72 1811.4 0.72 18
Tabelle 9 Herstellung von Zeolith X bei 90 bis 1000CTable 9 Production of zeolite X at 90 to 100 ° C.
2828
2929
3030th
Versuch
32 33attempt
32 33
3434
3535
3636
AusgangsstoffeRaw materials
NatriumaluminatSodium aluminate
(1,21Na2O .Al2O3-12,2H2O),g Natriumaluminat(1.21Na 2 O .Al 2 O 3 -12.2H 2 O), g sodium aluminate
(1,3 Na2O · Al2O3 · 12 H2O), g Natriummetasilicat-(1.3 Na 2 O Al 2 O 3 12 H 2 O), g sodium metasilicate
pentahydrat, g pentahydrate, g
Natriumdisilicat, g Sodium disilicate, g
WasserglasWater glass
(Na2O · 3,55 SiO8 · 25,8 H2O), g Wasserglas(Na 2 O · 3.55 SiO 8 · 25.8 H 2 O), g water glass
(Na2O · 4 SiO2 · 43 H2O), g(Na 2 O · 4 SiO 2 · 43 H 2 O), g
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
Alterungszeit bei 200C, StundenAging time at 20 ° C., hours
Reaktionszeit, Stunden Response time, hours
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith B Zeolite B
Zeolith C Zeolite C
Zeolith X Zeolite X
amorphes Produkt amorphous product
Adsorptionskapazität für Isobutan, g/100 g Isobutane adsorption capacity, g / 100 g
39,739.7
82,682.6
16,1 39416.1 394
3,85 1,34 473.85 1.34 47
39,739.7
82,682.6
16,1 39416.1 394
3,85 1,34 473.85 1.34 47
39,739.7
82,682.6
16,1 39416.1 394
3,85 1,34 473.85 1.34 47
2424
3,85
1,34
473.85
1.34
47
3O°/o3O ° / o
39,739.7
82,682.6
16,1
39416.1
394
3,85
1,34
473.85
1.34
47
2424
39,739.7
96,896.8
19,1
44519.1
445
4,5
1,3
504.5
1.3
50
0
160
16
17,417.4
80,380.3
472,0472.0
59,6 74059.6 740
11,4 0,72 1811.4 0.72 18
0 60 6
Spurentraces
39,739.7
134,0 0,32 89,5134.0 0.32 89.5
0,7 300.7 30
39,739.7
134,0 0,32 89,5134.0 0.32 89.5
0,7 300.7 30
8/168/16
Tabelle 9 (Fortsetzung)Table 9 (continued)
1616
38 I 39 I 40 I 4138 I 39 I 40 I 41
Versuch
I 43attempt
I 43
4545
AusgangsstoffeRaw materials
NatriumaluminatSodium aluminate
(1,21Na2O-Al2O3-12,2H2O), g Natriumaluminat(1.21Na 2 O-Al 2 O 3 -12.2H 2 O), g sodium aluminate
(1,3 Na2O-Al2O3-12 H2O)5 g Natriummetasilicat-(1.3 Na 2 O-Al 2 O 3 -12 H 2 O) 5 g sodium metasilicate
pentahydrat, g pentahydrate, g
Natriumdisilicat, g Sodium disilicate, g
WasserglasWater glass
(Na2O · 3,55 SiO2 · 25,8 H2O), g Wasserglas(Na 2 O · 3.55 SiO 2 · 25.8 H 2 O), g water glass
(Na2O · 4 SiO2 · 43 H2O), g(Na 2 O · 4 SiO 2 · 43 H 2 O), g
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
Alterungszeit bei 20° C, Stunden Reaktionszeit, Stunden Aging time at 20 ° C, hours reaction time, hours
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith B Zeolite B
Zeolith C Zeolite C
ZeolithX ZeoliteX
amorphes Produkt amorphous product
Adsorptionskapazität für
Isobutan, g/100 g Adsorption capacity for
Isobutane, g / 100 g
49,749.7
102,0102.0
475475
3,85 1,34 473.85 1.34 47
2/7*)2/7 *)
18,718.7
19,219.2
49,749.7
102,0102.0
475475
3,85 1,34 473.85 1.34 47
16/4816/48
15,215.2
18,018.0
39,839.8
10,6 71,610.6 71.6
75,4 36775.4 367
3,85 1,06 603.85 1.06 60
4,54.5
18,818.8
39,839.8
1,06 81,51.06 81.5
7,2 3677.2 367
3,85 1,06 603.85 1.06 60
20°/„ 80%20 ° / "80%
15,2 39,8
82,815.2 39.8
82.8
7,36
3687.36
368
3,85
1,06
603.85
1.06
60
4,54.5
Spurentraces
39,8
84,839.8
84.8
117,6
4235117.6
4235
120120
0
100
10
19,019.0
39,8 169,639.8 169.6
117,6 5060117.6 5060
3 1203 120
18,818.8
33,133.1
77,077.0
33,133.1
77,077.0
742742
4,354.35
1,281.28
9696
742742
4,35 1,28 964.35 1.28 96
0 16/480 16/48
18,718.7
9,0 16,0 9.0 16.0
*) Bei 90 bis 95° C im technischen Maßstab 2 bis 3 Stunden, im Laboratoriumsmaßstab in 5 bis 7 Stunden.*) At 90 to 95 ° C on an industrial scale 2 to 3 hours, on a laboratory scale in 5 to 7 hours.
Tabelle 10 Herstellung von Zeolith X mit verschiedener Mischungsweise der AusgangsstoffeTable 10 Production of zeolite X with different ways of mixing the starting materials
Versuch
I 49attempt
I 49
5050
Ausgangsstoffe
NatriumaluminatRaw materials
Sodium aluminate
(1,21 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g (1.21 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g
Natriummetasilicat-pentahydrat, g Sodium metasilicate pentahydrate, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
MischweiseMixed way
Metasilicatlösung in die Aluminatlösung eingemischt Aluminatlösung in die Metasilicatlösung eingemischtMetasilicate solution mixed into the aluminate solution. Aluminate solution mixed into the metasilicate solution
Mischtemperatur, °C Mixing temperature, ° C
Reaktionstemperatur, °C Reaction temperature, ° C
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith B Zeolite B
Zeolith C Zeolite C
ZeolithX ZeoliteX
Adsorptionskapazität für Isobutan, g/100 g Isobutane adsorption capacity, g / 100 g
49,7
102,0
475,049.7
102.0
475.0
3,85
1,34
473.85
1.34
47
20
9020th
90
+
19,0 +
19.0
49,7 102,0 475,049.7 102.0 475.0
3,85 1,34 473.85 1.34 47
50 9050 90
+ 18,7 + 18.7
49,7 102,0 475,049.7 102.0 475.0
3,85 1,34 473.85 1.34 47
50 9050 90
+ 3,0 + 3.0
1717th 1818th
Tabelle 11 Herstellung von Zeolith X innerhalb von 24 Stunden bei 5O0CTable 11 Production of zeolite X in 24 hours at 5O 0 C
53attempt
53
92,139.7
92.1
10333
103
10333
103
16,1
39482.6
16.1
394
1,34
473.85
1.34
47
1,28
96,64.35
1.28
96.6
1,28
96,64.35
1.28
96.6
1,28
96,64.35
1.28
96.6
5555
AusgangsstoffeRaw materials
Natriumaluminat, g Sodium aluminate, g
Natriummetasilicat-pentahydrat, g Sodium metasilicate pentahydrate, g
Natriummetasilicat-nonahydrat, g Sodium metasilicate nonahydrate, g
Natriummetasilicat-nonahydrat (zum Sieden erhitzt), gSodium metasilicate nonahydrate (heated to boiling), g
Natriummetasilicat wasserfrei, g Sodium metasilicate anhydrous, g
Natriumdisilicat, g Sodium disilicate, g
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
Alterungszeit, Stunden .. Reaktionstemperatur, ° C Reaktionszeit, Stunden ..Aging time, hours .. reaction temperature, ° C reaction time, hours ..
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith X Zeolite X
amorphes Produkt amorphous product
*) Es wurden häufig auch merkliche Mengen an amorphem Produkt erhalten.*) Significant amounts of amorphous product were also often obtained.
39,739.7
53,1 944,653.1 944.6
4,35 1,28 96,64.35 1.28 96.6
0 50 240 50 24
Tabelle 12 Herstellung von Zeolith X mit verschiedenen MetasilicatenTable 12 Preparation of zeolite X with various metasilicates
Ausgangsstoffe
Natriumaluminat
(ql, 1,21 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O),
Natriummetasilicat-pentahydrat, g. Natriummetasilicat-nonahydrat, g .
Natriummetasilicat wasserfrei, g .. Wasser, g Raw materials
Sodium aluminate
(ql, 1.21 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), sodium metasilicate pentahydrate, g. Sodium metasilicate nonahydrate, g. Sodium metasilicate anhydrous, g .. water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
Alterungszeit, Stunden Aging time, hours
Reaktionstemperatur, 0C , Reaction temperature, 0 C,
Reaktionszeit, Stunden Response time, hours
Rührung emotion
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith B Zeolite B
Zeolith C Zeolite C
Zeolith X Zeolite X
amorphes Produkt amorphous product
Adsorptionskapazität für Isobutan, g/100 g Isobutane adsorption capacity, g / 100 g
17,717.7
26,4 46326.4 463
4,35 1,28 96,64.35 1.28 96.6
12 90 1612 90 16
557/437557/437
1919th
Tabelle 13 Herstellung von Zeolith YTable 13 Preparation of Zeolite Y
6565
6767
Versuch
68 I 69attempt
68 I 69
71 j 7271 j 72
Ausgangsstoffe
NatriumaluminatRaw materials
Sodium aluminate
(1,21 Na2O · Al2O3 · 12,2 H2O), g Natriumaluminat(1.21 Na 2 O • Al 2 O 3 • 12.2 H 2 O), g sodium aluminate
(1,3 Na2O · Al2O3 · 12 H2O), g .. Natriummetasilicat-pentahydrat, g . Kolloidale Kieselsäure(1.3 Na 2 O · Al 2 O 3 · 12 H 2 O), g .. sodium metasilicate pentahydrate, g. Colloidal silica
(SiO2 · 7,7 H2O), g (SiO 2 · 7.7 H 2 O), g
Natriumhydroxyd, g Sodium hydroxide, g
Wasser, g Water, g
MolverhältnisMolar ratio
SiO2: Al2O3 SiO 2 : Al 2 O 3
Na2O: SiO2 Na 2 O: SiO 2
H2O: Na2O H 2 O: Na 2 O
Alterungszeit, Stunden Aging time, hours
Reaktionstemperatur, ° C Reaction temperature, ° C
Reaktionszeit, Stunden Response time, hours
Erhaltenes ProduktProduct received
Zeolith B Zeolite B
Zeolith C Zeolite C
ZeolithY Zeolite Y
amorphes Produkt amorphous product
39,8 63639.8 636
3110,43110.4
Claims (2)
Na2O: SiO2
H2O: Na2OSiO 2 : Al 2 O 3
Na 2 O: SiO 2
H 2 O: Na 2 O
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2076964A GB1082131A (en) | 1964-05-20 | 1964-05-20 | Manufacture of zeolites |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1269111B true DE1269111B (en) | 1968-05-30 |
Family
ID=10151367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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GB (1) | GB1082131A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2438010A1 (en) * | 2009-05-06 | 2012-04-11 | Barchem LLC | Zeolite 4a with new morphological properties, its synthesis and use |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1138383B (en) * | 1961-03-23 | 1962-10-25 | Union Carbide Corp | Method of making zeolite X. |
-
1964
- 1964-05-20 GB GB2076964A patent/GB1082131A/en not_active Expired
-
1965
- 1965-05-19 DE DE19651269111 patent/DE1269111B/en active Pending
- 1965-05-20 NL NL6506433A patent/NL6506433A/xx unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1138383B (en) * | 1961-03-23 | 1962-10-25 | Union Carbide Corp | Method of making zeolite X. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1082131A (en) | 1967-09-06 |
NL6506433A (en) | 1965-11-22 |
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