DE1293730B - Verfahren zur Herstellung von synthetischem kristallinem Zeolith - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von synthetischem kristallinem ZeolithInfo
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- DE1293730B DE1293730B DEG42282A DEG0042282A DE1293730B DE 1293730 B DE1293730 B DE 1293730B DE G42282 A DEG42282 A DE G42282A DE G0042282 A DEG0042282 A DE G0042282A DE 1293730 B DE1293730 B DE 1293730B
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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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- C01B33/2892—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 containing an element or a compound occluded in the pores of the network, e.g. an oxide already present in the starting reaction mixture
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- Y10S423/21—Faujasite, e.g. X, Y, CZS-3, ECR-4, Z-14HS, VHP-R
Description
1 2
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes diese Eigenschaft wird der potentielle Wert des
Verfahren zur Herstellung von brauchbaren mikro- Z-14-HS-Materials als Katalysatorkomponente we-
selektiven Adsorptionsmitteln. sentlich erhöht.
Mikroselektive Adsorptionsmittel der Zeolith- Die Verfahren zur Herstellung synthetischer
gruppe sind kristalline Metalltonerdesilicate mit einer 5 Faujasite, insbesondere Z-14-HS-Zeolithe, bestehen
dreidimensionalen Struktur von Kieselsäure-Tonerde- darin, daß man aus einer Lösung von Tonerde in
Tetraedern. Diese Zeolithstrukturen sind durch ein Natriumhydroxyd und feinteiliger Kieselsäure eine
sich wiederholendes dreidimensionales Tonerdesili- wäßrige Mischung herstellt, diese Mischung altert
catgerüst gekennzeichnet, welches große offene, und die gealterte Masse zur Kristallisation des Zeodurch
kleine gleichmäßige Öffnungen oder Poren ver- io liths erhitzt. Diese Verfahren haben den Nachteil,
bundene Hohlräume bildet. Derartige mikroselektive daß die Produkte infolge einer Umkristallisierung des
Adsorptionsmittel werden teilweise synthetisch aus Z-14-HS-Zeoliths nicht rein sind und insbesondere
Natriumsilicat und Natriumaluminat hergestellt. Die mit Z-7-Zeolith oder anderen unerwünschten Typen
großen Hohlräume des Produkts sind mit Wasser ge- verunreinigt sind.
füllt, welches durch Erhitzen ausgetrieben werden 15 So offenbart beispielsweise die USA.-Patent-
kann, ohne daß das Gerüst zusammenfällt. Danach. schrift 3 130 007 ein derartiges Verfahren, bei dem
können die Hohlräume bei niedrigem Partialdruck jedoch gemäß Beispiel XII und XVII Ausbeuten von
wieder große Mengen Wasser und andere Dämpfe nur 94 und 92% erhalten werden,
aufnehmen. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß
Auf Grund der gleichmäßigen engen Durchgänge ao die Umkristallisierung des Faujasits, insbesondere des
oder Porenöffnungen, welche die Tonerdesilicathohl- Z-14-HS-Zeoliths, verringert oder verhindert werden
räume verbinden, können diese Zeolithe größere kann, wenn man bei der Herstellung eine feinteilige
Moleküle aus den inneren Hohlräumen ausschließen Kieselsäure verwendet, die vorher calciniert wurde,
und kleinere Moleküle durch die Poren einlassen und Demzufolge bezieht sich die vorliegende Erfin-
in den Hohlräumen adsorbieren. Infolgedessen wir- 25 dung auf ein Verfahren zur Herstellung von synthe-
ken diese Zeolithe als mikroselektive Adsorptions- tischem, kristallinem Zeolith mit einer der empirischen
mittel für Moleküle nach deren Form und Größe. Formel
Die Adsorptionsmittel nach der vorliegenden Erfin- „. n
dung haben eine wirksame Porengröße von 13 Ang- m2° : A12Us: x blOs '■n ΗζΌ
ström und sind außerdem geeignet, große Moleküle 3° in welcher χ eine Zahl von 3,2 bis 6 und η kleiner zu adsorbieren und für eine spätere Wiedergabe zu als 9 ist, entsprechenden ungefähren Zusammensetspeichern. Sie adsorbieren Moleküle mit einer kri- zung und einer wirksamen Porengröße von etwa tischen Größe von unter etwa 10 bis 14 A 13 Angström, welcher ohne wesentlichen Zusammen- und können als Träger für die verschiedensten ehe- bruch seiner Kristallstruktur in die Wasserstofform mischen Verbindungen wirken. Bei Bedarf wird die 35 übergeführt werden kann, aus einer wäßrigen chemische Verbindung dann durch Erhitzen des Trä- Mischung von Natriumhydroxyd, Tonerde und feingermaterials ausgetrieben oder durch ein anderes teiliger Kieselsäure durch Altern der Mischung und Adsorptionsmittel wie Wasser ersetzt. Diese Erwärmen der gealterten Masse zur Kristalli-Zeolithe sind außerdem zum Basenaustausch be- sation der Zeolithe, wobei das Molverhältnis der fähigt, d.h., es kann ein Metallkation durch ein 4° Reaktionspartner 0,17 bis 1 Mol Natriumoxyd je Mol anderes ausgetauscht werden, wodurch regulierbare Kieselsäure, 6 bis 40 Mol Kieselsäure je Mol Tonerde Veränderungen der wirksamen Porengröße möglich und 20 bis 80 Mol Wasser je Mol Natriumoxyd besind, trägt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kiesel-Nach einem eigenen Vorschlag wurde bereits ein säure vor dem Vermischen mit den anderen Reak-Verfahren zur Herstellung eines synthetischen kristal- 45 tionsteilnehmern 0,1 bis 72 Stunden bei einer Temlinen Zeoliths vorgeschlagen, welcher die gleiche Be- peratur von 90 bis 650° C calciniert, bis ihr Wasserschaffenheit wie der natürlich vorkommende Zeolith gehalt weniger als 4,5 °/o beträgt.
Faujasit hat. Zur Erreichung einer maximalen Stabilität der Faujasit hat einen kontinuierlichen Bereich chemi- Wasserstofform dieses Zeoliths sollte χ einen Wert scher Zusammensetzungen. Das als »Z-14Microtrap« 5° von 5 oder darüber, jedoch im allgemeinen nicht und von der Linde Division of Union Carbide Cor- mehr als 5,8 haben.
dung haben eine wirksame Porengröße von 13 Ang- m2° : A12Us: x blOs '■n ΗζΌ
ström und sind außerdem geeignet, große Moleküle 3° in welcher χ eine Zahl von 3,2 bis 6 und η kleiner zu adsorbieren und für eine spätere Wiedergabe zu als 9 ist, entsprechenden ungefähren Zusammensetspeichern. Sie adsorbieren Moleküle mit einer kri- zung und einer wirksamen Porengröße von etwa tischen Größe von unter etwa 10 bis 14 A 13 Angström, welcher ohne wesentlichen Zusammen- und können als Träger für die verschiedensten ehe- bruch seiner Kristallstruktur in die Wasserstofform mischen Verbindungen wirken. Bei Bedarf wird die 35 übergeführt werden kann, aus einer wäßrigen chemische Verbindung dann durch Erhitzen des Trä- Mischung von Natriumhydroxyd, Tonerde und feingermaterials ausgetrieben oder durch ein anderes teiliger Kieselsäure durch Altern der Mischung und Adsorptionsmittel wie Wasser ersetzt. Diese Erwärmen der gealterten Masse zur Kristalli-Zeolithe sind außerdem zum Basenaustausch be- sation der Zeolithe, wobei das Molverhältnis der fähigt, d.h., es kann ein Metallkation durch ein 4° Reaktionspartner 0,17 bis 1 Mol Natriumoxyd je Mol anderes ausgetauscht werden, wodurch regulierbare Kieselsäure, 6 bis 40 Mol Kieselsäure je Mol Tonerde Veränderungen der wirksamen Porengröße möglich und 20 bis 80 Mol Wasser je Mol Natriumoxyd besind, trägt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kiesel-Nach einem eigenen Vorschlag wurde bereits ein säure vor dem Vermischen mit den anderen Reak-Verfahren zur Herstellung eines synthetischen kristal- 45 tionsteilnehmern 0,1 bis 72 Stunden bei einer Temlinen Zeoliths vorgeschlagen, welcher die gleiche Be- peratur von 90 bis 650° C calciniert, bis ihr Wasserschaffenheit wie der natürlich vorkommende Zeolith gehalt weniger als 4,5 °/o beträgt.
Faujasit hat. Zur Erreichung einer maximalen Stabilität der Faujasit hat einen kontinuierlichen Bereich chemi- Wasserstofform dieses Zeoliths sollte χ einen Wert scher Zusammensetzungen. Das als »Z-14Microtrap« 5° von 5 oder darüber, jedoch im allgemeinen nicht und von der Linde Division of Union Carbide Cor- mehr als 5,8 haben.
poration als »Type X Zeolite« bezeichnete Material Es ist zwar z. B. gemäß französischer Patentschrift
weist ein Verhältnis von Kieselsäure zu Tonerde von 1 213 628 bekannt, feinverteilte Kieselsäure bei der
2 bis 3 auf. Der als »Z-14 HS« bezeichnete Zeolith Herstellung von Zeolithen zu verwenden, und ferner
weist ein Verhältnis von Kieselsäure zu Tonerde von 55 gemäß deutscher Auslegeschrift 1106 297, Kieseletwa
3 bis 5,8 auf, und die Linien seines Röntgen- säure zu calcinieren, jedoch hat man bislang noch
beugungsbildes sind etwas verschoben. Diese Ver- nicht calcinierte feinverteilte Kieselsäure zur Herstelschiebung
deutet auf eine kleinere Elementarzelle des lung des vorliegenden Zeoliths eingesetzt.
Z-14 HS im Vergleich zum Z-14 Na (oder 13 X) und Die Dauer der Calcinierung der Kieselsäure beim beruht darauf, daß die Kieselsäuretetraeder etwas 60 erfindungsgemäßen Verfahren hängt natürlich von kleiner als die Tonerdetetraeder sind. Die Z-14-Zeo- der Calcinierungstemperatur ab. Beispielsweise werlithe sind bei erhöhter Temperatur nicht besonders den mit 16 Stunden Calcinierung bei 110° C und mit beständig, während der Z-14-HS-Zeolith wesentlich 3 Stunden Calcinierung bei 540° C befriedigende beständiger ist. Dieser Zeolith unterscheidet sich von Resultate erhalten. Die meisten handelsüblichen feinden übrigen synthetischen Faujasiten wie dem 13-X- 65 teiligen amorphen Kieselsäuren enthalten 4,5 bis Molekularsieb und dem Z-14-Na-ZeoIith dadurch, 11% Wasser in Form von absorbiertem Wasser, daß er bei der Umwandlung in die Wasserstoff- oder Hydroxylwasser und Hydratwasser. Es wurde gefun-Säureform seine Kristallinität nicht einbüßt. Durch den, daß durch Calcinieren der Kieselsäure bei 90 bis
Z-14 HS im Vergleich zum Z-14 Na (oder 13 X) und Die Dauer der Calcinierung der Kieselsäure beim beruht darauf, daß die Kieselsäuretetraeder etwas 60 erfindungsgemäßen Verfahren hängt natürlich von kleiner als die Tonerdetetraeder sind. Die Z-14-Zeo- der Calcinierungstemperatur ab. Beispielsweise werlithe sind bei erhöhter Temperatur nicht besonders den mit 16 Stunden Calcinierung bei 110° C und mit beständig, während der Z-14-HS-Zeolith wesentlich 3 Stunden Calcinierung bei 540° C befriedigende beständiger ist. Dieser Zeolith unterscheidet sich von Resultate erhalten. Die meisten handelsüblichen feinden übrigen synthetischen Faujasiten wie dem 13-X- 65 teiligen amorphen Kieselsäuren enthalten 4,5 bis Molekularsieb und dem Z-14-Na-ZeoIith dadurch, 11% Wasser in Form von absorbiertem Wasser, daß er bei der Umwandlung in die Wasserstoff- oder Hydroxylwasser und Hydratwasser. Es wurde gefun-Säureform seine Kristallinität nicht einbüßt. Durch den, daß durch Calcinieren der Kieselsäure bei 90 bis
150° C das absorbierte Wasser entfernt wird und der Wassergehalt der Kieselsäure auf weniger als 4,5%
verringert wird. Das Produkt ist nicht sehr reaktionsfähig, d. h., daß mehr als 16 Stunden für die Kristallisation
des Z-14-HS-Zeoliths erforderlich sind, jedoch besteht dabei nur geringe oder gar keine Neigung
zur Umkristallisierung in unerwünschte Produkte wie in den Z-7-Zeolith. Auf der anderen Seite
wird beim Calcinieren der Kieselsäure bei 155 bis 650° C der Wassergehalt derselben auf nur 0,5 bis
4,2 0Zo verringert. Hierdurch wird die Kieselsäurestruktur
verändert und die Kieselsäure reaktionsfähiger. Jedoch besteht auch hier wenig oder gar keine
Neigung des Faujasits zur Umkristallisierung, so daß auch keine Verunreinigung des Produkts eintritt.
Die zu calcinierende Kieselsäure besteht aus einer reaktionsfähigen teilchenförmigen Kieselsäure, wie
sie z. B. unter den Bezeichnungen »Hi Sil«, »Cabosil«
und »Syloid« im Handel ist. Im allgemeinen weist sie vor dem Calcinieren eine Teilchengröße
von 0,01 bis 100 μ und vorzugsweise von 0,01 bis 10 μ auf.
Das Natriumaluminat kann aus jedem handelsüblichen Natriumaluminat bestehen oder durch Auflösen
von Tonerdetrihydrat in Natriumhydroxydlösung hergestellt werden.
Die calcinierte feinteilige Kieselsäure wird mit dem Natriumaluminat nach dem sogenannten »Schlämmverfahren«
oder dem sogenannten »Teigverfahren« zur Reaktion gebracht.
Das Schlämmverfahren wird unter den folgenden Reaktionsbedingungen durchgeführt.
Reaktionsbedingungen | Allgemeiner Bereich |
Bevorzug ter Bereich |
Gewichtsprozent feinteilige Kieselsäure in der Mischung Gewichtsprozent Na2O in der Mischung Gewichtsprozent Tonerde in der Mischung Molverhältnis Na2O zu Kiesel säure |
6,5 bis 26 3,4 bis 13,6 0,55 bis 2,2 0,25 bis 1 10 bis 40 20 bis 80 |
13 6,8 1,12 0,5 20 40 |
Molverhältnis Kieselsäure zu Tonerde Mol verhältnis Wasser zu Na0O |
Vorzugsweise wird jedoch das Teigverfahren eingesetzt, da hierbei die Gesamtmenge der zur Herstellung
einer gegebenen Menge Zeolithprodukt erforderlichen Reaktionsteilnehmer geringer ist.
Das Teigverfahren wird unter den folgenden Reaktionsbedingungen
durchgeführt:
Reaktionsbedingungen
Molverhältnis Na2O
zu Kieselsäure"
zu Kieselsäure"
Molverhältnis Kieselsäure
zu Tonerde
zu Tonerde
Molverhältnis Wasser
zu Na2O
zu Na2O
Allgemeiner Bereich
0,17bis0,6 6 bis 12 25 bis 75
Bevorzugter Bereich
0,3 bis 0,36 8 bis 10 40 Das Verhältnis von Kieselsäure zu Tonerde unterscheidet
sich hierbei wesentlich von dem im Schlämmverfahren. Auch die Anzahl an Mol Wasser pro MoI
Tonerde ist im Teigverfahren wesentlich geringer als im Schlämmverfahren.
Es ist wichtig, daß bei der Herstellung des Z-14-HS-Zeoliths
die oben für das Schlamm- oder das Teigverfahren angegebenen Verhältnisse genau eingehalten
werden, um ein Produkt mit den Adsorptionseigenschaften des reinen Zeoliths zu erhalten.
Die Mischung aus calcinierter Kieselsäure, Natriumhydroxyd und Tonerde wird im allgemeinen so hergestellt,
daß man eine Aufschlämmung der calcinierten Kieselsäure schnell mit einer Lösung von Tonerde
in Natriumhydroxydlösung vermischt.
Das Altern kann bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 60° C erfolgen, zweckmäßig ist jedoch eine
Mindesttemperatur von 25° C. Die Alterungszeit hängt natürlich von der Temperatur ab, jedoch ist im
ao allgemeinen eine Zeit von mindestens 3 Stunden erforderlich; dabei sind Zeiten bis zu 300 Stunden nicht
ungewöhnlich. An die Alterungsstufe schließt sich die hydrothermische Kristallisation an, welche bei einer
Temperatur von 50 bis 120° C und zweckmäßig bei 80 bis 110°C durchgeführt wird. Bei Temperaturen
von 75 bis 100° C beträgt die Erhitzungszeit zweckmäßig 3 bis 72 Stunden. Die Kristallisationsgeschwindigkeit
des Materials hängt von der Temperatur ab; vorzugsweise wird diese Stufe bei einer Temperatur
von etwa 1000C durchgeführt. Bei Temperaturen
von 90 bis 1100C ist ein 16 bis 72 Stunden langes
Erhitzen ausreichend, in den meisten Fällen genügen 48 Stunden. Da durch das Erhitzen die Kristallisation
des Produktes bezweckt wird, hat ein längeres Erhitzen keinen nachteiligen Einfluß auf das Produkt,
jedoch liegt die Grenze in der Praxis bei 16 bis 72 Stunden, da dann keine den Kosten einer längeren
Erhitzung entsprechenden Vorteile mehr erzielt werden. Bei Temperaturen unter 75° C treten zwar keine
Nebenreaktionen auf, jedoch geht die Umwandlung in das Z-14-HS-Produkt bei niedrigeren Temperaturen
nur sehr langsam vor sich, so daß sie für die Praxis ungeeignet sind.
Bei den übrigen Verfahrensstufen treten keine besonderen Schwierigkeiten mehr auf. Der kristalline
Zeolith wird auf übliche Weise wie Filtrieren, Dekantieren oder Zentrifugieren von der Reaktionsmischung
abgetrennt und dann mit Wasser gewaschen. Der nasse Zeolith wird etwa 2 Stunden lang auf etwa
350° C erhitzt, um das Wasser aus den Poren auszutreiben, und damit aktiviert und in die adsorbierende
Form übergeführt. Der so erhaltene Zeolith kann dann erneut Wasser oder andere Dämpfe bei niedrigem
Partialdruck adsorbieren.
Gegebenenfalls kann der nasse Z-14-HS-Zeolith
auch in die Calcium- oder Ammoniumform übergeführt werden. Der in die Ammoniumform übergeführte
Zeolith kann dann weiter durch Erhitzen in die Wasserstofform übergeführt werden. Außerdem
kann der Zeolith durch Behandlung mit geeigneten Salzlösungen nach bekannten Basenaustauschverfahren
in jede beliebige andere Alkali- oder Erdalkaliform oder in die Form der seltenen Erden übergeführt
werden.
Die allgemeine chemische Analyse und die scheinbare Kristalldichte geben keinen befriedigenden Aufschluß
über die genaue Kristallstruktur der mikroselektiven Adsorptionsmittel. Die einzelnen Zeolithe
können in ihren Strukturen durch bestimmte physikalische Eigenschaften, insbesondere durch ihre
Röntgenbeugungsbilder, unterschieden werden. Diese ermöglichen die besten Routineuntersuchungen zur
Unterscheidung der Zeolithe, da sowohl die spezifischen Eigenschaften der einzelnen Zeolithe als auch
ihre Röntgenbeugungsbilder durch die Atomanordnung im Kristallgitter bestimmt sind. Durch die
Röntgenbeugungsbilder können die Z-14-HS-Produkte bzw. andere Zeolithe nicht nur identifiziert
werden, sondern es können auch kristalline Verunreinigungen leicht durch das Auftreten von fremden
Beugungslinien nachgewiesen werden. Diese Verunreinigungen geben eigene spezifische Beugungsbilder
und charakteristische Linien, so daß normale Verunreinigungen wie unerwünschte Zeolithe leicht identifiziert
werden können. Die Röntgenbeugungsanalysen stellen somit ein wertvolles Mittel für die Prüfung
der Verfahren zur Herstellung synthetischer
Die nach 16 Stunden Erhitzen gezogene Probe war ein hochkristalliner Faujasit ohne Verunreinigungen
durch andere kristalline Typen. Die Oberflächengröße des Produkts betrug 1017 m2/g. Die
nach 24 Stunden bei 100° C gezogene Probe war ein hochkristalliner Faujasit ohne Verunreinigungen
durch andere kristalline Typen und hatte eine Oberflächengröße von 1000 m2/g. Die nach 48 Stunden bei
100° C gezogene Probe war ebenfalls ein hochkristal-
o liner Zeolith ohne Verunreinigungen durch andere kristalline Typen und hatte eine Oberflächengröße
von 1010 m2/g.
Es wurde ein synthetischer Faujasit auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die
f einteilige Kieselsäure vor der Verwendung 3 Stunden bei 370° C calciniert. Wie im Beispiel 2 wurden
22 g Wasser zusätzlich zugegeben, um den höheren
Zeolithe dar und können zur systematischen Bestim- ao Wasserverlust beim Calcinieren auszugleichen. Es
mung der Auswirkung von Veränderungen der Ver- wurden wiederum Proben nach 16, 24 und 48 Stunden
Erhitzen auf 100° C gezogen. Die nach 16 Stunden gezogene Probe war ein hochkristalliner Faujasit
ohne Verunreinigungen durch andere kristalline 35 Typen und hatte eine Oberflächengröße von 1017 m2/g.
Die nach 24 und 48 Stunden gezogenen Proben zeig-
fahrensvariablen eingesetzt werden.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Es wurden 90,6 g Natriumhydroxydplätzchen (70,3 g Na2O) in 95,5 ml Wasser gelöst und die Lösung
erhitzt. In diese Natronlauge wurden dann 52 g handelsübliches Tonerdetrihydrat (34 g Al2O3) gegeben.
Nach Auflösen der Tonerde wurde die Natriumaluminatlösung mit 195 ml Wasser verdünnt
und auf Raumtemperatur abgekühlt.
ten das gleiche Ergebnis ohne Verunreinigungen des Produkts durch andere kristalline Typen; die Oberflächengrößen
waren 998 m2/g bzw. 996 m2/g.
Es wurde ein synthetischer Faujasit auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die
feinteilige Kieselsäure 3 Stunden bei 540° C calciniert.
219,3 g handelsübliche feinteilige Kieselsäure wur- 35 Wie in den Beispielen 2 und 3 wurden zusätzlich
den 16 Stunden lang bei 110° C getrocknet. Die 22 g Wasser zu der Aluminat-Kieselsäure-Mischung
calcinierte Kieselsäure (190,25g SiO2) wurde dann gegeben. Das Produkt wurde 48 Stunden lang auf
mit 454,3 g Wasser zu einem Teig vermischt. Dieser 100° C erhitzt und wiederum Proben nach 16, 24
Teig wurde in einem Mischer langsam zu der Natri- und 48 Stunden gezogen. In jedem Fall wurde ein
umaluminatlösung gegeben und die Mischung dann 40 hochkristalliner Faujasit ohne Verunreinigung durch
in einen Kunstharzkessel übergeführt. Der Teig wurde andere kristalline Typen erhalten. Die Oberflächenin
dem Harzkessel ohne Umrühren 5 Tage bei 25° C
gealtert. Dann wurde der Teig auf 100° C erhitzt und
ohne Umrühren 48 Stunden auf dieser Temperatur
gehalten. Nach 16, 24 und 48 Stunden Erhitzen wur- 45
den zur Kontrolle der Faujasitbildung Proben gezogen.
gealtert. Dann wurde der Teig auf 100° C erhitzt und
ohne Umrühren 48 Stunden auf dieser Temperatur
gehalten. Nach 16, 24 und 48 Stunden Erhitzen wur- 45
den zur Kontrolle der Faujasitbildung Proben gezogen.
Nach 16 Stunden bei 1000C war das Produkt
größe des Produkts betrug nach 16 Stunden bei 1000C 1030 m2/g, nach 24 Stunden 1070 m2/g und
nach 48 Stunden 1020 m2/g.
In diesem Beispiel werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und die beim Wegfallen
der Calcinierungsstufe auftretenden Schwierigkeiten größe von 82 m2/g. Nach 24 Stunden hatte sich ein 50 bei der Herstellung des synthetischen Faujasits verhochkristalliner
Zeolith ohne Verunreinigungen durch anschaulicht, andere kristalline Typen gebildet. Die Oberflächengröße
des Produktes betrug 818 m2/g. Die nach
noch wenig kristallin und hatte eine Oberflächen-
g g
Stunden Erhitzen bei 100° C gezogene Probe war i hkii ji i
Es wurde ein synthetischer Faujasit auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die
feinteilige Kieselsäure vor der Verwendung nicht
ein hochkristalliner Faujasit ohne Verunreinigungen 55 calciniert.
durch andere Kristalltypen. Die Oberflächengröße Durch Erhitzen einer Mischung von 90,6 g Nabetrug
962 m2/g. triumhydroxyd, 52,0 g Tonerdetrihydrat und 96,5 g
Beispiel 2 Wasser wurde eine Natriumaluminatlösung herge
stellt. Die Lösung wurde auf 35° C abgekühlt, mit
Es wurde ein synthetischer Faujasit auf die gleiche 60 195 g Wasser verdünnt und dann zu einem Teig aus
Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die
feinteilige Kieselsäure vor der Verwendung 3 Stunden bei 205° C calciniert und die Mischung von
NaOH, Tonerdetrihydrat und Kieselsäure zusätzlich
feinteilige Kieselsäure vor der Verwendung 3 Stunden bei 205° C calciniert und die Mischung von
NaOH, Tonerdetrihydrat und Kieselsäure zusätzlich
mit 22 g Wasser versetzt, um die beim Calcinieren 65 bei 25° C gealtert und dann 48 Stunden lang auf
ausgetriebene größere Menge Wasser zu ersetzen. 100° C erhitzt. Nach 16, 24 und 48 Stunden wurden
219,3 g handelsüblicher feinteiliger Kieselsäure in der vom Hersteller bezogenen Form (Gesamtflüchtiges
11%) in 454,5 g Wasser gegeben. Die Mischung wurde gründlich durchgemischt, anschließend 5 Tage
Wie im Beispiel 1 wurde das Produkt nach 16, 24
und 48 Stunden Erhitzen auf 100° C untersucht.
und 48 Stunden Erhitzen auf 100° C untersucht.
Proben gezogen und untersucht.
Die nach 16 Stunden gezogene Probe war ein
Die nach 16 Stunden gezogene Probe war ein
Claims (1)
- 7 8hochkristalliner Faujasit ohne Verunreinigungen Das Produkt hatte gemäß Analyse die folgendedurch andere kristalline Typen und hatte eine Ober- Zusammensetzung:flächengröße von 997 iriVg. Die nach 24 Stunden bei ^0 (Trockenbasis) 21,99 Gewichtsprozent100° C gezogene Probe zergte einen weniger knstal- Sio 3 (Trockenbasis) 63 62 Gewichtsprozenthnen Faujasit und eine betrachtliche^Verunreinigung 5 N o (VrockenbasisJ 1425 Gewichtsprozentdurch den^ kristallinen Zeolithtyp Z-7 Die; Ober- Elementarzellengröße 24,64 Aflachengroße dieses Produktes betrug 864 m*/g. Die Oberflächengröße bei 370° C 877 m*/gnach 48 Stunden Erhitzen gezogene Probe zeigte, daßder größte Teil des Faujasit zu Z-7-Zeolith umkristal- In diesem sowie in allen vorhergehenden Bei-lisiert war. Die Oberflächengröße dieses Produktes io spielen wurde die Oberflächengröße nach einerbetrug nur noch 150 m2/g. Modifikation des bekannten Brunauer-Emmett-Teller-Aus einem Vergleich dieser Ergebnisse mit den in Verfahrens bestimmt, welches in der Arbeit vonBeispiel 1 bis 4 erhaltenen geht deutlich hervor, daß S. Brunauer, P. Emmett und E. Teller indie Verfahrensbedingungen bei der Herstellung von J. Am. Chem. Soc, 16, S. 309 (1938), beschrieben ist. Z-14-HS-Zeolith sehr genau überwacht werden 15müssen, wenn die handelsübliche feinteilige Kiesel- Patentanspruch:säure vor der Verwendung nicht calciniert wird. Verfahren zur Herstellung von synthetischem,Durch das Calcinieren wird jede Tendenz des kristallinem Zeolith mit einer der empirischenZ-14-HS-Produktes zum Umkristallisieren in uner- Formel wünschte Zeolithtypen ausgeschaltet und damit ein so
Hauptproblem bei der Herstellung eines reinenZ-14-HS-Produktes beseitigt. in welcher χ eine Zahl von 3,2 bis 6 und η kleiner. als 9 ist, entsprechenden ungefähren Zusammen-B ei spiel 6 Setzung und einer wirksamen Porengröße vonIn diesem Beispiel wird die Herstellung einer 25 etwa 13 Angström, welcher ohne wesentlichengrößeren Menge Z-14-HS-Zeolith nach dem erfin- Zusammenbruch seiner Kristallstruktur in diedungsgemäßen Verfahren beschrieben. Es wurde eine Wasserstofform übergeführt werden kann, ausNatriumaluminatlösung aus 11470 g Natriumhydroxyd einer wäßrigen Mischung von Natriumhydroxyd,und 6583 g Tonerdetrihydrat hergestellt. Die Lösung Tonerde und feinteiliger Kieselsäure durch Alternwurde zu einer Aufschlämmung aus 27 763 g handeis- 30 der Mischung und Erwärmen der gealtertenüblicher feinteiliger Kieselsäure gegeben, welche vor Masse zur Kristallisation der Zeolithe, wobei dasder Verwendung 16 Stunden bei 205° C calciniert Molverhältnis der Reaktionspartner 0,17 bisworden war. Für die Aufschlämmung wurden 233 g 1 Mol Natriumoxyd je Mol Kieselsäure, 6 bisWasser verwendet. Die insgesamt 96 660 g Wasser 40 Mol Kieselsäure je Mol Tonerde und 20 bisenthaltende Mischung wurde 2 Tage bei Raum- 35 80 Mol Wasser je Mol Natriumoxyd beträgt, d a -temperatur gealtert und dann 21 Stunden lang auf durch gekennzeichnet, daß man die1000C erhitzt. Eine Röntgenanalyse zeigte, daß das Kieselsäure vor dem Vermischen mit den anderenProdukt aus gut kristalliertem Faujasit ohne Ver- Reaktionsteilnehmern 0,1 bis 72 Stunden bei einerunreinigungen durch andere kristalline Typen be- Temperatur von 90 bis 650° C calciniert, bis ihrstand. 40 Wassergehalt weniger als 4,5 % beträgt.909 518/540
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