DE1567863A1 - Abriebfeste Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben - Google Patents

Abriebfeste Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben

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DE1567863A1
DE1567863A1 DE19651567863 DE1567863A DE1567863A1 DE 1567863 A1 DE1567863 A1 DE 1567863A1 DE 19651567863 DE19651567863 DE 19651567863 DE 1567863 A DE1567863 A DE 1567863A DE 1567863 A1 DE1567863 A1 DE 1567863A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/183Physical conditioning without chemical treatment, e.g. drying, granulating, coating, irradiation

Description

  • Abriebfeste Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben Die Erfindung betrifft als Trockenmittel dienende gehärtete Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Kristalline zeolithische Molekularsiebe kommen in der Natur vor oder werden als feine kristalline Körper synthetisiert, die zur allgemeinen Verwendung in technischen Adsorptionsverfahren oder katalytischen Verfahren gewöhnlich zu Agglomeraten geformt werden, die vorzugsweise eine möglichst hohe Abriebfestigkeit und Druckfestigkeit haben, ohne daß hierdurch die Adsorptionseigensohaften des Molekularsiebs übermäßig beeinträchtigt werden. Nach einem bekannten Verfahren werden diese feinkristallinen Materialien agglomeriert, indem sie mit einem Ton als Bindemittel kombiniert werden, wie in der U.S.A.-Patentschrift 2 973 327 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird. zwar ein geeignetes Agglomerat rur die verßohiedenen technischen Anwendungen erhalten, Jedoch wurde festgestellt, daß fUr gewisse Zwecke, bei denen durch Abrieb keine Feinteile oder Staub entstehen dürfen, ein stärker gebundenes Molekularsiobagglomerat erforderlich ist.
  • Ferner wurde festgestellt, daß halogenierte Derivato von Xthan und Methan, die als gasförmige Kältemittel verwendet werden, meter gewissen Bedingungen durch eine Reihe bekannter Molekularsiebagglomerate, die als Trockenmittel im System verwendet werden, teilweise zersetzt werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Molekularsiebagglomerat mit verbesserter Beständigkeit gegen Abrieb und Staubbildung und ein Verfahren zur Herstellung dieses Agglomerats. Das erfindungsgemäße Molekularsiebagglomerat eignet sich insbesondere als Trockenmittel in Kältesystemen, die halogenierte Kohlenwasserstoffe enthalten, deren Zersetzung durch dieses Agglomerat unbeachtlich ist. Das Agglomerat erleidet ferner keinen nennenswerten mechanischen Bruch oder Verlust an Kristallinität.
  • Gemäß der Erfindung werden verbesserte, abriebfeste und bei einigen AusfUhrungsformen chemisch verträgliche, geformte Trockenmittel nach einem Verfahren hergestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die Außenfläche eines kristallinen zeolithischen Molekularsiebagglomerats einen im wesentlichen geschlossenen Uberzug eines Minerals aufbringt, das feinteiliges inertes Siliciumdioxyd enthält, wenigstens den so gebildeten Uberzug des Agglomerats mit einer wäßrigen Lösung eines Alkalisilicats behandelt und imprägniert, das mit dem Silicat imprägnierte Agglomerat zur Entfernung eines wesentlichen Teils des darin enthaltenen Wassers trocknet und anschließend das erhaltene Agglomerat zum Abbinden und Erhärten des Silicats und zur Aktivierung des Molekularsiebs brennt.
  • Die Struktur von kristallinen Zeolithen kann als offenes, dreidimensionales Gitterwerk von SiO4- und AlO4-Tetraedern beschrieben werden. Die Tetraeder sind über Sauerstoffatome vernetzt, 80 daß das Verhältnis der Sauerstoffatome zur Summe der Aluminium- und Siliciumatome gleioh 2 ist, oder O/(Al+Si) = 2. Die negative Elektrovalenz von Aluminium enthaltenden Tetraedern ist durch die Einbeziehung von Kationen, z. B. Alkalimetall-und Erdalkalimetallionon, wie Natrium-, Kalium-, Calotum-und Magnesiumionen, in den Kristall abgesättigt. Ein Kation kann durch ionenaustausch gegen ein anderes ausgetauscht werden.
  • Diese Zeolithe können zur Bildung der zeolithischen Molekularsiebe aktiviert werden, ihdem praktisch das gesamte Hydratwasser abgetrieben wird0 Der nach der Aktivierung in den Kristallen verbleibende Raum ist für die Adsorption von Adsorbatmolekülen verfügbar, deren Größe, Borm und Energie derart sind, daß sie in die Poren der Molekularsiebe eintreten können Alle Typen von kristallinen zeolithischen Molekularsieben können im Rahmen der Erfindung zur Herstellung von gehärtetem Agglomerat verwendet werden. Die Wahl des jeweiligen Molekularsiebs hängt von Faktoren, wie der scheinbaren Porengröße des Materials und dem Verwendungszweck des Agglomerats abO Beispielsweise müssen die Poren wenigstens so groß sein, daß die gewünschten Adsorbatmoleküle aufgenommen werden können. Im Falle der Trocknung von Kältemitteln haben die Poren vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als etwa 4,9 R, so daß Wassermoleküle Zutritt haben, während die größeren Moleküle der halogenierten Kohlenwasserstoffe abgewiesen werden. Auf diesen Aspekt wird nachstehend ausführlicher im Zusammenhang mit der Entfernung von Feuchtigkeit aus Kältemitteln eingegangen, die halogeniertes Methan und/oder Äthan enthalten.
  • Zu den natürlich vorkommenden kristallinen zeolithischen Molekularsieben gehören Erionit, Chabasit, Analcit, Faujasit, Clinoptilolit und Mordenit. Die natürlichen Zeolithe sind in der chemischen Pachliteratur ausreichend beschrieben. Zu den synthetischen zeolithischen Molekularsieben gehören uOaO die Zeolithe A, T, X und Y.
  • Zeolith A ist ein kristallines zeolithisches Molekularsieb, das durch die Formel 1,0 # 0,2 M20:Al203:1985 + 0,5 SiO2:Y H20 dargestellt werdenkann, in der M ein Metall, n die Wertigkeit von M ist und y einen beliebigen Wert bis zu etwa 6-haben kann.
  • Zeolith A enthält so, wie er synthetisiert wird, in erster Linie Natriumionen und wird als Natriumzeolith A oder Zeolith 4A bezeichnet. Zeolith A ist ausführlich in der deutschen Patentschrift 1 038 017 der Anmelderin beschrieben0 Zeolith T ist ein synthetisches kristallines zeolithisches Molekularsieb, dessen molare Zusammensetzung, bezogen auf die Oxyde, wie folgt ausgedrückt werden kann: 1,1 # 0,4 #x Na2O, (#-x)K2O#:Al2O3:6,9 # 0,5 SiO2:Y H2O Hierin ist x ein beliebiger Wert von etwa 0,1-0,8 und y ein beliebiger Wert von etwa Null bis etwa 8. Die weitere Kennz-eichnung von Zeolith T durch Röntgenstrahlenbeugung ist in der UOSOAO-Patentschrift 2 950 952 beschrieben.
  • Zeolith X ist ein synthetisches kristallines zeolithisches Molekularsieb, das durch die folgende Formel dargestellt werden kann: 0,9 # 0,2 M2O:Al2O3:2,5 # 0,5 SiO2: Y H2O Hierin ist M ein Metall, insbesondere ein Alkalis und Erdalkalimetall, n die Wertigkeit von M und y eine beliebige Zahl bis zu etwa 8, abhängig von der Art von M und dem Hydratisierungsgrad des kristallinen Zeoliths. Natriumzeolith X hat eine scheinbare Porengröße von etwa 10 Å. Zeolith X, sein Röntgenstrahlenbeugungsbild, seine Eigenschaften und das Verfahren zu seiner Herstellung sind in der deutschen Patentschrift 1 038 016 ausführlich beschrieben.
  • Zeolith Y ist ein synthetisches kristallines beolithisches Molekularsieb, das, bezogen auf die Oxyde, durch die folgende Formel dargestellt werden kann: 0,9 + 0,2 Na2O:Al2O3:w SiO2: x H20 Hierin ist w eine Zahl von mehr als 3 bis zu etwa 6, und x kann eine Zahl bis zu etwa 9 sein. Die Eigenschaften von Zeolith Y sind in der U.S.A.-Patentschrift 3 130 007 ausführlich beschrieben.
  • Da Natrium-Zeolith A so, wie er synthetisiert wird, eine verhälthismäßig geringe (wenn auch noch bedeutsame) Fähigkeit hat, halogenierte Athane und Methane in Kälte systemen zu adsorbieren, während er eine starke Pähigkeit zur Adsorption von Wasser behält, ist agglomerierter Natrium-Zeolith A ein bevorzugtes Ausgangsmaterial für die Herstellung von gehärteten Agglomeraten gemäß der Erfindung, insbesondere wenn die Agglomerate in Kältesystemen verwendet werden sollen.
  • Es i3t m (iglich, als Ausgangsagglomerat der kristallinen Molekularsiebe praktisch ausschließlich die Molekularsiebkristalle zu verwenden, die gepresst oder in anderer Weise so verdichtet werden, daß das Agglomerat genügend Festigkeit für die Handhabung besitzt. Es ist auch möglich, Gemisohe von Molekularsieben mit Bindemitteln, wie Ton, Silioaten oder sowohl Ton als auch Silicaten, zu verwenden ; Beispielsweise können bekannte Agglomerate, wie sie in der U.S.A.-Patentschrift 2 973327 beschrieben sind, ohne weiteres für das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden, da die hergestellten neuen Agglomerate in solchen F. illan verbesserte Festigkeitseigenschaften haben, ohne daß die Adsorptionseigenschaften beeinträchtigt werden Vorzugsweise wird von Molekularsiebagglomeraten ausgegangen, die durch Mischen von Ton mit kristallinen Molekul-arsieben gebildet wurden.
  • Bei der herstellung dieses tonhaltigen Ausgangsagglomerats muß der Ton in Gegenwart von Wasser bei normalen Temperaturen halbplastisch oder plastisch und in der Lage sein, nach kurzzeitigem trocknen an der Luft eine weeentliohe"Granfestigkeit" anzunehmen, Beispiele von Tonen, die zum Abbinden von Molekularsieben verwendet werden können, ohne die Adsorptionseigen schaften des Molekularsiebs wesentlich zu verändern, sind Attapulgit, Kaolin, Sepiolith, Palygorskit, Kalinit, plastische Bindetonet Tone vom Typ des Attapulgits oder Kaolins, Bentonit, Montmorillonit, Illit, Chlorit und Ton. vom Bentonittyp. Bevorzugt werden Tone, wie Attapulgit, deren pH-Wert (gemessen in wassriger Dispersion) nicht Uber 885, vorzugsweise nioht über 8 liegt, Einige im Wandel erhältliche Tone haben auf Grund einer Säurebehandlung während der Vorbereitung für den Markt pH-Werte bis hinab zu etwa 5,5. Der leicht saure Charakter dieser Tone erwies sich in gewissem Umfange als vorteilhaft für das Verfahren gemäß der Erfindung.
  • Das Mengenverhältnis von Ton zum Molekularsieb in dem bevorzugten Ausgangsagglomerat hängt in erster Linie von dem Verv dünnungsgrad des Molekularsiebs ab, der bei der vorgesehenen Verwendung des Endprodukts zulässig isto Für die masten Zwecke kann der Tongehalt des Endprodukts 5-35 Gew.-% betragen.
  • Nach der Herstellung eines Ausgangsagglomerats folgt die wesentliche zweite Stufe des Verfahrens, deh. der Auftrag eines verhältnismäßig dünnen Überzuges eines Minerals, das feinteiliges inertes Siliciumdioxyd enthält, auf die Oberfläche dieses Agglomerats0 Als Überzugsmaterial dient tvorzugsweise Ton oder pulverförmiger Asbest, jedoch können beliebige inerte, verhältnismäßig harte Minerale, wie Glimmerpulver, fsinteiliger Quarz, Ubliche kieselsäurehaltige Materialien, wie Frittporzellan, Emaille u.dgl., verwendet werden Die mittlere Teilohengröße des Überzugsmaterials ist nicht entscheidend wichtig, jedoch wurde festgestellt, daß mit Teilchen einer Siebgröße von weniger als etwa 50 u, vorzugsweise weniger als etwa 40, optimale Ergebnisse erhalten werden. Größere Teilchen können ehenfalls verwendet werden, vorausgesetzt, daß beim Aufbringen des Uberzugsmaterials auf das Ausgangsagglomerat eine solche meohanisohe Kraft ausgeübt wird, daß die Teilchengröße des gberzugsmaterials weiter verringert wird.
  • Von den geeigneten Überzugsmaterilalien werden feinteiliger Ton und Asbest bei weitem bevorzugt. Geeignete Tone sind Attapulgit, Kaolin, Sepiolith, Palygorskit, Kaolinit, plastisohe Bindetone, Tone vom Typ des Attapulgits oder Kaolins, Bentonit, Montmorillonit, Illit, Chlorit und Tons vom Bentonittyp. Besonders geeignet sind Attapulgit und Tone vom Attapulgittyp. Ebenso sind versohiedene Asbeetsorten bekannt, die sich sämtlich ale geeignet für die Verwendung als Übersugematerial nach Zerkleinerung sur Pulverform erwiesen haben.
  • Beim Auftrag des Überzugsmaterials auf das Ausgangsagglomerat ist es Wesentlich, daß die Teilchen des Überzugsmaterials eine dicht
    zusammerw ezia
    Oberfläche über dem gesamten oder praktisch gesamten Agglomerat bilden. Als geeignet erwies sich das XWålsen des Agglomerats in Mischung mit dem feinteiligen Überzugsmaterial in Vorrichtungen, die sich nach Art von Zementmischern drehen. Natürlich kann der Auftrag auch nach anderen Methoden erfolgen, z¢BO durch Besprühen des Agglomerats mit einer Suspension oder Dispersion des Überzugsmaterials in einem flüssigen Dispergiermittel, das gegenüber dem Überzug und dem Molekularsieb inert und so flüohtig ist, daß es sich leicht vom überzogenen Agglomerat entfernen läßt0 Als Dispergiermedium für diese Auftragsmethode ist Wasser durchausgeeignet.
  • Es hat sich gezeigt, daß sehr dünne Überzüge aus Ton oder anderem inerten minerdischem Material ausreichen, so daß nur eine minimale Verdünnung des eigentlichen Molekularsiebs im Endprodukt erfolgt. Im allgemeinen muß die Überzugsdicke wenigstens etwa 1 u betragen. Bevorzugt werden Auftrags stärken von etwa 6 . Überzüge einer Dicke von mehr als etwa 75 Z verbessern im allgemeinen die Abriebfestigkeit nicht mehr als Überzüge von weniger als 75 u, jedoch können sie gegebenenfalls verwendet werden. Bei sehr dicken Überzügen ist ein gewisses unerwünschtes Absplittern des Endprodukts durch Unterschiede in den Ausdehnungseigenschaften zwischen dem zentralen Molekularsiebagglomerat und dem äußeren Überzug festzustellen.
  • Nach dem Aufbringen des Überzuges werden die beschichteten Agglornerate mit einer wässrigen Lösung eines Alkalisilicats in Berührung gebracht. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen werden hauptsächlich Kalium- und Natriumsilicate bevorzugt, jedoch können auch Lithium-, Rubidium-und Cäsiumsilicate verwendet werden. Wenn das verwendete Molekularsieb ganz oder überwiegend aus Natrium-Zeolith A besteht, wird Ksliumsilicat besonders bevorzugt, besonders wenn das Sndprodukt als Trockenmittel in einem Kältesystem verwendet, das einen halogenierten Kohlenwasserstoff als Kältemedium enthält.
  • Das Verhältnis von Alkalioxyd zu Siliciumdioxyd in der Alkalisilioatlösung kann über den gesamten Löslichkeitsbereich variieren0 Die Anwesenheit von kolloidem Siliciumdioxyd in Suspension in der Impragnierlösung ist nicht nachteizig, ergibt jedoch keine wesentliche Verbesserung des Produkts, Lösungen, die Alkalioxyd und Siliciumdioxyd im Verhältnis von 0,31 bis 0d63 enthalten, wurden mit ausgezeichneten Ergebnissen gebraucht0 Verhältnisse von weniger als etwa 0,27 kennen angewendet werden, werden jedoch nicht bevorzugt, weil hierbei die anwesenden Mengen an unlöslichem Siliciumdioxyd zunehmlenO Der Feststoffgehalt der Silicatlösung, doho die Summe von Alkalioxyd und Siliciumdioxyd in der Lösung, kann zwischen etwa 3 und 35 Gew,- liegen. Bei einem Gehalt unter 3 wird nicht genügend Silicat in das Agglomerat eingeführt, um die Druckfestigkeit wesentlich zu verbessern, während bei einem Gehalt von mehr als etwa 35% das Adsorptionsvermögen des Molekularsiebs verschlechtert wird.
  • Innerhalb der vorstehend genannten Verhältnisbereiche von Oxyden und Peststoffgehalten der Lösung kann die Menge der Lösung, die zur Imprägnierung eines Molekularsiebagglomerats verwendet wird, so gewählt werden, daß der Feststoffgehalt der Lösung im Bereich von 0,07 bis 0,73 kg/kg Agglomerat liegt.
  • Die Behandlung bzwO Tränkung des Agglomerats mit der Silicatlösung kann chargenweise oder kontinuierlich erfolgen. Wenn chargenweise gearbeitet wird, ist es zweckmäßig, zur Erzielung einer gleichmäßigen Tränkung für Bewegung zu sorgen, Diese Bewegung kann durch vorichtiges Rühren zur Vermeidung eines Bruchs des Agglomerats erfolgen, Die kontinuierliche Behandlung wird zweckmäßig vorgenommen, indem man die Lösung durch eine Kammer fließen läßt, die das Agglomerat enthält. Bei kontinuierlicher Behandlung kann die Konzentration der Feststoffe in der Silicatlösung im unteren Bereich liegen, und die Lösung kann in dem Maße ergänzt werden, wie die Feststoffe verbraucht werden.
  • Das Eintauchen kann heiß oder kalt erfolgen. Die Anwendung von wärme hat den Vorteil, daß kürzere Kontaktzeiten angeendet werden können, jedoch den Nachteil einer verstärkten Neigung zu Alkaliangriff auf die Kristallstruktur des zeolithschen Iiolekularsiebs. Um diesen Angriff zu mildern, sind Te@peraturen unter etwa 600C zu bevorzugen, besonders wenn das Verhältnis von Alkalioxyd zu Siliciumdioxyd hoch ist.
  • Die Silicatmenge, die durch das Imprägnieren auf das Agglomerat aufgebracht wird, wird durch alle Variablen des Verfahrens gemäß der Erfindung und die Kontaktzeit beeinflußt.
  • In einigen Fällen ist bei Verwendung von konzentrierten Behandlungslösungen, Anvrendung erhöhter Temperaturen und stark porösen Agglomeraten eine Tauchzeit von einigen Minuten ausreichend. Längere Kontaktzeiten haben im allgemeinen eine Zunahme der auf das Agglomerat aufgebrachten Silicatmenge und eine Vergrößerung der Eindringtiefe des Silicats in das Agglomerat zur Folge. Die Kontaktzeit kann gegebenenfalls mehrere Stunden oder sogar mehrere 4ge betragen, vorausgesetzt, daß das Agglomerat unversehrt bleibt und das Molekularsiebkristall nicht geschädigt wird0 Durch Erhöhung der Konzentration und/oder Vergrößerung der Eindringtiefe wird die Druckfestigkeit des Endprodukts erhöht.
  • Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei Anwendung kurzer Tauchzeiten im Rahmen der-Erfindung ein Produkt hergestellt werden kann, das eine gehärtete, abriebfeste AuBensohioht aufweist, die bei Anwendungen, bei denen diese Eigenschaft gewünscht wird, völlig ausreicht. Andererseits bewirken längere Kontaktzeiten eine etwas tiefere Härtung, die zur Erzidung maximaler Druckfestigkeit bevorzugt wird.
  • Nach der Tauchstufe wird das Agglomerat von der Behandlungslösung getrnilt, Es kann gegebenenfalls kurz mit Wasser ge--spült werden, wodurch gerade eo viel Lösung, die an der Außenseite des Agglomerats hatte entfernt wird, daß die Neigung des Agglomerat Zinn Zusamkenbacken ausgeschaltet wird0 Nach der Abtrennung des Agglomerats von der Imprägnierlösung kann es gebrannt werden0 Bevorzugt wird jedoch eine Zwischentrocknung zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts auf 15-22 Gew.-%. Diese Trocknung kann beispielsweise durch Durchblasen von Luft erfolgen und durch mäßiges Erwärmen auf eine Temperatur im Bereich von 82-1770C beschleunigt werden, Diese Trocknung dient dazu, das intrakristalline Wasser im wesentlichen zu entfernen und auf diese Weise die Beanspruchung durch das Erhitzen und die Dampfentwicklung beim Brennen zu verringern.
  • Das Brennen vollendet das Abbinden des Bindemittels. Gleichzeitig wird das intrakristallihe Wasser des kristallinen Molekularsiebs entfernt und das Molekularsieb auf diese Weise für den Gebrauch als Adsorptionsmittel aktiviert. Das Brennen kann beispielsweise in einem Ofen mit Ventilation oder mit Zwangsspülung erfolgen, um den entwickelten Wasserdampf zu entfernen. Die Brenntemperatur, die erforderlich ist, um das Bindemittel zu erhärten und das Molekularsieb zu aktivieren, liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 565-660°C. Aktivierung bedeutet das Abtreiben praktisch des gesamten Hydratwassers der Molekularsiebkristalle, wobei die inneren Poren des Siebes zur Aufnahme der Adsorbatmoleküle efreizurückbleiben. Nur das Erhärten des Bindemittels ohne Aktivierung des Molekularsiebs erfordert eine Temperatur von etwa 345 0C.
  • Die überraschende Verbesserung der Naßabriebfestigkeit des erfindungsgemäßen Agglomerats läßt sich nicht ohne weiteres einem einzelnen Faktor zuschreiben, vielmehr dürfte sie sich aus einer synergietisohen Wechselwirkung zwischen dem Alkalisilicat und dem inerten mineralischen überzugsmaterial ergeben, obwohl bei dem Jetzigen Stand der Technik keine rein chemische Reaktion zwischen den beiden Materialien festgelegt werden kann0 Be ist Jedoch offensichtlich, daß der mineralische Überzug, auoh wenn er sehr dünn ist, einen Erhärtungagrad des Alkalielliests ermöglicht oder bewirkt, der nioht möglich ist, w.nn die gleiohen Mat.rislien innig gemischt werd.n, d.h. w.nn kein briug vorhanden ist.
  • In den nachstehenden Beispielen wurden die folgenden Prüfungen an Proben des erfindungsgemäßen Agglomerats vorgenommen: I) Naßabriéb A. Frigidaire-Naßabriebtest. Bei diesem Test werden der Naßabrieb und die Schlagfestigkeit der-Agglomerate geprüft.
  • 100 cm3 des perlförmigen Agglomerats werden in einen zylindrischen 118 cm3-Glasbehälter von 5,25 cm Durchmesser und 6,35 cm Höhe gegeben, der mit einem dichten Verschluß versehen ist Nach Zugabe von 50 cm3 Trichloräthylen zu dem Agglomerat wird der geschlossene Behälter 22,5 Stunden in einer senkrechten, hin- und hergehenden Bewegung gehalten, die eine Amplitude von 4,44 cm und eine Frequenz von 330/Min. hat. Die durch Abrieb gebildeten Feinteile werden anschließend aus den Perlen mit Trichloräthylen durch ein U.S.-Standardsieb NrO 100 in einen Becher gewaschen, aus dem Trichloräthylen isoliert, auf 35000 erhitzt, um das Molekularsieb zu aktivieren, und gewogen, Das ermittelte Gewicht, ausgedrückt als Prozentsatz des urßprünglichen Gewichts des eingesetzten perlförmigen Agglomerats, gilt als Maß für die Naßabriebfestigkeit.
  • Bo Paint Shaker-NaßabriebtestO Bei diesem Test wird hauptsächlich die Naßabriebfestigkeit gemessen, 136 cm3 des perlförmigen Agglomerats werden in ein zylindrisches 150 cm3-Gefäß gegeben, das einen Durchmesser von 4,4 cm und eine Höhe von 10 cm hat0 Nach Zugabe von 68 cm3 Trichloräthylen wird der Behälter geschlossen und,einer Wirbelbewegung von hoher Frequenz in einem Red-Devil Paint sonditioner Modell Nr.30 (Hersteller Red Devil pools, Union, New Jersey) von 30 Minuten Dauer unterworfen.
  • Die durch Abrieb gebildeten Peinteile werden in der gleichen Weise wie beim Frigidaire-Naßabriebtest gemessen.
  • II) Zick-zack-Test Dieser Test gibt ein Meß für die Beständigkeit des perlförmigen Agglomerats gegen Abriebkräfte, die auftreten, wenn die Perlen wiederholt mit Hilfe eines Luftstroms längs eines Zickzackweges von 2,75 m Länge in einem Glasrohr von 5,1 cm Durchmesser gefitlirt werden0 Die Luftgeschwind-igkeit wird etwas höher eingestellt, als sie zur Erzeugung einer Wirbelschicht (les Materials erforderlich ist. Der Verlust von Peinteilen durch ein UOSO-Standardsieb Nr. 40 nach 2000 Zyklen, ausgednickt in Gewichtsprozent des ursprünglichen Einsatzes, ergibt den Zickzaok-Abriebverlust.
  • Beispiel 1 "Grüne" (dXho ungebrannte) Kugeln oder Perlen von Natrium-Zeolith A (4A) (Größe 1,4-2,4 mm), die 20 Gew ; Attapulgus-Bindeton enthielten, wurden im technischen Maßstab nach dem Verfahren des U.S.A.-Patents 2 973 327 hergestellt. Hierbei wurden kugelförmige Agglomerate wie folgt gebildet: Zunächst wurden Pulver von Molekularsieb 4A (4 Gewichtsteile) und Attapulguston (1 GewO-Teil) trocken gemischt, worauf geregelte Wassermengen mit diesem Gemisch in einer rotierenden Trommel zusammengegeben wurden. Hierbei bildeten sich kugelförmige Körper durch das Wälzen. Eine Menge dieser Kugeln (7505 g) mit einem Peuchtigkeitsgehalt von 33,7 Gew.-% H20 wurden in einer horizontal rotierenden Trommel, die irri prinzip einem Zementmischer ähnelte, 5 Minuten gewälzt, während sie mit feinem Wasserstaub besprüht wurden. Der Feuchtigkeitsgehalt zu diesem Zeitpunkt betrug 3498 Gew.-%. Über dieses feuchte Agglomerat wurden 120 g pulverförmiger raffinierter Attapulguston innerhalb von 5 Minuten gleichmäßig gesiebt. Anschließend wu-rden die beschichteten Perlen weitere 10 Minuten gewälzt.
  • Das perlförmige Agglomerat wurde dann mit Kaliumsilicat imprägniert, indem es 2 Stunden bei Raumtemperatur in 16,6 kg einer Lösung gelegt wurde, die aus 2 Teilen Kaliumsilicat (8,30 Gew.-% K2O und 20,80 GewO-% SiO2) und 1 Teil Wasser bestand. Das getränkte Agglomerat ließ man 30 Minuten abtropfen, worauf der Feuchtigkeitsgehalt 33,1 Gew.-% H2O betrug. 340 g dieses Agglomerats wurdenin ein mit Polytetrfluoräthylen ausgekleidetes 3,8 l-Gefäß gegeben, in dem das Agglomerat vorgetrocknet wurde, indem es bei Raumtemperatur gewälzt, etwa 1 Stunde bei 90°C im Wärmeschrank getrocknet, in einem 3,8 1-Gefäß von Hand gewälzt, gesiebt und 40 Minuten bei 5000C an der Luft gebrannt wurde0 Die Naßabriebverluste für diese Probe, bestimmt nach der bereits beschriebenen Frigidaire-Test methode, betrugen 0,2 und 0,3 Gew.-% (zwei Eestimmungen).
  • Bei Messung nach dem Paint Shaker-Naßabriebtest betrug der Verlust Null. Die üblichen Wasseradsorptionsteste mit diesem Produkt ergaben, daß es praktisch das gleiche Wasseraufnahmevermögen hatte wie unbehandeltes gebranntes Agglomerat von Molekularsieb 4A.
  • Beispiel 2 "Grüner" (d.h. ungebrannter) perlförmiger Natrium-Zeolith A (Größe 1,4-2,4 mm), der 20 Gew.-% Attapulguston als Bindemittel enthielt, wurde nach dem Verfahren des US. A.-Patents 2 973 327 hergestellt. Nach diesem Verfahren wurde kugelförmiges Agglomerat wie folgt hergestellt: Zunächst wurden Pulver von Molekularsieb 4A (4 Gew.-Teile) und Attapulguston (1 Gew.-Teil) trocken gemischt, worauf diesem Gemisoh geregelte Wassermengen in einer rotierenden Trommel zugesetzt wurden. Die kugelförmigen Körper wurden dann duroh Wälzen geformt. 910 g'dieses kugelförmigen Aggiomerate mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 32,5 Gew.-% H2O wurden in einer rotierenden Trommel 5 Minuten gewalzt, während feiner Wasserstaub aufgesprüht wurde. Die Wälzzeit betrug 15 Minuten0 Pulverförmiger Asbest (27 g) wurde innerhalb von 3 Minuten gleichmäßig auf das feuohte Agglomerat gesiebt, worauf weitere 10 Minuten gewälzt wurde. Die Uberzogenen perlförmigen Agglomerate wurden dann 2 Stunden in 3,6 kg der in Beispiel 1 beschriebenen Kaliumsilicatlösung gelegt.
  • Die getränkten Agglomerate ließ man 30 Minuten abtropfen, worauf sie auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise getrocknet und gebrannt wurden. Die Naßabriebverluste des Produkts wurden naoh der Frigidaire-Testmethode mit 0,5 und 0,6 Gew.-% (zwei Bestimmungen) ermittelt. Bei Messung nach dem Paint Shaker-Naßabriebtest betrug der Verlust 0,2 Gew.-%.
  • Beispiel 3 1865 g "grünes" perlförmiges Agglomerat, das Attapulguston als Bindemittel enthielt (Größe 1,4-2,4 mm), wurden auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise behandelte Der auf dieses Agglomerat aufgebrachte pulverförmige Überzug bestand aus 30 g gereinigtem, im wesentlichen neutralem Attapulguston eines anderen Typs. Die Naßabriebverluste, bestimmt am gebrannten Produkt nach dem Frigidaire-Test und dem Paint Shaker-Test, betrugen 0,6 bzw. 0z2 Gew.-%.
  • Beispiel 4 Das gemäß Beispel 1 herg-estellte perlförmige Agglomerat wurde in aktiviertem Zustand in innigem Kontakt mit Monochlordifluormethan verwendet, um den Grad der Zersetzung eines als Kältemittel verwendeten halogenierten kohlenwasseretoffs durch Kontakt mit dem Trockenmittel zu bestimmen. Das angewendete Verfahren wird von Spausohus und Olsen (" Gas Analysis -A New Tool for Determining the Chemical Stability of Hermetio Systems", Refrigerating Engineering, Februar 1959, Seite 25-29) beschrieben0 Bei diesem Verfahren wird das als Produkt der Zersetzung gebildete nicht kondensierbare Gas, weitgehend Kohlenoxyd, gemessen Die folgenden Ergebnisse, aus denen eine unbeachtliche Zersetzung des Kältemittels erkennbar ist, wurden erhalten: Nach 6 Wochen gebildetes nicht kondensierbares Gas, om3/g Tro okeninittel 0,22 Chlorid im Trockenmittel nach 6 Woohen, g/g Urokkenmittel 0,001 Nach 6 Wochen im Kältemittel gefundenes Chlorid O

Claims (16)

  1. Patentansprüche 1. Abriebfeste Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularseben, gekennzeichnet durch eine gehärtete, durchlässige Überzugsschicht aus mit Alkalimetallsilicat imprägnierten und bei hoher Temperatur gebranntem, inertem k@@elsmurematerial.
  2. 2. Abriebfeste Agglomerate nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch eine Dicke der gehärteten, durchlässigen Überzugsschicht von etwa 1 u bis etwa 75 y vorzugsweise etwa 6
  3. 3. Abriebfeste Agglomorate nach den AnsprUchen 1 und 2* dadrch gekennzeichnet, daß das inerte Kieselsäurematerial ein Ton ist.
  4. 4. Abriebfeste Agglomerate nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Kieselsäurematerial Asbest verwendet wird.
  5. 5. Abriebfeste Agglomerate nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als agglomeriertes, kristallines zeolithisches Molekularsi@@ Zeolith A, Zeolith T, Zeolith X, zeolith Y, Erionit, Chabassit, Analcit, Faujasit, Clinoptilit oder Mordenit @ingesetzt wird.
  6. 6. Abriebfente Agglomerate nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein agglomeriertes, kristallines zeolithische. Molekularsieb verwendet wird, das ein Bindemittel enthält.
  7. 7. Abriebfeste Agglomerate nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Silicat ist.
  8. 8. Abriebfeste Agglomerate nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Ton ist, vorzugsweise Attapulgit, Kaolin, Sepiolit, Kalinit, Bentonit, Montmorillonit oder Chlorit.
  9. 9. Abriebfeste Agglcmerate nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der als Bindemittel dienende Ton in Mengen von 5 bis 35 Gewichtiprozent des Agglomerats anwesend ist.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung abriebfester Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben nach den AnsprUchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben mit einer Schicht eines inerten Kieselsäurematerials Uberzogen werden und daß die Uberzogenen Agglomerate mit einer Alkalimetallsilicat-Lösung imprägniert und bis zum Abbinden der Überzugsschicht und gegebenenfalls zur Aktivierung des Molekularsiebs gebrannt werden
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der agglomerierten, kristallinen zeolithischen Molekularsiebe durch Wälzen der Molekularsiebagglomerate im Gemisch mit inerten Kieselsäurematerialienerfolgt.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der agglomerierten, kristallinen zeolithischen Molekularsiebe durch Be sprilhen der Molekularsiebagglomerate mit einer Aufschlemmung des inerten Kieselsäurematerials rfoigt.
  13. 13. Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Imprägnierung verwendete Alkyl imetal lsil i cat-Lösung ein Alkalimetalloxyd zu Siliciumdioxyd-Verhältnis von 0,27 bis 0,63 besitzt.
  14. 14. Verfahren nach den AnsprUchen 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalisilicat-Lösung in solchen Mengen eingesetzt wird, daß fur einen Gewichtsteil des überzogenen Molekularsiebagglomerats 0,07 bis 0,73 Gewichtsteile der in der Lösung nthaltenen Feststoffe angewendet werden.
  15. 15. Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der überzogenen Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben mit der Alkalimetallsilicat-Lösung bei einer Temperatur unterhalb von 600 C durchgeführt ird.
  16. 16. Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß du Brennen der überzogenen und mit Alkalimetallsilicat imprägnierten Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben bei einer Temperatur von etwa 345° C bis 660Q C durchgeführt wird.
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