DE1813099A1 - Process for the production of zeolite L. - Google Patents

Process for the production of zeolite L.

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DE1813099A1 DE19681813099 DE1813099A DE1813099A1 DE 1813099 A1 DE1813099 A1 DE 1813099A1 DE 19681813099 DE19681813099 DE 19681813099 DE 1813099 A DE1813099 A DE 1813099A DE 1813099 A1 DE1813099 A1 DE 1813099A1
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01B39/00Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/32Type L

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKERPATENT ADVOCATE DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMA CHEMIST

5 KDLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 25 KDLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 2

Köln, den 2β12.1968 Eg/AxCologne, 2 β 12.1968 Eg / Ax

Union Carbide Corporation, 2Jo Park Avenue, "evi York, •T. Y. Iool7 (V.St.A.) Union Carbide Corporation, 2 John Park Avenue, "evi York • T. Y. Iool7 (U.S.A.)

Verfahren zur Herstellung von Zeolith L Process for the production of zeolite L.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen kristallinen Zeolithe, insbesondere ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Zeolith L.The invention relates to a method for producing a three-dimensional crystalline zeolite, in particular a improved process for making zeolite L.

Zeolith L ist ein synthetisoher dreidimensionaler kristalliner Zeolith vom Molekularsiebtyp, der verhältnismäßig große Porendurchmesser und die folgende, stöohiometrisch in Molverhältnissen-der Oayde ausgedrückte Zusammensetzung hat:Zeolite L is a synthetic three-dimensional crystalline zeolite of the molecular sieve type which is relatively large pore diameters and the following composition stoichiometrically expressed in molar ratios of the Oayde Has:

0,9-1,3 M2O : Al2O3 : 5,2-6,9 SiO2 : y H2O0.9-1.3 M 2 O: Al 2 O 3 : 5.2-6.9 SiO 2 : y H 2 O

~ Hierin ist M wenigstens ein austauschbares Kation, η die Wertigkeit von M und y eine beliebige Zahl von 0 bis etwa 9· ~ Here M is at least one exchangeable cation, η the valence of M and y any number from 0 to about 9

Geringfügige Schwankungen in den Molverhältnissen der Oxyde innerhalb der durch die vorstehende Formel festgelegten Bereiche ändern die Kristallstruktur oder die physikalischen Eigenschaften des Zeoliths nicht wesentlich. Ebenso ist der Wert von "y" für alle Proben von Zeolith L nicht unbedingt eine unveränderliche Größe. Dies ist der Fall, weil verschiedene austauschbare Kationen eine unterschiedliche Größe haben, und da durch den Austausoh dieser verschiedenen Kationen keine nennenswerte Änderung der Kristallgitterabmessungen des Zeoliths eintritt, ist mehr oder *\Slight fluctuations in the molar ratios of the oxides within those specified by the formula above Regions do not significantly change the crystal structure or physical properties of the zeolite. as well the value of "y" for all samples of zeolite L is not necessarily an unchangeable quantity. This is because different exchangeable cations produce a different one Size, and because of the exchange of these different Cations no significant change in the crystal lattice dimensions of the zeolite occurs, is more or * \

909833/1203 r909833/1203 r

weniger Zwischenraum für die Aufnahme von Wassermolekülen verfügbar» Der Wert von "y" hängt daher von der Identität des austauschbaren Kations und auch vom Dehydratisierungsgrad des Zeolithe ab.less space available for the uptake of water molecules »The value of" y "therefore depends on the identity the exchangeable cation and also the degree of dehydration of the zeolite.

Als austauschbare Kationen "M" kommen alle ein-, zwei- und dreiwertigen Metallionen in Frage, insbesondere diejenigen der Gruppen I, II und III des Periodischen Systems, das in Webster's Mew Collegiate Dictionary, 1956, Seite 626, veröffentlicht ist, z.B. Barium—, Calcium-, Ger-, Lithium-, Magnesium-, Kalium-, Natrium-, Strontium- und Zinkionen, sowie andere Kationen, z.B. Wasserstoff- und Ammoniumionen, die sich in Zeolith L insofern wie die oben genannten Metallionen verhalten, als sie durch andere austauschbare Kationen ersetzt werden können, ohne eine wesentliche Veränderung der grundlegenden Kristallstruktur des Zeoliths zu verursachen. Von den austauschbaren Kationen sind ein- und zweiwertige Kationen besonders vorteilhaft, da sie gewöhnlich leichter in die Hohlräume des Zeolithkristalls Eingang finden.All one-, two- and trivalent metal ions in question, especially those of groups I, II and III of the Periodic Table, published in Webster's Mew Collegiate Dictionary, 1956, p. 626, e.g., barium, calcium, ger, lithium, Magnesium, potassium, sodium, strontium and zinc ions, as well as other cations, e.g. hydrogen and ammonium ions, which in zeolite L behave like the above-mentioned metal ions in that they are exchangeable by others Cations can be replaced without significantly changing the basic crystal structure of the zeolite to cause. Of the exchangeable cations, monovalent and divalent cations are particularly advantageous because they usually find easier entry into the cavities of the zeolite crystal.

Zeolith L unterscheidet sich von allen anderen zeolithischen Molekularsieben durch sein charakteristisches Röntgen-Pulverbeugungsbild. Zeolith L hat das folgende Röntgenbeugungsbild, ausgedrückt in charakteristischen d-Werten, d.h. den Zwischenebenenabständen in αϊZeolite L differs from all other zeolite molecular sieves by its characteristic X-ray powder diffraction pattern. Zeolite L has the following X-ray diffraction pattern, expressed in characteristic d-values, i.e. the interplanar distances in αϊ

* 0,3* 0.3 Tabelle ATable A. 3,173.17 + 0,01+ 0.01 ± 0,04± 0.04 d (S)d (S) 3,073.07 + 0,01+ 0.01 16,116.1 ± 0,04± 0.04 2,912.91 + 0,01+ 0.01 7,527.52 + 0,04+ 0.04 2,652.65 + 0,01+ 0.01 6,006.00 + 0,04+ 0.04 2,462.46 + 0,01+ 0.01 4,574.57 + 0,02+ 0.02 2,422.42 + 0,01+ 0.01 4,354.35 + 0,02+ 0.02 2,192.19 + 0,01+ 0.01 3,913.91 + 0,02+ 0.02 3,473.47 3,283.28

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Eine vollständigere Charakterisierung von Zeolith L und die Beschreibung des üblichen Verfahrens zu seiner Herstellung finden sich in der U.S.A.-Patentschrift 3 216 789. Im allgemeinen besteht das dort beschriebene Verfahren in der Digerierung und Kristallisation eines wässrigen Metallaluminosilicatgemisches, in dem die Reaktionsteilnehmer in als Mol Alkalimetalloxyd, H2O, Al2O5 und SiO2 ausgedrückten Mengen enthalten sind, die in einen der nachstehenden Bereiche fallen:A more complete characterization of zeolite L and the description of the usual process for its preparation can be found in US Pat. No. 3,216,789. In general, the process described there consists in the digestion and crystallization of an aqueous metal aluminosilicate mixture in which the reactants are present as moles of alkali metal oxide , H 2 O, Al 2 O 5 and SiO 2 that fall within one of the following ranges:

Tabelle BTable B.

Bereich a Bereich b Bereich c K2O/(K20+Na2O) 0,33 bis 1 0,26 bis 1 0,33 bis 1 Area a Area b Area c K 2 O / (K 2 0 + Na 2 O) 0.33 to 1 0.26 to 1 0.33 to 1

(K20+Na20)/Si02 0,35 bis 0,5 0,34 bis 0,5 0,4 bis 0,5 SiO2Al2O3 10 bis 28 15 bis 28 15 bis 28 H20/(K20+Na20) 15 bis 41 15 bis 51 15 bis 41(K 2 0 + Na 2 0) / Si0 2 0.35 to 0.5 0.34 to 0.5 0.4 to 0.5 SiO 2 Al 2 O 3 10 to 28 15 to 28 15 to 28 H 2 0 / (K 2 0 + Na 2 0) 15 to 41 15 to 51 15 to 41

Eine Betrachtung dieser Bereiche zeigt, daß verhältnismäßig geringe Änderungen der Mengenanteile gewisser Reaktionsteilnehmer verhältnismäßig große Auswirkungen auf die zulässigen Mengenanteile anderer Reaktionsteilnehmer haben könnanJerner haben die SiO2/Al2O,-Verhältnisse in allenA consideration of these areas shows that relatively small changes in the proportions of certain reaction participants can have relatively large effects on the permissible proportions of other reaction participants, but the SiO 2 / Al 2 O, ratios have in all of them

Bereichen einen Mindeetwert von 10 und in zwei Bereichen f einen Mindestwert von 15. Ferner liegt in allen diesen bekannten Reaktionsaystemen das Molverhältnis von H2O zur Summe der anderen oxydischen Reaktionsteilnehmer bei einem Mindestwert von etwa 3,6.A minimum value of 10 in areas and a minimum value of 15 in two areas f. Furthermore, in all of these known reaction systems, the molar ratio of H 2 O to the sum of the other oxidic reactants is a minimum of about 3.6.

Gemäß der Erfindung wurde überraschenderweise gefunden, daß Zeolith L in hoher Ausbeute und guter Reinheit erhalten werden kann, wenn ein Reaktionssystem verwendet wird, in dem das Si02/Al205-Verhältnis 6,7 bis 9»5 beträgt, und das bei der bevorzugten Ausführungsform sehr geringe Wassermengen enthält. Durch das niedrige SiOg/AlgO^-Verhältnis werden die hohen Kosten des als SiliciumquelleAccording to the invention, it was surprisingly found that zeolite L can be obtained in high yield and good purity if a reaction system is used in which the Si0 2 / Al 2 0 5 ratio is 6.7 to 9 »5, and that at the preferred embodiment contains very small amounts of water. Due to the low SiOg / AlgO ^ ratio, the high cost of the silicon source

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dienenden Materials gesenkt, womit entsprechende wirtschaftliche Vorteile verbunden sind, und der niedrige Wassergehalt des Reaktionsgemisches ermöglicht die Verwendung von Vorrichtungen und Maschinen, die für die Handhabung und die Förderung von Feststoffen konstruiert sind, an Stelle der umständlicheren und komplizierteren Vorrichtungen und Maschinen zur Handhabung und Förderung von Flüssigkeiten, die üblicherweise für die Herstellung von synthetischen kristallinen Zeolithen verwendet werden,serving material lowered, which are associated with corresponding economic advantages, and the low Water content of the reaction mixture allows the use of devices and machines that are suitable for the Handling and conveying of solids are constructed in place of the more cumbersome and complicated Devices and machines for handling and conveying liquids, usually for the production are used by synthetic crystalline zeolites,

Wie bereits erwähnt, gibt es eine Anzahl von Kationen, die in Zeolith L vorhanden sein können, jedoch wird vorzugsweise die Kaliumform des Zeolithe synthetisiert, d.h. die Form, in der die vorhandenen austauschbaren Kationen überwiegend Kaliumionen und der Rest Natriumionen sind. Die im Zeolith vorhandenen austauschbaren Kationen können dann in einfacher und bekannter Weise durch andere austauschbare Kationen ersetzt werden, wobei isomorphe Formen von Zeolith L erhalten werden.As noted, there are a number of cations that can be present in zeolite L, but is preferred the potassium form of the zeolite is synthesized, i.e. the form in which the exchangeable cations present are predominantly Potassium ions and the remainder are sodium ions. The exchangeable cations present in the zeolite can then can be replaced by other exchangeable cations in a simple and known manner, with isomorphic forms of Zeolite L can be obtained.

Im weitesten Rahmen der Erfindung besteht das Verfahren darin, daß man ein wässriges Kalium-natriumaluminosilioat-Reaktionsgemisch bildet, in dem die Quelle von wenigstens 80 Mol-# Silicium ein reaktionsfähiges amorphes, festes SiIioiumdioxyd ist, und das eine im Molverhältnissen der Oxyde ausgedrückte Zusammensetzung innerhalb des BereichsIn the broadest context of the invention, the process consists in that an aqueous potassium-sodium aluminosilioate reaction mixture forms in which the source of at least 80 mol # silicon is a reactive amorphous solid SiIioiumdioxyd is, and one in the molar ratio of Oxides expressed composition within the range

K2O/(K20+Na2O) 0,7 bis 1K 2 O / (K 2 0 + Na 2 O) 0.7 to 1

(K20+Na2O)/SiO2 0,23 bis 0,35(K 2 0 + Na 2 O) / SiO 2 0.23 to 0.35

SiO2Al2O5 6,7 bis 9,5SiO 2 Al 2 O 5 6.7 to 9.5

H20/(K20+Na20) 10,5 bis 50 .H 2 0 / (K 2 0 + Na 2 0) 10.5 to 50.

hat, und dieses Reaktionsgemisch auf eine Temperatur von etwa 100 bis 200'
gebildet werden.
has, and this reaction mixture to a temperature of about 100 to 200 '
are formed.

etwa 100 bis 20O0C erhitzt, bis Kristalle von Zeolith Lheated to about 100 to 20O 0 C until crystals of zeolite L

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T!1? ''"W. !■ pi'111»1 ■'"T! 1 ? ''"W. ! ■ pi ' 111 » 1 ■'"

181309$?$ 181,309

In den im vorstehend genannten Bereioh von Molverhälitniseen der Oxyde liegenden Reaktioneefstemen, in denen daa H20/(K2O+Na2O+3iO2+Al203)-Verhäl1;nie etwa 2 bis etwa 6 beträgt, haben die zusammengegebenen Reaktionsteilnehmer eine Koneistenz von einem etwas feuohten Pulver bis zu einer sehr steifen Paste« Diese Reaktionssysteme werden nachstehend als "trookene Gele" bezeiohnet und werden in Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt·In the reaction periods in the above-mentioned range of molar ratios of the oxides, in which the H 2 O / (K 2 O + Na 2 O + 3iO 2 + Al 2 O 3 ) ratio is never about 2 to about 6, the combined reaction participants have a consistency of a somewhat hot powder to a very stiff paste.

Angesiohts der komplexen kristallinen Struktur von Zeolith 1 war die Feststellung überrasohend, daß ein trockenes Gel ein geeignetes Medium für die Kristallisation bilden könnte, und daß hierbei die Produktausbeuten genügend hooh für die großteohnisohe Durchführung des Verfahrens sind· Duroh diese AusfUhrungsform des Verfahrens werden ferner vier größere Probleme ausgesohaltet, die bei den Ubliohen Naßgelmethoden auftreten, namlioh die Dispergierung von festem amorphem Siliciumdioxid, das Miβohen von Gelen in bestimmten Anteilen, die Filtration der Reaktionsmasse nach der Kristallisation und die Beseitigung der Mutter» lauge· Sin weiterer Vorteil besteht darin, daß das Trookengelverfahren sioh kontinuierlich durchführen läßt im Gegensatz zu dem Ohargenbetrieb, der allgemein bei den Haßgelverfahren angewandt wird·Given the complex crystalline structure of Zeolite 1, it was surprising to find that a dry Gel form a suitable medium for crystallization and that the product yields are sufficiently high for the largest part of the procedure to be carried out This embodiment of the method is also used four major problems posed to the Ubliohen Wet gel methods occur, namely the dispersion of solid amorphous silicon dioxide, the grinding of gels in certain proportions, the filtration of the reaction mass after crystallization and the removal of the mother » lye · Another advantage is that the Trookengelverfahren can be carried out continuously In contrast to the Ohargen operation, which is generally used in the Haßgel method

Als reaktionsfähiges amorphes festes Silioiumdioxyd, das zweckmäßig für die Zwecke der Erfindung als HauptquelleAs a reactive amorphous solid silicon dioxide, which is useful for the purposes of the invention as the main source des Silioiums verwendet wird, eignen sioh beliebige Materialien dieser Art, ζ·Β· Dampfphasen-Silloiumdioxyde, ohemlsoh gefällte Silioiuadioxyde und gefällte Kieselsol·, . die vorzugsweise eine endgültige Teilchengröße von weniger als etwa 1 u haben· Diese Silioiumdiexyde sind Überall beispielsweise unter den Bezeichnungen "Santooel", "Oab-o-oil», "Hi-SiI» und"QUSO" im Handel erhältlioh. Bin Teil des Bedarfs an SilioiuM bis zu 20 Mol-jt kann duroh Reaktionsteilnehmer, wie amorphe Aluminosilioate, MaterIa-Ilen vom Typ des Metakaolins, säurebehandelte Metakaoline,of silicon is used, any materials of this type are suitable, ζ · Β · vapor-phase silicon dioxide, ohemlsoh precipitated Silioiuadioxyde and precipitated silica sol . which preferably have a final particle size of less than about 1µ. These silicon dioxides are everywhere for example under the names "Santooel", "Oab-o-oil", "Hi-SiI" and "QUSO" commercially available. Am Part of the need for silicon up to 20 mol-jt can duroh Reactants, such as amorphous aluminosilicates, materials of the metakaolin type, acid-treated metakaolins,

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• intensür gemahlene Metakaoline, wässrige kolloide Kieselsole vom "IiUdox"-Typ, lösliche Silicate, Kieselgele und Kieselsäure, an Stelle des reaktionsfähigen amorphen festen Silioiumdioxyds gedeckt werden*• intensely ground metakaolins, aqueous colloidal silica sols of the "IiUdox" type, soluble silicates, silica gels and Silicic acid, instead of reactive amorphous solid silicon dioxide are covered *

Aluminiumverbindungen, die bisher allgemein für die Zuführung von Aluminium in Reaktionssystemen für die Herstellung von zeolithisohen Molekularsieben verwendet worden sind, eignen sich allgemein auch für die Zwecke der Erfindung« Speziell erwiesen sioh aktiviertes Aluminiumoxyd, γ-Aluminiumoxyd, Aluminiunycrihydrat, α-Aluminitwoxyd undAluminum compounds that have heretofore been generally used for the supply of aluminum in reaction systems for the production of zeolite molecular sieves are generally also suitable for the purposes of the invention. γ-aluminum oxide, aluminum hydrate, α-aluminum oxide and

Kaliumaluminat als geeignete Reagentien, von denen Alumi-Potassium aluminate as suitable reagents, of which aluminum

oxyd niunytrihydrat vorzugsweise verwendet wird«oxide Niuny trihydrate is preferably used «

Kalium und Natrium werden vorzugsweise in Form ihrer Hydroxyde in das Reaktionsgemisoh eingeführt« Die Silicate und/oder Aluminate dieser Metalle können ebenfalls verwendet werden.Potassium and sodium are preferably introduced into the reaction mixture in the form of their hydroxides. The silicates and / or aluminates of these metals can also be used.

Wenn die Reaktionsteilnehmer zur Bildung der Reaktionssysteme, aus denen Zeolith L kristallisiert, zueammengegeben werden, ist die Reihenfolge des Misohens nioht ent-If the reactants are added to form the reaction systems from which zeolite L crystallizes, the order of misoing is not scheidend wichtig. Im allgemeinen werden die Gele wie folgt hergestellt! Zunächst wird das Kaliumhydroxyd in einem Teil des zu verwendenden Wassers gelöst. Zu dieser Lösung wird Aluminiumoxydtrlhydrat oder eine andere Aluminiumoxydquelle gegeben« Zur Bildung von Kaliumaluainatdivinely important. In general, the gels are prepared as follows! First, the potassium hydroxide is in a part of the water to be used dissolved. Aluminum oxide hydrate or another source of aluminum oxide is added to this solution for the formation of potassium aluminate

kann dieses Gemisch wahlweise bis etwa 900C erhitet werden« Das restliohe Wasser wird zur Aufschlämmung des gewählten Silioiumdioxyds mit dem Natriumhydroxyd verwendet« Die Silioiumdioxydaufsohlämmung wird dann mit der vorher gebildeten Kaliumaluminatlösung gemischt« Für die "Irooken-this mixture can be optionally erhitet to about 90 0 C, "The restliohe water of the selected Silioiumdioxyds is used with the sodium hydroxide to the slurry" The Silioiumdioxydaufsohlämmung is then mixed with the previously formed potassium aluminate solution "for the" Irooken- gel"-Reaktionsgemische wird ein Kollergang oder ein Bandmischer verwendet. Für die dünnflüssigeren Systeme eignet sich ein Paddelrührer oder ein Propellermischer.gel "reaction mixtures, a pan mill or ribbon mixer is used. Suitable for the more fluid systems a paddle mixer or a propeller mixer.

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Nach der Vermischung wird das Reaktionsgemisch in den erhitzten Reaktionskassel Überführt, in dem die Digestions- oder Aufsohlußtemperatur während der gewünschten Zeit aufrecht erhalten wird. Eine Bewegung des Reaktions«- gemisches während der Digestion ist nicht notwendig· Nach Ablauf der Digestions-Kristallisationszeit wird der gebildete Zeolith L abgetrennt. Die Kristalle von Zeolith L werden naoh Bedarf für den vorgesehenen Verwendungszweck getrocknet und/oder aktiviert*After mixing, the reaction mixture is poured into the Heated reaction kettle, in which the digestion or brewing temperature is during the desired Time is maintained. A movement of reaction «- Mixture during digestion is not necessary. After the digestion-crystallization time has elapsed, the zeolite L formed is separated off. The crystals of zeolite L are dried and / or activated as required for the intended use *

Beispiel 1example 1

Ein Zeolith L von hoher Reinheit wurde unter Verwendung ™ von Gribbsit als Aluminiumquelle, eines reaktionsfähigen festen amorphen Silioiumdioxyds ("Hi-SiI 233" Pittsburgh Plate Glass Company) als Siliciumquelle, KOH1 NaOH undA high purity zeolite L was prepared using Gribbsite ™ as the aluminum source, reactive solid amorphous silica ("Hi-SiI 233" Pittsburgh Plate Glass Company) as the silicon source, KOH 1 NaOH and

Wasser hergestellt. Zn 20 kg Wasser wurden 20,7 kg KOHWater produced. 20 kg of water became 20.7 kg of KOH

gelöst· Zu dieser Lösung wurden 13,49 kg Gibbsit (65 Gew.-^ Al2O,, 35 Gew.-^ HgO) gegeben, worauf daa Gemisch zur Bildung von Kaliumaluminat auf 9O0C erhitzt wurde. In einem gesonderten Gefäß wurden 53 kg Silioiumdioxyd· dissolved To this solution was added (65 wt .- ^ Al 2 O ,, 35 wt .- ^ HgO) 13.49 kg gibbsite, was heated whereupon daa mixture to form potassium aluminate at 9O 0 C. 53 kg of silicon dioxide were placed in a separate vessel "Hi-Sil"233" in 109,84 kg Wasser mit 4,04 kg NaOH aufgeschlämmt· Diese Aufschlämmung wurde bei Umgebungstemperatur unter Verwendung eines Propellermischers mit der Aluminatlö'sung 3 Stunden gemisoht. Das fertige Reaktionsge- J misch hatte die folgende in Molverhältniesen der Oxyde"Hi-Sil" 233 "slurried in 109.84 kg water with 4.04 kg NaOH · This slurry was mixed with the aluminate solution at ambient temperature using a propeller mixer for 3 hours The mixture had the following in molar proportions of the oxides ausgedrückte Zusammensetzung ιexpressed composition ι

K20/(K20+Na20) - 0,8 (K20+Na20)/Si02 « 0,314 SiO2/Al2O5 - 8,75K 2 0 / (K 2 0 + Na 2 0) - 0.8 (K 2 0 + Na 2 0) / Si0 2 << 0.314 SiO 2 / Al 2 O 5 - 8.75

H2O/(K20+Na2O) * 31,8 H20/(K20+Na20+Si02+Al203) «7,0H 2 O / (K 2 0 + Na 2 O) * 31.8 H 2 0 / (K 2 0 + Na 2 0 + Si0 2 + Al 2 0 3 ) «7.0

Dieses Reaktionsgemisoh wurde mit einer Dampfstrahlpumpe in ein 250 !-Druckgefäß überführt, das durch einen Dampfmantel beheizt wurde· Der Aufschluß wurde 24 Stunden beiThis reaction mixture was carried out with a steam jet pump transferred to a 250! pressure vessel which was heated by a steam jacket. The digestion was carried out for 24 hours at

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

8 -8th -

1340O ohne Bewegung durchgeführt. Nach der Reaktionszeit wurde das Gefäß gekühlt und geöffnet· Die Peststoffe wurden abfiltriert und etwa 48 Stunden mit Wasser gewaschen, bis das ablaufende Waschwasser einen p„-Wert von 9,5 hatte· Proben des Produkts wurden durch Röntgenstrahlenbeugung und Sauerstoffadeorptionsversuche analysiert· Das Produkt wurde als absolut reiner Zeolith I identifiziert, der nach der Sauerstoffadsorptionsmethode eine Reinheit von 94t 6$ uad nach der Röntgenanalyse eine Reinheit von 100$ hatte·134 0 O carried out without movement. After the reaction time, the jar was cooled and opened. The contaminants were filtered off and washed with water for about 48 hours until the washing water running off had a p n value of 9.5. Samples of the product were analyzed by X-ray diffraction and oxygen adsorption experiments. The product was identified as absolutely pure zeolite I, which according to the oxygen adsorption method had a purity of 94t 6 $ and according to X-ray analysis a purity of 100 $

Beispiel 2Example 2

Eine Siliciumdioxyd-Aufschlämmung wurde hergestellt, indem 2260 g entionisiertes Wasser, 717 g festes amorphes SiIiciumdioxyd und 55 g NaOH in Schuppen zusammengegeben wurden. Das erhaltene Gemisch hatte eine Temperatur von 260C. Eine Aluminfctlösung wurde hergestellt, indem 300 g entionisiertes Wasser, 182 g Aluminiumoxydtrlhydrat und 300 g Kaliumhydroxyd zusammengegeben wurden. Das Gemisch wurde auf 900C erhitzt und dann auf 250O gekühlt. Die beiden so hergestellten Gemische wurden unter Verwendung eines Propellermischers gemischt. Das erhaltene Gemisch hatte eine Temperatur von 300C. Das Gemisch der Reaktionsteilnehmer hatte die folgende Zusammensetzung in Molverhältnissen der Oxyde:A silica slurry was prepared by flaking 2,260 grams of deionized water, 717 grams of solid amorphous silica, and 55 grams of NaOH. The resulting mixture had a temperature of 26 0 C. A Aluminfctlösung was prepared by mixing 300 g deionized water, 182 g Aluminiumoxydtrlhydrat and 300 g of potassium hydroxide were added together. The mixture was heated to 90 0 C and then cooled to 25 0 O. The two mixtures so prepared were mixed using a propeller mixer. The resulting mixture had a temperature of 30 0 C. The mixture of the reactant had the following composition in mole ratios of the oxides:

K9OK 9 O

■—£- = 0,80■ - £ - = 0.80

K2O + Na2OK 2 O + Na 2 O

K9O + Na9O
=* 0,314 SiO2
K 9 O + Na 9 O
= * 0.314 SiO 2

SiO9 SiO 9

* = 8,75* = 8.75

Al2O5 Al 2 O 5

H9OH 9 O

45,445.4

K2O + Na2O
909833/1203
K 2 O + Na 2 O
909833/1203

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Der Aufschluss und die Kristallisation des Reaktionsgemisohes wurden 300 Stunden bei 10O0C in einem 4 1-Glasgefäß durchgeführt. Die Analysen von Proben des festen Produkts duroh Röntgenstrahlenbeugung und naoh der Sauerstoff adsorptionamethode ergaben, daß Zeolith L von IOO56 Reinheit gebildet worden war· Die ohemische Analyse ergab die folgende molare Zusammensetzung}The digestion and crystallization of the Reaktionsgemisohes were performed 300 hours at 10O 0 C in a 4 1 glass vial. Analysis of samples of the solid product by X-ray diffraction and the oxygen adsorption method showed that zeolite L of 10056 purity had been formed. The chemical analysis gave the following molar composition}

K2OK 2 O - 0,772- 0.772 Na2ONa 2 O » 0,285"0.285 Al2O3 Al 2 O 3 - 1,00- 1.00 SiO2 SiO 2 - 5,79- 5.79 H2OH 2 O - 5,26- 5.26 Beispiel 3Example 3

Auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise wurde- ein Zeolith L (Molverhältnis SiO2Al2O3 =5,3) von 100ji Reinheit (It. Sauerstoffadsorptionsanalyse) aus den folgenden Reaktionsteilnehmern hergestellt!In the manner described in Example 2, a zeolite L (molar ratio SiO 2 Al 2 O 3 = 5.3) of 100ji purity (according to oxygen adsorption analysis) was prepared from the following reactants!

SilloiumdloxydaufsohlämmungSilloium oxide insulation Entionisiertes WasserDeionized water

20 (festes amorphes Silioiumdioxyd) 76£iges NaOH in Flocken20 (solid amorphous silicon dioxide) 76% NaOH in flakes

AluminiumoxydlösungAlumina solution

Entionisiertes Wasser Al2O3 . 3 H2O 25 KOHDeionized water Al 2 O 3 . 3 H 2 O 25 KOH

Das Reaktionsgemisch, das duroh Mahlen der vorstehend genannten Bestandteile in einem Kollergang für 30 Minuten erhalten wurde, hatte folgende Zusammensetzung in Molverhältnissen der OxydesThe reaction mixture, which consists of grinding the above ingredients in a pan grinder for 30 minutes was obtained had the following composition in molar ratios of the oxide

909833/1203909833/1203

229,3229.3 gG 1721,01721.0 ββ 111,7111.7 ββ 615,0615.0 ββ 5*4,45 * 4.4 88th 613,0613.0 gG

— ι U ■"- ι U ■ "

K9O ά K 9 O ά 0,800.80

K2O -J- Na2OK 2 O -I- Na 2 O

K0O + Na9O
ά — » 0,268
K 0 O + Na 9 O
ά - »0.268

SiO2 SiO 2

SiO9 SiO 9

S-— » 7,1S- »7.1

AIgO3 AIgO 3

H9O ά - 10,5H 9 O ά - 10.5

KgO + Na2OKgO + Na 2 O

H2OH 2 O

K20+Na20+Si0K 2 0 + Na 2 0 + Si0

= 2,0= 2.0

Dieses Reaktionsgemisch hatte die Konsistenz eines feuchten Pulvers. Die Au:
betrug 300 Stunden.
This reaction mixture had the consistency of a moist powder. The AU:
was 300 hours.

ten Pulvers. Die Aufschluss-Kristallisationszeit bei 1000Cth powder. The digestion crystallization time at 100 ° C

Beispiel 4Example 4

Ein Zeolith L, der eine Reinheit von 9856 hatte (ermittelt durch Sauerstoffadsorptionsanalyse) wurde aus einem Reaktionsteilnehmergemisch hergestellt, das die folgende Gesamt zusammensetζuÄg in Molverhältnissen der Oxyde hattetA zeolite L that had a purity of 9856 (determined by oxygen adsorption analysis) became from a reactant mixture produced, which had the following total in molar ratios of the oxides

K2OK 2 O ιι 00 K2 K 2 0 +0 + Na2 Well 2 00 Κ2 Κ 2 0 +0 + Na2 Well 2 SiOSiO 22 SiOSiO 22 Η2 Η 2 00

K2O + Na2OK 2 O + Na 2 O

8,758.75

18 909833/120318 909833/1203

H9O 2 - 4,0H 9 O 2 - 4.0

KgO+NagO+AlgOj+SiOgKgO + NagO + AlgOj + SiOg

Als Silioiumdioxydquelle wurde das Produkt der Handelsbezeichnung "Hi-SiI 233" verwendet· Das Reaktionsteilnehmergemisch, das eine steife Paste war, wurde 300 Stunden bei 1000C gehalten. Der gebildete Zeolith L wurde durch seinAs Silioiumdioxydquelle the product of the trade name of "Hi-Sil 233" used · The reactant mixture which was a stiff paste 300 hours at 100 0 C. The zeolite L formed was through charakteristisches Röntgen-Pulverbeugungsbild identifiziert.characteristic X-ray powder diffraction pattern identified.

Beispiel 5Example 5

Ein Zeolith L, der eine Reinheit von 93# hatte (ermittelt durch Sauerstoffadaorptionsanalyse) wurde aus einem Reaktionsteilnehmergemisch hergestellt, das die folgende Ge samtzusammensetzung in Holverhältnissen der Oxyde hattetA zeolite L that had a purity of 93 # (determined by oxygen adsorption analysis) was prepared from a reactant mixture having the following Ge total composition in holing proportions of the oxides

0,700.70

0,3140.314

8,758.75

K2O +K 2 O +
KgO -KgO -
Na2 Well 2
Na2 Well 2
00
00
SiO2 SiO 2
SiO2 SiO 2
H2OH 2 O KgO +KgO + NaN / A 2 °

- 36,4- 36.4

Als Quelle für Siliciumdioxyd wurde ein reaktionsfähiges amorphes festes Silioiumdioxyd NHi-Sil233N verwendet. Das Reaktionsteilnehmergemisch wurde 53 Stunden bei 1400C gehalten. Der gebildete Zeolith L wurde durch soin oharakteristisches Röntgen-Pulverbeugungsbild identifiziert.A reactive amorphous solid silica N Hi-Sil233 N was used as the source of silica. The reactant mixture was kept at 140 ° C. for 53 hours. The formed zeolite L was identified from such a characteristic X-ray powder diffraction pattern.

909833/1203909833/1203

- 12 -- 12 -

Beispiel 6Example 6

Ein Zeolith L (SiO2/Al2Oj-Molverhältnis « 6,0), der eine Reinheit von mehr als 90Jt hatte (ermittelt duroh Sauerstoffadsorptionsanalyse) wurde aus einem Realctionateilnehmer gemisch hergestellt, das ein reaktionsfähiges amor phes festes Silioiumdioxyd enthielt und die folgende Gesamtzusammensetzung in Molverhältnissen der Oxyde hattetA zeolite L (SiO 2 / Al 2 Oj molar ratio 6.0) which had a purity of more than 90% (determined by oxygen adsorption analysis) was produced from a reaction participant mixture which contained a reactive amorphous solid silicon dioxide and the following overall composition in molar proportions of the oxides

1.01.0

0,3140.314

K2 K 2 00 κ2ο +κ 2 ο +
κ2ο +κ 2 ο +
Na2O
Na2O
Na 2 O
Na 2 O
SiO
SiO
SiO
SiO
CJ CVlCJ CVl
Al2O
H2O
Al 2 O
H 2 O
33

+ Na2O+ Na 2 O

36,436.4

Die Reaktionstemperatur wurde 45 Stunden bei 1400O gehalten· Der gebildete Zeolith L wurde duroh sein charakteristisches Röntgen-Pulverbeugungsbild identifiziert.The reaction temperature was kept at 140 0 O for 45 hours. The zeolite L formed was identified by its characteristic X-ray powder diffraction pattern.

J5 Beispiel 7 J5 example 7

Zeolith Ii wurde aus einem Reaktionsgemisch hergestellt, das ein reaktionsfähiges, amorphes festes Siliciumdioxyd enthielt und die folgende, in Molverhältnissen der Oxyde ausgedrückte Zusammensetzung hatte:Zeolite Ii was made from a reaction mixture which contained a reactive, amorphous solid silica and the following, in molar ratios of the oxides expressed composition had:

K2O
m 0t80
K 2 O
m 0 t 80

K9O + Na9OK 9 O + Na 9 O

~ ~ » 0,229~ ~ »0.229

SiO2 SiO 2

909833/1203909833/1203

SiOSiO 22 Al2OAl 2 O 33 H2 H 2 00

8,438.43

Na2ONa 2 O

H9O * 3,0 H 9 O * 3.0

K2O + Na2O + Al2O5 + SiO2 K 2 O + Na 2 O + Al 2 O 5 + SiO 2

Die Reaktionstemperatur von 1000C wurde 300 Stunden aufrechterhalten. Der gebildete Zeolith L wurde durch sein charakteristisches Röntgen-Pulverbeugungsbild identifiziert.The reaction temperature of 100 ° C. was maintained for 300 hours. The zeolite L formed was identified by its characteristic X-ray powder diffraction pattern.

909833/1203909833/1203

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1) Verfahren zur Herstellung von Zeolith L aus einem Reaktionsgemisch, das die Hydroxyde von natrium und Kalium und Aluminium- und Sillciumträger enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reaktionsgemisch herstellt, das einen niedrigen Wassergehalt und eine empirisch in Molverhältnissen der Oxyde ausgedrückte Zusammensetzung innerhalb der folgenden Bereiche hat:1) Method of making zeolite L from a Reaction mixture containing the hydroxides of sodium and potassium and aluminum and silicon carriers, characterized in that a reaction mixture is prepared which has a low water content and a the composition, empirically expressed in molar ratios of the oxides, is within the following ranges: K20/(K20 + Na2O) = 0,7 bis 1
(K2O + Na20)/Si02 = 0,23 bis 0,35 SiO2Al2O3 = 6,7 bis 9,5
H20/(K20 + Na2O) = 10,5 bis 50
K 2 0 / (K 2 0 + Na 2 O) = 0.7 to 1
(K 2 O + Na 2 0) / Si0 2 = 0.23 to 0.35 SiO 2 Al 2 O 3 = 6.7 to 9.5
H 2 0 / (K 2 0 + Na 2 O) = 10.5 to 50
als Quelle von wenigstens 80 Mol-96 des Siliciums in diesem Gemisch ein reaktionsfähiges amorphes festes Siliciumdioxyd verwendet und anschließend das Gemisch bei einer Temperatur von etwa 100 bis 200°0 hält, bis Kristalle von Zeolith I gebildet worden sind.as a source of at least 80 moles-96 of the silicon in A reactive amorphous solid silica is used in this mixture and then the mixture at a temperature of about 100 to 200 ° 0 until crystals of zeolite I have been formed. P 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Molverhältnisse der Oxyde so gewählt werden, daß das VerhältnisP 2) Method according to claim 1, characterized in that the molar ratios of the oxides are chosen so that the relationship H2O/(K2O + Na2O + SiO2 +
einen Wert von nicht mehr als etwa 6 hat.
H 2 O / (K 2 O + Na 2 O + SiO 2 +
has a value of no more than about 6.
90 9'8 33/120390 9'8 33/1203
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999059917A1 (en) * 1996-07-31 1999-11-25 Chevron U.S.A. Inc. Preparation of zeolite l

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999059917A1 (en) * 1996-07-31 1999-11-25 Chevron U.S.A. Inc. Preparation of zeolite l
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NL6900098A (en) 1969-07-08
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