DE2446974A1 - Verfahren zur herstellung von zeolith x-molekularsiebkoerpern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von zeolith x-molekularsiebkoerpernInfo
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- C01B33/2815—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of type A (UNION CARBIDE trade name; corresponds to GRACE's types Z-12 or Z-12L)
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Description
UEXKÜLL & STOLBERG PATENTANWÄLTE
Π HAMBURG 52
/ BESEiERSTKASJE ·,
DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE
W.R. Grace & Co. (Prio: 3· Oktober 1973
1114 Avenue of the Americas US ^ °29.' 11737)
2U6974
Hamburg, den 1. Oktober 1974
Verfahren zur Herstellung von Zeolith X-Molekularsiebkörpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen kristallinen Zeolith X-Molekularsiebkörpern, die
eine hohe Festigkeit und eine große Abriebbeständigkeit besitzen.
Ein dem erfindungsgemäßen Verfahren ähnliches Verfahren zur Herstellung von Zeolith X wird in der den Stand der Technik
darstellenden US-BS 3 119 659 beschrieben. Bei jenem Verfahren
wird eine Pulvermischung aus Metakaolin-Ton und Zeolith zu
Körpern geformt und anschließend in Zeolith X umgewandelt. Die Umwandlung zu Zeolith X gelingt aber nur, wenn eine zusätzliche
Siliciumdioxidquelle zugesetzt wird.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß man aus einer im wesentlichen Metakaolin-Ton und Zeolith X-Pulver enthaltende
Mischung ohne Zusatz von Siliciumdioxid Zeolith X-Körper von großer Festigkeit und Abriebbeständigkeit herstellen kann,
wenn die Mischung mindestens 70 Gew.JS Zeolith X enthält.
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Die gequlverte Mischung von Metakaolin-Ton und Zeolith X wird
mit einer kaustischen Lösung versetzt, die dem Puder eine teigartige Konsistenz verleiht. Diese teigartige Mischung wird
zu Körpern geformt.. Außerdem liefert die zugesetzte kaustische
Lösung zumindest einen Teil des zur Bildung des Zeolith X-Materials
erforderlichen Na2O. Es wird keine weitere Siliciumdioxidquelle
zugesetzt, und die geformten Körper werden leicht zu im wesentlichen 95 % oder mehr Zeolith X umgesetzt. Der
nicht zu Zeolith X umgesetzte Metakaolin-Ton in den geformten Körpern dient als hauptsächliches Bindemittel zur Erhaltung
des geformten Zustandes des Zeolith X-Anteils, sowohl des
ursprünglichen Zeolith X- als auch des umgewandelten Metakaolin-Ton- Anteils -
Es wurde weiterhin gefunden, daß Metakaolin-Ton direkt in Zeolith X umgewandelt werden kann, wenn in dem Metakaolin-Ton
ein hoher Anteil von Zeolith X-Pulver dispergiert ist. Es kann nur vermutet werden, daß das Zeolith X-Pulver eine
katalytisch« oder kristallxsatxonsauslosende Wirkung auf den Metakaolin-Ton ausübt und dadurch die Umwandlung in Zeolith X
erleichtert. Diese Entdeckung wäre nicht überraschend, wenn der Metakaolin-Ton-Anteil der Mischung aus Metakaolin-Ton
und Zeolith X in Zeolith A umgewandelt würde. Man sollte also erwarten, daß das resultierende Produkt eine Mischung von
Zeolith X» Zeolith Ä und nic'ht umgesetzten Metakaolin-Ton ist.
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" ■ 'V 2U697A
Ein Grund für dieses unerwartete Ergebnis ist, daß Zeolith X ein Molverhältnis von Siliciumdioxid zu Aluminiumoxid von
etwa 2,5 : 1 bis 3 : 1 besitzt. Das Verhältnis von Natrium
zu Aluminiumoxid ist sowohl für Zeolith X als auch für Zeolith A ähnlich. Das bedeutet, daß die hydrothermale Umwandlung
von Metakaolin-Ton sowohl in Zeolith A als auch in Zeolith X die gleiche Menge Ätzmittel erfordert. Das Molverhältnis von
Siliciumdioxid zu Aluminiumoxid von Metakaolin-Ton ist im wesentlichen das gleiche wie das von Zeolith A, nämlich etwa
Es ist üblich, Zeolithe in verschiedenen Formen unter Verwendung
von verschiedenen Tonen und Bindemitteln herzustellen. Gewöhnlich wird einer Zeolith-Pulvermischung das Tonbindemittel
im Verhältnis von etwa 5 bis 20 % Tonbindemittel zu etwa 80 bis 95 Gew.% Zeolithpulver zugesetzt. Diese Bestandteile
werden dann sorgfältig gemischt, zu einer teigartigen Mischung weiterverarbeitet, zu Körpern geformt und durch Langzeitkalzinierung
bei hoher Temperatur gehärtet. Eine Schwierigkeit bei der Herstellung von geformten Zeolithkörpern mit hoher
Festigkeit und guter Abriebbeständigkeit nach diesem Verfahren ist, das Tonbindemittel sorgfältig in Zeolithpulver
zu dispergieren, wenn die Gesamtmenge des Bindemittels verhältnismäßig klein ist. Ist das Tonbindemittel nicht sorgfältig
und gut im Zeolitpulver dispergiert-, haben die geformten Körper verschiedene schwache Stellen, die zu einem Festigkeitsverlust
und einem hohen Abriebfaktor führen. Der Vorteil der Herstellung von geformten Zeolithmaterialien nach einem Verfahren, bei dem
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" 4 " 2U6974
10 bis 30 % Metakaolin-Ton, der außerdem ein wirksames Zeolith-Bindemittel
ist, und 70 bis 90 % Zeolith X zusammengegeben
werden, ist der, daß dieser größere Tonanteil sehr viel leichter und einfacher im Zeolith X-Pulver dispergiert werden
kann. Dadurch ergibt sich ein Produkt, das eine größere Festigkeit und eine bessere Abriebbeständigkeit besitzt.
Die zur Herstellung eines Zeolith X-Materials erforderliche
NapO-Gehalt wird teilweise oder ganz durch eine Natriumhydroxidlösung
geliefert, die man der Mischung von Metakaolin-Ton und Zeolith X-Pulver zusetzt. Diese Mischung wird dann zu
Kugeln oder anderen Körpern geformt. Der größte Teil des Metakaolin-Tons in den geformten Körpern wird dann mit oder
ohne zusätzliche Zugabe von Na«0 hydrothermal in Zeolith X umgewandelt. Im allgemeinen wird die hydrothermale Umwandlungsreaktion solange durchgeführt, bis die geformten Körper
zu 95 % oder mehr aus Zeolith X und zu 5 % oder weniger aus
nicht umgesetztem Metakaolin-Ton bestehen. Dieser nicht umgesetzte Metakaolin-Ton ist sehr gut dispergiert, so daß
seine Wirkung als Bindemittel im Zeolith X optimal ist.
Die Erfindung betrifft also die Herstellung einer trockenen oder feuchten Mischung von Zeolith X-Pulver und Metakaolin-Ton-Pulver,
die Verarbeitung dieser Mischung zu geformten Körpern und die anschließende hydrothermale Umwandlung des Hauptanteils
des Metakaolins in den geformten Körpern in Zeolith X. Eine feuchte Mischung bedeutet, eine Mischung von Natriumzeolith
X-Pulver und Metakaolin in Form einer Aufschlämmung.
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Die mittlere Teilchengröße des Zeolith X-Pulvers beträgt etwa
0,1 bis 50.um und vorzugsweise 0,5 bis 10 .um. Die Metakaolin-Tonteilchen
besitzen im wesentlichen die gleiche mittlere Teilchengröße. Das Verhältnis von Zeolith X-Pulver zu Metakaolin-Ton
in dieser Mischung, bezogen auf Trockenbasis, beträgt etwa 70 bis 90 Gew.% Zeolith X-Pulver zu etwa 30 bis 10 Gew.%
Metakaolin-Ton. Dieser Mischung wird dann eine Natriumhydroxidlösung
zugesetzt. Die Aufgabe dieser Lösung ist es, zumindest einen Teil des zur Umwandlung von Metakaolin-Ton
in Zeolith X notwendigen Na3O zu liefern und
außerdem die zur Herstellung von Körpern mit teigartiger Konsistenz erforderliche Feuchtigkeit zu liefern. Das
zu diesem Zeitpunkt des Verfahrens zugesetzte Natriumhydroxid liefert etwa 25 bis 110 % des zur hydrothermalen Umwandlung
des Metakaolin-Tons in Zeolith X erforderlichen Ätzmittels
und verleiht den geformten Körpern eine für die folgenden Behandlungen ausreichende Festigkeit. Wenn in dieser Verfahrensstufe
weniger als die erforderliche Menge Ätzmittel zugesetzt wird, wird der Rest während der Kristallisationsstufe zugesetzt. Vorzugsweise wird ein stochiometrischer
Überschuß verwendet. Die teigartige Mischung wird dann durch Sprühtrocknung, Granulieren, Zusammenballen oder irgendeine
andere Art und Weise zu Körpern wie Perlen, Grieß oder Zylindern geformt. Bevorzugte Verfahren sind das Extrudieren
und das Zusammenballen. Nachdem die Materialien zu Körpern geformt worden sind, werden sie für die hydrothermale Umwandlung
des Metakaolin-Tons in Zeolith X in einen Behälter gegeben.
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r"\
*- 2 4 4 6 9 7 A
Der hydrothermale Prozeß zur Umwandlung des größten Teils des Metakaolin-Tons in Zeolith X besteht vorzugsweise aus einer
Alterungsstufe und einer Kristallisationsstufe. In der Alte-·, rungsstufe werden die geformten Körper etwa 5 bis 40 Stunden
bei etwa .10 bis 500C in offenen oder geschlossenen Behältern
stehengelassen. Nach der Alterung wird der Metakaolin-Ton-Anteil der geformten Körper in Zeolith X umgewandelt, indem
die geformten Körper etwa 1J bis 20 Stunden auf etwa 65 bis
1000C erwärmt werden. Wurde nicht die erforderliche Menge
Na2O in Form von Natriumhydroxidlösung bei der Herstellung der geformten
Körper zugegeben, wird der Rest in dieser Stufe zugesetzt. Die hierfür zu verwendende Natriumhydroxidlösung hat eine
Konzentration von etwa 1 bis 25 %» vorzugsweise etwa 15 %
an Natriumhydroxid. Auf diese Weise können während der Kristallisation bis zu 75 Mol.? des zur Umwandlung des
Metakaolin-Tons in Zeolith X erforderlichen Natriumoxids (Na2O) zugesetzt werden. Im allgemeinen wird es jedoch bevorzugt,
daß die Hauptmenge oder alles zur Umwandlung des Metakaolin-Tons in Zeolith X erforderliche Natriumoxid
von der Natriumhydroxidlösung der Kristalliaationsstufe geliefert
wird.
Zur Entfernung allen überschüssigen, freien Ätzmittels werden
in die geformten Zeolith-Körper nach der Kristallisation mit
co einer verdünnten Natriumhydroxidlösung und/oder mit Wasser c»
"* gewaschen. Die Waschlösung kann etwa eine Temperatur von
^ 25 bis 75°C haben. Nach dem Waschen werden die geformten
ο o
v-4 Körper bei 95 bis 150 C solange getrocknet, bis sie einen
trockenen Eindruck machen. Die Trockenzeit beträgt etwa 2 bis 2k Stunden. Die trockenen geformten Körper werden dann
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0,5 bis 5 Stunden bei etwa 250 bis 45O0C durch Rösten in
einem Ofen aktiviert. Nach dem Aktivieren können diese Materialien
als Adsorptionsmittel verwendet werden.
Die so hergestellten MolekUlarsiebkörper wurden in bezug auf
ihre Kristallstrukturabsorptionskapazitäten für Isobutan, COp und Wasser und in bezug auf ihre Oberfläche untersucht.
Die Röntgenanalyse ergab, daß alles kristalline Material
in den geformten Körpern aus Zeolith X bestand und kein Zeolith A vorhanden war. Dies wurde durch in Beispiel 3 beschriebene
Adsorptionsexperimente bestätigt. Da Metakaolin-Ton amorph ist, ist der nicht umgesetzte, als Bindemittel dienende
Metakaolin-Ton bei der Röntgenanalyse nicht sichtbar.
Die Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele näher erläutert werden.
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von Zeolith X-Perlen
mit einer Größe entsprechend einer (lichte Maschenweite von 0,420 bis 1,19 mm) Maschenzahl von 16 bis 40 nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren.
3120 g Zeolith X-Pulver mit einem Wassergehalt von 23 % und
600 g Metakaolin-Ton wurden solange trocken gemischt, bis die
Mischung homogen war. Dann wurde eine Lösung von 216 g NaOH in 1281 ml Wasser zugesetzt. Die trockene Mischung und die
Natriumhydroxidlösung wurden solange miteinander vermischt, bis sich eine teigartige homogene Mischung gebildet hatte.
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"*" 24Λ6974
Mit Hilfe eines Kollermischers oder eines -Pfannengranulators
wurde die homogene Mischung zu Perlen mit einer Größe entsprechend einer Maschenzahl von 16 bis kO verarbeitet. Die
Perlen wurden dann bei Raumtemperatur (etwa 21°C) in einen geschlossenen Behälter überführt und 24 Stunden altern gelassen,
Zur Kristallisation wurden die gealterten Perlen, die 29,5 %
Feuchtigkeit enthielten, in einen geschlossenen Behälter gegeben und 8 Stunden auf 99°C erwärmt. Während der Kristallisation
wurde keine Natriumhydroxidlösung zugesetzt.
Die kristallisierten Perlen wurden dann mit heißem Wasser gewaschen. Die Temperatur der Waschlösung betrug 6O0C. Nach
dem Waschen wurden die Perlen durch Vakuumfiltration entwässert.
Anschließend wurden diese Perlen 16 Stunden bei 99°C in einem Gebläseofen getrocknet und durch 2-stündiges Erhitzen
auf 371°C aktiviert. Bei einer Röntgenanalyse ergaben die
Perlen die charakteristischen Linien von Zeolith X, ohne daß Zeolith A zuzuordnende Linien auftraten.
Dieses Beispiel beschreibt das Verfahren zur Herstellung von Zeolith X-Perlen von handelsüblicher Qualität mit einem
Attapulgit-Ton als Bindemittel.
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2490 g Zeolith X-Pulver mit einem Wassergehalt von 23 % und
510 g eines Attapulgit-Tons wurden solange trocken gemischt,
bis sich eine homogene Mischung gebildet hatte. Dieser Mischung wurde soviel Wasser zugesetzt, daß der Wassergehalt
39 % betrug. Nachdem diese feuchte Mischung solange gemischt
wurde/ bis sie eine teigartige Konsistenz besaß, wurde sie mit Hilfe eines Kollermischers oder eines Pfannengranulators
zu Perlen mit einer Größe entsprechend einer Maschenzahl von 4 bis 8 verarbeitet. Die Perlen wurden dann 4 Stunden
altern gelassen, bei 121°C in einem Gebläseofen getrocknet und durch 2-stündiges Erhitzen auf 299°C aktiviert.
Dieses Beispiel ist ein Vergleich der Eigenschaften der Produkte gemäß Beispiel 1 und gemäß Beispiel 2. Tabelle 1
gibt die Werte für die kennzeichnenden Adsorptionseigenschaften beider Produkte an. Besonders hervorzuheben ist die
größere Kapazität und die bessere Desorption von Isobutan, Kohlendioxid und Wasser. Die gesteigerte Adsorptionskapazität
für Isobutan zeigt die Bildung von Zeolith X aus Metakaolin an, da Zeolith A wegen seiner größeren molekularen
Abmessungen im Gegensatz zu Zeolith X kein Isobutan adsorbieren kann. Das bedeutet, daß der Zeolith X gemäß Beispiel 1 mehr
Isobutan, Kohlendioxid oder Wasser pro Gewichtseinheit adsorbieren kann als der Zeolith X gemäß Beispiel 2 mit einem
herkömmlichen Tonbindemittel. Die Stoffaustauschgeschwindigkeit
(Desorptionsgeschwindigkeit) von Isobutan und Kohlendioxid in und aus dem Zeolith X gemäß Beispiel 1 ist größer
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als die beim Adsorptionsmittel gemäß Beispiel 2. Aufgrund der höheren Stoffaustauschgeschwindigkeit und der größeren
Kapazität kann man beim Zeolith X mit einem größeren Durchsatz arbeiten und somit größere Mengen Gaseinsatzprodukt auftrennen,
Der Vorteil des Verfahrens ist offensichtlich. Mit weniger Adsorptionsmittel wird eine höhere Ausbeute erhalten.
Ein Grund für die ausgezeichneten Stoffaustauscheigenschaften dürfte die besser ausgebildete Makroporenstruktur sein.
Die Makroporen erlauben nämlich bei der Adsorption eine sehr viel schnellere Diffusion von Gasen in die geformten Körper
hinein und aus ihnen heraus. Die Makroporen verteilen die Gase auf die Mikroporen, die ihrerseits zumindest einen Bestandteil
selektiv adsorbieren. Bei der Desorption läuft dieser Vorgang in umgekehrter Richtung ab; d.h. die Makroporenstruktur
erlaubt einen rascheren Austritt der selektiv adsorbierten Bestandteile aus den geformten Körpern.
Eigenschaften Beispiel 1 Beispiel 2
i-Butan Kapazität
760 mmHg (%) und 25 C
10 Min 14,55 10,43
Gleichgewicht 15,14 10,90
i-Butan Desorption unter
Vakuum (% Molekularsiebgew.)
5 min. 10 min. 15 min. 20 min.
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66,13 | 4,88 |
8,14 | 6,04 |
9,42 | 6,84 |
10,45 | 7,47 |
Eigenschaften
-U-
COp-Kapazität t°
* nrniHg (?) und
10 min. Gleichgewicht
16,05 19,77
unter
Vakuum (% Molekularsiebgew.)
Vakuum (% Molekularsiebgew.)
5 min. 10 min. 15 min. 20 min.
13,13 15,23 16,51 17,36
14,63
15,90
9M 10,89 12,00 12,77
Ho0-Kapazität 10 4 r.F. (%) und 25 C
Oberfläche (m2/g) Stampf dichte (g/cm·5)
■" —«· | 20,19 |
6,05 | 5,33 |
0,656 | 0,708 |
Dieses Beispiel zeigt, was für ein unterschiedliches Produkt man erhält, wenn der Zeolith X in Beispiel 1 durch Zeolith A ersetzt
wird. Das Herstellungsverfahren entsprach Beispiel 1, nur das diesmal das Produkt ein Zeolith A war. Das Röntgendiagramm
war charakteristisch für Zeolith A. Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften des Zeolith Α-Materials (getestet in der
Kalziumform; Zeolit 5A).
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2U6974
Ά,
Eigenschaften Beispiel 4
Schüttdichte (g/cm3) 0,681
Oberfläche (m2/g) 535,00
H^O-Kapazität des Zwischenprodukts
ZSolith 4A 10 % r. P. und 25 C (%) 21,50
n-Butan-Kapazität
C 760 mmHg und 25 C (50 12,24
η-Butan Desorption
C {% Molekularsiebgew.)
C {% Molekularsiebgew.)
5 min. 4,65
10 min. 5,47
15 min. 6,01
20 min. 6,45
i-Butan-Kapazität
C 760 mmHg und 25 C (*) 0,20
Ein Vergleich von Beispiel 1 und 4 ergibt ganz deutlich, daß der in der Ausgangsmischung vorhandene Zeolith den im Produkt
entstehenden Zeolithtyp festlegt. In Beispiel 1, bei dem der Zeolith der Ausgangsmischung Zeolith X ist, wird der
Metakaolin-Ton ohne eine weitere Siliciumdioxidquelle zu Zeolith X umgewandelt. Wenn jedoch, wie in Beispiel 4 der
Zeolith der Ausgangsmischung Zeolit A ist, ist das Produkt ebenfalls ein Zeolith A. Es kann nur vermutet werden, daß bei
Verhältnissen von Zeolith zu Metakaolin von 70 zu 30 bis 90 zu 10, der kristalline Zeolith einen bedeutenden Einfluß hat auf
den Zeolith, in den das Metakaolin bei der hydrothermalen Umwandlung umgewandelt wird. Diese Wirkung des Zeolith-Pulvers
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auf den Ton, wenn es einen großen Prozentsatz der Ausgangsmischung
ausmacht, ist überraschend, da man annehmen sollte, daß eine Zeolith X-Metakaolin-Mischung im wesentlichen in
eine Zeolith· X-Zeolith Α-Mischung umgewandelt wird, wobei das nicht umgesetzte restliche Metakaolin als Bindemittel
fungiert.
Das bevorzugte Syntheseverfahren für diese Zeolithe X ist das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren, bei dem die gesamte
Menge des Ätzmittels vor der Herstellung der geformten Körper zugegeben wird. Ein anderes Verfahren, das mit ähnlich
guten Ergebnissen verwendet werden kann, besteht darin, ungefähr die Hälfte des erforderlichen Natriumgehalts in Form
des Ätzmittels vor der Herstellung der geformten Körper und den Rest des Natriumgehalts während der Kristallisation zuzugeben.
Ein Grund für die 2-stufige Zugabe ist, daß das Mischen von Ätzmittellösung und Metakaolin-Ton exotherm verläuft und
deshalb bei 1-stufiger Zugabe eine übermäßige Erwärmung verhindert
werden muß. Die 2-stufige Zugabe erfordert keine Vorsichtsmaßnahmen bei der anfänglichen Zugabe, hat aber den
Nachteil einer zusätzlichen Verfahrensstufe. Wenn der Rest des erforderlichen Natriumgehalts während der Kristallisation
zugegeben wird, muß die Ätzmittellösung durch Mischen oder durch Pumpen umgewälzt werden, um eine gleichmäßige Verteilung
des Ätzmittels in den geformten Körpern sicherzustellen. Dies ist wichtig, da der Metakaolin-Ton in den geformten
Körpern mit dieser Lösung in Berührung kommen muß, um bei der anschließenden Reaktion Zeolith X zu bilden.
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Die zu verwendende Menge Ä'tzmittellösung richtet sich nach
dem Gehalt der Ausgangsmischung an Metakaolin-Ton. Dabei muß
der Wassergehalt berücksichtigt werden, da sonst Fehler bei der Berechnung auftreten. Da der molare Anteil des
Natriums im Endprodukt· äquimolar zum Aluminiumoxid ist,
kann die erforderliche Menge mit Hilfe von routinemäßigen Berechnungen bestimmt werden.
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Claims (10)
- PatentansprücheίΤ) Verfahren zur Herstellung Formkörpern auf Basis von Zeolith X, dadurch gekennzeichnet, daß man:a) eine Mischung von Zeolith X und Metakaolin-Ton herstellt, die etwa 70 bis 90 Gew.% Zeolith X und etwa 10 bis 30 Gew.% Metakaolin-Ton enthält,b) diese Mischung mit einer Natriumhydroxidlösung versetzt, die etwa 25 bis 110 % des zur Umwandlung des Metakaolin-Ariteils in Zeolith X erforderlichen Na2O enthält und gleichzeitig der Mischung eine teigartige Konsistenz verleiht,c) diese teigartige Mischung zu Körpern formt,d) die so hergestellten Körper etwa 5 bis 40 Stunden bei bei etwa 10 bis 500C altern läßt,e) den Gehalt der geformten Körper an Na2O auf 110 % des zur Umwandlung des Metakaolinanteils im Zeolith X erforderlichen Gehalts ergänzt, indem man die Formkörper in eine kaustische Lösung eintaucht und anschließend die geformten Körper etwa M bis 20 Stunden auf etwa 65 bis 1100C hält und so zumindest einen Teil" des Metakaolin-Tons hydrothermal in Zeolith X umwandelt,f) zur Entfernung jeden Überschusses an freiem Ätzmittel die gebildeten Zeolith X-Körper wäscht undg) die gebildeten Zeolith X-Körper trocknet und aktiviert.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Mischung Zeolith X und Metakaolin-Ton mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 0,1 bis 50«um verwendet. 609816/1076
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 50 bis 100 S des jsur Umwandlung des Metakaolin-Tonsin Zeolith X erforderliehen Na2O in Form der Natriumhydroxidlösung vor der Herstellung der geformten Körper zusetzt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mandie Mischung von Zeolith X 9 Metakaolin-Ton und-Natriumhydroxid-, lösung zu Granulaten formt. .-■■-... :.. ,:. , ....--,
- 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mandie Mischung von Zeolith X, Metakaolin-Ton und Natriumhydroxidlösung zu Kugeln formt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mandie Mischung aus Zeolith X, Metakaolin-Ton und Natriumhydroxidlösung zu zylinderformigen Körpern extrudiert.
- 7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die geformten Körper etwa 15 bis 30 Stunden bei Raumtemperatur altern läßt.
- 8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die gealterten, geformten Körper etwa 8 bis 12 Stunden bei etwa 90 bis 1000C mit der Natriumhydroxidlösung in Berührung bringt.5 09816/1075
- 9- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Ausgangsmischung verwendet, die etwa 20 Gew.% Metakäolin-Ton und etwa 80 Gew.% Zeoxii.h X enthält.
- 10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß"man als Ausgangsmischung eine Mischung verwendet, die etwa
15 Gew.% Metakaolin-Ton und etwa 85 Gew.? Zeolith X enthält.ugs:ka:bü509816/107 5OFÜS1NAL INSPECT»
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US403029A US3906076A (en) | 1973-10-03 | 1973-10-03 | Process for producing zeolite X molecular sieve bodies |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2446974A1 true DE2446974A1 (de) | 1975-04-17 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19742446974 Ceased DE2446974A1 (de) | 1973-10-03 | 1974-10-02 | Verfahren zur herstellung von zeolith x-molekularsiebkoerpern |
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---|---|
US (1) | US3906076A (de) |
CA (1) | CA1029713A (de) |
DE (1) | DE2446974A1 (de) |
GB (1) | GB1489598A (de) |
IT (1) | IT1022537B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2766475A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-01-29 | Ceca Sa | Procede pour l'obtention de corps granulaires en zeolite lsx a faible taux de liant inerte |
US6649556B2 (en) | 2000-07-07 | 2003-11-18 | Ceca, S.A. | Process for the preparation of agglomerated zeolites X and LSX exchanged with lithium |
US6806219B2 (en) | 2000-01-04 | 2004-10-19 | Ceca, S.A. | Exchanged zeolites X, in particular exchanged with lithium, their process of preparation and their use as adsorbents of nitrogen in the separation of the gases of the air |
CN107847849A (zh) * | 2015-05-22 | 2018-03-27 | 硅铝化合物技术 | 减少污染物的矿物聚合物 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4199607A (en) * | 1976-11-15 | 1980-04-22 | Union Carbide Corporation | Process for carbonation of an aqueous medium |
BR8106615A (pt) * | 1981-01-14 | 1982-09-08 | Grace W R & Co | Processo para a producao de extrudados,crivados,de zeolito;extrudado,crivado,de zeolito |
US4381256A (en) * | 1981-01-14 | 1983-04-26 | W. R. Grace & Co. | Method of producing binderless zeolite extrudates |
US4381255A (en) * | 1981-01-14 | 1983-04-26 | W. R. Grace & Co. | Binderless zeolite extrudates and method of producing |
US4603040A (en) * | 1985-03-27 | 1986-07-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Massive bodies of Maximum Aluminum X-type zeolite |
US4818508A (en) * | 1985-08-20 | 1989-04-04 | Uop | Process for preparing molecular sieve bodies |
US5223235A (en) * | 1986-06-17 | 1993-06-29 | J. M. Huber Corporation | Synthetic alkali metal alumino-silicates compounds and their methods of preparation |
GB9101456D0 (en) * | 1991-01-23 | 1991-03-06 | Exxon Chemical Patents Inc | Process for producing substantially binder-free zeolite |
AU7802198A (en) * | 1997-05-29 | 1998-12-30 | Exxon Chemical Patents Inc. | Preparation of zeolite-bound fau structure type zeolite and use thereof |
FR2766476B1 (fr) | 1997-07-22 | 1999-09-03 | Ceca Sa | Adsorbant zeolitique ameliore pour la separation des gaz de l'air et son procede d'obtention |
US6478854B1 (en) | 1999-11-25 | 2002-11-12 | Tosoh Corporation | High purity, low silica X-type zeolite binderless shaped product and gas separation method employing it |
US6506236B2 (en) † | 2001-03-28 | 2003-01-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for reducing the level of carbon dioxide in a gaseous mixture |
CN101624191B (zh) * | 2009-08-03 | 2011-05-18 | 南京工业大学 | 一种以锂渣为原料制备13x分子筛的方法 |
US8992884B2 (en) * | 2009-11-30 | 2015-03-31 | Chevron U.S.A. Inc. | Preparation of X zeolite |
US20140323289A1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | Uop Llc | Zeolitic adsorbents for use in adsorptive separation processes and methods for manufacturing the same |
US9802831B2 (en) * | 2014-07-23 | 2017-10-31 | Chevron U.S.A. Inc. | Synthesis of high silica zeolite via interzeolite transformation without OSDAs |
GB2538568A (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-23 | Alsitek Ltd | Gas absorbing mineral polymer |
DE102018109701A1 (de) * | 2018-04-23 | 2019-10-24 | Clariant International Ltd | Zeolithhaltiges Adsorbens zur selektiven Abtrennung von Isomeren aus aromatischen Kohlenwasserstoffgemischen, seine Herstellung und Verwendung zur selektiven Abtrennung von Isomeren aus aromatischen Kohlenwasserstoffgemischen |
CN110627088A (zh) * | 2018-06-21 | 2019-12-31 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种低硅x分子筛合成母液的循环利用方法 |
CN111248223A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-09 | 王鹏 | 一种纳米消毒液及其制备方法 |
CN114014333A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-02-08 | 中科催化新技术(大连)股份有限公司 | 一种多温度点老化制备低硅x型分子筛的方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3119660A (en) * | 1960-09-26 | 1964-01-28 | Union Carbide Corp | Process for producing molecular sieve bodies |
US3338672A (en) * | 1964-02-25 | 1967-08-29 | Minerals & Chem Philipp Corp | Method for making a faujasite-type crystalline zeolite |
US3515681A (en) * | 1967-04-05 | 1970-06-02 | Air Prod & Chem | Faujasite in matrix particles |
DE2016838C3 (de) * | 1970-04-09 | 1983-03-24 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung von granulierten, abriebfesten, bindemittelfreien Molekularsiebzeolithen |
DE2025893B2 (de) * | 1970-05-27 | 1979-12-06 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Glasfaserverstärkte Zeolith-Granulate |
US3777006A (en) * | 1972-01-21 | 1973-12-04 | Grace W R & Co | Process for preparing zeolitic bodies having high strength characteristics |
-
1973
- 1973-10-03 US US403029A patent/US3906076A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-05-01 CA CA198,632A patent/CA1029713A/en not_active Expired
- 1974-10-01 IT IT7427973A patent/IT1022537B/it active
- 1974-10-02 DE DE19742446974 patent/DE2446974A1/de not_active Ceased
- 1974-10-03 GB GB43008/74A patent/GB1489598A/en not_active Expired
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2766475A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-01-29 | Ceca Sa | Procede pour l'obtention de corps granulaires en zeolite lsx a faible taux de liant inerte |
WO1999005063A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Ceca S.A. | Procede pour l'obtention de corps granulaires en zeolite lsx a faible taux de liant inerte |
US6264881B1 (en) | 1997-07-22 | 2001-07-24 | Ceca S.A. | Method for obtaining LSX zeolite bodies |
CN1109653C (zh) * | 1997-07-22 | 2003-05-28 | 策卡有限公司 | 惰性粘结材料含量低的lsx沸石颗粒的生产方法 |
US6806219B2 (en) | 2000-01-04 | 2004-10-19 | Ceca, S.A. | Exchanged zeolites X, in particular exchanged with lithium, their process of preparation and their use as adsorbents of nitrogen in the separation of the gases of the air |
US6649556B2 (en) | 2000-07-07 | 2003-11-18 | Ceca, S.A. | Process for the preparation of agglomerated zeolites X and LSX exchanged with lithium |
CN107847849A (zh) * | 2015-05-22 | 2018-03-27 | 硅铝化合物技术 | 减少污染物的矿物聚合物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1029713A (en) | 1978-04-18 |
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US3906076A (en) | 1975-09-16 |
GB1489598A (en) | 1977-10-19 |
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