JPH0550445B2 - - Google Patents

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JPH0550445B2
JPH0550445B2 JP60271597A JP27159785A JPH0550445B2 JP H0550445 B2 JPH0550445 B2 JP H0550445B2 JP 60271597 A JP60271597 A JP 60271597A JP 27159785 A JP27159785 A JP 27159785A JP H0550445 B2 JPH0550445 B2 JP H0550445B2
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sio
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/18Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the mordenite type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • 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
    • C01B39/026After-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J2229/10After treatment, characterised by the effect to be obtained
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウム含有量を低減した水素
イオン交換型モルデナイトの製造方法に関する。
ゼオライトは、結晶性アルミノ珪酸塩の総称で
あり、その化学組成はAl2O3を基準にして次式、 M2/n・Al2O3・xSiO2・yH2O (但し、Mは価数nの価の陽イオン、xは2以
上の数、yは0以上の数)で表わされる。五員酸
素環を有するモルデナイトはx、すなわち
SiO2/Al2O3モル比が10以上のゼオライトであ
り、現在ではSiO2/Al2O3モル比10〜30程度のも
のが合成されている。モルデナイトは耐熱性、耐
酸性の高い事が特徴であり、吸着剤や、石油精
製、石油化学、公害防止用などの触媒として広く
使用されている。又、モルデナイトを触媒として
使用する場合、通常水素イオン交換型とし、更に
はモルデナイトのアルミニウムの一部を除去し酸
強度を調節して使用している。このアルミニウム
の一部を除去する操作を脱アルミニウムと称する
が、本発明は触媒としてあるいは触媒担体として
使用できる脱アルミニウムモルデナイトの製造方
法を提供するものである。
〔従来の技術〕
モルデナイトを脱アルミニウムする公知の方法
としては、水素型モルデナイトを350℃以上で焼
成した後、6NHClの沸とう下で酸処理し、
SiO2/Al2O3モル比を55以上とする方法(特公昭
46−37166号公報)、粉砕処理を施した後、酸によ
り60℃〜100℃で10時間〜14日間処理し、SiO2
Al2O3モル比を10〜45とする方法(特公昭51−
30031号公報)、水蒸気処理と酸還流処理を繰り返
すことでSiO2/Al2O3モル比を35以上とする方法
(特公昭51−15000号公報)、SiO2/Al2O3モル比
12〜30の合成されたナトリウムモルデナイト粉を
1N以上の酸にて75〜125℃で処理しSiO2/Al2O3
モル比を40以上にする方法(特開昭46−3714号公
報)、水素型モルデナイトを水蒸気存在下600℃以
上にて熱処理を行ない、次いで酸を接触する方法
(特開昭58−161916号公報)等がある。
〔考案が解決しようとする問題点〕
これら公知の脱アルミニウムモルデナイトの製
造法に共通していることは、過酷な酸処理条件
で、且つ長時間を要しているか、又は焼成等の熱
処理をも併用し目的とするSiO2/Al2O3モル比に
しているのが現状であり、工業的製法としては好
ましくない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、これら公知方法の欠点を解消
し、簡単な酸処理を行なうのみで、モルデナイト
のアルミナ含有量を低減し、且つ水素イオン交換
率の高いモルデナイトを製造すべく鋭意検討し
た。その結果、酸処理を行なう前のナトリウム型
モルデナイトの性状、すなわち合成された後に乾
燥又は焼成等の熱履歴を受けていたか否かが、鉱
酸による脱アルミニウム性に大きく影響を与える
ことが解つた。すなわち、合成したナトリウム型
モルデナイトが既に乾燥又は焼成処理を受けた場
合は、鉱酸による脱アルミニウムが起り難く
SiO2/Al2O3モル比はそれ程上昇しない。反面、
乾燥又は焼成処理を全く受けていないナトリウム
型モルデナイトを鉱酸で処理すると驚く程脱アル
ミニウムし易く、アルミニウム含有量を低減した
ナトリウムの少ない水素型モルデナイトが得られ
ることを見い出し本発明に到達した。
すなわち、本発明は水熱合成によりナトリウム
型モルデナイトの結晶化が終了した、いわゆるナ
トリウム型モルデナイトと結晶化母液とから成る
結晶化スラリーを過機にてろ過することによつ
てナトリウム型モルデナイトの湿潤ケーク層を形
成させ、しかるのち該ケーク層に希釈した鉱酸水
溶液を通液し、洗浄するアルミナ含有量を低減し
た水素型モルデナイトの製造法を提供するもので
ある。
なぜ、本発明による酸処理法を行なえば公知法
では成し得ない簡単、且つ短時間で容易にモルデ
ナイトの脱アルミニウムが進み水素型モルデナイ
トが製造できるかは次の様に推察する。合成モル
デナイトは、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源
から成る反応混合物を水熱合成することで製造さ
れるため結晶化後の母液はアルカリ性を呈する。
通常は固液分離後洗浄し付着アルカリ分を除去し
た後、乾燥してナトリウム型モルデナイト粉を得
るが、ゼオライトであるモルデナイトはその粒子
径は数ミクロン以下と小さく、又、結晶内にはゼ
オライト特有の細孔を有することから洗浄により
付着アルカリ分をゼオライトから完全に除くこと
は極めて難しく、工業的規模の生産においては尚
更洗浄が不充分と成り易い。この僅かな付着アル
カリ分が乾燥による水分蒸発過程において、ゼオ
ライト粒子の表面、又は細孔内に析出し表面又は
細孔を塞ぎ酸処理しても酸との接触を阻害し脱ア
ルミニウム反応及び水素イオン交換を不充分成ら
しめると考える。事実、本発明者らも合成ナトリ
ウム型モルデナイトの洗浄度と乾燥粉の酸処理に
よる脱アルミニウム実験を試みたが、洗浄する程
脱アルミニウム性が上昇することを確認した。更
に焼成すると脱アルミニウム性が低下し、焼成温
度如何ではほとんど脱アルミニウムしなくなるこ
とも確認した。
〔作用と効果〕
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において原料となる合成ナトリウム型モ
ルデナイトは、SiO2/Al2O3モル比は限定され
ず、水熱合成により合成されたものであれば良
い。現在ではSiO2/Al2O3モル比10〜30程度のも
のが合成できることが公知であり、通常これらが
対象となる。又、合成が終了したモルデナイト結
晶と結晶化母液とから成る結晶化スラリーとして
は、合成が終了した直後の固液分離前の状態は勿
論の事、一旦水を添加して希釈したスラリー、あ
るいは母液を一旦分離した後再び水で再スラリー
化したものでも良い。いずれにしても乾燥処理を
受けていないことが必須条件である。
過機による固液分離は、モルデナイト結晶の
ケーク層を形成させ得る過機であれば良く、例
えばベルトフイルター、遠心過機、フイルター
プレス、オリバーフイルター等が良い。ケークの
嵩密度が多角ならない様にケーク層を形成させる
のが効率良い酸処理を実施する上で望ましい。次
いで酸処理としては鉱酸水溶液を用いるのが良
く、鉱酸としては、塩酸、硝酸、硫酸が望まし
い。本発明は、この酸の濃度を低くてよいのであ
るが、あまり低すぎると、脱アルミニウムおよび
イオン交換が充分に進行しない。すなわち、酸の
濃度としては0.1N〜5Nの範囲であれば充分目的
は達せられるが、特に0.5N〜3.0Nが良い。鉱酸
水溶液の温度は極めて重要な因子となる。すなわ
ち、本発明による酸処理法では温度が高い程モル
デナイト結晶からの脱アルミニウム性が高くなる
傾向を示すことから、目標とするSiO2/Al2O3
ル比を有する脱アルミニウムモルデナイトは鉱酸
水溶液の温度を適切に設定することで再現性良く
安定的に製造できる。本発明では脱アルミニウム
を目的とすることから温度は20℃以上が良い。
鉱酸水溶液の通液法としては、形成したナトリ
ウム型モルデナイト結晶から成るケーク層の粒子
間を常に鉱酸水溶液が一定方向に流れる様に通液
するのがナトリウムイオンを水素イオンにイオン
交換する効率が良く、脱アルミニウムをも効果的
に行なわせしめる上で最も重要である。すなわ
ち、鉱酸水溶液は自然にあるいは強制的にケーク
層内を一定方向に流れる様に実施する必要があ
る。この様な酸処理操作を行なうならば、モルデ
ナイト結晶と鉱酸水溶液との接触時間、すなわち
処理時間としては鉱酸水溶液の通液量、酸濃度に
よつて多少変動するが、少なくとも2分以上必要
とし、好ましくは5分以上あれば良い。例えばベ
ルトフイルター上にて連続的に結晶化スラリーを
ろ過し、ケーク層を形成させると共に、鉱酸水溶
液をケーク層上部に供給しケーク層内を通液させ
る方式をとるならば、鉱酸水溶液の供給されるゾ
ーンをモルデナイト結晶のケーク層が2分以上、
好ましくは5分以上滞在(接触)時間をとる様に
ベルト走行を調節すれば良い。又、ケーク層を固
定した場合、鉱酸水溶液を2分以上、好ましくは
5分以上通液する方法をとれば良い。この様にし
て酸処理を実施した後は、充分に洗浄を行なつた
後乾燥すればアルミニウム含有量を低減したナト
リウムの少ない水素型モルデナイトを製造でき
る。
本発明によれば、公知法での高濃度酸での長時
間処理あるいは焼成処理と酸処理の繰り返しなど
の厳しい処理条件ならびに繁雑な操作を行なうこ
となしに極めて簡単な酸処理法で目標とする
SiO2/Al2O3モル比のナトリウムの少ない水素型
モルデナイトが製造できることから、工業的に優
れた製造法である。
以下、実施例により本発明の方法を具体的に説
明する。
実施例 1〜3 水熱合成により合成が終了したSiO2/Al2O3
ル比14.9のナトリウム型モルデナイト結晶および
結晶化母液とから成る結晶化スラリー(固形分離
度は12.9wt%)1000gを、ろ過面積が314cm2の磁
製ブフナー斗(中尾濾布製ポリプロピレン製
布PF660を使用)にて真空度400mmHgの条件で吸
引ろ過した。ろ過終了後温水400mlで洗浄した。
この様にして形成したケーク層に対し、温度がそ
れぞれ20℃(実施例1)、50℃(実施例2)、80℃
(実施例3)の0.8NHClを各2300mlづつケーク層
を吸引しながらおよそ10分間で通液した。HCl液
を通液後水で充分に洗浄し乾燥した。得られた結
晶の組成を化学分析にて測定したところ、
SiO2/Al2O3モル比は、20.8(実施例1)、29.3(実
施例2)、48.7(実施例3)でNa2O含量はいずれ
も検出限界以下の0.05wt%以下であつた。又、結
晶度(X線解析強度比)は原料モルデナイトに対
しいずれも95%以上であつた。
比較例 1,2 実施例1と同様にろ過および洗浄して得たナト
リウム型モルデナイトケークを一旦120℃で4時
間乾燥(比較例1)、および乾燥後500℃で1時間
空気焼成(比較例2)をしたナトリウム型モルデ
ナイト各129g(乾燥基準)を水870mlで再びスラ
リー化したのちろ過した。形成されたケーク層に
対し、50℃の0.8NHCl2300mlづつをおよそ10分
間で通液した後、水で充分洗浄した。得られた結
晶のSiO2/Al2O3モル比は21.2(比較例1)、16.8
(比較例2)でNa2O含量はそれぞれ0.13wt%お
よび0.25wt%であつた。
実施例 4 鉱酸としてHClに替えてHNO3を使用する以外
は全て実施例2と同様にして水素型モルデナイト
を得た。化学分析によるSiO2/Al2O3モル比は
28.9、Na2O含量0.05wt%以下、結晶度は98%で
あつた。
実施例 5 SiO2/Al2O3モル比19.9のナトリウム型モルデ
ナイト結晶および結晶化母液とから成る結晶化ス
ラリーをデカンテーシヨンにより母液を除き、再
び水を加えてスラリー化したものを実施例1と同
一条件にて酸処理を実施した。得られた水素型モ
ルデナイトのSiO2/Al2O3モル比は30.7でNa2
含量は0.05wt%以下、結晶度は99%であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 合成ナトリウム型モルデナイトを酸処理しア
    ルミナ含有量を低減した水素イオン交換型モルデ
    ナイトを製造する方法において、結晶化が終了し
    た結晶化母液と合成ナトリウム型モルデナイトか
    ら成る結晶化スラリーを過機にてろ過すること
    によつてナトリウム型モルデナイトの湿潤ケーク
    層を形成させ、しかるのち、該ケーク層に濃度
    0.1〜5Nの鉱酸水溶液を通液したのち、洗浄する
    ことを特徴とする水素イオン交換型脱アルミニウ
    ムモルデナイトの製造方法。 2 鉱酸が、塩酸、硝酸、硫酸のいずれかである
    特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 鉱酸水溶液の温度が20℃以上である特許請求
    の範囲第1または2項記載の方法。 4 鉱酸の通液による処理時間が、少くとも2分
    以上である特許請求の範囲第1〜3項のいずれか
    の項記載の方法。
JP60271597A 1985-12-04 1985-12-04 水素イオン交換型脱アルミニウムモルデナイトの製造方法 Granted JPS62132725A (ja)

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