JPS59227716A - ゼオライト成形品の製造方法 - Google Patents

ゼオライト成形品の製造方法

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JPS59227716A
JPS59227716A JP10387683A JP10387683A JPS59227716A JP S59227716 A JPS59227716 A JP S59227716A JP 10387683 A JP10387683 A JP 10387683A JP 10387683 A JP10387683 A JP 10387683A JP S59227716 A JPS59227716 A JP S59227716A
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Akio Nishijima
西嶋 昭生
Minoru Kurita
栗田 穰
Toshio Sato
利夫 佐藤
Yuji Yoshimura
雄二 葭村
Hiromichi Shimada
島田 広道
Fujitaro Goto
後藤 藤太郎
Shigemitsu Shin
新 重光
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硬水中から回収されたケイ素、アルミニウム
、ナトリウム、カルシウム、鉄などの無機成分の固形物
を出発原料としてゼオライトの合成およびその利用に関
するものである。これら合成ゼオライトは吸着剤、脱水
剤、脱油剤、蓄熱剤、各種触媒および触媒担体として利
用できる。
硬水にはケイ素、アルミニウム、ナトリウム、鉄、カル
シウム、チタンなど多くの無機成分が含1れており、と
ぐに熱水中には無機成分の含有量が多い。たとえばボイ
ラーなどの熱水利用プラントは熱交換器部などにおいて
無機成分の析出が生じる。丑た、地熱発電プラントなど
でも、熱水中に含寸れる無機成分が熱交換器部に大量の
スラッジとして析出される。これら無機成分はプラント
運転の大きな支障となるため、除去・回収が必要であり
、回収無機成分の有効な再利用法の開発が望まれている
本発明者らは、このよう々無機成分の有効利用について
種々研究し7た結果、このものは、ゼオライト合成の出
発原料として極めてすぐれており、合成したゼオライト
および出発原料無機成分を合成ゼオライトと混合した固
形物は各種工業材料、特に水素化処理用触媒としてきわ
めて優れた性質を有することを見出し、本発明を完成す
るに到った。
硬水中からの無機成分の分離回収は、従来公知の方法で
実施される。例えば、硬水中に−起泡剤と抽収剤を加え
、浮」二分離する方法がある。この場合、起泡剤とし−
では、アニオン(高級アルコールザルファイドのオレフ
ィンスルホン)と非イオン界面活性剤(ポリエチレング
リコールノニルフェニルエーテル)を主体とし、リン酸
塩を配合したものや、ポリエチレングリコールノニルフ
ェニルエーテル、又はポリプロピレングリコールエーテ
ル等の公知のものが採用され、また捕収剤としては、牛
脂ジアミン、牛脂ジアミンの酢酸塩、ヤシ第一級アミン
の酢酸塩等の公知のものが採用される。この浮−1=分
離法においては、通常pI−I5付近が採用されるが、
これに特に限定されるものではない。丑だ、硬水中には
必要に応じ、陽イオン、例えば、アルミニウムイオン、
鉄イオン、アミン、アンモニウムイオン等を加えること
ができる。
硬水から分離回収された無機成分の乾燥、焼成固形物は
一般に次の性状を有する。
組成ニジリカ(Sin、)を主成分とし、ノリ力は重合
シリカの形態である。硬水の種類シてもよるが、酸化物
換算で、5i02;20〜99.9重量%AムO1;0
1〜20重量% Na、O; 0.01〜5重量%、 
CaO;O,Q1〜1重量係、Fewα;0.01〜3
重量係を含有する。
比表面積:30〜30077?2/r 比細孔容積: 0.2〜2.5 me / f7細孔分
布: 半径(穴)  細孔容積に対する係 〜 50        53 50〜100        13.2100〜150
       17.2150〜200       
  7.5200〜400       11.540
0〜800       15.0800〜2000 
      18.12000以上     12.3 これら無機固形物の特性は、比表面積が通常の無機物質
に比べて極めて大きく、かつ細孔半径の分布が数十・〜
数千オングストロームと広い範囲にわたっていることで
ある。
また、硬水から無機成分の回収にあたり、陽イオンとし
てアルミニウムイオン、あるいは鉄イオンが加えられた
場合、分離回収された無機成分中のアルミニウムあるい
は鉄濃度は相対的に向上し、酸化物換算でAt、0. 
: 20〜95重量%、 Petα:10〜95重量係
程度になる。
これら、硬水中から得られた無機成分の結晶化(ゼオラ
イト化)にあっては目的とするゼオライトの合成が可能
な各種の結晶化法を用いることが出来る。一般的な結晶
化法としては、これら無機成分の固形物をその10倍量
以上の塩基性水溶液中に懸濁させ必要に応じて他の無機
成分あるいは有機結晶化剤(たとえば有機アンモニウム
塩)を加えこれを温度範囲80〜500℃・好ましくは
90〜250℃で1時間以上、好丑しくに1時間〜数日
反応させる。このような水熱処理により、硬水中からの
無機成分の固形物を結晶化(ゼオライト化)させること
ができる。目的とするゼオライトの種類により、上記一
般的な合成条件は多少異なってくる。たとえばシリカラ
イト、S i O,/At、α比の高いZSM−5,Z
SM−11などの高いシリカ型ゼオライトの合成にあた
っては、硬水中より回収された無機成分の固形物をその
筐ま、あるいはシリカ成分を添加したものなどを出発原
料とすることが出来る。また天然ゼオライト類似品ある
いはA型、X型、Y型ゼオライトなどの低S1α/A、
A、01比のZSM−5、ZSM−11ゼオライトの合
成にあたっては、アルミニウムイオンを添加し硬水から
回収した無機成分の固形物あるいは回収された無機成分
固形物とアルミニウムイオンの添加された固形物を必要
に応じ適当な割合で混合t〜出発原料とすることができ
る。
更に、硬水から回収された無機成分にアルミニウム塩の
形でアルミニウムイオンを適宜加えて出発原料とするこ
ともできる。目的とするゼオライトの種類によっては有
機結晶化剤を添加することもでき、たとえば臭化テトラ
−(n−プロピル)アンモニウムなどのような第4級ア
ルキルアンモニウム塩、ピロリジンのような環状アミン
、ヘキサメチレンジアミンのような各種ジアミン、コリ
ンなどがあげられる。
前記のようにして得られた固形物は硬水中からの無機成
分の固形物を出発原料として合成されたゼオライトであ
り、ンリカ及びアルミナを主成分としたもので、その他
に、ナトリウム、鉄、チタニウム等を含むものである。
本発明においては、これらの固1し物は、粉末状、粒状
、ハニカム状、円柱状などの種々の形態で用いることが
できる。
寸だ、合成されたゼオライト系化合物を合成原料の無機
成分あるいはこれらを焼成および水熱処理した固形物と
混合して種々の形態に成形して用細孔容積、表面積など
物性を変えることが出来る。
水熱処理は1気圧〜10気圧、温度室温〜150℃で行
なわれ、焼成処理と同様無機成分固形物の物i生制御が
可能である。前記、ゼオライトと無機成分固形物の温合
は、たとえば両者の粉末を用い工業材料として好丑しい
割合に混合することにより行なわれる。つぎに、これら
の混合物の成形は種々の方法が可能であり、たとえば混
合物に有機バ・イングー、粘土、水などを加え調合して
、混線を行い押出し成形器などで成形する。その後、乾
燥、力1汀、焼成を行うのはその他の一般的な工業用材
料の調製法と同じである。このような方法で得られる工
業材料はゼオライトに起因する規則的な小細孔と、無機
成分固形物がもっている大細孔、大細孔容積といった性
状を伴せもっことになる。このため各種の細孔径分布を
有する触媒系を調製することができ、二元あるいは三元
機能を有する材料として、各種の利用、たとえば水素化
分解反応あるいは水素化反応用触媒などに有効である。
本発明で得られた新規材料の触媒としての利用例は実施
例で示すような重質油、石炭、石炭液化油などの水素化
精製用触媒および一酸化炭素、メタノールなどの各種水
素化用触媒の主体として用いるものである。即ち、本発
明では、前記固形物をそのま\あるいはそれに水素化活
性金属成分を担持させて触媒として用いる。この場合の
水素化活性金属は、従来公知であり、例えばマンガン、
鉄、コバルト、ニッケル、クロム、銅、モリブデン、タ
ングステン、ロジウム、白金、パラジウムルテニウム、
イリジウム等が挙げられる。この水素化活性金川成分の
担持量は、一般には、0.01〜50重量係、好ましく
は0.1〜20重量係である。
相持方法としては、含浸法、混線法等が有効である。寸
だ、本発明の触媒は、通常50〜700℃、好丑しくけ
100〜500℃に焼成しさらに必要に応じ水素還元あ
るいは硫化処理して用いられる。
本発明の触媒は、その性状として特許請求の範囲(1)
では、固形分が結晶性を有し、規則的な細孔構造を有し
ていることであり、特許請求の範囲(2)では得られた
固形分が規則的な細孔構造を有するのみでなく、その比
表面積が通常の無機物質に比べてきわめて大きく、かつ
細孔半径の分布が数十〜数千オングストロームの広範囲
にわたっているという点および比表面積、細孔径分布を
制御できる々どの点を特徴とする。
本発明の重質炭化水素の水素化精製用及び各種原料の水
素化処理用触媒は、高い触媒活性及び選択性を有し、ま
た触媒寿命の点でもすぐれている。
本発明の触媒を重質炭化水素の水素化精製に用いる場合
、反応温度は100〜6oo℃、好ましくは300〜4
50℃であり、水素分圧は1o−500Kr/m、好ま
しくは70〜300 K9/dfある。本発明の場合、
触媒をイオウまたはイオウを含む化合物、たとえばI−
L Sなどを用い予備硫化することにより、あるいは必
要に応じて、イオウ、又はイオウを含む化合物を触媒に
対して0.1〜300重量係、好ましくは10〜150
:ili量係を添加することにより、さらにその触媒活
性および選択性を向上させることができる。なお、本発
明で対象とする重質炭化水素には重質油として、原油、
常圧蒸留残渣油、減圧蒸留残渣油などの他、石炭、石炭
液化油、オイルサンド、オイルシェル抽出油なども包含
される。
寸だ、本発明の触媒を、−酸化炭素、メタノールなどの
各種原料の水素化反応に用いることが可能である。この
場合、反応温度は室温〜500℃、好丑しくは40〜3
00℃であり水素分圧は1〜300 K7/d、好1し
くは10〜200にり/dである。
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例1 地熱発電プラントから回収された無機成分の固形物xl
11 (sio、 :93.3 %、 At1ol:3
.o %、Na+O:3.4%、 Pc、O,:0.2
%、CaO:0.1%)を出発原料として、500rn
e・オートクレーブを用いゼオライトを合成した。ゼオ
ライト合成は、有機塩テトラノルマルプロピルアムモニ
ウムプロマイド: 10 f。
出発原料: 15 fF、水:15(h++Aを混合し
、ビーカーに入れ、Na0I−I (20% ) : 
20 mlを加え、p■−■を14に調製した。その後
オートクレーブ(500ml )に充てんし150℃で
24時間加熱攪拌を行った。この時のオートクレーブ内
の圧力ば5Kidであった。抜き出した主成物は水洗後
110℃で乾燥した。できた組成物は、X線回析と走査
型電子顕微鏡により測定した結果ZSM−5であった。
実施例2 実施例1と同じ無機成分Nα1を用い、オートクレーブ
より合成を行った。反応条件は、有′機塩:テトラメチ
ルアンモニウム10 %溶液25m1゜ 原料:固形物Nll、151i’と硫酸アルミニウム溶
液70 ml! (At−0,として3.41)。
Na0I−1: 10 f/ 、水:150m/、反応
温度:150℃1反応時間=22時間で反応中の圧力は
5に7/7であった。
以下実施例1と同様に水洗・乾燥し、X線回析等の結果
からZSM−4が生成していることがわかった。
実施例3 実施例1.2と同様にして、各種のゼオライトを合成し
た。ゼオライト合成に用いたものは、地熱発電プラント
から回収された各種無機成分(1411〜Nα3)およ
びこれらを混合したもの、あるいは必要に応じアルミナ
塩、シリカ塩を加えたものである。合成に用いた反応条
件は反応温度=100〜250℃2反応時間:1時間〜
100時間1反応圧カニ1気圧〜30気圧である。また
、添加有機塩としては、テトラプロピルアンモニウム塩
、テトラメチルアンモニウム塩、塩化ベンジルトリメチ
ルアンモニウム塩およびテトラブチルアンモニウム塩で
あろう第1表に得られた生成物を示す。
無機成分Nα1〜Na3の組成は以下の第2表の通りで
ある。
第2表 +J、−1六硬水中から回収された無機成分を出発原料
として、各種のゼオライトが調製できることがわかった
実施例4 実施例3て調製したゼオライトを地熱発電プラントから
回収された無機成分あるいはこれを焼成した固形物と混
合し、有機バインダーおよび粘土を加え、押出し成形器
に」:す、成形後、500℃で焼成し7触媒相体を製造
した。つぎに、活性成分としてN1o03を10w1係
含浸担持し触媒を調製した。
10vo1%tf、 S /I−1,混合ガスを用い4
00℃で1時間予備硫化行った後、500m1’のオー
トクレーブにより石炭液化油の改質反応を行った。反応
条件は、反応温度=380℃、水素初圧: 80 Kz
 / crd。
反応時間=100分1石炭液化油:150fi’、触媒
二6?である。得られた結果を表3に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は無機成分固形物の焼成処理にょる細孔径分布の
変化を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)硬水中から回収されたシリコン、アルミニウム、
    ナトリウム、カルシウム、鉄などの無機成分の固形物を
    出発原料として用いて水熱合成することを特徴とするゼ
    オライト。
  2. (2)  l述のゼオライトおよびその出発原料である
    無機成分を混合し調製することを特徴とする固形物。
JP58103876A 1983-06-09 1983-06-09 ゼオライト成形品の製造方法 Expired - Lifetime JPH068168B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009035475A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Purometoron Technic Kk 人工ゼオライトの製造方法
JP2009256163A (ja) * 2008-03-21 2009-11-05 Purometoron Technic Kk 人工ゼオライト、及び、軽質オレフィンの製造方法
JP2013180912A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 地熱利用システム、シリカライト合成方法、並びに炭酸リチウム回収方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52123999A (en) * 1976-04-12 1977-10-18 Agency Of Ind Science & Technol Production of synthetic zeolite

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