JPS6148426A - Preparation of binderless crystalline aluminosilicate - Google Patents

Preparation of binderless crystalline aluminosilicate

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JPS6148426A
JPS6148426A JP17086484A JP17086484A JPS6148426A JP S6148426 A JPS6148426 A JP S6148426A JP 17086484 A JP17086484 A JP 17086484A JP 17086484 A JP17086484 A JP 17086484A JP S6148426 A JPS6148426 A JP S6148426A
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crystalline aluminosilicate
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aluminosilicate
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zeolite
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Abstract

PURPOSE:To make unnecessary the presence of sodium in the stage of hydrothermal synthesis of a compression molded body by the titled process using the compression molded body comprising a mixture of raw material powder and aluminosilicate gel as binder and to obtain the titled salt having effective secondary pore by specifying the compsn. of said molded body. CONSTITUTION:In prepn. substantially of crystalline aluminosilicate from a compression molded body prepd. by kneading raw material powder with aluminosilicate gel, the compsn. of the molded body itself is arranged to be within a crystallizable range, and the proportion by weight of the aq. soln. to the molded body in the stage of hydrothermal synthesis is held at <=10. The binderless zeolite comprising said salt has >=about 0.3ml/g total pore volume (measured by the Hg compression method) and about 75-75,000Angstrom macropore radius, and >=about 25% of the pore volume is occupied by pores being + or -20% to the mean pore size. The X ray diffraction diagram is substantially equal to the diagram of TSZ crystalline aluminosilicate.

Description

【発明の詳細な説明】 イ1発明の目的 (産業上の利用分野) 本発明は結晶性アルミノ珪酸塩に関する。更に詳しくは
、本発明は実質的にバインダーを含有しない、バインダ
ーレスゼオ、ライト触媒の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A1.Object of the invention (industrial application field) The present invention relates to a crystalline aluminosilicate. More specifically, the present invention relates to a method for producing a binder-less zeo-light catalyst that does not substantially contain a binder.

(従来の技術) 結晶性アルミノ珪酸塩は、一般に結晶性ゼオライトとし
て知られ、天然産及び合成品共にその結晶構造は、珪素
(Si)を中心として形成される4個の@素原子が頂点
に配位したSiO4四面体と、珪素の代わりにアルミニ
ウム(、l)が置換したAlO4四面体の三次元骨格を
基本とした構造を有する、アルミノ珪酸塩水和物である
(Prior art) Crystalline aluminosilicate is generally known as crystalline zeolite, and its crystal structure, both naturally occurring and synthetic, has four @ atoms formed centering on silicon (Si) at the apex. It is an aluminosilicate hydrate having a structure based on a three-dimensional skeleton of coordinated SiO4 tetrahedra and AlO4 tetrahedrons in which silicon is substituted with aluminum (,l).

SiO4四面体とAlO4四面体は、4.5.6.8.
10又は12個連結して形成される4員環、5員環、6
員環、8員環、10員環又は12員環と、これらの4.
5.6.8.10及び12員環が各々重なった二重環が
基本単位となり、これらが連結して結晶性アルミノ珪酸
塩の骨格構造が決定されることは知られている。
SiO4 tetrahedron and AlO4 tetrahedron are 4.5.6.8.
4-membered ring, 5-membered ring, 6-membered ring formed by connecting 10 or 12 members
membered ring, 8-membered ring, 10-membered ring or 12-membered ring, and these 4.
5.6.8. It is known that the basic unit is a double ring in which 10- and 12-membered rings are overlapped, and that these are connected to determine the skeletal structure of crystalline aluminosilicate.

これらの連結方式により決定される骨格構造の内部には
、特定の空洞が存在し、空洞構造の入口は、6.8.1
0.及び12員環からなる開孔部を形成している。形成
された開孔部は、孔径が均一であり、特定の大きさ以下
の分子のみを吸着し、大きな分子は空洞内に入れないた
めに吸着されな□      い、このような結晶性ア
ルミノ珪酸塩は、その作用から「分子篩」として知られ
ており、種々の化学プロセスにおいて、吸着剤、化学反
応用の触媒或いは触媒担体として利用されている。
A specific cavity exists inside the skeleton structure determined by these connection methods, and the entrance of the cavity structure is determined by 6.8.1
0. and an opening consisting of a 12-membered ring. The formed pores have a uniform pore diameter, and only molecules below a certain size are adsorbed, and large molecules are not adsorbed because they are not allowed to enter the cavities. are known as "molecular sieves" because of their action, and are used as adsorbents, catalysts for chemical reactions, or catalyst supports in various chemical processes.

近年においては、上記分子篩的な作用と触媒作用とを組
み合わせた使用法が化学反応の各分野で勢力的に研究さ
れている。これは所謂分子形状選択性反応触媒と呼ばれ
ているもので、S、M。
In recent years, methods that combine the above molecular sieve action and catalytic action have been intensively researched in various fields of chemical reactions. This is what is called a molecular shape selective reaction catalyst, and S, M.

Cs1cseryが機能面から分類しているように、(
1)反応物が特定のものしか活性点に近づくことが出来
ないもの、(2)活性点において反応した後、特定の形
をしたものしか反応の場から離脱出来ないもの、(3)
2分子反応において個々の分子は自由に反応の場に出入
りすることは出来るものの、遷移状態が大きすぎるため
に反応することが出来ないものの3種類が存在する(“
Zeolite  Chemistry  andCa
talysis”  ACS  Monograph1
7L ACS、Washington  D、C019
76年、680頁)。
As Cs1csery classifies from the functional aspect, (
1) Only specific reactants can approach the active site, (2) Only reactants with a specific shape can leave the reaction site after reacting at the active site, (3)
In a two-molecular reaction, individual molecules can freely move in and out of the reaction field, but there are three types of molecules that cannot react because the transition state is too large (“
Zeolite Chemistry andCa
ACS Monograph1
7L ACS, Washington D, C019
1976, p. 680).

このような分類は、結晶性アルミノ珪酸塩の空洞内部で
の触媒反応についてのみ考慮してなされたものである。
This classification was made considering only the catalytic reactions inside the cavities of the crystalline aluminosilicate.

即ち結晶外表面或いは外表面近傍の活性点上での接触反
応は、上記触媒作用と異なり、活性化エネルギーの小さ
い反応からあらゆる反応が自由に起こるために、反応の
選択性を低下させることになる。
In other words, catalytic reactions on the outer surface of the crystal or on active sites near the outer surface are different from the above-mentioned catalytic action, and since all reactions occur freely, including reactions with small activation energy, the selectivity of the reaction is reduced. .

そこでこのような結晶外表面或いはその近傍での非選択
的反応を抑制するために、結晶外表面に化合物を被覆さ
せることにより活性点を埋没せしめる方法や、別の固体
酸性度又はアルカリ性を示すもので活性点の固体酸性度
を制御する方法が考えられ、シリコン化合物類、リン化
合物類或いはマグネシウム化合物類等の添加が提案され
ている。
Therefore, in order to suppress such non-selective reactions on or near the outer surface of the crystal, there is a method of burying the active points by coating the outer surface of the crystal with a compound, or a method of burying the active points by coating the outer surface of the crystal with a compound, or using another method of solid acidity or alkalinity. A method of controlling the solid acidity of the active site has been considered, and the addition of silicon compounds, phosphorus compounds, magnesium compounds, etc. has been proposed.

一方結晶の大きさを制御することにより、結晶内の分子
形状選択性を有する活性点の数と結晶外表面又はその近
傍の形状選択性を有しない活性点の数の割合を制御する
方法も知られている8例えば結晶を大きくすると、結晶
内の活性点の割合は相対的に増加し形状選択性は高くな
る。しかしながらこの方法によれば、反応物の活性点へ
の接近及び又は接触が相対的に制限される結果全体とし
ての反応活性が低くなる。又、逆に結晶を小さくすると
、結晶外表面又はその近傍の活性点の割合が相対的に増
加する結果形状選択性は低下するものの、反応物の活性
点への接近及び又は接触の機会が相対的に増加するため
、反応活性は高くなる。
On the other hand, there is also a method of controlling the ratio of the number of active sites with molecular shape selectivity within the crystal to the number of active sites without shape selectivity on or near the outer surface of the crystal by controlling the size of the crystal. For example, when a crystal is made larger, the proportion of active sites within the crystal increases relatively, and shape selectivity increases. However, according to this method, the approach and/or contact of the reactants with the active site is relatively restricted, resulting in a lower overall reaction activity. On the other hand, if the crystal is made smaller, the proportion of active sites on or near the outer surface of the crystal increases, resulting in a decrease in shape selectivity. The reaction activity increases as the reaction activity increases.

結晶性アルミノ珪酸塩のAl0aを含有する四面体の電
荷は、結晶内にナトリウム陽イオンを保持することによ
り平衡が保たれている。そしてこれら陽イオンは、種々
の方法によりイオン交換されて、水素型或いは金属イオ
ン交換型となって、固体酸触媒として機能することはよ
く知られた理論である。
The charge of the Al0a-containing tetrahedron of crystalline aluminosilicate is balanced by retaining sodium cations within the crystal. It is a well-known theory that these cations are ion-exchanged by various methods to become a hydrogen type or a metal ion exchange type, and function as a solid acid catalyst.

天然の結晶性アルミノ珪酸塩では、その陽イオンは元素
周期律表第1族又は同表第■族の金属、特にナトリウム
、カリウム、カルシウム、マグネシウム及びストロンチ
ウムである0合成結晶性アルミノ珪酸塩においても上記
の金属陽イオンが使用されるが、金属陽イオンのほかに
、近年、有機窒素陽イオン、例えばテトラアルキルアン
モニウムイオンの如き第4級アルキルアンモニウムイオ
ンが提案されている。そして、シリカ/アルミナ比の高
い、結晶性アルミノ珪酸塩の合成には、アルカリ源とし
て上記の如き含窒素有機化合物の使用が不可欠であると
されていた。
In natural crystalline aluminosilicates, the cations are metals from group 1 of the Periodic Table of the Elements or group Ⅲ of the same table, especially sodium, potassium, calcium, magnesium and strontium. Also in synthetic crystalline aluminosilicates, The metal cations mentioned above are used, but in addition to metal cations, organic nitrogen cations have recently been proposed, such as quaternary alkylammonium ions, such as tetraalkylammonium ions. For the synthesis of crystalline aluminosilicate with a high silica/alumina ratio, it has been considered essential to use the above-mentioned nitrogen-containing organic compounds as an alkali source.

しかしながら、含窒素有機化合物を使用する場合には、
原料価格が高いという不利益に加えて、製造された合成
アルミノ珪酸塩を触媒として使用するためには、合成物
中に存在する含窒素有機化合物を、高温にて焼成するこ
とにより除去するこ・とが必要であり、製造工程を複雑
化するという不利益があった。
However, when using nitrogen-containing organic compounds,
In addition to the disadvantage of high raw material costs, in order to use the produced synthetic aluminosilicate as a catalyst, it is necessary to remove the nitrogen-containing organic compounds present in the synthetic product by calcining it at high temperature. This has the disadvantage of complicating the manufacturing process.

更に、上記のような、テトラアルキルアンモニウム化合
物又は、02〜CIOの第1級アミン等の如きアミン系
有機化合物を使用した従来の製造法においては、その合
成工程及び乾燥並びに焼成。
Furthermore, in the conventional manufacturing method using an amine-based organic compound such as a tetraalkylammonium compound or a primary amine of 02 to CIO as described above, the synthesis process, drying, and calcination.

工程時に該有機化合物の有する潜在的毒性又は、該有機
化合物の分解等に伴う種々の危険性が生じ、作業上の安
全の点で問題があった。
During the process, various risks arise due to the potential toxicity of the organic compound or the decomposition of the organic compound, posing problems in terms of operational safety.

j      又、含酸素有機化合物や含硫黄有機化合
物等の使用も提案されているが、これらの場合も含窒素
有機化合物を使用する場合の問題を解決するものではな
い。
j Although the use of oxygen-containing organic compounds and sulfur-containing organic compounds has also been proposed, these cases do not solve the problems encountered when using nitrogen-containing organic compounds.

これらの問題を解決する方法として、近年実質的に無機
反応材料のみからなる水性反応混合物から、結晶性アル
ミノ珪酸塩を製造する方法が開示されている(特開昭5
8−45111号)。
As a method to solve these problems, a method for producing crystalline aluminosilicate from an aqueous reaction mixture consisting essentially only of inorganic reaction materials has recently been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 8-45111).

それは酸化物のモル比で表示して、0.8〜1.5M2
/ no ・Al2O3・10〜100Si02・ZH
20(ここでMは、金属陽イオンであり、nは、その金
属陽イオンの原子価であり、2は、0〜40である。)
の化学組成を有し、且つ、少なくとも第1表に表わした
格子面間隔、即ち、d−距離を示す粉末X線回折図形を
有する結晶性アルミノ珪酸塩に関するものである。
It is expressed as a molar ratio of oxides, 0.8 to 1.5M2
/ no ・Al2O3・10~100Si02・ZH
20 (where M is a metal cation, n is the valence of the metal cation, and 2 is from 0 to 40).
The present invention relates to a crystalline aluminosilicate having a chemical composition of , and a powder X-ray diffraction pattern exhibiting at least the lattice spacing, ie, d-distance, shown in Table 1.

11.2 ±0.2      3゜ 10.1 ±0.2      3゜ 7.5 ±0.15      W。11.2 ±0.2 3゜ 10.1 ±0.2 3゜ 7.5 ±0.15 W.

6.03±0.1       M。6.03±0.1 M.

4、26±0.07         M。4, 26±0.07 M.

3、86±o、os         v、s。3, 86±o, os v, s.

3、82±o、os         s。3,82±o,os      s.

3、76±o、os        s。3,76±o,os     s.

3、72±o、os        s。3, 72±o, os s.

3、64±0.05       3゜上記の如き、X
線回折図形により特徴づけられる結晶構造を有するアル
ミノ珪酸塩は、TSZと命名された。
3,64±0.05 3゜X as above
The aluminosilicate with a crystalline structure characterized by a line diffraction pattern was named TSZ.

第1表の相対強度においてrV、S、Jは最強、「S、
」は強、「M、」は中性、「W、」は弱、rV、W、J
は非常に弱いことを示す。
In the relative intensities in Table 1, rV, S, and J are the strongest;
” is strong, “M,” is neutral, “W,” is weak, rV, W, J
indicates that it is very weak.

又、常法とは別の粉末X線回折分析による、とりわけ精
度の高い2θ (θはブラッグ角)の測定゛結果の解析
から、該発明による結晶性アルミノ珪酸塩(TSZ)は
、結晶学的に単斜晶系に屈すると結論されている。
Moreover, analysis of the results of particularly highly accurate 2θ (θ is Bragg angle) measurement by powder X-ray diffraction analysis, which is different from the conventional method, revealed that the crystalline aluminosilicate (TSZ) according to the invention has crystallographic properties. It was concluded that the crystalline structure is monoclinic.

一方、ゼオライト触媒を工業的に使用する場合、例えば
気体及び液体供給原料の固定床或いは接触分解のような
流動床操作に使用される場合には、ある種の粒径と形状
を付与した粒子、例えばペレット型粒子或いは小球形粒
子で供給する。この場合、気相反応は一般に大きな空間
速度で行われ、又、重質油の液相反応では触媒表面から
の拡散が限定されるために、殆ど触媒粒子の外表面のみ
が利用される(米国特許第3.966.644号におい
てこの拡散限度は約1/120インチであることが示さ
れている)ことから、触媒活性を有するゼオライト触媒
表面の面積をできるだけ大きくすることが望まれる。こ
のことは、触媒粒子を球形とした場合、その直径を小さ
くすることにより改善されるが、他方触媒粒子の強度が
減少し触媒粒子の破壊が生ずるために、この方法によっ
て触媒性能を高めることには限度がある。又、ゼオライ
ト結晶粉体の粒子径を小さくすることによっても改善さ
れるが、他方、ゼオライト結晶粉体のみから成る成型触
媒粒子は工業的使用に耐え得る十分な強度を保持し得な
い欠点がある。従って、従来、ゼオライト触媒を工業的
に使用する場合には、粉体ゼオライトを適当なバインダ
ーを用いて、例えばペレット型に成型していた。
On the other hand, when zeolite catalysts are used industrially, for example in fixed beds of gaseous and liquid feedstocks or in fluidized bed operations such as catalytic cracking, particles with a certain size and shape, For example, it is supplied in the form of pellet-type particles or small spherical particles. In this case, the gas phase reaction is generally carried out at a large space velocity, and in the liquid phase reaction of heavy oil, diffusion from the catalyst surface is limited, so almost only the outer surface of the catalyst particles is used (in the US Since this diffusion limit is shown to be approximately 1/120 of an inch in Patent No. 3,966,644), it is desirable to maximize the area of the catalytically active zeolite catalyst surface. This problem can be improved by reducing the diameter of spherical catalyst particles, but on the other hand, the strength of the catalyst particles decreases and destruction of the catalyst particles occurs, so this method cannot improve the catalyst performance. has a limit. This can also be improved by reducing the particle size of the zeolite crystal powder, but on the other hand, shaped catalyst particles made only of zeolite crystal powder have the disadvantage that they cannot maintain sufficient strength to withstand industrial use. . Therefore, conventionally, when zeolite catalysts were used industrially, powdered zeolite was molded into, for example, pellets using a suitable binder.

しかしながらこの方法によれば、使用するゼオライトの
利用率が低下するために反応物質の空間速度を低下させ
ることが余儀な(される等、生産性の低下が避けられな
いだけでなく、バインダー中に含まれるアルカリ又はア
ルカリ土類金属等がゼオライト中に移動する結果、ゼオ
ライトが被毒されやすいという欠点を有していた。又、
このようなペレット型触媒の製造方法はゼオライトと非
晶質のバインダーを圧縮し成型するものであるので、ゼ
オライトの結晶間に存在する所謂二次細孔の中に非晶質
のバインダーが入り込むために、物理的強度は増加する
ものの二次細孔の量も分布も制御することはできなかっ
た。
However, according to this method, not only is a decrease in productivity unavoidable, such as a decrease in the space velocity of the reactants due to a decrease in the utilization rate of the zeolite used, but also As a result of the movement of the alkali or alkaline earth metals contained in the zeolite into the zeolite, it has the disadvantage that the zeolite is easily poisoned.
This method of producing pellet-type catalysts involves compressing and molding zeolite and an amorphous binder, so the amorphous binder gets into the so-called secondary pores that exist between the zeolite crystals. Although the physical strength increased, neither the amount nor the distribution of secondary pores could be controlled.

(発明が解決しようとする問題点) 二次細孔は主に、非晶質粉末又は結晶粉末を成型した場
合等の粒子と粒子の間等に生ずるものであるから、ペレ
ットの強度を減することなくこの1      細孔を
生かすことができれば、反応物が容易に結晶から結晶へ
移動できるばかりでなく、触媒活性を有する結晶表面の
面積を実質的に増加せしめるためにペレットの触媒活性
を改善することができる。
(Problems to be Solved by the Invention) Secondary pores mainly occur between particles when amorphous powder or crystalline powder is molded, so they reduce the strength of the pellet. 1. If the pores can be utilized, not only can the reactants easily move from crystal to crystal, but the catalytic activity of the pellet can be improved by substantially increasing the area of the crystal surface with catalytic activity. be able to.

本発明者らは、特願昭58−3972号(昭和58年3
月9日出願)においてこれらの問題点を解決し、二次細
孔を生かしくTSZゼオライトを有し)、触媒活性に優
れた特異の形状のバインダーレス結晶性アルミノ珪酸塩
及びその製造方法を提供した。
The inventors of the present invention and others
We solved these problems and provided a binderless crystalline aluminosilicate with a unique shape that has excellent catalytic activity and a method for producing the same. did.

この方法においては、水熱反応水溶液中にナトリウム塩
が存在することが必須である。しかしながら、例えばN
aC1は鉱化剤として結晶化を促進させる効果があるが
、ある濃度以上あるいは、水熱条件によっては、ステン
レスなどの金泥を腐食する場合がある。また、NaOH
については、ゼオライトの結晶化には不可欠なものであ
るが、水溶液中に存在すると、成型物の表面層からの結
晶化が起こり易く、結晶化時にペレ7)の粉化、強度低
下の原因となる場合があり、これらの改善が望まれてい
た。
In this method, the presence of a sodium salt in the hydrothermal reaction aqueous solution is essential. However, for example N
aC1 has the effect of promoting crystallization as a mineralizing agent, but if the concentration exceeds a certain level or depending on hydrothermal conditions, it may corrode gold mud such as stainless steel. Also, NaOH
Although it is essential for the crystallization of zeolite, if it exists in an aqueous solution, it tends to crystallize from the surface layer of the molded product, and during crystallization, it can cause powdering of the pellet 7) and a decrease in strength. Improvements in these areas were desired.

従って、本発明の第1の目的は、成型されたペレットを
水熱処理するに際し、水溶液中にすl・リウム塩の添加
を必要とせず、実質的に比較的均一な結晶粒子で構成さ
れた結晶性アルミノ珪酸塩からなるバインダーレス結晶
性アルミノ珪酸塩を製造する方法を提供することである
Therefore, the first object of the present invention is to produce crystals consisting of substantially uniform crystal grains without requiring the addition of sulfur and lithium salts in an aqueous solution when a molded pellet is hydrothermally treated. It is an object of the present invention to provide a method for producing a binderless crystalline aluminosilicate consisting of a polyester aluminosilicate.

本発明の第2の目的は、二次細孔が生かされ、実用的な
強度を有する、実質的に結晶性アルミノ。
The second object of the present invention is to create a substantially crystalline alumino material that takes advantage of secondary pores and has practical strength.

珪酸塩からなる均一なバインダーレス結晶性アルミノ珪
酸塩を製造する方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method for producing a uniform binderless crystalline aluminosilicate composed of a silicate.

口0発明の構成 (問題を解決するための手段) 即ち本発明は、原料粉体と、バインダーとしてのアルミ
ノシリケートゲルとを混練し、加圧成形せしめた成型体
から実質的に結晶性アルミノ珪酸塩のみからなるバイン
ダーレス結晶性アルミノ珪酸塩を製造する方法において
、成型体それ自体が結晶化可能な範囲の組成を有するこ
と及び、水熱合成の際の水溶液と成型体の重量比を10
以下とすることを特徴とするバインダーレス結晶性アル
ミノ珪酸塩の製造方法である。
Structure of the Invention (Means for Solving the Problems) That is, the present invention produces substantially crystalline aluminosilicate from a molded product obtained by kneading raw material powder and aluminosilicate gel as a binder and press-molding the mixture. In the method for producing a binder-less crystalline aluminosilicate consisting only of salt, the molded body itself has a composition within a crystallizable range, and the weight ratio of the aqueous solution and the molded body during hydrothermal synthesis is 10.
A method for producing a binderless crystalline aluminosilicate, which is characterized by the following steps.

(発明の開示) 本発明にかかる実質的に結晶性アルミノ珪酸塩からなる
バインダーレス結晶性アルミノ珪酸塩(本明細書におい
ては、以下バインダーレスゼオライトとする)には、前
述のバインダーレスゼオライトも含まれるが、本発明に
おけるバインダーレスゼオライトは、水銀圧入法により
測定した全綱孔容積が0.3ml/g以上であり、“マ
クロ孔の細孔半径が75〜75000人であって、細孔
容積の25%以上が該半径の平均細孔半径の±20%の
範囲に含まれ、楢−表に示した実質的にTSZ結晶性ア
ルミノ珪酸塩のX線回折図形を与えることを特徴とする
(Disclosure of the Invention) The binderless crystalline aluminosilicate (hereinafter referred to as binderless zeolite) consisting essentially of crystalline aluminosilicate according to the present invention also includes the aforementioned binderless zeolite. However, the binderless zeolite of the present invention has a total pore volume of 0.3 ml/g or more as measured by mercury intrusion method, a macropore radius of 75 to 75,000 pores, and a pore volume of 0.3 ml/g or more. 25% or more of the radius is included in the range of ±20% of the average pore radius, and the X-ray diffraction pattern is substantially that of TSZ crystalline aluminosilicate as shown in the table.

本発明に係るバインダーレスゼオライトの製造工程の概
要は次の如(、 ■原料粉体を製造する工程 ■バインダー用のアルミノシリケートゲルを製造する工
程 ■原料粉体とバインダーを混練し成型する工程■成型物
を乾燥又は焼成する工程 ■成型物を水熱処理する工程 等々の工程を包含する。
The outline of the manufacturing process of the binderless zeolite according to the present invention is as follows (1) Process of manufacturing raw material powder 2) Process of manufacturing aluminosilicate gel for binder 2) Process of kneading and molding raw material powder and binder It includes the steps of drying or firing the molded product, (1) hydrothermal treatment of the molded product, and so on.

本発明において使用する原料粉体とは、予め合成された
結晶性アルミノ珪酸塩を意味する。このような、原料粉
体として用いる予め合成された結晶性アルミノ珪酸塩と
しては、TSZアルミノ珪酸塩及び所謂ZSM−5を使
用することができる。
The raw material powder used in the present invention means a pre-synthesized crystalline aluminosilicate. As such a pre-synthesized crystalline aluminosilicate used as a raw material powder, TSZ aluminosilicate and so-called ZSM-5 can be used.

ここで用いる予め合成された結晶性アルミノ珪酸塩は、
未焼成の合成されたままのもので十分であり、更に完全
な結晶の形でなくてもより、単に予備結晶させただけで
あり、非晶質に近いX線回折図形を示すアルミノ珪酸塩
を用いることもできるが、特にTSZ結晶性アルミノ珪
酸塩を使用した場合にはTSZ結晶性アルミノ珪酸塩に
豊むバインダーレスゼオライトを製造することができて
好ましい、TSZ結晶性アルミノ珪酸塩以外の他のゼオ
ライトを使用する場合には、特にナトリウム1    
  塩の形で使用することが好ましい。
The pre-synthesized crystalline aluminosilicate used here is
It is sufficient to use the unfired as-synthesized aluminosilicate, and it does not need to be in a completely crystalline form; it is simply pre-crystallized and has an X-ray diffraction pattern close to that of an amorphous aluminosilicate. However, when TSZ crystalline aluminosilicate is used, it is preferable to produce a binderless zeolite rich in TSZ crystalline aluminosilicate. When using zeolite, especially sodium 1
Preference is given to using it in salt form.

上記の原料粉体の組成については、S i 02 /A
j2203比とNa2O/5i02比が、後記するTS
Zの化成域にあることが好ましく、又その結晶は小粒子
径であることが、製造されるバインダーレスゼオライト
触媒の活性及び強度の点から好ましい。
Regarding the composition of the above raw material powder, S i 02 /A
The j2203 ratio and Na2O/5i02 ratio are the TS described later.
It is preferable that the crystal is in the chemical formation region Z, and that the crystals have a small particle size from the viewpoint of the activity and strength of the binderless zeolite catalyst to be produced.

本発明にがかるTSZ結晶性アルミノ珪酸塩は、常法の
粉末X線回折によって得られるX線回折図形によって特
徴ずけられる。即ち、2θ=14゜7° (d=6.0
3人)の回折線が単一線(Slnglat)であること
、及び2θ=23’  (d−3,86人)及び2θ=
23.3° (d−3,82人)の両回折線が明瞭に分
離している点で従来提案されている結晶性ゼオライトの
結晶構造と大きく異なる。かかる特異的なX線回折図形
は、合成珪酸塩の置換陽イオンの変化、特に水素イオン
型への変化、5i02/Aβ203比の変化等によって
も、その格子面間隔は著しい変化を受けるものではない
The TSZ crystalline aluminosilicate according to the invention is characterized by an X-ray diffraction pattern obtained by conventional powder X-ray diffraction. That is, 2θ=14°7° (d=6.0
The diffraction line of 3 people) is a single line (Slnglat), and 2θ = 23' (d-3, 86 people) and 2θ =
This structure differs greatly from the crystalline structure of the conventionally proposed crystalline zeolite in that the two diffraction lines at 23.3° (d-3, 82 people) are clearly separated. Such a specific X-ray diffraction pattern shows that the lattice spacing of the synthetic silicate does not undergo any significant changes even when the substituted cations, especially changes to the hydrogen ion type, changes in the 5i02/Aβ203 ratio, etc. .

次に、本発明で使用する原料粉末としての結晶性アルミ
ノ珪酸塩の製造方法について説明する。
Next, a method for producing crystalline aluminosilicate as a raw material powder used in the present invention will be explained.

本発明で使用することのできる結晶性アルミノ珪酸塩は
、一般に珪素源、アルミニウム源をある範囲の比率で用
い、適当なアルカリ源と水を各々一定の範囲の比率にな
るように加えた、実質的に無機反応材料からなる水性反
応混合物をiJ!di!!L、この水性反応混合物を結
晶が化成するまで結晶化温度に加熱維持することにより
製造することが出来る。このような製造条件は、例えば
、自己圧下約り20℃〜約230℃で約10時間〜1o
日間維持することにより実現される。
The crystalline aluminosilicate that can be used in the present invention is generally prepared by using a silicon source, an aluminum source in a certain range of ratios, and adding an appropriate alkali source and water in a certain range of ratios. iJ! Di! ! L, can be prepared by heating and maintaining the aqueous reaction mixture at the crystallization temperature until crystals form. Such manufacturing conditions are, for example, about 10 hours to 1 o
This is achieved by maintaining it for several days.

TSZ結晶性アルミノ珪酸塩はシリカ源、アルミナ源、
アルカリ源、水及びアルカリ金属の中性塩を含有する、
実質的な無機反応材料からなる水性反応混合物から製造
されるが、その組成は酸化物のモル比で表すと次の如く
である。
TSZ crystalline aluminosilicate is a silica source, an alumina source,
containing an alkali source, water and a neutral salt of an alkali metal,
It is prepared from an aqueous reaction mixture consisting essentially of inorganic reactants, the composition of which, expressed in molar ratios of oxides, is as follows:

5i02/Aj!203    10〜13ONa20
/5i02    o、01=0.5(Na2o+M2
/nO)/5iO2 0,03〜0.3 H20/ (Na20+Mz/nO) 150〜800 X−/5i02      0.01〜20上式におい
て2、Mは元素周期律表の第1族及び第■族、好ましく
はリチウム、ナトリウム、バリウム、カルシウム及びス
トロンチウムから選択される金属陽イオンであり、nは
その金属陽イオンの原子価であり、X−は沈澱助剤及び
/又は鉱化剤の塩のイオンである。M2/nO及びNa
2Oはそれぞれ遊離のM、)/nO及びNa2Oであり
、一般に水酸化物及びゼオライト合成において効果を示
すような種別酸塩、例えばアルミン酸塩、珪酸塩等の形
態である。又、上記の「遊離のNa2O」は、硫酸アル
ミニウム、硫酸、塩酸又は硝酸等の添加により開部する
ことができる。
5i02/Aj! 203 10~13ONa20
/5i02 o, 01=0.5(Na2o+M2
/nO)/5iO2 0.03-0.3 H20/ (Na20+Mz/nO) 150-800 , preferably a metal cation selected from lithium, sodium, barium, calcium and strontium, where n is the valence of the metal cation and X- is the ion of the salt of the precipitation aid and/or mineralizer. It is. M2/nO and Na
2O are free M, )/nO and Na2O, respectively, and are generally in the form of classified acid salts, such as aluminates, silicates, etc., which are effective in hydroxide and zeolite synthesis. Moreover, the above-mentioned "free Na2O" can be opened by adding aluminum sulfate, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, or the like.

また、TSZ結晶性アルミノ珪酸塩は、上記、水性反応
混合物の組成比のうち、5i02/Af203モル比と
Na2O/5i02モル比を変化させることにより、生
成する結晶性アルミノ珪酸塩の結晶粒径が変化する。
In addition, TSZ crystalline aluminosilicate can be produced by changing the 5i02/Af203 molar ratio and the Na2O/5i02 molar ratio among the composition ratios of the aqueous reaction mixture mentioned above. Change.

つまり、水性反応混合物の5i02/Aj!203モル
比に応じてNa2O/5i02モル比を変化させ、Na
2O/5i203モル比を同等にすることを条件として
5i02/Al2O3モル比を変化させた場合には、は
ぼ同等の結晶粒径を有する結晶性アルミノ珪酸塩が生成
する。
That is, 5i02/Aj! of the aqueous reaction mixture! By changing the Na2O/5i02 molar ratio according to the 203 molar ratio, Na
When the 5i02/Al2O3 molar ratio is changed on the condition that the 2O/5i203 molar ratio is made the same, crystalline aluminosilicate having approximately the same crystal grain size is produced.

又、Na2O/5i203モル比を1〜15の範囲で変
えることにより、約0.1μ〜約10μの範囲で、所望
する結晶粒径を有する結晶性アルミノ珪酸塩を製造する
ことができる。
Furthermore, by varying the Na2O/5i203 molar ratio within the range of 1 to 15, it is possible to produce a crystalline aluminosilicate having a desired crystal grain size within the range of about 0.1 .mu.m to about 10 .mu.m.

本発明においては、上記の如く予め合成された結晶性ア
ルミノ珪酸塩とバインダーを混練して成形した成形体を
結晶化条件下に置くことによりバインダーレスゼオライ
トを製造することができる。
In the present invention, a binderless zeolite can be produced by kneading a crystalline aluminosilicate synthesized in advance as described above and a binder and placing a molded product under crystallization conditions.

上記の予め合成された結晶性アルミノ珪酸塩とバインダ
ーの混合比率は前者が30〜70重量%とバインダーと
してのアルミノ珪酸塩ゲルを70〜30重量%とするこ
とが好ましい。この場合、成、      型体を製造
するためのバインダー自身が結晶化可能な組成でない場
合であっても、適当な条件下に置くことによりバインダ
一部を結晶化せしめることができるが、成型体を形成せ
しめる当初から、バインダー自身を結晶化可能な組成と
しておくことが、バインダーレスゼオライトの製造条件
を全体として温和なものとすることができるので好まし
い。
The mixing ratio of the pre-synthesized crystalline aluminosilicate and the binder is preferably 30 to 70% by weight of the former and 70 to 30% by weight of the aluminosilicate gel as the binder. In this case, even if the binder itself for producing the molded body does not have a crystallizable composition, it is possible to partially crystallize the binder by placing it under appropriate conditions; It is preferable that the binder itself has a composition that can be crystallized from the beginning of its formation, since the conditions for producing the binderless zeolite can be kept mild as a whole.

本発明において使用するアルミノシリケートゲルは、上
記TSZ結晶性アルミノ珪酸塩の前駆体である水性反応
混合物を、一定時間熟成後、濾別し、アルミノシリケー
トゲル又は成型体が結晶化するのに可能であり、かつ過
度の結晶化が起こらないような組成範囲になる迄洗浄し
た後、十分水切りを行ない、含水率(乾燥基準)を約6
5重量%から約95重量%にし、混線時に、特に水分の
添加を必要としないように調整するのが好ましい。
The aluminosilicate gel used in the present invention can be obtained by filtering the aqueous reaction mixture, which is a precursor of the TSZ crystalline aluminosilicate, for a certain period of time, and then crystallizing the aluminosilicate gel or molded product. After washing until the composition is within a range that does not cause excessive crystallization, drain thoroughly and reduce the moisture content (dry standard) to approximately 6.
It is preferable to adjust the amount from 5% by weight to about 95% by weight so that the addition of water is not particularly required at the time of crosstalk.

本発明においては、上記の如く製造されたTS2結晶性
アルミノ珪酸塩等とアルミノシリケートゲルとを、成形
された成型体が少なくとも結晶化可能な組成比にEl!
a整し、混練して成型後、水と成型体の比を鉱化剤なし
でも結晶可能な値とし、水熱処理することにより、当初
非晶質であったアルミノシリケートゲルを、または、粉
末X線回折図では非晶質であるが、あらかじめ合成され
た結晶性アルミノ珪酸塩を結晶化せしめることができ、
これによって本発明の実質的に結晶性アルミノ珪酸塩か
らなるバインダーレスゼオライト触媒を製造することが
出来る。
In the present invention, the TS2 crystalline aluminosilicate etc. produced as described above and the aluminosilicate gel are mixed at a composition ratio of El which allows the molded body to be at least crystallized.
After conditioning, kneading, and molding, the ratio of water to the molded product is set to a value that allows crystallization without a mineralizing agent, and by hydrothermal treatment, the aluminosilicate gel, which was initially amorphous, or powder Although it is amorphous in the line diffraction diagram, it is possible to crystallize pre-synthesized crystalline aluminosilicate.
In this manner, the binderless zeolite catalyst of the present invention consisting essentially of crystalline aluminosilicate can be produced.

上記の如く、成型せしめた成型体の組成が酸化物のモル
比により表示して、 Na2O/Aj!203   1.2〜4.O3i 0
2/Af203    10”l OQNa20/S 
i02   0.02〜0.15とすることが好ましく
、特に、 Na2O/Aj!203    1.5〜3.03i0
2/A!203     20〜8ONa 20/S 
i oz    o、  03〜0. 12とすること
が好ましい。
As mentioned above, the composition of the molded body is expressed by the molar ratio of oxides, Na2O/Aj! 203 1.2-4. O3i 0
2/Af203 10”l OQNa20/S
i02 is preferably 0.02 to 0.15, especially Na2O/Aj! 203 1.5~3.03i0
2/A! 203 20~8ONa 20/S
iozo, 03~0. It is preferable to set it to 12.

第1図は、上記の好ましい範囲を図示したものである。FIG. 1 illustrates the above preferred range.

成型体のアルカリ量は、本発明におけるバインダーレス
ゼオライトを製造するための重要な要素である。即ち、
アルカリ量が少ない場合、結晶化に長時間を要したり、
非晶質のままであったりする。又、結晶化させるために
アルカリ不足分を外部から添加することができるが、こ
の場合成型体の表面からの結晶化が起こりやすく、成型
体の結晶化が均一に進行しないため粉化の原因になった
り、更には成型体の強度低下に繋がるので好ましくない
The amount of alkali in the molded body is an important factor for producing the binderless zeolite in the present invention. That is,
If the amount of alkali is small, crystallization may take a long time,
It may remain amorphous. In addition, alkaline deficiency can be added externally to cause crystallization, but in this case, crystallization tends to occur from the surface of the molded product, and crystallization of the molded product does not proceed uniformly, causing powdering. This is not preferable because it may lead to a decrease in the strength of the molded product.

一方、アルカリ量が過度に多い場合、結晶化に要する時
間は短縮されるが、大きな結晶粒子に成長したりするこ
とがあり、成型体の強度を弱めたり、又、他の結晶相が
生成したりして好ましくない。
On the other hand, if the amount of alkali is too large, the time required for crystallization will be shortened, but it may grow into large crystal particles, weakening the strength of the molded product, or causing the formation of other crystal phases. This is not desirable.

さらに、本発明におけるバインダーレスゼオライトを製
造するための重要な要素として、水熱処理時の溶液と成
型体の比(重量比)がある。
Furthermore, an important factor for producing the binderless zeolite in the present invention is the ratio (weight ratio) between the solution and the molded body during hydrothermal treatment.

水熱反応が進行するにつれて、成型体又はバインダーの
組成が、ゼオライトの組成に近くなり、Na2O/5i
203モル比が1に近づいてくる。
As the hydrothermal reaction progresses, the composition of the molded body or binder becomes close to that of zeolite, and Na2O/5i
203 molar ratio approaches 1.

そこで、余ったNa分が水熱反応の進行と共に、溶液中
に出てくる。
Therefore, the excess Na comes out into the solution as the hydrothermal reaction progresses.

そのため、成型体の組成が一定の場合、溶液の量が少な
ければ、溶液のアルカリ濃度は濃くなり、溶液の量が多
ければ、溶液のアルカリ濃度は、相対的に薄くなる。
Therefore, when the composition of the molded body is constant, if the amount of solution is small, the alkaline concentration of the solution will be high, and if the amount of solution is large, the alkaline concentration of the solution will be relatively low.

従って、成型体の組成を上記の範囲とし、かつ、H20
/成型体の重量比を10以下、好ましくは、1〜9の範
囲にすることにより、水熱処理するに際し、鉱化剤、特
にナトリウム塩を添加しなくても容易にバインダーレス
ゼオライトを合成することができる。
Therefore, the composition of the molded body should be within the above range, and H20
By setting the weight ratio of the /molded body to 10 or less, preferably in the range of 1 to 9, binderless zeolite can be easily synthesized without adding a mineralizing agent, especially a sodium salt, during hydrothermal treatment. I can do it.

一般に成型物の強度は、構成する粒子の大きさ、充愼構
造、粒子の配位数、粒子の形状などによって変化し、更
に形成された細孔容積や細孔径により変化する。特に成
型ゼオライト触媒は色々な形状を有する結晶粒子の集合
体で、その細孔構造は所謂二元細孔構造で、結晶粒子そ
のものが持っミ、       ?oa′!″結831
°°」扛6?ニアt’Ra?構成される。
Generally, the strength of a molded product varies depending on the size of the constituent particles, the packed structure, the coordination number of the particles, the shape of the particles, etc., and further varies depending on the volume and diameter of the pores formed. In particular, shaped zeolite catalysts are aggregates of crystal particles with various shapes, and their pore structure is a so-called binary pore structure, in which the crystal particles themselves have different characteristics. oa'! ``Kui 831
°°” 扛6? Near t'Ra? configured.

しかしながら、このような結晶粒子同志では通常の場合
、殆ど結合力を有せず、なんらかの結合剤或いはバイン
ダーを用いて成型し、ペレットの強度を付与している。
However, such crystal grains usually have little bonding strength, and are molded using some kind of binding agent or binder to give the pellet strength.

この場合、バインダーの粒子径はその使用目的から、ゼ
オライトの結晶粒子径より小さいのが一般的である。従
って、二次細孔としては結晶粒子間の空孔ばかりでなく
、結晶粒子とバインダー粒子間の空孔により構成される
In this case, the particle size of the binder is generally smaller than the crystal particle size of the zeolite due to its intended use. Therefore, secondary pores are composed not only of pores between crystal particles but also pores between crystal particles and binder particles.

以上のことから、本発明における実質的に結晶性アルミ
ノ珪酸塩からなるバインダーレスゼオライトが、結晶粒
子間によるマクロ孔が数千人にシャープな分布を示し、
実用に耐え得る強度を有することは、従来技術から容易
に予想し得るもので−はないことが理解される。
From the above, the binderless zeolite of the present invention, which is substantially composed of crystalline aluminosilicate, exhibits a sharp distribution of macropores between crystal grains in the thousands.
It is understood that having a strength that can withstand practical use cannot be easily predicted from the prior art.

本発明において、水熱反応に用いる固体の形状は、特に
限定されるものではないが、成型しやすさ、或いは触媒
として使用する場合の使用効率の点から、特にペレット
型、異形型(Polyl。
In the present invention, the shape of the solid used in the hydrothermal reaction is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of molding or usage efficiency when used as a catalyst, it is particularly pellet-shaped and irregular-shaped (Polyl).

b a 1 ) 、中空円筒型(hollow  tu
be)であることが好ましく、大きさとしては、取扱の
上から、外径1.5w程度のものが好ましい。
b a 1 ), hollow cylindrical type (hollow tu
be), and the size is preferably about 1.5W in outer diameter from the viewpoint of handling.

本発明の水熱反応は、特願昭58−45111号に開示
した方法によって行うことが出来る。
The hydrothermal reaction of the present invention can be carried out by the method disclosed in Japanese Patent Application No. 58-45111.

本発明で行う水熱処理の結果、バインダーは結晶化して
、有機カチオンを使用せずに合成する場合の特徴をその
まま表すTSZ結晶性アルミノ珪酸塩のX線回折図を示
し、2次細孔の分布は極めてシャープである。本発明に
おいて制御する2次細孔の半径を測定する方法は必ずし
も確立しているものではないが、その平均の半径は、所
謂水銀圧入法によって推定することが出来る。本発明に
おいては、この水銀圧入法で得られる全細孔容積の1/
2の細孔8稍累積値を示す半径を、平均細孔半径と定義
するが、この細孔半径の大きさは実質的な触媒表面積に
関係するばかりでなく、反応する分子及び生成した分子
の拡散速度にも影響すること等、触媒活性の観点から重
要である。
As a result of the hydrothermal treatment performed in the present invention, the binder crystallizes, and the X-ray diffraction pattern of TSZ crystalline aluminosilicate, which directly represents the characteristics when synthesized without using organic cations, shows the distribution of secondary pores. is extremely sharp. Although a method for measuring the radius of the secondary pores to be controlled in the present invention is not necessarily established, the average radius can be estimated by the so-called mercury intrusion method. In the present invention, 1/ of the total pore volume obtained by this mercury intrusion method is
The average pore radius is defined as the radius that shows the cumulative value of 8 pores in No. This is important from the viewpoint of catalytic activity, as it also affects the diffusion rate.

本発明によって得られたバインダーレスゼオライトは、
全体の結晶性が良好で、比較的均一な結晶粒子の象合体
であり、例えば出発ゼオライトとしてTSZ結晶性アル
ミノ珪酸塩を使用した場合には、バインダーが結晶して
形成されたTSZ結晶性アルミノ珪酸塩と出発原料のT
SZ結晶性アルミノ珪酸塩とは、顕微鏡写真では区別が
出来ない程一体となったゼオライト構造体を得ることが
出来る。
The binderless zeolite obtained by the present invention is
It has good overall crystallinity and is a relatively uniform quadrant of crystal grains. For example, when TSZ crystalline aluminosilicate is used as the starting zeolite, the TSZ crystalline aluminosilicate formed by crystallization of the binder T of salt and starting materials
It is possible to obtain a zeolite structure that is so integrated that it cannot be distinguished from SZ crystalline aluminosilicate in a micrograph.

(発明の効果) 本発明においては、予め合成した結晶性アルミノ珪酸塩
を30〜70重量%と予めアルカリ量を調整したバイン
ダーとして使用するアルミノシリケートゲル70〜30
重量%と混練するので、組成が成型体自芽で結晶化可能
であり、且つ過度の結晶化により粉化しない程度の組成
範囲に調整され、混練して成型した後、乾燥又は必要に
応じて焼成することにより、強度の強いペレットを得る
ことができる。そして、水/ペレットの重量比を10以
下、好ましくは1〜9の範囲に調整し水と共にオートク
レーブに入れて水熱処理するのみで、ペレット全体の結
晶化を均一に進行せしめることができ、ペレットの強度
を維持した、しかも結晶性の良いバインダーレスゼオラ
イトを製造することができる。
(Effects of the Invention) In the present invention, aluminosilicate gel 70 to 30% is used as a binder in which the amount of alkali is adjusted in advance to 30 to 70% by weight of crystalline aluminosilicate synthesized in advance.
Since the composition is kneaded with % by weight, the composition is adjusted to a range that allows the molded body to crystallize on its own and does not turn into powder due to excessive crystallization. After kneading and molding, it is dried or as needed. By firing, strong pellets can be obtained. Then, by simply adjusting the water/pellet weight ratio to 10 or less, preferably in the range of 1 to 9, and placing it in an autoclave together with water for hydrothermal treatment, the crystallization of the entire pellet can proceed uniformly. It is possible to produce binderless zeolite that maintains strength and has good crystallinity.

(実施例) 実施例1 (原料粉体の製造) 785.0gの純水中に25.0gのアルミン酸ソーダ
(Aj!203; 35.1重量%、Na2O;29.
1重量%)を溶解し、これを547゜6gの水ガラス(
Na20 ; 9.3 Zffi量%、5i02;28
.9重量%の日本工業規格第3号水ガラス、以下単に3
号水ガラスと略す)と純水271.4gの水ガラス溶液
に添加し、均一溶液とした(A液)。
(Example) Example 1 (Manufacture of raw material powder) 25.0 g of sodium aluminate (Aj!203; 35.1% by weight, Na2O; 29.
1% by weight), and added this to 547°6g of water glass (
Na20; 9.3 Zffi amount%, 5i02; 28
.. 9% by weight Japanese Industrial Standard No. 3 water glass, hereinafter simply 3
(abbreviated as water glass) and 271.4 g of pure water were added to a water glass solution to form a homogeneous solution (liquid A).

次に、濃塩酸(35%)157.8gと純水351.0
gとで塩酸水溶液(B液)を調製した。
Next, 157.8 g of concentrated hydrochloric acid (35%) and 351.0 g of pure water
g to prepare an aqueous hydrochloric acid solution (solution B).

更に、塩化ナトリウ、ム溶液(塩化ナトリウム97.2
g、純水607. 4 g)を開裂し、攪拌しながらA
液及びB液を添加し、水性反応混合物を得た。
Furthermore, sodium chloride, mu solution (sodium chloride 97.2
g, pure water 607. 4 g), and while stirring, add A.
Solution and Solution B were added to obtain an aqueous reaction mixture.

水性反応混合物の約半量をSUS製オートクレーブに張
り込み、昇温し、自己圧において185℃で48時間加
熱維持した。攪拌は300rpmで行った。
Approximately half of the aqueous reaction mixture was placed in a SUS autoclave, heated, and maintained at 185°C under autogenous pressure for 48 hours. Stirring was performed at 300 rpm.

結晶化した固体生成物を濾過分離し、水で洗浄後、11
0°Cで16時間乾燥した。
The crystallized solid product was separated by filtration and after washing with water, 11
It was dried at 0°C for 16 hours.

くバインダーの製造〉 硫酸アルミニウム(A#203; 15.4]3i%)
65.9g、15%硫酸33.8g、純水420gの硫
酸アルミニウム水溶液と、水ガラス(3号水ガラス)6
06g、純水306gの水ガラス水溶液を、塩化ナトリ
ウム水溶液(塩化すトリウム35g1純水1200g)
に添加し、攪拌しながら混合した。生成したアルミノシ
リケートゲルは濾過し、約71の純水で洗浄した。その
後水切りを行い、含水率を測定したところ、86.4重
量%(乾燥基準)であった。
Production of binder> Aluminum sulfate (A#203; 15.4]3i%)
65.9g, 15% sulfuric acid 33.8g, pure water 420g aluminum sulfate aqueous solution, and water glass (No. 3 water glass) 6
06g, pure water 306g water glass aqueous solution, sodium chloride aqueous solution (thorium chloride 35g 1 pure water 1200g)
and mixed with stirring. The aluminosilicate gel produced was filtered and washed with about 71 g of pure water. Thereafter, water was drained, and the moisture content was measured to be 86.4% by weight (dry basis).

くペレットの製造ン 以上の操作により得られた原料粉体75g、アルミノシ
リケートゲル551g及び水酸化ナトリウム0.73g
をニーグーで乾燥しながら成型可能な水分量になるまで
混練し、押出成型機にて外径約1.5ms+ペレントに
成型した。
Production of pellets 75 g of raw material powder, 551 g of aluminosilicate gel and 0.73 g of sodium hydroxide obtained by the above operations.
The mixture was kneaded while drying with a Ni-Goo until it reached a moldable moisture content, and molded into a pellet with an outer diameter of about 1.5 ms using an extruder.

ペレットを約110℃で16時間乾燥した後、一部を分
取し、化学分析したところ、5i02;85.0重量%
、AJ203 ;5.62重量%、Na2O;4.72
重f%、及び灼熱域ff1(900°C);3.96重
量%であった。酸化物の組成比で表すと、 1.38Na20−AIt203 ・ 25.7Si02である。
After drying the pellets at about 110°C for 16 hours, a portion was separated and chemically analyzed, and the result was 5i02; 85.0% by weight.
, AJ203; 5.62% by weight, Na2O; 4.72
Weight f%, and scorching heat range ff1 (900°C); 3.96% by weight. Expressed in terms of oxide composition ratio, it is 1.38Na20-AIt203.25.7Si02.

くペレットの結晶化〉 ペレットを更に600°Cで約3時間仮焼した後、87
.5gを分取し、純水613gと共に1にのステンレス
製オートクレーブに張り込み、181℃で64時間結晶
化を行った。攪拌は回転数15Qrpmで行った。
Crystallization of pellets After further calcining the pellets at 600°C for about 3 hours,
.. 5 g was taken out and put into a stainless steel autoclave in Step 1 together with 613 g of pure water, and crystallized at 181° C. for 64 hours. Stirring was performed at a rotation speed of 15 Qrpm.

降温後、ペレットをオートクレーブから抜き出し、洗浄
後、乾燥し、粉末X線回折分析を行い、高純度の実質的
にTSZの回折バクーンを得た。
After the temperature was lowered, the pellet was taken out from the autoclave, washed, dried, and subjected to powder X-ray diffraction analysis to obtain a highly pure diffraction bagun of substantially TSZ.

又、電子顕微鏡写真でも結晶性物質が殆どであり、アル
ミノシリケートゲルが結晶化したことが明らかであった
Moreover, the electron micrograph also showed that most of the material was crystalline, and it was clear that the aluminosilicate gel had crystallized.

更に水銀圧入法で細孔分布を測定したところ、全細孔容
積は0.497cc/gであり、平均細孔半径の±20
%の範囲に全体の細孔容積の31%が含まれることが判
明した。
Furthermore, when the pore distribution was measured by mercury intrusion method, the total pore volume was 0.497 cc/g, which was ±20% of the average pore radius.
% range was found to contain 31% of the total pore volume.

このペレットの乾燥後の破壊強度は、1.8Kg/3m
mで、実用に十分耐え得る強度を示した。
The breaking strength of this pellet after drying is 1.8Kg/3m
m, it showed a strength sufficient for practical use.

実施例2 210gの純水中に24.6gの硫酸アルミニウム(A
l:zo3; 15. 4iff1%)を溶解し、更に
濃硫酸(95%)20.4gを加え、硫酸アルミニウム
溶液(A液)とした。
Example 2 24.6 g of aluminum sulfate (A
l:zo3; 15. 4iff1%) was dissolved, and 20.4 g of concentrated sulfuric acid (95%) was further added to prepare an aluminum sulfate solution (liquid A).

水ガラス(Na20;9.36m12%、5jO2;2
9.4重量%)303gに純水153gを加え、水ガラ
ス水溶液をit!1!!Iした(8浪)。
Water glass (Na20; 9.36m12%, 5jO2; 2
Add 153 g of pure water to 303 g (9.4% by weight) and mix the water glass aqueous solution with it! 1! ! I did it (8 waves).

更に、塩化ナトリウム水f4液(塩化ナトリウム90g
、純水600 g)を調製し、攪拌しながらA液及びB
液を添加し、水性反応混合物を得た。
Furthermore, sodium chloride aqueous f4 solution (90g of sodium chloride
, 600 g of pure water) and add liquid A and B while stirring.
liquid was added to obtain an aqueous reaction mixture.

添加終了後、約30分間攪拌した後、オートクレーブに
張り込み、昇温し、自己圧において180℃で18時間
加熱維持した。生成した固体は濾過し、水洗し、110
℃で16時間乾燥した。
After the addition was completed, the mixture was stirred for about 30 minutes, then placed in an autoclave, heated, and maintained at 180° C. for 18 hours under autogenous pressure. The generated solid was filtered, washed with water, and
It was dried at ℃ for 16 hours.

(バインダーの製造〉 硫酸アルミニウム49.2g、95%硫酸40゜8g、
純水420gの硫酸アルミニウム水溶液を、3号水ガラ
ス606gと純水1506gの水ガラス水溶液に、徐々
に添加した。生成したアルミノシリケートゲルは濾過し
、約81の純水で洗浄した後、水切りを行い、含水率を
測定したところ、86.2重量%であった。
(Manufacture of binder) 49.2 g of aluminum sulfate, 40.8 g of 95% sulfuric acid,
An aluminum sulfate aqueous solution containing 420 g of pure water was gradually added to a water glass aqueous solution containing 606 g of No. 3 water glass and 1506 g of pure water. The produced aluminosilicate gel was filtered, washed with approximately 81% pure water, drained, and the water content was measured to be 86.2% by weight.

くペレットの製造〉 以上の操作により得られた原料粉体5ogとアルミノシ
リケートゲル370gをニーグーで乾燥しながら成型可
能な水分量になるまで混練し、押出成型機にて外径約1
.5mmペレットに成型した。
Production of pellets> 5 og of the raw material powder obtained by the above operations and 370 g of aluminosilicate gel were kneaded while drying with a Ni-Goo until the moisture content reached a moldable level, and then an extrusion molding machine was used to make pellets with an outer diameter of approximately 1.
.. It was molded into a 5 mm pellet.

ペレットは室温で一昼夜乾燥した後、110’Cで約1
6時間乾燥した。一部を分取し、化学分析したところ、
5i02;78.4重量%、Aβ2’      03
;3.65iRfi%、Na2O;5.51重量%、及
び灼熱減量(900°C)i12.3重量%であった。
After drying the pellets at room temperature for a day and night, the pellets were dried at 110'C for about 1
It was dried for 6 hours. When a portion was taken and chemically analyzed,
5i02; 78.4% by weight, Aβ2'03
; 3.65iRfi%, Na2O; 5.51% by weight, and loss on ignition (900°C) i12.3% by weight.

これは酸化物の組成比で表すと、2.48Na20−A
j!203 ・ 36.4Si02である。
Expressed in terms of oxide composition ratio, this is 2.48Na20-A
j! 203.36.4Si02.

(ペレットの結晶化ン ペレットを更に600℃で約3時間仮焼した後、50g
を分取し、純水300gと共にlβのオートクレーブに
張り込み、180℃で40時間結晶化を行った。攪拌は
回転数1100rpで行った。
(Crystallization of pellets After further calcining the pellets at 600°C for about 3 hours, 50 g
The sample was collected and placed in a lβ autoclave with 300 g of pure water, and crystallized at 180° C. for 40 hours. Stirring was performed at a rotation speed of 1100 rpm.

降温後、ペレットをオートクレーブから抜き出し、洗浄
後、乾燥し、粉末X線回折分析を行い、高純度の実質的
にTSZの回折パターンを得た。
After the temperature was lowered, the pellets were taken out from the autoclave, washed, dried, and subjected to powder X-ray diffraction analysis to obtain a highly pure diffraction pattern of substantially TSZ.

又、電子顕微鏡写真でも結晶性物質が殆どであった。こ
のペレットの乾燥後の破壊強度は、1. 5Kg/3m
層であった嗜 比較例 原料粉体及びバインダーについては、硫酸アルミニウム
の添加量をそれぞれ19.7g及び39゜、−4gとし
た他は、実施例2と同様にして製造した。
Furthermore, electron micrographs showed that most of the material was crystalline. The fracture strength of this pellet after drying is 1. 5Kg/3m
The comparative example material powder and binder, which were layers, were manufactured in the same manner as in Example 2, except that the amounts of aluminum sulfate added were 19.7 g, 39°, and -4 g, respectively.

ペレットの組成は、化学分析したところ、5IO2;7
3.4重量%、AJ203 ;3.84重量%、Na 
20 ; 11. 7重f%、及び灼MM! (900
℃)11.0重量%であった。これは、酸化物の組成比
で表すと、 5.01Na20・Aj!203− 32、 5 S i 02テアル。
Chemical analysis revealed that the composition of the pellet was 5IO2;
3.4% by weight, AJ203; 3.84% by weight, Na
20; 11. 7fold f% and MM! (900
℃) was 11.0% by weight. This is expressed in terms of the composition ratio of oxides: 5.01Na20・Aj! 203-32, 5 S i 02 Theal.

ペレットを更に600℃で約3時間仮焼した後、50g
を分取し、純水300gと共に12のオートクレーブに
張り込み、180℃で40時間結晶化を行った。攪拌は
1100rpであった。
After further calcining the pellets at 600℃ for about 3 hours, 50g
The sample was collected and placed in 12 autoclaves together with 300 g of pure water, and crystallized at 180° C. for 40 hours. Stirring was at 1100 rpm.

降温後、ペレットをオートクレーブから抜き出したが、
この時かなり粉化していた。洗浄後、乾燥し、粉末X線
回折分析を行ったところ、TSZとモルデナイトの混合
物の回折ピークを示した。
After cooling down, the pellets were taken out of the autoclave, but
At this time, it was quite powdery. After washing, drying and powder X-ray diffraction analysis showed a diffraction peak of a mixture of TSZ and mordenite.

ペレットの破壊強度は0.7Kg/3mmと弱かった。The breaking strength of the pellet was as low as 0.7 Kg/3 mm.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明におけるバインダーレスゼオライトを
合成するための成型体の組成の内、好ましい範囲を表す
、内側の範囲は、特に好ましい範囲を表す。図中の数字
はN a 20 / A it 2 o、3のモル比を
表す。
FIG. 1 shows a preferable range of the composition of a molded body for synthesizing a binderless zeolite according to the present invention, and the inner range shows a particularly preferable range. The numbers in the figure represent the molar ratio of N a 20 / A it 2 o, 3.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)原料粉体と、バインダーとしてのアルミノシリケー
トゲルとを混練し、加圧成型せしめた成型体から実質的
に結晶性アルミノ珪酸塩のみからなるバインダーレス結
晶性アルミノ珪酸塩を製造する方法において、該成型体
が、それ自体が結晶化可能な範囲の組成を有することを
特徴とするバインダーレス結晶性アルミノ珪酸塩の製造
方法。 2)加圧成型せしめた成型体の組成比が酸化物のモル比
で表して、 M_2/nO/Al_2O_3:1.2〜4.0SiO
_2/Al_2O_3;10〜100M_2/nO/S
iO_2:0.02〜0.15(但し、Mは元素周期律
表第 I 族及び同表第II族の金属の群から選択される少
なくとも一種の金属陽イオンであり、nはその金属陽イ
オンの原子価である。) であることを特徴とするバインダーレス結晶性アルミノ
珪酸塩の製造方法。 3)成型体の組成比が酸化物のモル比で表して、M_2
/nO/Al_2O_3;1.5〜3.0SiO_2/
Al_2O_3:20〜80 M_2/nO/SiO_2:0.03〜0.12である
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載のバイン
ダーレス結晶性アルミノ珪酸塩の製造方法。
[Scope of Claims] 1) Binderless crystalline aluminosilicate consisting essentially of crystalline aluminosilicate from a molded product obtained by kneading raw material powder and aluminosilicate gel as a binder and molding under pressure. 1. A method for producing a binderless crystalline aluminosilicate, characterized in that the molded body has a composition within a range in which it can itself be crystallized. 2) The composition ratio of the pressure-molded molded body is expressed as the molar ratio of oxides, M_2/nO/Al_2O_3:1.2-4.0SiO
_2/Al_2O_3; 10-100M_2/nO/S
iO_2: 0.02 to 0.15 (however, M is at least one metal cation selected from the group of metals in Group I and Group II of the Periodic Table of the Elements, and n is the metal cation A method for producing a binder-less crystalline aluminosilicate, characterized in that the valence is ). 3) The composition ratio of the molded body is expressed as the molar ratio of oxide, M_2
/nO/Al_2O_3; 1.5-3.0SiO_2/
The method for producing a binderless crystalline aluminosilicate according to claim 2, characterized in that Al_2O_3: 20-80 M_2/nO/SiO_2: 0.03-0.12.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103252252A (en) * 2013-04-24 2013-08-21 华东师范大学 Preparation method of non-binder titaniferous mercerizing molecular sieve catalyst

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6148425A (en) * 1984-08-15 1986-03-10 Toa Nenryo Kogyo Kk Preparation of crystalline aluminosilicate

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