JPS6183620A - Production of crystalline zeolite - Google Patents

Production of crystalline zeolite

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JPS6183620A
JPS6183620A JP20309884A JP20309884A JPS6183620A JP S6183620 A JPS6183620 A JP S6183620A JP 20309884 A JP20309884 A JP 20309884A JP 20309884 A JP20309884 A JP 20309884A JP S6183620 A JPS6183620 A JP S6183620A
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crystalline zeolite
quaternary ammonium
sio
raw material
produced
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泉司 笠原
Hiroshi Miyazaki
弘 宮崎
Kazunari Igawa
井川 一成
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Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a crystalline zeolite useful as a catalyst for the catalytic conversion of hydrocarbons, by using an oxide mixture having oxide molar ratios falling within specific ranges as a raw material, and crystallizing the mixture until a crystalline zeolite is produced. CONSTITUTION:The objective product can be produced by using a homogeneous phase compound of granular amorphous aluminosilicate of formula I or formula II (M is metallic cation; n is atomic valence of the cation; R is quaternary ammonium ion) in terms of the molar ratios of oxides (preferably containing further a quaternary ammonium salt) as a raw material, and crystallizing the material until crystalline zeolite is produced. The silica source and the alumina source of the above raw material are produced by the simultaneous and continuous reaction of an aqueous solution of an alkali metal silicate with an aluminum-containing aqueous solution. The nitrogen content of the solution left after the separation of solid component from the crystallized reaction mixture is preferably <=500ppm.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、S I O2/AZ20 sモル比の高い結
晶性ゼオライトの製造方法に関するものでちる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a crystalline zeolite having a high S I O2/AZ20 s molar ratio.

本発明における結晶性ゼオライトとは、ZSM−5 、
 ZSM−’8 、 ZSM−11、ZSM−12型ゼ
オライト、シリカライトなどのいわゆるペンタシル型と
総称されるものである。これらの結晶性ゼオライトは、
クラ、キング、異性化等の炭化水素の触媒転化などの触
媒、あるいは、吸着剤、ある因は、分子ふるいとして使
用することができる。
The crystalline zeolite in the present invention includes ZSM-5,
They are collectively referred to as the so-called pentasil type, such as ZSM-'8, ZSM-11, and ZSM-12 type zeolites and silicalites. These crystalline zeolites are
Catalysts, such as the catalytic conversion of hydrocarbons such as crackers, kings, isomerizations, etc., or adsorbents, in some cases can be used as molecular sieves.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

シリカ、アルミナ、金属陽イオン及び水からなる原料混
合物に、第四級アンモニウムイオン(R+)を存在させ
て結晶性ゼオライトを製造する方法としては、次の様な
方法が提案されている。
The following method has been proposed for producing crystalline zeolite by making quaternary ammonium ions (R+) present in a raw material mixture consisting of silica, alumina, metal cations, and water.

(1)特公昭46−10064号公報に開示されている
方法は第四級アンモニウムイオンとしテトラエチルアン
モニウムイオンを R20/SIO□モル比で0.017以上含むことを必
須とする原料混合物を反応させてZSM −5型ゼオラ
イトを製造する方法。
(1) The method disclosed in Japanese Patent Publication No. 46-10064 involves reacting a raw material mixture that essentially contains quaternary ammonium ions and tetraethylammonium ions in a R20/SIO□ molar ratio of 0.017 or more. A method of manufacturing ZSM-5 type zeolite.

(2)特公昭53−23280号公報に開示されている
方法は、第四級アンモニウムイオンとしてテトラブチル
アンモニウムイオンをR20/SIO□モル比で0.0
2以上含むことを必須とする原料混合物を反応させてZ
SM −11型ゼオライトを製造する方法。
(2) The method disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-23280 uses tetrabutylammonium ions as quaternary ammonium ions at an R20/SIO□ molar ratio of 0.0.
By reacting a raw material mixture that must contain two or more Z
A method for producing SM-11 type zeolite.

(3)英国特許公報1,334.243に開示されてい
る方法は、第四級アンモニウムイオンとしてテトラエチ
ルアンモニウムイオン全R20/SiO2モル比で0.
04以上含むことを必須とする原料混合物を反応させて
ZSM −8型ゼオライトを製造する方法。
(3) The method disclosed in British Patent Publication 1,334.243 uses tetraethylammonium ions as quaternary ammonium ions in a total R20/SiO2 molar ratio of 0.
A method for producing ZSM-8 type zeolite by reacting a raw material mixture that essentially contains 04 or more.

(4)特公昭52−16079号公報に開示されている
方法は第四級アンモニウムイオンとしてテトラエチルア
ンモニウムイオン’i R2C4102モル比で0.0
1以上含むことを必須とし、実質的には0.028以上
含む原料混合物を反応させてZSM −12型ゼオライ
トを製造する方法。
(4) The method disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-16079 uses tetraethylammonium ion 'i R2C4102 molar ratio of 0.0 as quaternary ammonium ion.
A method for producing ZSM-12 type zeolite by reacting a raw material mixture that essentially contains 0.028 or more.

(5)特開昭54−72795号公報に開示されている
方法は第四級アンモニウムイオンとしてテトラプロピル
アンモニウムイオンあるいはテトラエチルアンモニウム
イオンあるいはテトラブチルアンモニウムイオンをR2
0/sIO□モル比で0.017以上含むことを必須と
する原料混合物を反応させてシリカライトを製造する方
法。
(5) The method disclosed in JP-A-54-72795 uses tetrapropylammonium ion, tetraethylammonium ion, or tetrabutylammonium ion as a quaternary ammonium ion in R2.
A method for producing silicalite by reacting a raw material mixture that must contain a 0/sIO□ molar ratio of 0.017 or more.

(6)特開昭54−75499号公報に開示されている
方法は第四級アンモニウムイオンとしてテトラエチルア
ンモニウムイオン’e R20/310□モル比で0.
014以上含むことを必須とする原料混合物を反応させ
てZSM −12型オルガノシリケートを製造する方法
(6) The method disclosed in JP-A-54-75499 uses tetraethylammonium ion'e R20/310□ molar ratio of 0.
A method for producing ZSM-12 type organosilicate by reacting a raw material mixture that essentially contains 014 or more.

いずれの方法においても、使用する第四級アンモニウム
イオンの竜は非常に多く、結晶化を行なった後の反応混
合物からゼオライトを分離した溶液(以下結晶化母液と
略称する。)に第四級アンモニウムイオンが多量に残存
するのでその無害化処理が必要である。この事は、原料
コストが高くなるばかシでなく、無害化処理の為の煩雑
な操作を余儀なくされる。
In either method, there are a large number of quaternary ammonium ions used, and quaternary ammonium Since a large amount of ions remain, it is necessary to detoxify them. This not only increases the cost of raw materials, but also necessitates complicated operations for detoxification treatment.

また、第四級アンモニウムイオンなどの含窒素有機物イ
オンを用いないでZSM −5型あるいはZSM −5
類似ゼオライトを築造する方法が提案されている。例え
ば、 (1)特公昭56−49851号公報 (2)特開昭56−37215号公報 (3)特開昭57−7819号公報 などがある。これらの方法では、5io2At2o3モ
ル比が100以上といった高い51o2/At203モ
ル比のゼオライトを製造することはできない。さらに、
触媒として使用する際にイオン交換を行なう必要がある
In addition, ZSM-5 type or ZSM-5 type without using nitrogen-containing organic ions such as quaternary ammonium ions
Methods of building similar zeolites have been proposed. For example, there are (1) Japanese Patent Publication No. 56-49851, (2) Japanese Patent Application Publication No. 56-37215, and (3) Japanese Patent Application Publication No. 57-7819. These methods cannot produce zeolites with a high 51o2/At203 molar ratio, such as a 5io2At2o3 molar ratio of 100 or more. moreover,
When used as a catalyst, it is necessary to perform ion exchange.

また、第四級アンモニウムイオンの代わりに、第1〜3
級アミンを使用してZSM −5を製造する方法が提案
されている。例えば、 などの方法が提案されているが、いずれの場合において
も第四級アンモニウム塩以上の多量のアミンを使用する
ので、製造コストが高くなること、また、結晶化母液中
に大部分のアミンが残存しその無害化処理をする必要が
あるなどの問題点を有している。
Also, instead of quaternary ammonium ions,
A method for producing ZSM-5 using a grade amine has been proposed. For example, the following methods have been proposed, but in either case, the production cost is high because a larger amount of amine than the quaternary ammonium salt is used, and most of the amines are contained in the crystallization mother liquor. However, there are problems in that some residual substances remain and it is necessary to detoxify them.

以上述べてきた従来技術は、シリカ源として、水ガラス
、コロイド状シリカ、あるいは、粉末状無定形固体シリ
カを用いる方法に関する。
The prior art described above relates to a method using water glass, colloidal silica, or powdered amorphous solid silica as a silica source.

〔不発明が解決しようとする問題点〕[Problems that non-invention attempts to solve]

本発明の目的は、従来技術では過剰の第四級アンモニウ
ムイオンの存在下でしか製造することのできなかった5
iO27At203モル比の高い結晶性ゼオライトを、
少量の第四級アンモニウムイオンを用いることによって
高純度でしかも工業的規模で容易に極めて経済的に製造
することができる方法を提供するととくある。
The object of the present invention is to solve the problem of 5
Crystalline zeolite with a high iO27At203 molar ratio,
The object of the present invention is to provide a method that can be easily and extremely economically produced on an industrial scale with high purity by using a small amount of quaternary ammonium ion.

このような少量の第四級アンモニウムイオンを用いた結
晶性ゼオライトの合成の実現により、低コストでの製造
が可能となシ、さらに排水中に有害な含窒素有機物の含
有が非常に少ない為、排水処理及び含窒素有機物の回収
などの煩雑な工程を省くことができる。
By realizing the synthesis of crystalline zeolite using such a small amount of quaternary ammonium ions, it is possible to produce it at low cost, and since the content of harmful nitrogen-containing organic substances in wastewater is extremely low, Complicated processes such as wastewater treatment and recovery of nitrogen-containing organic matter can be omitted.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者等は、シリカ及びアルミナ源として、アルカリ
金属ケイ酸塩水溶液と含アルミニウム水溶液とを同時に
かつ連続的に反応させて得られた粒状無定形アルミノケ
イ酸塩均一相化合物を用い、さらKは、該粒状無定形ア
ルミノケイ酸塩的−相化会物に第四級アンモ′ニウムイ
オンを含有させた場合少量の第四級アンモニウムイオン
の使用によって、高い8102/Al2O3モル比を有
する結晶性ゼオ   □ライトが容易に得られること、
加えて、結晶化母液中には第四級アンモニウム、イオン
がほとんど残存せず高々500 ppm以下であること
を見出した。
The present inventors used a granular amorphous aluminosilicate homogeneous phase compound obtained by simultaneously and continuously reacting an alkali metal silicate aqueous solution and an aluminum-containing aqueous solution as a silica and alumina source; When quaternary ammonium ions are contained in the granular amorphous aluminosilicate phase complex, crystalline zeolite with a high 8102/Al2O3 molar ratio can be obtained by using a small amount of quaternary ammonium ions. that light is readily available;
In addition, it has been found that almost no quaternary ammonium ions remain in the crystallization mother liquor, and the amount is at most 500 ppm or less.

本発明は、かかる知見にもとづいてなされたものである
。以下その詳細について説明する。
The present invention has been made based on this knowledge. The details will be explained below.

〔作用〕[Effect]

本発明で用いられる粒状無定形ケイ徽塩均−相化合物を
得る方法は、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と含アルミニ
ウム水溶液とを同時にかつ連続的に反応させて得る方法
である。この反応に於て、同時にかつ連続的反応とは、
アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と含アルミニウム水溶液と
が同時にかつ実質的に常に一定比率を維持するように反
応WK供給される態様を意味する。そして、アルカリ金
属ケイ酸塩水溶液としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸
カリウム、ケイ酸リチウム等、または、その混合物の水
溶液である。また、含アルミニウム水浴液としては硫酸
アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、
アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等の水溶液
である。また、酸あるいはアルカリの量t−調整する為
に1必要に応じてアルカリ水酸化物、あるいは鉱酸を添
加して用いてもよい。アルカリ金属ケイ酸塩水溶液及び
含アルミニウム水溶液の濃度は特に制限されるものでは
なく、任意の濃度で使用できる。
The granular amorphous silicate homogeneous phase compound used in the present invention is obtained by simultaneously and continuously reacting an aqueous alkali metal silicate solution and an aqueous aluminum-containing solution. In this reaction, simultaneous and continuous reaction means:
This refers to an embodiment in which the alkali metal silicate aqueous solution and the aluminum-containing aqueous solution are supplied simultaneously and in such a manner that a constant ratio is maintained substantially all the time. The alkali metal silicate aqueous solution is an aqueous solution of sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, etc., or a mixture thereof. In addition, aluminum-containing water bath liquids include aluminum sulfate, aluminum nitrate, aluminum chloride,
It is an aqueous solution of sodium aluminate, potassium aluminate, etc. Further, in order to adjust the amount of acid or alkali, an alkali hydroxide or a mineral acid may be added as necessary. The concentrations of the alkali metal silicate aqueous solution and aluminum-containing aqueous solution are not particularly limited, and any concentration can be used.

この方法での粒状無定形アルミノケイ酸均一相化合物を
調製する為の最も好ましい実施態様は、攪拌機を備えた
オーバーフローをの反応槽に攪拌下で両水溶液を同時に
且つ連続的に供給して反応させる方法である。この方法
によると生成する均一化合物はほぼ球状若しくは微粒子
凝集塊の形態を呈し、粒子径の大部分が1〜500μの
範囲に分布し1μ以下の微粒子は極微量となるので有効
である。本発明の実施に於ては10〜100μの均一化
合物を用いることが好ましい。そして両水溶液の供給割
合は目的とする結晶性ゼオライトの810□7At20
3モル比によって設定され、任意に決めることが出来る
。その際反応液は反応によって生成した粒状均一化合物
を懸吊してスラリー状となるが、該スラリーの−は両水
溶液に加えるアルカリ或は酸の食によりて調節され、通
常−が5〜9の範囲更に好ましくは−が6〜8の範囲に
調節する。又該スラリーが反応槽内に滞在する時間は好
ましくは3分以上である。ここで言う滞在時間とは、両
水溶液が反応槽に同時に且つ連続的に供給された後、反
応だより生成した均一化合物を含む反応スラリーが反応
槽から排出されるまでの時間を意味する。
The most preferred embodiment for preparing a granular amorphous aluminosilicate homogeneous phase compound using this method is a method in which both aqueous solutions are simultaneously and continuously fed into a reaction tank equipped with a stirrer with an overflow under stirring. It is. This method is effective because the produced homogeneous compound is approximately spherical or in the form of fine particle agglomerates, and most of the particle diameters are distributed in the range of 1 to 500 μm, with only a very small amount of fine particles of 1 μm or less. In the practice of this invention, it is preferred to use homogeneous compounds of 10 to 100 microns. The supply ratio of both aqueous solutions is 810□7At20 of the target crystalline zeolite.
3 molar ratio, and can be arbitrarily determined. At this time, the reaction solution suspends the granular homogeneous compound produced by the reaction and becomes a slurry. The range is more preferably adjusted to a range of -6 to 8. Further, the time that the slurry stays in the reaction tank is preferably 3 minutes or more. The residence time here means the time from when both aqueous solutions are simultaneously and continuously supplied to the reaction tank until the reaction slurry containing the homogeneous compound produced by the reaction is discharged from the reaction tank.

滞在時間が3分よυ短い場合は微粒子の生成割合が増加
する。又、1μ以下の微粒子の割合が増加するに従い、
生成した化合物のヂ過・分離工程での負荷が掛シ好まし
くない傾向となる。一方、滞在時間が3分以上になると
生成物の大部分が球状とな如微粒子の存在は極僅かとな
る。更に滞在時間が長くなるにつれて粒子径が大きくな
ると同時に粒子の結びつきが強固とな夛、球状粒子の硬
度が増してくる。
When the residence time is shorter than 3 minutes, the generation rate of fine particles increases. Moreover, as the proportion of fine particles of 1μ or less increases,
The resulting compound tends to be unfavorably loaded in the process of passing through and separating it. On the other hand, when the residence time is 3 minutes or more, most of the product becomes spherical and the presence of fine particles becomes extremely small. Furthermore, as the residence time becomes longer, the particle diameter increases, and at the same time, the bonds between the particles become stronger, and the hardness of the spherical particles increases.

均−化合物製造時の反応温度は、特に限定されるもので
なく、低温、高温いずれの場合においても球状となるが
、高温になるにつれて粒子の生長が速くなり、また、粒
子の結びつきが強固となり、球状粒子の硬度が増加する
The reaction temperature during the production of the homogeneous compound is not particularly limited, and it will become spherical at both low and high temperatures, but as the temperature increases, the particles will grow faster and the bonds between the particles will become stronger. , the hardness of spherical particles increases.

従って、滞在時間及び反応温度を調整することKよシ、
生成する球状粒子の大きさ、硬度を変える事ができるた
め、均一化合物自身の反応性を目的に応じて調節するこ
とが可能となる。
Therefore, it is necessary to adjust the residence time and reaction temperature.
Since the size and hardness of the spherical particles produced can be changed, the reactivity of the homogeneous compound itself can be adjusted depending on the purpose.

更に特徴的なことは、濃度調整された両水溶液を一定比
率で同時にかつ連続的に反応させることにより、初めて
生成する球状の均一化合物の組成が、その球状粒子の大
きさに拘らず微視的に全て均一となる為に、組成の不均
一性に起因する不純物の共生等をも完全に防止できる事
である。
A further characteristic feature is that by reacting both aqueous solutions at a fixed ratio simultaneously and continuously, the composition of the spherical homogeneous compound that is first produced is microscopic regardless of the size of the spherical particles. Since all of the components are uniform, it is possible to completely prevent the coexistence of impurities caused by non-uniformity of the composition.

本発明の方法によシ得られる均一化合物は適宜な大きさ
の球状物で得られるため、固液分離並びに洗浄が極めて
容易でありこの点も本発明の特徴の一つである。従って
、固液分離は通常の遠心分離機或は真空濾過機が採用可
能で、且つ脱水性が非常に良く水分量の少ない湿ケーキ
の形態で得られるので、これを結晶性ゼオライトへ結晶
化させる為の反応混合物を調製する際に、広範囲な水バ
ランスの設定が可能となる。洗浄が完了した均一化合物
は湿ケーキの状態で使用するのが有利であるが、これを
乾燥して使用することも勿論可能である。
Since the homogeneous compound obtained by the method of the present invention is obtained in the form of spheres of appropriate size, solid-liquid separation and washing are extremely easy, which is also one of the features of the present invention. Therefore, solid-liquid separation can be carried out using an ordinary centrifugal separator or vacuum filtration machine, and since it has excellent dehydration properties and is obtained in the form of a wet cake with a low water content, this can be crystallized into crystalline zeolite. A wide range of water balance settings is possible when preparing reaction mixtures for It is advantageous to use the homogeneous compound after washing in the form of a wet cake, but it is of course possible to use it in dry form.

本発明の方法によって得られる均一化合物は、陽イオン
交換能を持つという大きな特徴がある。
The homogeneous compound obtained by the method of the present invention has a significant feature of having cation exchange ability.

特に、第四級アンモニウムイオンに対しては、非常に大
きな交換速度及び交換能を示す。さらK。
In particular, it exhibits a very high exchange rate and capacity for quaternary ammonium ions. Sara K.

第四級アンモニウムイオンに対する吸着能が非常に大き
い。したがって、本発明の均一化合物は、第四級アンモ
ニウムイオンを選択的(かつ迅速に保持する。この事実
は、まったく驚くべきことであり、均一化合物の粒径が
均一である程、また、微視的にも均一である程、第四級
アンモニウムイオンを保持する能力は大きl/1゜ 第四級アンモニウムイオンを均一化合物に保持させる方
法は、第四級アンモニウムイオンを含有する水溶液中に
均一化合物を浸漬するなどの方法によって容易に行なう
ことができる。
Very high adsorption capacity for quaternary ammonium ions. Therefore, the homogeneous compound of the present invention selectively (and rapidly) retains quaternary ammonium ions. This fact is quite surprising; the more uniform the particle size of the homogeneous compound, the more The more homogeneous the quaternary ammonium ion is, the greater the ability to retain the quaternary ammonium ion is l/1°.The method for retaining quaternary ammonium ions in a homogeneous compound is This can be easily done by methods such as immersion.

また、第四級アンモニウムイオンを均一化合物に保持さ
せるよシ有益な方法として、均一化合物を製造する際に
、原料であるアルカリ金属ケイ酸塩水溶液、あるいは、
含アルミニウム水溶液に第四級アンモニウムイオンを添
加する方法があげられる。この方法で調整された均一化
合物を固液分離及び洗浄する際に、第四アンモニウムイ
オンはほとんどすべてが均一化合物である固相中に存在
し、液相中に移行する景は極くゎずがである。この事実
は非常に驚くべきことである。
In addition, as a more useful method for retaining quaternary ammonium ions in a homogeneous compound, when producing a homogeneous compound, an aqueous solution of an alkali metal silicate as a raw material or
A method of adding quaternary ammonium ions to an aluminum-containing aqueous solution is mentioned. During solid-liquid separation and washing of the homogeneous compound prepared by this method, almost all of the quaternary ammonium ions are present in the solid phase of the homogeneous compound, and it is extremely unlikely that the quaternary ammonium ions will migrate into the liquid phase. It is. This fact is very surprising.

以上述べた方法で製造した第四級アンモニウムイオンを
含有した均一化合物を用いて結晶化を行なうと、第四級
アンモニウムイオンが液相中に移行する量はわずかであ
り、はとんどがゼオライト固相中て存在していることが
判明した。
When crystallization is performed using a homogeneous compound containing quaternary ammonium ions produced by the method described above, only a small amount of quaternary ammonium ions migrate into the liquid phase, and most of the quaternary ammonium ions are transferred to the zeolite. It was found that it exists in the solid phase.

一方、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と、含アルミニウム
水溶液との混合を、どちらか一方の水溶液をもう一方の
水溶液に添加する回分方式、あるいは、両水溶液を同時
に添加し反応スラリーを排出しない回分方式で行なうと
、生成した化合物は粒径分布が広く、さらに、微視的に
不均一となる。
On the other hand, the alkali metal silicate aqueous solution and the aluminum-containing aqueous solution are mixed by a batch method in which one aqueous solution is added to the other aqueous solution, or a batch method in which both aqueous solutions are added simultaneously and the reaction slurry is not discharged. When this is done, the resulting compound has a wide particle size distribution and is microscopically non-uniform.

このような化合物は、第四級アンモニウムイオンを保持
する能力が非常に小さく、例え保持できても後の結晶化
工程において液相中に大量に排出される可能性が大きい
Such compounds have a very low ability to retain quaternary ammonium ions, and even if they can retain quaternary ammonium ions, there is a high possibility that a large amount will be discharged into the liquid phase in the subsequent crystallization step.

また、この化合物、あるいは本発明の均一化合物の洗浄
工程を行なわなかった場合には、残存する硫酸、塩、硝
酸塩などの無機塩が化合物あるいは均一化合物に吸着す
る為に、第四級アンモニウムイオンが化合物あるいは均
一化合物に保持される際に防げとなシ、好ましくをい。
In addition, if this compound or the homogeneous compound of the present invention is not washed, residual inorganic salts such as sulfuric acid, salts, and nitrates will be adsorbed to the compound or homogeneous compound, resulting in the formation of quaternary ammonium ions. Preferably, this is prevented when the compound or homogeneous compound is retained.

従りて、本発明の少量の第四級アンモニウムイオンを効
果的に利用する目的を達成するためKは、原料混合物の
シリカ源及びアルミナ源として、アルカリ金属ケイ酸塩
水溶液と含アルミニウム水溶液とを同時にかつ連続的に
反応させて得られた粒状無定形アルミノケイ酸塩均一相
化合物を用いる事が最も好ましい形態である。さらに、
均一化合物に第四級アンモニウムイオンを保持させる形
態が好ましい。
Therefore, in order to achieve the purpose of effectively utilizing a small amount of quaternary ammonium ions of the present invention, K uses an alkali metal silicate aqueous solution and an aluminum-containing aqueous solution as the silica source and alumina source of the raw material mixture. The most preferred form is to use a granular amorphous aluminosilicate homogeneous phase compound obtained by simultaneous and continuous reaction. moreover,
A form in which quaternary ammonium ions are retained in a homogeneous compound is preferred.

この様にして得られた均一化合物を、水またはアルカリ
金属らるbはアルカリ土類金属水溶液に混合して原料混
合物を調製する。水またはプルカリ金属あるいはアルカ
リ土類金属水溶液に、第四級アンモニウムイオンを含有
させることも可能である。このようにして調整した原料
混合物は酸化物のモル比で表わして 5102At203=10〜の MvryS102= 0.001〜l H2O/5102  = 5〜50 RO/S10□ =0.001〜0.015好ましくは
、 5102/At203=2ONω M2/r10/SlO□=0゜001〜1HO/510
2= 7〜50 RO/5iO2= 0.005〜0.015(ことで、
Mは金属陽イオンであり、nは、その金属陽イオン原子
価であシ、Rは第四級アンモニウムイオンである。)な
る組成を有する。なお、s+o2/Az2o、が無尿大
に)とは、本発明方法がAA20゜を極めて微小量とし
た場合にも実質的制約なく適用できることを意味してい
る。
The homogeneous compound thus obtained is mixed with water or an aqueous solution of an alkaline earth metal to prepare a raw material mixture. It is also possible to contain quaternary ammonium ions in water or an aqueous solution of prucari metal or alkaline earth metal. The raw material mixture prepared in this way is expressed in terms of molar ratio of oxides: 5102At203=10~MvryS102=0.001~l H2O/5102=5~50 RO/S10□=0.001~0.015 Preferably , 5102/At203=2ONω M2/r10/SlO□=0°001~1HO/510
2 = 7~50 RO/5iO2 = 0.005~0.015 (by that,
M is a metal cation, n is the valence of the metal cation, and R is a quaternary ammonium ion. ) has the following composition. Incidentally, s+o2/Az2o (to a urine-free level) means that the method of the present invention can be applied without substantial restrictions even when the amount of AA20° is extremely small.

この原料混合物をオートクレーブに入れ80℃〜300
℃の温度にて、1時間〜10日間結晶化を行なう。結晶
化が完了した後、生成した結晶を結晶化母液と分離し、
水洗、乾燥を行なりて結晶粉末を得る。
Put this raw material mixture into an autoclave and heat it to 80℃~300℃.
Crystallization is carried out at a temperature of 1 hour to 10 days. After crystallization is completed, the generated crystals are separated from the crystallization mother liquor,
Wash with water and dry to obtain crystalline powder.

とζで得られる結晶化母液は、窒素含有量が500 p
Pm以下である。
The crystallization mother liquor obtained with and ζ has a nitrogen content of 500 p
Pm or less.

また、得られた結晶性ゼオライトはイオン交換を行なわ
なくとも焼成を行なうだけでH型の結晶性ゼオライトを
得ることができる。
In addition, H-type crystalline zeolite can be obtained by simply firing the obtained crystalline zeolite without ion exchange.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明くよれば、第四
級アンモニウムイオンの使用量がわずかであL 5to
2/*t2o3モル比の高い高純度な結晶性ゼオライト
を工業的規模で容易に得ることができる。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, the amount of quaternary ammonium ions used is small and L 5to
Highly pure crystalline zeolite with a high 2/*t2o3 molar ratio can be easily obtained on an industrial scale.

本発明によって得られた結晶性ゼオライトは必要に応じ
て焼成、また、必要に応じてイオン交換を行なった後、
触媒、吸着剤、及び、分子ふる込として利用できる。
The crystalline zeolite obtained by the present invention is calcined if necessary, and after performing ion exchange if necessary,
It can be used as a catalyst, adsorbent, and molecular entrainer.

〔実施例〕〔Example〕

く均一化合物の調型〉 攪拌状態に有るオーバーフロータイプの反応槽(実写q
2.4J)に、第1表に示したA〜Fの夫夫の組成のケ
イ酸ソーダ水溶液と硫酸添加の硫酸アルミニウム水溶液
とを第1表に示した一定比率の供給速度で同時にかつ連
続的に供給し、攪拌下で反応させた。反応スラリーの見
掛は滞在時間は第1表に示す如くである。
Preparation of homogeneous compounds〉 Overflow type reaction tank in stirring state (actual photo
2.4J), a sodium silicate aqueous solution having the composition of A to F shown in Table 1 and an aluminum sulfate aqueous solution with sulfuric acid added were simultaneously and continuously fed at a fixed rate of feed rate shown in Table 1. and reacted under stirring. The apparent residence time of the reaction slurry is as shown in Table 1.

該スラリーの−は6.3〜7.1、反応温度は56〜6
4℃であった。
The - of the slurry is 6.3 to 7.1, and the reaction temperature is 56 to 6.
The temperature was 4°C.

なお均一化合物E及びFは、ケイ酸ソーダ水溶液に臭化
テトラグロビルアンモニウム(TPABr) 全添加し
て調整した。
Note that homogeneous compounds E and F were prepared by completely adding tetraglobyl ammonium bromide (TPABr) to an aqueous sodium silicate solution.

反応槽からオーバーフローしたスラリー状生成物を遠心
分離機で固液分離し、充分水洗後筒1表に示す組成の均
一化合物の湿ケーキA〜Fを得た。
The slurry-like product overflowing from the reaction tank was separated into solid and liquid using a centrifugal separator, and after thorough washing with water, wet cakes A to F of homogeneous compounds having the compositions shown in Table 1 of Cylinder 1 were obtained.

これらの均一化合物にはsoニーを認めず、X線粉末回
折の結果はすべて無定形であった。また、均一化合物E
及びFのスラリー状生成物を固液分離した液相及び洗浄
工糧で排出する液相へ存在するTPAB rの割合は添
加したTPAB r量に対して5チ以下であった。
No sony was observed in these homogeneous compounds, and all X-ray powder diffraction results showed that they were amorphous. Also, homogeneous compound E
The ratio of TPAB r present in the liquid phase obtained by solid-liquid separation of the slurry products of and F and the liquid phase discharged from the cleaning process was 5% or less relative to the amount of TPAB r added.

実施例1〜12及び比較例1〜2 前記の如く調製した均一化合物の湿ケーキを、臭化テト
ラプロピルアンモニウム、及び、固形水酸化ナトリウム
を水に加えた溶液に攪拌しながら加え、30分間攪拌し
原料混合物を調製した。この原料混合物を11のオート
クレーブに入れて周速0−8 m/seaで攪拌しなが
ら、180℃に加熱し結晶化した。次いで反応生成物を
固液分離し、充分水洗後110℃で乾燥した。原料混合
物組成、結晶化の条件、及び、その結果を第2表に示す
Examples 1-12 and Comparative Examples 1-2 The homogeneous wet cake of the compound prepared as described above was added to a solution of tetrapropylammonium bromide and solid sodium hydroxide in water with stirring, and stirred for 30 minutes. A raw material mixture was prepared. This raw material mixture was placed in a No. 11 autoclave and heated to 180° C. while stirring at a circumferential speed of 0 to 8 m/sea to crystallize. The reaction product was then separated into solid and liquid, thoroughly washed with water, and then dried at 110°C. Table 2 shows the raw material mixture composition, crystallization conditions, and results.

実施例13 純水543IIを容器に入れ、臭化テトラグチル77モ
ニウム(TBABr ) 9.211 、固形水酸化ナ
トリウム13.1.Pを加え、次いで均一化合物A18
6Iを攪拌しながら加えた後30分間攪拌を行ない原料
混合物を調製した。原料混合物の組成は、酸化物のモル
比で表わして次の組成 5IO2/At20.=12O Na20/SiO□=0.125 ’lI20/ 5io2= 25 (TBA)20/8102= 0.01を有していた。
Example 13 Pure water 543II was placed in a container, and 9.211% of tetrabutyl bromide (TBABr) and 13.1% of solid sodium hydroxide were added. P and then homogeneous compound A18
After adding 6I with stirring, the mixture was stirred for 30 minutes to prepare a raw material mixture. The composition of the raw material mixture is expressed in molar ratio of oxides as follows: 5IO2/At20. =12O Na20/SiO□=0.125'lI20/5io2=25 (TBA)20/8102=0.01.

この原料混合物を11のオートクレーブに入れて周速0
.8m1s@eで攪拌しながら180℃、20時間加熱
し結晶化した。次いで反応生成物を固液分離し、充分水
洗後110℃で乾燥した。得られた生成物ハ5IO2/
At203モル比95 ノZSM−11であった。結晶
化母液中の窒素含有量は100 m)Pm以下であった
This raw material mixture was put into an autoclave of 11 and the circumferential speed was 0.
.. The mixture was heated at 180° C. for 20 hours while stirring at 8 mls@e to crystallize. The reaction product was then separated into solid and liquid, thoroughly washed with water, and then dried at 110°C. The obtained product H5IO2/
The At203 molar ratio was ZSM-11 of 95%. The nitrogen content in the crystallization mother liquor was below 100 m)Pm.

比較例3 純水5631を容器に入れ、臭化テトラグロビルアンモ
ニウム11.6N、アルミン酸ナトリウム(N畠20 
 : 1 8. 6  wt  %  、  At20
3 二 2 0.  Owt  ラ暖; 、H2O: 
61.4 wt%)5.5#、固形水酸化ナトリウム1
3.7Fiを加え、次いでホワイトカーボン(日本シリ
カニ業社製、商品名ニップシールVN−3,5102:
  8 7. 7  vrt%  、  At203 
二 〇、 5  wt%  )  1 4 9Iを攪拌
しながら加えた。この原料混合物の組成に、酸化物のモ
ル比で我わして次の組成5IO2/At203=12O N龜20/8102= 0.125 H20/8102= 15 (TPA)20/810□=0.01 を有していた。
Comparative Example 3 Pure water 5631 was put in a container, tetraglobyl ammonium bromide 11.6N, sodium aluminate (N Hatake 20
: 1 8. 6 wt%, At20
3 two 2 0. Owt La warm; , H2O:
61.4 wt%) 5.5#, solid sodium hydroxide 1
3.7Fi was added, and then white carbon (manufactured by Nippon Sirikani Gyo Co., Ltd., trade name Nip Seal VN-3,5102:
8 7. 7 vrt%, At203
20.5 wt%) 149I was added with stirring. The following composition is added to the composition of this raw material mixture in terms of the molar ratio of oxides: 5IO2/At203=12O N20/8102=0.125 H20/8102=15 (TPA)20/810□=0.01 had.

この原料混合物を11のオートクレーブに入れて周速0
.8 m/seeで攪拌しながら180℃、18時間加
熱し結晶化した0次いで反応生成物を固液分離し、充分
水洗後110℃で乾燥した。得られた生成物は、50チ
の結晶化率のZSM−5と結晶性ケイ酸ナトリウムであ
った。
This raw material mixture was put into an autoclave of 11 and the circumferential speed was 0.
.. The reaction product was crystallized by heating at 180°C for 18 hours while stirring at 8 m/see.Then, the reaction product was separated into solid and liquid, thoroughly washed with water, and then dried at 110°C. The resulting product was ZSM-5 with a crystallinity of 50% and crystalline sodium silicate.

この比較例は、シリカ源として無定形固体シリカ粉末を
用いて結晶化を行なった場合と、シリカ源及びアルミナ
源として粒状無定形アルミノケイ酸塩均一相化合物を用
いて結晶化を行なった場合との比較を示す例でおる。
This comparative example shows two cases: one case where crystallization was carried out using amorphous solid silica powder as a silica source, and the other case where crystallization was carried out using a granular amorphous aluminosilicate homogeneous phase compound as a silica source and an alumina source. Here is an example to illustrate the comparison.

比較例4 ケイ酸ソーダ(SiO□: 29.4 wt%、Naz
O:9.34wt%)187.9’に純水200Iを加
えた溶液をA液とする。純水340Iに硫酸アルミニウ
ム18水塩4,9g及び硫酸14.5.9を添加し、次
いで臭化テトラプロピルアンモニウム4.9Iiを加え
た溶液をB液とした。A液及びB液を同時に混合して3
0分間攪拌を行なった。この原料混合物の組成は、酸化
物のモル比で表わして次の組成5102/At203=
12O N820./5102= 0.125 H20/5iO2=40 (TPA) 20/S to□=0.01を有していた
Comparative Example 4 Sodium silicate (SiO□: 29.4 wt%, Naz
A solution obtained by adding 200 I of pure water to 187.9' (O: 9.34 wt%) is defined as Solution A. Solution B was prepared by adding 4.9 g of aluminum sulfate 18 hydrate and 14.5.9 Ii of sulfuric acid to 340 I of pure water, and then adding 4.9 Ii of tetrapropylammonium bromide. Mix liquid A and liquid B at the same time.
Stirring was performed for 0 minutes. The composition of this raw material mixture is expressed as the molar ratio of oxides as follows: 5102/At203=
12O N820. /5102=0.125 H20/5iO2=40 (TPA) 20/Sto□=0.01.

この原料混合物を11のオートクレーブに入れて周速0
.8 m/secで攪拌しながら180℃、16時間加
熱し結晶化を行なった。次いで反応生成物を固液分離し
、充分水洗後110℃で乾燥した。
This raw material mixture was put into an autoclave of 11 and the circumferential speed was 0.
.. Crystallization was carried out by heating at 180° C. for 16 hours while stirring at 8 m/sec. The reaction product was then separated into solid and liquid, thoroughly washed with water, and then dried at 110°C.

得られた生成物は、60%の結晶化率のZ SM−5で
あった。結晶化母液中の窒素含有量は約700ppmで
ありた・
The product obtained was Z SM-5 with a crystallinity of 60%. The nitrogen content in the crystallization mother liquor was approximately 700 ppm.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 酸化物のモル比で表わして次の組成 SiO_2/Al_2O_3=10〜∽ M_2_/_nO/SiO_2=0.001〜1H_2
O/SiO_2=5〜50 R_2O/SiO_2=0.001〜0.015(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、Rは第四級アンモニウムイオンである。 )を有し、かつ、シリカ源及びアルミナ源がアルカリ金
属ケイ酸塩水溶液と含アルミニウム水溶液とを同時にか
つ連続的に反応させて得られた粒状無定形アルミノケイ
酸塩均一相化合物からなる原料混合物を、結晶性ゼオラ
イトが生成するまで結晶化させることを特徴とする結晶
性ゼオライトの製造方法。 2 酸化物のモル比で表わして次の組成 SiO_2/Al_2O_3=20〜∽ M_2_/_nO/SiO_2=0.001〜1H_2
O/SiO_2=7〜50 R_2O/SiO_2=0.005〜0.015を有す
る原料混合物を結晶性ゼオライトが生成するまで結晶化
させる特許請求の範囲第1項記載の結晶性ゼオライトの
製造方法。 3 粒状無定形アルミノケイ酸塩均一相化合物が、第四
級アンモニウム塩を含有する特許請求の範囲第1項又は
第2項記載の結晶性ゼオライトの製造方法。 4 結晶性ゼオライトを結晶させた後の反応混合物から
ゼオライト固形分を分離した溶液の窒素含有率が500
ppm以下である特許請求の範囲第1項ないし第3項の
いずれかに記載の結晶性ゼオライトの製造方法。
[Claims] 1 The following composition expressed in molar ratio of oxides: SiO_2/Al_2O_3=10~∽ M_2_/_nO/SiO_2=0.001~1H_2
O/SiO_2=5-50 R_2O/SiO_2=0.001-0.015 (where M is a metal cation, n is the valence of the metal cation, and R is a quaternary ammonium ion. ), and the silica source and alumina source consist of a granular amorphous aluminosilicate homogeneous phase compound obtained by simultaneously and continuously reacting an aqueous alkali metal silicate solution and an aqueous aluminum-containing solution. A method for producing crystalline zeolite, comprising crystallizing a mixture until crystalline zeolite is produced. 2 The following composition expressed in molar ratio of oxides: SiO_2/Al_2O_3=20~∽ M_2_/_nO/SiO_2=0.001~1H_2
The method for producing crystalline zeolite according to claim 1, wherein a raw material mixture having O/SiO_2 = 7 to 50 and R_2O/SiO_2 = 0.005 to 0.015 is crystallized until crystalline zeolite is produced. 3. The method for producing crystalline zeolite according to claim 1 or 2, wherein the granular amorphous aluminosilicate homogeneous phase compound contains a quaternary ammonium salt. 4 The nitrogen content of the solution obtained by separating the zeolite solid content from the reaction mixture after crystallizing the crystalline zeolite is 500
The method for producing crystalline zeolite according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount is less than ppm.
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