JPS6368531A - ジオ−ル類の吸着・分離方法 - Google Patents

ジオ−ル類の吸着・分離方法

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JPS6368531A
JPS6368531A JP21289386A JP21289386A JPS6368531A JP S6368531 A JPS6368531 A JP S6368531A JP 21289386 A JP21289386 A JP 21289386A JP 21289386 A JP21289386 A JP 21289386A JP S6368531 A JPS6368531 A JP S6368531A
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diols
metal silicate
adsorbent
silica
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Genshi Suzuki
源士 鈴木
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

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】 [産業上の利用分野] この発明はジオール類の吸着・分離方法に関し、さらに
詳しく言うと、ジオール類を含有する溶液からジオール
類を分離する際に、特定の吸着剤を用いることにより、
常温、常圧下に簡単な操作で、かつ効率よくジオール類
を吸着・分離することができるジオール類の吸着・分離
方法に関する。
[従来の技術およびその問題点] 一般に多価アルコールは極性が高く、水をはじめとする
種々の溶媒に溶ける。
このような多価アルコール含有溶液から多価アルコール
を分離する方法としては、従来、蒸留法が一般的である
。しかしながら、蒸留法では多量の熱エネルギーを必要
とするため操作が比較的煩雑になると共に、装置が大型
化、複雑化して経済効率の面でも不利であるという問題
がある。
そこで、この問題を解決する方法として有機溶媒で抽出
する方法が提案されているが(特公昭43−26283
.特開昭81−93133等)、多価アルコールがたと
えば水をはじめとする極性溶媒に溶けやすいものである
場合には抽出率が著しく低下するという新たな問題を有
している。
また、たとえばジオールを、ローエチルポラノジイル誘
導体として分離する方法(特公昭61−18373)も
提案されているが、この方法も操作が煩雑であり、コス
ト高であるという問題を有している。
この発明は前記事情に基いてなされたものである。
[発明の目的] この発明の目的は、前記問題点を解決し、熱エネルギー
を必要とせず、常温、常圧下での操作が可71であって
、しかも簡単な操作により高い回収率でジオール類を分
離することができる工業」二右利なジオール類の吸着・
分離方法を提供することである。
この発明者は、前記の目的を達成すべく、鋭意研究を重
ねた結果、特定の吸着剤を用いることによって前記の目
的を達成しうることを見い出し、この発明に到達した。
[前記目的を達成するためのf段] 前記目的を達成するためのこの発明の要旨は。
ジオール類を含有する溶液からジオール類を吸着・分離
する方法において、結晶性シリカおよび/または結晶性
全屈シリケートを吸着剤として用いることを特徴とする
ジオール類の吸着・分離方法である。
この発明においては吸着剤として結晶性シリカおよび/
または結晶性金属シリケートを使用する。
前記結晶性シリカとしては、たとえば天然に産出する石
英、鯖珪石、クリストバル石や人工的に合成されたコー
サイト(シリカC)、スチショバイト、シリカに、シリ
カWなどを挙げることができる。
+ii+記結晶性金属シリケートとしては、たとえば式
[l]; M 203   eXs  im ?  *mHy  
O[13(ただし、式[1]中、mH2Oは結晶の構造
木を示し、mはMの種類、Xのイ4などによって変化す
る。) で表わされる3価の金y、酸化物とケイ素酸化物とから
構成され、Mが、Al、Ga、B、Fe、I n、La
、Sc、Y、Cr、Tiよりなる1から選択される1種
もしくは2挿具りの金属元素であり、かつ、Xすなわち
、モル比(51027M703 )がlO以」―、好ま
しくは15以りである結晶性の空洞構造を持ち、かつ陽
イオン交換IEを有する結晶性の金属シリケートを挙げ
ることができる。ここで、1−記モル比(S i 07
 /M2O5)が10未満であるとジオール類の回収率
が低い場合があるので好ましくない、なお、H型ゼオラ
イトもこれに含まれる。これらのうち、酸素10i環の
主空洞を有するZSM−5型構造のゼオライトすなわち
ペンタシル型構造の金属シリケートに属する結晶性金属
シリケートが好ましい、このような結晶性金属シリケー
トとして、たとえば、MがAnの場合について特公昭4
B−10084号、米国特許第3,790,471号な
どに記載されているZSM−5,特開昭47−2509
7 ′−+に記載されているZSM−8、特公昭53−
23280号に記載されているZSM−11、特開昭5
2−139029号などに記載されているZSM−35
,米国特許第4.001.348号などに記載されてい
るZSM−21などの結晶性アルミノシリケートであっ
て、S i O2/M2O3が10以上のものを好適に
使用することができる。
また、MがFeの例として、ジャーナル・才ブ・キャタ
リシス(Journal of Catalysis)
第35巻 256頁〜272頁(1974年)、特開昭
50−127888号あるいは特開昭55−85415
号などに記載されているフェリフェライトなどの結晶性
鉄シリケートがある0MがGaの例としては、ZSM−
5型構造を有するガロシリケートなどの結晶性ガロシリ
ケートがある0Mが、B、In、La、Sc、Y、Cr
、Tiである例としては、前記結晶性アルミノシリケー
ト中の3価のB、In、La、Sc、Y、Crイオンで
こき換わった構造を有する結晶性金属シリケートがある
これらのうち、前記[11式中のMがAn、Ga、Fe
であるものが好ましく、Anであるものが特に好ましい
この発明の方法において用いられる前記結晶性金属シリ
ケートは、公知の方法によって:A製することができる
たとえば、前記23M−5型ゼオライトもしくはペンタ
シル型の結晶性金属シリケートを合成する方法としては
、炭素数が2〜5であるテトラアルキルアンモニウムハ
ライド、その他のアミン類の存在下において、シリカ源
としてコロ・fド状シリカまたは水ガラスなどのケイ酸
またはその縮合物、あるいはケイ酸塩、金属酸化物(M
203 )源として、たとえば、硫酸アルミニウム、硝
酸ガリウム、硫酸第2鉄、硫酸クロム、アルミン酸ナト
リウムなどの金属元素MのWL酸塩、硝醋塩などの塩あ
るいは酸素酸塩などを主成分とする混合物を用いて水熱
合成によってW製できることが知られている。
また、前記の水熱合成の際に、ナトリウムなどのアルカ
リ金属水酸化物、ハライドなどのアルカリ金属化合物を
共存させて調製する方法も知られている。
これらの方法によって得られる納品性金属シリケートは
一般にH′型 ではなく、Hoの代わりに4級アンモニ
ウムイオンおよび/またはNa’などのアルカリ金属イ
オンが置換されているので、これをH′型に変えるのが
好ましい、この変換は公知の方法によって容易に達成で
きる。
たとえば、4級アンモニウムイオンをHoに変えるには
、空気巾約500〜600℃の温度で焼成することによ
って達成できることが知られており。
一方、Na゛などのアルカリ金属イオンをHoに変える
には、たとえば、アルカリ金属塩型結晶性金属シリケー
トを、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウムなどのアン
モニウム塩の水溶液で処理してアンモニウム塩型結晶性
金属シリケートを得る方法がよく用いられる。
これらのほか、直接、島塩酸などの稀薄な酸で処理する
方式を用いることもできる。
結晶性金属シリケートの合成法としては、これら以外に
も種々の方法が知られている。
この発明の方法において吸着剤として用いる納品性金属
シリケートはこれらのいずれの方υ、によっても合成す
ることができ、この発明は、特定の調製法による吸着剤
の使用に限定されるものではない。
なお、この発IJ1では、納品性金属シリケートはH′
型であるのが好ましいが、この発す1のII的を阻害し
ない限り、吸着剤中のH・が他の陽イオンたとえばアン
モニウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン
等で置き換わっていてもよい。
この発明における吸着剤の形状は、微粉状、粒状、細片
状、球状、ベレット状などのいずれの形状でも使用する
ことができる。
この発明においては、吸着剤の活性を向上させるために
反応前に空気および/または窒素などの不活性ガス気流
中で、前記結晶性金属シリケートを焼成することが好ま
しい。
焼成条件は前記結晶性金属シリケートの種類、4級アン
モニウムイオンおよび構造水の残存の度合などにより異
なるが1通常、400〜600℃、好ましくは450〜
550℃の温度で1時間具−1−1好ましくは3時間以
上加熱することによって十分な活性が得られる。
この発明においては前記結晶性シリカおよび鮎品性金属
シリケートのうち、少なくとも1種または2種以上から
なる混合物を吸着剤として用いることができる。
前記ジオール類の具体例としては、たとえば以下に示す
式[21〜[5]のいずれかで表わされる各種のジオー
ル類を挙げることができる。
式[2]: (ただし、式[2]中、R1、R2は水素および/また
はアルキル基を表わし、nは0または1以上の整数を表
わす、また、−OHが付いていない炭素原子にハロゲン
、−5H1−NH2F)少なくとも一種が置換されたも
のも含む、)式[3]; (ただし、式[3]中、R1、R2は水素および/また
はアルキル基を表わし、nはOまたは1以上のg!数、
qはl以−Lの!1数を表わす、また、−OHが付いて
いない’&JnPにハロゲン、−5H1−NO3の少な
くとも一種がご換されたものも含む、) 式[4]: %式% (ただし1式[4]中、R1、R2は水素および/また
はアルキル基を表わし、nはOまたは1以上の整数、q
は1以上のa!数を表わす、また、−OHが付いていな
い炭素原子にハロゲン、−SH,−NO3の少なくとも
一種が置換されたものも含む、) 式[5]: %式% (ただし、式[5]中、R3は水素またはアルキル基を
表わし、nおよびPはOまたは1以上の!!数を表わす
、また、〜OHが付いていない炭素原子にハロゲン、−
SH,−NO3の少なくとも一種が置換されたものも含
む、) この発明の方法では、ジオール類のうち、たとえば前記
式[21〜[51で表わされるような炭素a4以上のジ
オールを特に好適に吸着・分離することができる。
前記結晶性シリカおよび/または前記結晶性金属シリケ
ートに吸着されたジオール類を回収するには回収溶媒を
用いる。
前記回収溶媒としては、たとえばメタノール、エタノー
ル、n−プロパツール、インプロパツール、n−ブタノ
ール、イソブタノール、5ec−ブタノール、tert
−ブタノール、ペンタノール。
ペンタ/−ルーl、ペンタノールー2.ペンタノール−
3,2−メチルブタノール−1,2−メチルブタノール
−2,2−メチルブタノール−3,2−メチルブタノー
ル−4、ジメチルプロパツール等のアルコールを好適に
使用することができる。これらの中でも、メタノール、
エタノールが特に好ましい。
この発明においては、吸着剤として使用される結晶性シ
リカおよび/または結晶性金属シリケートは、焼成操作
を行なうことにより破壊損失するまで繰り返し吸着剤と
して有効に使用することができる。
[発II+の効果] この発明の方法によると、ジオール含有溶液からジオー
ル類を分離するにあたって、結晶性シリカおよび/また
は結晶性金属シリケートを吸着剤として用いるため、従
来の蒸留法による場合のように多量の熱エネルギーを必
要とすることなく、常温、常圧下にジオール類の分離ψ
回収ができる。従って、この発明の方法によれば、大型
かつ複雑な装置を用いることなく、シかも操作が簡単な
ジオール類の分離・回収方法を提供することができる。
また、この発明の方法では、吸着剤を用いて選択的にジ
オール類を吸着・分離するため、従来の抽出法では抽出
しにくかったiR素a 4以上のジオール類を高い回収
率で容易に抽出することができる。さらに、この発明の
方法で使用する吸着剤は焼成操作を繰り返すことにより
何回でも吸着剤として有効に使用することができるので
、経済的にも右利なジオール類の吸着・分離方法を提供
することができる。
[実施例] この発明の方法における、吸着剤Jul製例、実施例お
よび比較例を以下に示す。
吸着剤調製例1 硫酸アルミニウム(18木11り 16.132 g+
硫酸15.0g、テトラノルマルプロピルアンモニウム
ブロマイド28.3gを木250mJLに溶解してA液
を調製した。また、水ガラス(SiO229,0重ψ%
、Nano 9.4重量%、木61.6%) 211 
gを水250m1に溶解してB°液をtA製した。さら
に、NaCl 79.0gを水122mMに溶解し−(
C液を;1i151シた。
C液にA液とB液とを徐々に滴ド混合した後。
該混合溶液に50%硫酸3.0 gを加えて攪拌し、P
Hを9.5に調整した。続いて得られた水性混合物を容
積11のオートクレーブに入れ、攪拌しながら温度17
0℃、自己圧力下にて20時間反応を行なった0反応混
合物を冷却した後、生成物を1.51の水で5回洗浄し
た0次いで、&!過により固形分を分離し、120℃で
6時間乾燥して、58gの結晶性金属シリケートを得た
。この生成物の組成比(モル比)は0.3Na70・1
.1(TPA)20・Alz03・38.03iO2・
4.9)170であった。ここでTPAとはテトラノル
マルプロピルアンモニウム基を示す(以下 ?lにTP
Aということがある。)。
さらにこの結晶性シリカを空気中550℃で6時間焼成
した後、同シリカIg当り5 m lの1規定硝酸アン
モニウム溶液を用いて室温にて一昼夜イオン交換を行な
った0次いで、純水1.5文を用いて洗浄を3回行ない
、120℃で6時間乾燥した後、さらに550℃で6時
間乾燥して結晶性金属シリケートの吸着剤を得た。
吸着剤調製例2 硫酸アルミニウム(18水塩) 7.52g、97%硫
酸17.8g、テトラノルマルアンモニウムブロマイド
2fi、3gを水250mjlに溶解してA液を調製し
た。
また、前記吸着剤iA製例1と同様のB液およびC液を
調製した。
C液にA液とB液とを同時に徐々に滴下混合し、次いで
50%硫酸5.0gを加えて攪拌し、pHを9.5に調
整した。続いて得られた水性混合物を容v112のオー
トクレーブに入れ、攪拌しながら温度170℃、自己圧
力下にて20時間反応を行なつた0反応混合物を冷却し
た後、生成物を1.52の水で5回洗浄した0次いで、
濾過により固形分を分離し、120℃で6時間乾燥して
、53gの結晶性金属シリケートを得た。この生成物の
組成比(モル比)は0.5Na20−1.8CTPA)
20・kIy03・68.QSiCh ・4.8)17
0であった。
さらにこの結晶性シリカを空気中550℃で6時間焼成
した後、同シリカIg当り5m文の1規定硝酸アンモニ
ウム溶液を用いて室温にて一昼夜イオン交換を行なった
0次いで、純水1.5文を用いて洗浄を3回行ない、1
20℃で6時間乾燥した後、さらに550℃で6時間乾
燥して結晶性金属シリケートの吸着剤を得た。
吸着剤調製例3 硫酸17.6g、テトラノルマルアンモニウムブロマイ
ド28.3gを木250m1に溶解してA液を調製した
。また、前記吸着剤調製例1と同様のB液およびC液を
調製した。
C液にA液とB液とを同時に徐々に滴ド混合し、次いで
50%硫酸10.1gを加えて攪拌し、p)lを9.5
に調整した。続いて得られた水性混合物を容積12のオ
ートクレーブに入れ、攪拌しながら温度170℃、自己
圧力下にて20時間反応を行なった0反応混合物を冷却
した後、生成物を1.51の水で5回洗浄した0次いで
、濾過により固形分を分離し、120℃で6時間乾燥し
て、50gの結晶性金属シリケートを得た。この生成物
の組成比(モル比)は8.5Na20・13.8(TP
A)20・^1703・62.0Si02−1.8H2
0であった。
さらにこの結晶性シリカを空気中550℃で6時間焼成
した後、同シリカIg当り5m文の1規定硝酸アンモニ
ウム溶液を用いて室温にて一昼夜イオン交換を行なった
0次いで、純水151を用いて洗浄を3回行ない、12
0℃で6時間乾燥した後、さらに550℃で6時間乾燥
して結晶性金属シリケートの吸着剤を得た。
吸着剤調製例4 水酸化ナトリウム11.18 gを水320m1に溶解
して得られた溶液に高純度シリカ72.85 gを徐々
に添加し、1時間攪拌してA液を調製した。また、テト
ラノルマルアンモニウムブロマイド32.4gを木23
5m1に溶解してB液を調製した。
A液にB液を徐々に滴下混合して得られた水性混合物を
容積1交のオートクレーブに入れ、攪拌しながら温度1
70℃、自己圧力下にて20時間反応を行なった0反応
混合物を冷却後、&!過した。その後、症液のp)Iが
9以下になるまで蒸留水を用いて洗浄・濾過を繰り返し
た。
次いで、120℃で6時間乾燥して、48gの結晶性金
属シリートを得た。この生成物のモル比(S i 07
 /M2O3)は3200であった。
さらに、この納品性金属シリケートを空気中550℃で
6時間焼成した後、放冷して結晶性金属シリケートの吸
着剤を得た。
(実施例1) 水5 m lに第1表に示す化合物を40牌文を溶解し
た後、前記吸着剤調製例3で得た結晶性金属シリケート
吸着剤1gを加え、45℃で30分分間上う攪拌した。
この溶液をガラスフィルターで濾過し、さらに750m
文の蒸留水を用いて洗浄した。
次いで、メタノールを用いて5 m lの溶出液を得た
。この溶出液をガスクロマトグラフィーにより分析した
。結果を第1表に示す。
(比較例1) 実施例1における二価アルコール化合物の代わりに、炭
素数が3以下の二価アルコールとして第1表に示す種類
の化合物の混合液を用いたほかは、前記実施例1と同様
に行なった。
結果を第1表に示す。
第1表から明らかなように、炭素数が4に満たない二価
アルコールは、この発明における吸着剤には吸着されて
いない。
(以下、余白、) 第   1   表 (実施例2) 水5m!;Lに第2表に示す化合物251gを加えた試
験管を用意し、各試験管に前記吸着剤wJ製例1.2.
4で得たいずれかの結晶性金属シリケート1gを加え、
シリコンゴム栓で密栓後、30℃で30分分間上う攪拌
した9次いで、この溶液をガラスフィルターで濾過し、
さらに25mMの蒸留水を用いて洗浄した。症過液と洗
浄液中の化合物につき、糖類については液体クロマトグ
ラフィーにより、他の化合物についてはガスクロマトグ
ラフィーにより分析した。結果を第2表に示す。
(比較例2) 実施例2における二価アルコール化合物の代わりに、水
酸基数が1あるいは3以且の、第2表に示す種類の化合
物を用いたほかは、前記実施例2と同様に行なった。
結果を第2表に示す。
第2表から明らかなように、水酸基数が1あるいは3以
[−の化合物は、この発明における吸着剤には吸着され
ていない。
第2表 (実施例3) tert−ブチルメチルエステル5m文に第3表に示す
アルコールを加えた後、前記吸着剤調製例1で得た結晶
性金属シリケー)1gを加え、60℃で30分間振とう
攪拌した。この溶液をガラスフィルターで濾過し、ざら
にtert−ブチルメチルエステル750m1を用いて
洗浄した0次いで、メタノールを用いて5mlの前出液
を得た。この溶出液をガスクロマトグラフィーにより分
析した。結果を第3表に示す、なお、1,2,3.4−
ブタンテトラオールについては液体クロマトグラフィー
により分析した。
(比較例3) 実施例3における二価アルコール化合物の代わりに、水
酸ノλ数が4の化合物(1,2,3,4−ブタンテトラ
オール)を用いたほかは、前記実施例3と同様に行なっ
た。結果を第3表に示す。
第3表から明らかなように、水酸基数が4の化合物は、
この発明における吸着剤には吸着されていない。
第   3   表 (実施例4) インブチルニトリル5mMに第4表に示すアルコールを
加え、結晶性金属シリケート(商品名「シリカライト」
;ユニオン昭和(株)製)1gを加え、30℃で30分
間振とう攪拌した。この溶液をガラスフィルターで鹸過
し、さらにインブチルニトリル750mJ1を用いて洗
浄した6次いで、エタノールを用いて20mMの溶出液
を得た。この溶出液をガスクロマトグラフィーにより分
析した。結果を第4表に示す。
(比較例4) 実施例4における二価アルコール化合物の代わりに、水
酸基数が3の化合物(+ 、2.4−ブタンドルオール
)を用いたほかは、前記実施例4と同様に行なった。
結果を第4表に示す。
第4表からIIらかなように、氷酸、+、(aが3の化
合物は、この発明における吸着剤には吸着されていない
第   4   表 (実施例5) tert−ブチルベンゼン2.5mMとイソオクタン2
.5mMとからなる混合溶液に第5表に示すジオール類
を加えた後、さらに前記吸着剤調製例3で得た結晶性金
属シリケー)1gを加えて60℃で30分間振とう攪拌
した。この溶液をガラスフィルターで濾過し、さらにt
ert−ブチルベンゼン750m1を用いて洗浄した0
次いで、エタノールを用いて20mJJの溶出液を得た
。この溶出液をガスクロマトグラフィーにより分析した
。結果を第5表に示す。
第  5  表 (比較例5) ;i1記実施例1において用いた納品性金属シリケート
に代え市販無定形シリカ(「シリカゲル」;和光純薬工
2(株)製)を用いた以外は前記実施例1と同様に実施
した。その結果、前記実施例1で検出されたいずれの化
合物も検出されなかっ凱

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ジオール類を含有する溶液からジオール類を分離
    する方法において、結晶性シリカおよび/または結晶性
    金属シリケートを吸着剤として用いることを特徴とする
    ジオール類の吸着・分離方法。
  2. (2)前記ジオール類が炭素数4以上である前記特許請
    求の範囲第1項に記載のジオール類の吸着・分離方法。
  3. (3)前記結晶性金属シリケートが、次式;M_2O_
    3・XSiO_2・mH_2O[ I ](ただし、式[
    I ]中、mH_2Oは結晶の構造水を示し、mはMの
    種類、Xの値などによって変化する。) で表わされる3価の金属酸化物とケイ素酸化物とから構
    成され、Mが、Al、Ga、B、Fe、In、La、S
    c、Y、Cr、Tiよりなる群から選択される1種もし
    くは2種以上の金属元素である前記特許請求の範囲第1
    項または第2項に記載のジオール類の吸着・分離方法。
  4. (4)前記結晶性金属シリケートにおける、ケイ素酸化
    物(SiO_2)と3価金属(M_2O_3)の酸化物
    とのモル比(SiO_2/M_2O_3)が10以上で
    ある前記特許請求の範囲第3項に記載のジオール類の吸
    着、分離方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012143757A (ja) * 1999-02-22 2012-08-02 Ceca Sa 集塊状ゼオライト吸着剤、その製造方法及びその使用
CN104803828A (zh) * 2015-04-29 2015-07-29 内蒙古东源科技有限公司 一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置及方法

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