RU2146222C1 - Способ получения синтетического цеолита типа а - Google Patents
Способ получения синтетического цеолита типа а Download PDFInfo
- Publication number
- RU2146222C1 RU2146222C1 RU99102253/12A RU99102253A RU2146222C1 RU 2146222 C1 RU2146222 C1 RU 2146222C1 RU 99102253/12 A RU99102253/12 A RU 99102253/12A RU 99102253 A RU99102253 A RU 99102253A RU 2146222 C1 RU2146222 C1 RU 2146222C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zeolite
- granules
- carbon black
- solution
- drying
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению синтетических цеолитов типа А, не содержащих связующего. Сущность изобретения: природный алюмосиликат смешивают с техническим углеродом, взятым в количестве 2-8 мас.%. Смесь обрабатывают 3%-ым раствором хлорида натрия до получения пластичной массы, затем гранулируют. Полученные гранулы подвергают термообработке, а затем охлаждают с последующими гидротермальной кристаллизацией, промывкой раствором ортофосфорной кислоты с pH 4-5 и сушкой. Полученный цеолит обладает более высокой прочностью, чем цеолиты, полученные ранее известными способами. 1 табл.
Description
Изобретение относится к получению гранулированных цеолитов типа А, не содержащих связующего. Полученные цеолиты могут быть использованы как адсорбенты в химической и нефтехимической промышленности, в газопереработке и металлургии, а также для разделения смесей углеводородов на молекулярном уровне и очистки водных потоков от ионов металлов.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является "Способ получения гранулированного цеолита типа А на основе природного глинистого материала" (патент RU 2033967 кл. С 01 В 39/20 от 30.04.1995 г.). В соответствии с известным способом цеолит получают путем смешивания глинистого материала, например каолина, галлуазита с сульфатом алюминия, едким натром, а также с гидрооксидом алюминия (в зависимости от состава исходной глины), последующей термопаровой (при температуре 110-250oC) и термической активацией при 700oC, смешиванием с предварительно приготовленным алюмокремнегидрогелем (до образования пластичной массы), гранулирования и гидротермальной кристаллизацией в растворе, содержащем алюминат ионы и сушку.
Существенным недостатком известного способа является невозможность достижения полной кристаллизации рентгеноаморфных гранул в кристаллическую структуру целевого цеолита, так как
- не обеспечивается стабильной вязкости исходной алюмосиликатной пластичной массы для грануляции, потому что смешивание аморфного алюмосиликата приводит к термохимической реакции и последующему отвердению рабочей массы в грануляторе, и, как следствие, гранулы получаются с неоднородной внутренней структурой, что затрудняет массообменные процессы при гидротермальной кристаллизации;
- не удаляются из состава целевой гранулы цеолита, синтезированного из природного глинистого материала оксиды и гидрооксиды металлов, присутствующие в исходном алюмосиликатном сырье (в химическом составе обогащенных каолинов, галлуазитов содержатся: TiO2 - 0,5-1,4%, Fe2O3 - 0,4-2,0%, CaO - 0,2-0,8%, MgO - 0,1-0,8%), которые образуют на поверхности гранулы налет, несмываемый водой.
- не обеспечивается стабильной вязкости исходной алюмосиликатной пластичной массы для грануляции, потому что смешивание аморфного алюмосиликата приводит к термохимической реакции и последующему отвердению рабочей массы в грануляторе, и, как следствие, гранулы получаются с неоднородной внутренней структурой, что затрудняет массообменные процессы при гидротермальной кристаллизации;
- не удаляются из состава целевой гранулы цеолита, синтезированного из природного глинистого материала оксиды и гидрооксиды металлов, присутствующие в исходном алюмосиликатном сырье (в химическом составе обогащенных каолинов, галлуазитов содержатся: TiO2 - 0,5-1,4%, Fe2O3 - 0,4-2,0%, CaO - 0,2-0,8%, MgO - 0,1-0,8%), которые образуют на поверхности гранулы налет, несмываемый водой.
Вышеперечисленные недостатки известного способа приводят к получению целевого продукта с остаточным содержанием примесей и других фаз (аморфных исходных компонентов) и в связи с этим со сравнительно низкими основными показателями (сорбционная емкость и механическая прочность), которые определяют эффективность использования цеолита в промышленных условиях.
Задача настоящего изобретения - получение сравнительно чистой кристаллической структуры цеолита без остаточного содержания примесей и других фаз (аморфных исходных компонентов) и, как следствие, получение синтетического гранулированного цеолита с повышенными сорбционной емкостью и механической прочностью.
Поставленная задача решается за счет использования следующих технологических приемов:
- смесь, полученную после смешивания природного алюмосиликата с техническим углеродом, обрабатывают 3%-м раствором хлорида натрия до получения однородной пластичной массы, стабильной по вязкости, а затем гранулируют, в результате этого обеспечивается однородность внутренней структуры гранулы, а при термической обработке происходит полное выгорание технического углерода, что позволяет получить пористую структуру гранулы высокой степени проницаемости, и при дальнейшей гидротермальной кристаллизации эффективное образование поликристаллических сростков в виде гранул, а обработка исходной алюмосиликатной смеси хлоридом натрия увеличивает выход цеолита при синтезе,
- гранулы цеолита после кристаллизации обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты с pH 4 - 5, при этом происходит удаление налета гидрооксидов металлов с поверхности гранулы.
- смесь, полученную после смешивания природного алюмосиликата с техническим углеродом, обрабатывают 3%-м раствором хлорида натрия до получения однородной пластичной массы, стабильной по вязкости, а затем гранулируют, в результате этого обеспечивается однородность внутренней структуры гранулы, а при термической обработке происходит полное выгорание технического углерода, что позволяет получить пористую структуру гранулы высокой степени проницаемости, и при дальнейшей гидротермальной кристаллизации эффективное образование поликристаллических сростков в виде гранул, а обработка исходной алюмосиликатной смеси хлоридом натрия увеличивает выход цеолита при синтезе,
- гранулы цеолита после кристаллизации обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты с pH 4 - 5, при этом происходит удаление налета гидрооксидов металлов с поверхности гранулы.
Указанные отличительные признаки способа обеспечивают приготовление стабильной по вязкости исходной алюмосиликатной массы, формирование гранул с однородной внутренней структурой, получение после термической обработки гранул высокой степени проницаемости, проведение гидротермальной кристаллизации с высоким выходом целевого цеолита, удаление примесей с поверхности гранулы, как следствие, достижение практически чистой кристаллической структуры цеолита типа А в грануле, обладающей повышенной прочностью и развитой внутренней сетью транспортных каналов.
С точки зрения промышленного использования изобретения, процесс получения цеолита типа А по предлагаемому способу значительно упрощен, так как способ не предусматривает использование таких компонентов, как силикат натрия и гидрооксид алюминия, и, как следствие, отсутствуют блоки разварки силикат глыбы и варки алюмината натрия.
Переработка технологичной исходной алюмосиликатной смеси обеспечивает устойчивую работу гранулирующего оборудования и повышает качество экструзии гранул. Снижение затрат на сырье (силикат натрия и алюминия) и его переработку существенно уменьшает себестоимость получаемого цеолита типа А.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Основной исходный материал - природный глинистый материал, имеющий содержание диоксида кремния и окиси алюминия, соответствующее соотношению SiO2 : Al2O3 = 2:1 (каолин, галлуазит), смешивают с техническим углеродом, взятым в количестве 2-8 мас. %.
В качестве технического углерода используют дисперсный порошок сажи ПМ-1.
При перемешивании в смесь добавляют 3%-й раствор хлористого натрия до образования пластичной массы, которую затем формуют в гранулы (оптимальный размер гранул 3.2 и 1.6 мм), и полученные гранулы сушат при 120-140oC в течение 3 ч.
Затем проводят термическую активизацию при 720oC, в результате которой образуется промежуточный аморфный алюмосиликат, способный кристаллизоваться в цеолитную структуру, а полное выгорание технического углерода обеспечивает проницаемость гранулы для проведения эффектного массобмена в процессе гидротермальной кристаллизации. Полученные аморфные гранулы охлаждают и подвергают гидротермальной кристаллизации в щелочном растворе.
Гранулы целевого цеолита обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты для удаления примесей.
Сущность способа поясняется конкретными примерами его осуществления.
Пример 1. Данный пример демонстрирует возможность получения цеолита типа А при использовании каолина и 5 мас.% технического углерода.
В смеситель загружают 200 г каолина с соотношением SiO2 : Al2O3 = 2 и 10,5 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 мин и затем добавляют 80 мл 3%-го хлорида натрия. Перемешивание продолжают до образования однородной пластичной массы. Затем осуществляют формование, получая гранулы диаметром 3,2 мм, которые сушат при 140oC в течение 3-4 ч. Высушенные гранулы подвергают термической активации при 720oC в течение 2 ч, после чего их охлаждают.
Аморфные гранулы после прокалки помещают в кристаллизатор и заливают кристаллизационным раствором, полученным смешиванием 720 мл воды и 220 мл раствора едкого натра с концентрацией по оксиду натрия 484 г/л. Суммарное соотношение компонентов в гранулах и кристаллизационном растворе составляет: 1,6 Na2O • 1,8 SiO2 • Al2O3 • 60H2O.
Полученная реакционная масса выдерживается при 30oC в течение 18 ч, затем температура повышается до 60oC, и масса выдерживается 12 ч, потом температура поднимается до 90oC, и реакционная масса выдерживается еще 12 ч.
Полученный цеолит обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты с pH 4-5 и сушат при 180-200oC.
У полученного образца рентгеноструктурным методом определяли тип кристаллической решетки и степень кристаллизации, динамическую сорбционную емкость и механическую прочность гранул путем раздавливания таблеток цеолита на прессе Рухгольца.
Физико-химические характеристики цеолита представлены в таблице.
Пример 2. Данный пример демонстрирует возможность получения цеолита типа А при использовании каолина и 2 мас.% технического углерода.
В смеситель загружают 200 г каолина с соотношением SiO2 : Al2O3 = 2 и 4.8 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 мин и затем добавляют 80 мл 3%-го хлорида натрия.
Дальнейшие операции проводят, как в примере 1.
Физико-химические характеристики цеолита представлены в таблице.
Пример 3. Данный пример демонстрирует возможность получения цеолита типа А при использовании каолина и 8 мас.% технического углерода.
В смеситель загружают 200 г каолина с соотношением SiO2 : Al2O3 = 2 и 17,4 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 мин и затем добавляют 80 мл 3%-го хлорида натрия.
Дальнейшие операции проводят, как в примере 1.
Физико-химические характеристики цеолита представлены в таблице.
Пример 4. В данном примере показана возможность получения цеолита типа А при использовании галлуазита и 5 мас.% технического углерода.
Смешивают 200 г галлуазитовой глины и 10,5 г технического углерода - сажи ПМ-1.
Смесь перемешивают 15 мин и затем добавляют 94 мл 3%-го хлорида натрия. Перемешивание продолжают до образования однородной пластичной массы. Затем осуществляют формование, получая гранулы диаметром 3,2 мм, которые сушат при 140oC в течение 3-4 ч. Высушенные гранулы подвергают термической активации при 720oC в течение 2 ч, после чего их охлаждают.
Аморфные гранулы после прокалки помещают в кристаллизатор и заливают кристаллизационным раствором, полученным смешиванием 720 мл воды и 240 мл раствора едкого натра с концентрацией по оксиду натрия 484 г/л. Суммарное соотношение компонентов в гранулах и кристаллизационном растворе составляет: 1,6 Na2O • 1,8 SiO2 • Al2O3 • 60H2O.
Дальнейшие операции проводят, как в примере 1.
Физико-химические характеристики цеолита представлены в таблице.
Пример 5. В данном примере показана возможность получения цеолита типа А при использовании галлуазита и 2 мас.% технического углерода.
Смешивают 200 г галлуазитовой глины и 4,8 г технического углерода - сажи ПМ-1.
Смесь перемешивают 15 мин и затем добавляют 94 мл 3%-го хлорида натрия. Перемешивание продолжают до образования однородной пластичной массы.
Дальнейшие операции проводят, как в примере 4.
Физико-химические характеристики цеолита представлены в таблице
Пример 6. В данном примере показана возможность получения цеолита типа А при использовании галлуазита и 8 мас.% технического углерода.
Пример 6. В данном примере показана возможность получения цеолита типа А при использовании галлуазита и 8 мас.% технического углерода.
Смешивают 200 г галлуазитовой глины и 17,4 г технического углерода - сажи ПМ-1.
Смесь перемешивают 15 мин и затем добавляют 94 мл 3%-го хлорида натрия. Перемешивание продолжают до образования однородной пластичной массы.
Дальнейшие операции проводят, как в примере 4.
Физико-химические характеристики цеолита представлены в таблице.
Как видно из таблицы, полученный цеолит обладает сравнительно более высокими показателями сорбционной емкости и механической прочности по сравнению с прототипом, что обеспечивает его более эффективное использование в технологических процессах.
Claims (1)
- Способ получения синтетического цеолита A, не содержащего связующего, включающий смешение природного глинистого минерала с химическими реагентами, формование гранул, термоактивацию при 720oC, гидротермальную кристаллизацию в щелочном растворе и сушку, отличающийся тем, что глинистый минерал, выбранный из группы каолинит, галлуазит, и имеющий соотношение SiO2 : Al2O3 2 : 1, смешивают с техническим углеродом, взятым в количестве 2 - 8 мас.%, обрабатывают 3%-ным раствором хлорида натрия до получения пластической массы, термоактивацию проводят после формования и сушки гранул, а после гидротермальной кристаллизации осуществляют обработку ортофосфорной кислотой с pH 4 - 5 и сушку при 180 - 200oC в течение 3 - 4 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99102253/12A RU2146222C1 (ru) | 1999-02-11 | 1999-02-11 | Способ получения синтетического цеолита типа а |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99102253/12A RU2146222C1 (ru) | 1999-02-11 | 1999-02-11 | Способ получения синтетического цеолита типа а |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2146222C1 true RU2146222C1 (ru) | 2000-03-10 |
Family
ID=20215500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99102253/12A RU2146222C1 (ru) | 1999-02-11 | 1999-02-11 | Способ получения синтетического цеолита типа а |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2146222C1 (ru) |
-
1999
- 1999-02-11 RU RU99102253/12A patent/RU2146222C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4503024A (en) | Process for the preparation of synthetic zeolites, and zeolites obtained by said process | |
US3094383A (en) | Method for making synthetic zeolitic material | |
JPH11513969A (ja) | 分子篩錯体化合物の製造方法 | |
US3338672A (en) | Method for making a faujasite-type crystalline zeolite | |
US2992068A (en) | Method for making synthetic zeolitic material | |
RU2283280C1 (ru) | Способ получения синтетического цеолита типа а | |
US5976490A (en) | Zeolite containing cation exchangers methods for preparation and use | |
RU2283278C1 (ru) | Способ получения гранулированного цеолитного адсорбента структуры a и x высокой фазовой чистоты | |
JPH06183725A (ja) | バインダーレスx型ゼオライト成形体およびその製造方法 | |
RU2283281C1 (ru) | Способ получения гранулированного цеолита типа а высокой фазовой чистоты | |
RU2321539C2 (ru) | Способ получения синтетического гранулированного цеолита типа а | |
RU2146223C1 (ru) | Способ получения синтетического гранулированного фожазита | |
RU2146222C1 (ru) | Способ получения синтетического цеолита типа а | |
RU2425801C2 (ru) | Способ получения гранулированного без связующего цеолита типа а | |
RU2203224C1 (ru) | Способ получения гранулированного фожазита высокой фазовой чистоты | |
RU2420457C1 (ru) | Способ получения гранулированного без связующего цеолитного адсорбента структуры а и х высокой фазовой чистоты | |
RU2420456C1 (ru) | Способ получения гранулированного без связующего цеолита типа а высокой фазовой чистоты | |
RU2124396C1 (ru) | Гранулированные без связующего цеолитные адсорбенты типов а и х и способ их получения | |
RU2322391C1 (ru) | Способ получения синтетического гранулированного цеолита типа х | |
RU2317945C1 (ru) | Способ получения гранулированного цеолита типа а | |
RU2180320C1 (ru) | Способ получения синтетического цеолита типа y | |
KR100274118B1 (ko) | 석탄비산재로부터 에이형 제올라이트를 제조하는 방법 | |
RU2203220C1 (ru) | Способ получения гранулированного цеолитного адсорбента структуры а и х высокой фазовой чистоты | |
RU2180319C1 (ru) | Способ получения синтетического гранулированного фожазита | |
RU2203223C1 (ru) | Способ получения синтетического гранулированного фожазита |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE4A | Notice of change of address of a patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130212 |