RU2146223C1 - Способ получения синтетического гранулированного фожазита - Google Patents

Способ получения синтетического гранулированного фожазита Download PDF

Info

Publication number
RU2146223C1
RU2146223C1 RU99102254/12A RU99102254A RU2146223C1 RU 2146223 C1 RU2146223 C1 RU 2146223C1 RU 99102254/12 A RU99102254/12 A RU 99102254/12A RU 99102254 A RU99102254 A RU 99102254A RU 2146223 C1 RU2146223 C1 RU 2146223C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
granules
sio
faujasite
carbon black
ratio
Prior art date
Application number
RU99102254/12A
Other languages
English (en)
Inventor
В.А. Глухов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Холдинговая компания "ЮСТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество Холдинговая компания "ЮСТ" filed Critical Закрытое акционерное общество Холдинговая компания "ЮСТ"
Priority to RU99102254/12A priority Critical patent/RU2146223C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2146223C1 publication Critical patent/RU2146223C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству цеолитов. Природный глинистый материал, имеющий содержание диоксида кремния и гидрооксида алюминия, соответствующие соотношения SiO2 : Аl2О3 = 2 : 1, смешивают с диоксидом кремния в количестве, обеспечивающем соотношение SiO2 : Аl2О3 = 3,5 : 1, к исходной смеси добавляют 2 - 8 мас.% технического углерода и обрабатывают 3%-ным раствором хлорида натрия до получения однородной массы и формуют в гранулы. Полученные гранулы подвергают термообработке с последующим охлаждением, гидротермальной кристаллизацией в щелочном растворе, обработкой гранул раствором ортофосфорной кислоты с pH 4 - 5 и сушкой при 180 - 200°С. Полученный цеолит обладает высокой сорбционной емкостью и механической прочностью. 1 табл.

Description

Изобретение относится к получению гранулированного фожазита, не содержащего связующего. Полученный цеолит может быть использован как катализатор (или его составная часть) в химической и нефтехимической промышленности, в качестве адсорбента для осушки и очистки природного газа при газопереработке, для разделения смесей углеводородов на молекулярном уровне, как ионообменный материал при очистке водных потоков от катионов тяжелых металлов и радионуклидов в атомной энергетике.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является "Способ получения синтетического фожазита" (патент RU 2119453 кл. 6 С 01 В 39/20 от 03.04.1997 г.). В соответствии с известным способом фожазит получают путем смешивания природного глинистого материала, имеющего содержание диоксида кремния и окиси алюминия, соответствующее соотношению SiO2 : Al2O3 = 2:1 (каолину, галлуазиту), с диоксидом кремния. Конечное соотношение SiO2 : Al2O3 = 2:1. При перемешивании в смесь добавляют воду до влажности 40-45 мас.%. Смесь перемешивают до образования пластичной массы, которую затем формуют в гранулы, и полученные гранулы сушат при 120-140oC в течение 3-х часов.
Затем проводят термическую активацию при 700oC.
Полученные аморфные гранулы промежуточного состава размалывают до размера частиц не более 100 мкм, порошок смешивают с предварительно приготовленным алюмокремнегидрогелем до образования пластичной массы.
Затем пластичную массу формуют в гранулы (диаметром 2 мм) и подвергают гидротермальной кристаллизации в растворе, содержащем алюминат ионы, и сушат.
Недостатком известного способа является невозможность достижения полной кристаллизации рентгеноаморфных гранул в кристаллическую структуру целевого цеолита, так как:
- не обеспечивается стабильная вязкость 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.
Кроме этого, в известном способе имеются нетехнологичные приемы, такие как: гранулирование исходной алюмосиликатной массы с последующим размолом полученного промежуточного продукта, полученного в результате термообработки при 700oC; вторичное гранулирование смеси из помола и алюмокремнегидрогеля.
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, совершенствование технологии и получение синтетического гранулированного фожазита с повышенными сорбционной емкостью и механической прочностью.
Поставленная задача решается за счет использования следующих технологических приемов:
- смесь, полученную после смешивания природного алюмосиликата с диоксидом и 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, формование 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 фожазита в грануле, обладающей повышенной прочностью и развитой внутренней сетью транспортных каналов, значительное упрощение технологии.
С точки зрения промышленного использования изобретения процесс получения фожазита 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 приготовления алюмината натрия.
Переработка технологичной исходной алюмосиликатной смеси обеспечивает устойчивую работу гранулирующего оборудования и повышает качество экструзии гранул. Снижение затрат на сырье (силикат натрия и алюминат) и его переработку существенно уменьшает себестоимость получаемого цеолита. Кроме того, отсутствуют оборудование для размола гранул и дополнительный гранулятор.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Основной исходный материал - природный глинистый материал, имеющий содержание диоксида кремния и окиси алюминия, соответствующее соотношению SiO2 : AlO3 = 2:1 (каолин, галлуазит), смешивают с диоксидом кремния в количестве, обеспечивающем соотношение SiO2 : AlO3 = 3,5:1, и техническим углеродом, взятым в количестве 2-8 мас.%.
В качестве технического углерода используют дисперсный порошок сажи ПМ-1. В качестве оксида кремния используют высокодисперсный порошок SiO2 в химически активной форме, например отход производства фосфатных удобрений - белая сажа, или отход металлургического производства ферросилицидов.
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-х часов.
Затем проводят термическую активизацию при 720oC, в результате которой образуется промежуточный аморфный алюмосиликат, способный кристаллизоваться в цеолитную структуру фожазита, а полное выгорание технического углерода обеспечивает проницаемость гранулы для проведения эффективного массообмена 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 фожазита при использовании каолина и 5 мас.% технического углерода.
В смеситель загружают 200 г каолина с соотношением SiO2 : AlO3 = 2; 75 г белой сажи и 14,5 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 минут и затем добавляют 92 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-х часов. Высушенные гранулы подвергают термической активации при 720oC в течение 2 часов, после чего их охлаждают.
Аморфные гранулы после прокалки помещают в кристаллизатор и заливают кристаллизационным раствором, полученным смешиванием 540 мл воды и 165 мл раствора едкого натра, с концентрацией по оксиду натрия 484 г/л. Суммарное соотношение компонентов в гранулах и кристаллизационном растворе составляет: 2,1 Na2O • 3,2 SiO2 Al2O3 • 60H2O.
Полученная реакционная масса выдерживается при 30oC в течение 18 часов, затем температура повышается до 60oC и масса выдерживается 12 часов, потом температура поднимается до 90oC и реакционная масса выдерживается еще 12 часов.
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 фожазита при использовании каолина и 2 мас.% технического углерода.
В смеситель загружают 200 г каолина с соотношением SiO2 : Al2O3 = 2; 75 г белой сажи и 5,8 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 минут и затем добавляют 92 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 фожазита при использовании каолина и 8 мас.% технического углерода
В смеситель загружают 200 г каолина с соотношением SiO2 : Al2O3 = 2; 75 г белой сажи и 23,9 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 минут и затем добавляют 92 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 фожазита при использовании галлуазита и 5 мас.% технического углерода.
Смешивают 200 г галлуазитовой глины, 75 г белой сажи и 14,5 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 минут и затем добавляют 105 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-х часов. Высушенные гранулы подвергают термической активации при 720oC в течение 2-х часов, после чего их охлаждают.
Аморфные гранулы после прокалки помещают в кристаллизатор и заливают кристаллизационным раствором, полученным смешиванием 580 мл воды и 177 мл раствора едкого натра, с концентрацией по оксиду натрия 484 г/л. Суммарное соотношение компонентов в гранулах и кристаллизационном растворе составляет: 2,1 Na2O • 3,2 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 фожазита при использовании галлуазита и 2 мас.% технического углерода.
Смешивают 200 г галлуазитовой глины, 75 г белой сажи и 5.8 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 минут и затем добавляют 105 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 фожазита при использовании галлуазита и 8 мас.% технического углерода.
Смешивают 200 г галлуазитовой глины, 75 г белой сажи и 23,9 г технического углерода - сажи ПМ-1. Смесь перемешивают 15 минут и затем добавляют 105 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)

  1. Способ получения синтетического гранулированного фожазита, не содержащего связующего, включающий смешение природного глинистого минерала, имеющего соотношение SiO2 : Al2O3 = 2 : 1, выбранного из ряда каолин, галлуазит, с диоксидом кремния, взятым в количестве, обеспечивающем конечное соотношение SiO2 : Al2O3 = 3,5 : 1, добавление жидкости до получения однородной массы, формование гранул, термоактивацию, гидротермальную кристаллизацию и сушку, отличающийся тем, что на смешение дополнительно подают технический углерод в количестве 2 - 8 мас.%, в качестве жидкости добавляют 3%-ный раствор хлорида натрия, термоактивацию проводят при 720oC, после кристаллизации осуществляют обработку гранул раствором ортофосфорной кислоты с pH 4 - 5, гранулы сушат при 180 - 200oC.
RU99102254/12A 1999-02-11 1999-02-11 Способ получения синтетического гранулированного фожазита RU2146223C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99102254/12A RU2146223C1 (ru) 1999-02-11 1999-02-11 Способ получения синтетического гранулированного фожазита

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99102254/12A RU2146223C1 (ru) 1999-02-11 1999-02-11 Способ получения синтетического гранулированного фожазита

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2146223C1 true RU2146223C1 (ru) 2000-03-10

Family

ID=20215501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99102254/12A RU2146223C1 (ru) 1999-02-11 1999-02-11 Способ получения синтетического гранулированного фожазита

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2146223C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540086C1 (ru) * 2013-08-06 2015-01-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО ЦЕОЛИТА NaY
RU2665466C2 (ru) * 2013-12-24 2018-08-30 Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. Катализатор для применения для получения метилметакрилата и способ получения метилметакрилата
RU2671574C2 (ru) * 2014-04-10 2018-11-02 Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. Формованный катализатор для применения в производстве метилметакрилата и способ производства метилметакрилата с применением указанного катализатора

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540086C1 (ru) * 2013-08-06 2015-01-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО ЦЕОЛИТА NaY
RU2665466C2 (ru) * 2013-12-24 2018-08-30 Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. Катализатор для применения для получения метилметакрилата и способ получения метилметакрилата
RU2671574C2 (ru) * 2014-04-10 2018-11-02 Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. Формованный катализатор для применения в производстве метилметакрилата и способ производства метилметакрилата с применением указанного катализатора

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
US3065054A (en) Synthetic crystalline zeolite produced from dehydrated aluminum silicate
JPH11513969A (ja) 分子篩錯体化合物の製造方法
US3367886A (en) Synthetic zeolite contact masses and method for making the same
US3338672A (en) Method for making a faujasite-type crystalline zeolite
US4994191A (en) Removal of heavy metals, especially lead, from aqueous systems containing competing ions utilizing wide-pored molecular sieves of the ETS-10 type
Król Hydrothermal synthesis of zeolite aggregate with potential use as a sorbent of heavy metal cations
US5976490A (en) Zeolite containing cation exchangers methods for preparation and use
RU2283280C1 (ru) Способ получения синтетического цеолита типа а
RU2146223C1 (ru) Способ получения синтетического гранулированного фожазита
JPS6366771B2 (ru)
RU2283278C1 (ru) Способ получения гранулированного цеолитного адсорбента структуры a и x высокой фазовой чистоты
RU2321539C2 (ru) Способ получения синтетического гранулированного цеолита типа а
RU2404122C1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО ЦЕОЛИТА ТИПА NaX ВЫСОКОЙ ФАЗОВОЙ ЧИСТОТЫ
RU2283281C1 (ru) Способ получения гранулированного цеолита типа а высокой фазовой чистоты
RU2146222C1 (ru) Способ получения синтетического цеолита типа а
RU2425801C2 (ru) Способ получения гранулированного без связующего цеолита типа а
RU2420457C1 (ru) Способ получения гранулированного без связующего цеолитного адсорбента структуры а и х высокой фазовой чистоты
RU2203224C1 (ru) Способ получения гранулированного фожазита высокой фазовой чистоты
RU2180320C1 (ru) Способ получения синтетического цеолита типа y
SI24426A (sl) Postopek priprave zeolitnih ZSM-5 granulatov brez anorganskega veziva
RU2180319C1 (ru) Способ получения синтетического гранулированного фожазита
RU2119453C1 (ru) Способ получения синтетического фожазита
KR100274118B1 (ko) 석탄비산재로부터 에이형 제올라이트를 제조하는 방법

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: 20120212