DE1038015B - Process for the production of synthetic zeolitic molecular sieves - Google Patents
Process for the production of synthetic zeolitic molecular sievesInfo
- Publication number
- DE1038015B DE1038015B DEU3960A DEU0003960A DE1038015B DE 1038015 B DE1038015 B DE 1038015B DE U3960 A DEU3960 A DE U3960A DE U0003960 A DEU0003960 A DE U0003960A DE 1038015 B DE1038015 B DE 1038015B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- molecular sieves
- sodium
- production
- solutions
- zeolite
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/26—Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
- C01B33/28—Base exchange silicates, e.g. zeolites
- C01B33/2807—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures
- C01B33/2815—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of type A (UNION CARBIDE trade name; corresponds to GRACE's types Z-12 or Z-12L)
Description
Verfahren zur Herstellung synthetischer neolithischer Molekularsiebe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Molekularsieben, die kristalline, synthetische Zeolithe sind, durch das die Massenherstellung solcher Materialien möglich ist.Process for making synthetic Neolithic molecular sieves The invention relates to a process for the production of molecular sieves, the crystalline, synthetic zeolites are that enable the mass production of such materials is possible.
Nach neueren Untersuchungen über Adsorptionsverfah:ren sind Stoffe der Zeolithklasse als Molekularsiebe verwendbar. Diese Stoffe, die gattungsmäßig als Metall-Aluminium-Silicate bezeichnet werden können, haben gegenüber bestimmten Molekülarten eine besondere Affinität, so daß sie für viele Trenn- und Adsorptionsverfahren besonders geeignet sind. Neben einer Anzahl natürlicher Stoffe, die auch synthetisch hergestellt werden können, weisen eine Anzahl synthetischer 7eolithe, die nicht in natürlichem Zustand vorkommen, die gewünschten Eigenschaften auf. Diese Zeolithe werden üblicherweise durch Mischen wäßriger Lösungen der Oxyde der gewünschten Ionen in zur Gelbildung geeigneten Mengen bei Zimmertemperatur hergestellt. Es wird gerührt, um eine homogene Masse zu erhalten, und anschließend das Gel in einem geschlossenen Gefäß auf etwa 100° C erhitzt. Dann wird 6 bis 100 Stunden weiter erhitzt, bis die kristalline Struktur entwickelt ist. Nach dem Erhitzen wird das Hydratwasser aus dem kristallisierten Material entfernt, damit zur Verwendung als Adsorbentien geeignete Kristalle entstehen.According to recent studies on adsorption processes, substances are of the zeolite class can be used as molecular sieves. These substances, which are generic As metal-aluminum-silicates can be referred to have opposite certain Molecular types have a special affinity, so that they are suitable for many separation and adsorption processes are particularly suitable. In addition to a number of natural substances that are also synthetic can be produced have a number of synthetic 7eolites that cannot occur naturally, have the desired properties. These zeolites are usually obtained by mixing aqueous solutions of the oxides of the desired ions prepared in amounts suitable for gel formation at room temperature. It is stirred to obtain a homogeneous mass, and then the gel in a closed Vessel heated to about 100 ° C. The heating is then continued for 6 to 100 hours until the crystalline structure is developed. After heating, the water of hydration will come out removed from the crystallized material to make them suitable for use as adsorbents Crystals are formed.
Obgleich dieses Verfahren in gewisser Hinseicht für die Herstellung von neolithischen Molekularsieben genügt, treten bei der Massenherstellung solcher Siebe Schwierigkeiten auf. Zunächst läßt sich das Gel nur langsam und ungleichmäßig infolge seiner isolierenden Eigenschaften erhitzen. Durch die langsame und ungleichmäßigeErhitzung bilden. sich nichtkristalline Stoffe oder mehr als ein neolithisches Molekularsieb.Although this method is in some respects for manufacturing of Neolithic molecular sieves is sufficient to occur in the mass production of such Sift difficulties. At first, the gel is slow and uneven heat due to its insulating properties. Due to the slow and uneven heating form. non-crystalline substances or more than one Neolithic molecular sieve.
Durch das Verfahren gemäß der Erfindung können neolithische Molekularsiebe in relativ reiner Form und größeren Mengen hergestellt werden.By the method according to the invention, Neolithic molecular sieves can be produced in relatively pure form and in larger quantities.
Gemäß der Erfindung werden wäßrige, Lösungen der Bestandteile des herzustellenden Molekularsiebes hergestellt, diese Lösungen auf zur Kristallisation der Molekularsiebe geeignete Temperaturen erhitzt und die Lösungen schnell gemischt. Anschließend werden die gemischten Lösungen in einen erwärmten Kristallisationsbehälter niedergeschlagen, in dem die Kristallisation ohne weitere Bewegung vor sich geht.According to the invention, aqueous solutions of the constituents of the Molecular sieve to be produced, these solutions on for crystallization The molecular sieves are heated to suitable temperatures and the solutions are quickly mixed. Then the mixed solutions are placed in a heated crystallization tank in which the crystallization proceeds without further movement.
Die so synthetisch hergestellten Metall-Aluminium-Silicate haben folgende Zusammensetzung: In dieser Formel bedeutet M ein Kation, ya dessen Valenz, X die Mole Si 02 und Y die Mole H2 O. Als Kation können eines oder mehrere einer Anzahl von Metallionen sowie andere übliche Kationen, wie Ammoniak oder Wasserstoff, verwendet werden. Die in diesen Silicaten am häufigsten vorkommenden Kationen sind Natrium, Calcium und Kalium. Die Kationen können untereinander durch übliche Ionenaustauschverfahren ausgetauscht werden. Die Mengen der Bestandteile in diesen Silicaten und ihre gegenseitige Anordnung können etwas schwanken und verleihen den Molekularsieben bestimmte Eigenschaften. Die Unterschiede in der molekularen Anordnung ermöglichen die Identifizierung von Molekularsieben durch Röntgendiagramme. Die gemäß den Beispielen erfindungsgemäß synthetisch hergestellten Molekularsiebe werden sowohl durch ihre Formel als auch durch ihre Röntgendiagramme identifiziert.The so synthetically produced metal-aluminum-silicates have the following composition: In this formula, M denotes a cation, ya its valence, X denotes the moles Si 02 and Y denotes the moles H2 O. One or more of a number of metal ions and other customary cations, such as ammonia or hydrogen, can be used as the cation. The most common cations found in these silicates are sodium, calcium and potassium. The cations can be exchanged with one another by conventional ion exchange processes. The amounts of the constituents in these silicates and their mutual arrangement can vary somewhat and give the molecular sieves certain properties. The differences in the molecular arrangement enable the identification of molecular sieves through X-ray diagrams. The molecular sieves synthetically produced according to the invention according to the examples are identified both by their formula and by their X-ray diagrams.
Die Lösungen werden vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 80 und 100° C erhitzt. Die Zeit, während der die Reaktionsteilnehmer bei diesen Temperaturen heftig gerührt werden, soll möglichst kurz sein, da längeres Mischen bei hohen Temperaturen ein Hauptgrund für die Verunreinigung der Molekularsiebe ist.The solutions are preferably at temperatures between 80 and 100 ° C heated. The time that the reactants are at these temperatures vigorous stirring should be as short as possible, as longer mixing at high temperatures is a major cause of molecular sieve contamination.
Infolge der leichten Löslichkeit der für die Herstellung der Natriumform der synthetischen Molekularsiebe erforderlichen Materialien in Wasser ist ihre Herstellung günstiger als die anderer Formen. Das Natriumion, das den Platz von Min obiger allgemeiner Formel einnimmt, kann gegebenenfalls im Ionenaustauschverfahren durch andere Ionen ersetzt werden.As a result of the ready solubility of the for the preparation of the sodium form The materials required by synthetic molecular sieves in water is their manufacture cheaper than other forms. The sodium ion which takes the place of Min above more generally Formula occupies, can optionally im Ion exchange process be replaced by other ions.
Für die Herstellung der Natriumform eines Molekularsiebes werden wäßrige Lösungen der Reaktionsteilnehmer, wie nachstehend beschrieben, hergestellt und vermischt. Die Lösungen enthalten Silicat-, Alu-' minat- und Natriümianen. Nicht alle diese Ionen müssen in allen Lösungen vorkommen. Zusammen enthalten die Lösungen die vorgeschriebenen Materialien in den zur Herstellung des-gewünschten Zeoliths erforderlichen Mengen. Kieselsäuregel, Kieselsäure oder Natriumsilicat sind geeignete Quellen für die in den Lösungen enthaltene Kieselsäure. Aluminiumoxyd kann beispielsweise aus aktiviertem Aluminiumoxyd, y-Aluminiumoxyd, Aluminiumoxyd-Trihydrat oder Natriumaluminat erhalten werden. Natriumhydroxyd ist eine bevorzugte Quelle für Natriumionen.For the production of the sodium form of a molecular sieve, aqueous Reactant solutions prepared and mixed as described below. The solutions contain silicate, aluminate and sodium. Not all of these Ions must be present in all solutions. Together the solutions contain the prescribed ones Materials in the quantities required to produce the desired zeolite. Silica gel, silica or sodium silicate are suitable sources for the in silica contained in the solutions. Aluminum oxide can, for example, from activated Aluminum oxide, γ-aluminum oxide, aluminum oxide trihydrate or sodium aluminate are obtained will. Sodium hydroxide is a preferred source of sodium ions.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an der Herstellung von Natriumzeolith erläutert, der als Zeolith X bezeichnet wird.The method according to the invention is applied to the production of sodium zeolite explained, which is referred to as zeolite X.
Die Zusammensetzung des Zeol'ths X kann durch die folgende Formel
veranschaulicht werden:
Eine typische Zusammensetzung für die Natriumform eines Zealiths X kann wie folgt
dargestellt werden 0,9 Na20 : A1203 : 2,5 S'02 : 6,1 H20 Die Hauptlinien des Röntgendiagramms
eines Beispiels für einen kristallisierten Zealith X der Natriumform sind in Tabelle
I angeführt:
Etwa 12,5 kg Natriumhydroxyd (76 Gewichtsprozent Na20) werden in einem Behälter in etwa 1401 Wasser bei Zimmertemperatur aufgelöst. Etwa 20 kg Natriumaluminat (37,2% Nag0 und 45,2% A1203) werden anschließend in der Lösung aufgelöst und das Ganze gerührt. In einem gesonderten Behälter wird eine wäßrige Lösung von Natriumsilicat durch Mischen von etwa 1171 Wasser mit 49 kg Natriumsilicatlösung (12,8% Na2O und 33,4% SiO2) hergestellt. Danach wurden die Lösungen aus den zwei Behältern durch zwei getrennte Wärmeaustauscher mit einer Geschwindigkeit von etwa 1511/Stunde hindurchgeführt. Anschließend werden die Lösungen von einer Zentrifugalpumpe angesaugt und die Reaktionsteilnehmer gründlich gemischt und in einem Kristallisationsbehälter abgezogen. Im Behälter bildete sich sofort ein Gel. Der Inhalt des Behälters wird etwa 1,.1 Stunden bei 100° C gehalten und das kristallisierte Produkt anschließend filtriert und gewaschen. Die erhaltenen Kristalle können danach beispielsweise durch Erhitzen, um das adsorbierte Wasser zu entfernen, aktiviert und in Adsorptionsverfahren verwendet werden. Etwa 32 kg kristallisierten Zeoliths X werden nach diesem Verfahren hergestellt.About 12.5 kg of sodium hydroxide (76 percent by weight Na20) are in one Container dissolved in about 140 liters of water at room temperature. About 20 kg of sodium aluminate (37.2% Nag0 and 45.2% A1203) are then dissolved in the solution and the The whole thing was touched. In a separate container is an aqueous solution of sodium silicate by mixing about 1171 water with 49 kg sodium silicate solution (12.8% Na2O and 33.4% SiO2). After that, the solutions from the two containers were through passed through two separate heat exchangers at a rate of about 1511 / hour. Then the solutions are sucked in by a centrifugal pump and the reactants mixed thoroughly and drawn off in a crystallization tank. In the container A gel formed immediately. The contents of the container will be about 1, .1 hours at Maintained 100 ° C and the crystallized product then filtered and washed. The crystals obtained can then, for example, by heating to the adsorbed To remove water, activated and used in adsorption processes. Approximately 32 kg of crystallized zeolite X are produced by this process.
Gemäß vorstehend beschriebenem Verfahren werden auch Chargen von 0,9 und 113 kg Natriumzeolith X hergestellt. In keinem Fall ist das erhaltene Produkt mit anderen Kristallen oder Verbindungen erheblich verunreinigt.According to the method described above, batches of 0.9 and 113 kg of sodium zeolite X produced. In no case is the product received heavily contaminated with other crystals or compounds.
Die kristalline Form der erfindungsgemäß hergestellten zeolithischen
Molekularsiebe hängt in erheblichem Maß von den Mengen der Reaktionsteilnehmer in
den zu mischenden Lösungen ab. Im allgemeinen werden verhältnismäßig reine Natriumzeolithe
X erhalten, wenn die Zusammensetzung der Reaktionsmischungen - ausgedrückt im Molverhältnis
der Oxyde - in folgenden Bereichen liegt: Si 02/A12 03 . . . . . . . . . . . . .
. . . 2,5 bis 5 Nag O/Si 02 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,2 bis 1,5 H2 O/Na2
0 . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 bis 60 Andere Zeolithe können nach dem Verfahren
gemäß der Erfindung durch Verwendung geeigneter Reaktionsteilnehmer und -mengen
hergestellt werden. Ein anderer, als Natriumzeolith A bezeichneter, synthetischer
Zeolith wird erhalten, wenn die Zusammensetzung der Reaktionsmischung, ausgedrückt
im Molverhältnfs der Oxyde, - in folgenden Bereichen liegt:
Die Verweilzeit der Lösungen scheint nicht kritisch zu sein, wenn nur die Kristallisation vollständig ist. In einer Anzahl von Versuchen wird Zeolith X, der frei von anderen kristallinen Materialien ist, dadurch erhalten, daß die Reaktionsteilnehmer jeweils 5, 6, 7, 8, 11, 20, 24 und 32 Stunden bei einer Temperatur von 100° C gehalten werden.The solution residence time does not seem to be critical, though only the crystallization is complete. In a number of attempts, zeolite X, which is free from other crystalline materials, obtained by the Reactants each 5, 6, 7, 8, 11, 20, 24 and 32 hours at one temperature kept at 100 ° C.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1038015XA | 1955-06-20 | 1955-06-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1038015B true DE1038015B (en) | 1958-09-04 |
Family
ID=22297093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEU3960A Pending DE1038015B (en) | 1955-06-20 | 1956-06-16 | Process for the production of synthetic zeolitic molecular sieves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1038015B (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1204642B (en) * | 1963-10-31 | 1965-11-11 | Darex G M B H | Process for preparing molecular sieves containing diadochic ions |
US3306922A (en) * | 1961-03-22 | 1967-02-28 | Union Carbide Corp | Molecular sieve adsorbents |
DE2127754A1 (en) * | 1970-06-15 | 1971-12-30 | Alusuisse | Process for the production of 4 AE molecular sieves |
DE2412837A1 (en) * | 1973-04-13 | 1974-10-31 | Henkel & Cie Gmbh | PROCESS FOR WASHING AND CLEANING THE SURFACES OF SOLID MATERIALS, IN PARTICULAR TEXTILES, AND MEANS FOR CARRYING OUT THE PROCESS |
EP0013417A1 (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-23 | Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien | Process for producing finely devided crystalline water insoluble sodium aluminium silicates |
EP0017013A1 (en) * | 1979-03-15 | 1980-10-15 | Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien | Process for producing amorphous sodium-aluminium silicates |
DE2917313A1 (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-06 | Kali Chemie Ag | Amorphous alumino-silicate beads prodn. by sol-gel process - by dropping thin stream of freshly mixed aluminate and silicate soln. into forming oil |
DK151231B (en) * | 1973-04-13 | 1987-11-16 | Henkel Kgaa | PROCEDURE FOR CLEANING, INCLUDING WASHING, PRE-WASHING AND PLEASING WASHING, WASTE MATERIALS, ISAARY TEXTILES, AS WELL AS EXERCISE OF THE PROCEDURE AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING THE AGENT |
US5421860A (en) * | 1992-05-22 | 1995-06-06 | Engelhard Process Chemicals Gmbh | Sorption of organic compounds from fluids |
US5484454A (en) * | 1993-10-14 | 1996-01-16 | Engelhard Process Chemicals Gmbh | Adsorbents composed of inorganic oxides modified with organic dyes |
US7827996B2 (en) | 2003-12-22 | 2010-11-09 | Philip Morris Usa Inc. | Amphiphile-modified sorbents in smoking articles and filters |
US8381738B2 (en) | 2003-12-22 | 2013-02-26 | Philip Morris Usa Inc. | Composite materials and their use in smoking articles |
-
1956
- 1956-06-16 DE DEU3960A patent/DE1038015B/en active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3306922A (en) * | 1961-03-22 | 1967-02-28 | Union Carbide Corp | Molecular sieve adsorbents |
DE1204642B (en) * | 1963-10-31 | 1965-11-11 | Darex G M B H | Process for preparing molecular sieves containing diadochic ions |
DE2127754A1 (en) * | 1970-06-15 | 1971-12-30 | Alusuisse | Process for the production of 4 AE molecular sieves |
DK151231B (en) * | 1973-04-13 | 1987-11-16 | Henkel Kgaa | PROCEDURE FOR CLEANING, INCLUDING WASHING, PRE-WASHING AND PLEASING WASHING, WASTE MATERIALS, ISAARY TEXTILES, AS WELL AS EXERCISE OF THE PROCEDURE AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING THE AGENT |
DE2412837A1 (en) * | 1973-04-13 | 1974-10-31 | Henkel & Cie Gmbh | PROCESS FOR WASHING AND CLEANING THE SURFACES OF SOLID MATERIALS, IN PARTICULAR TEXTILES, AND MEANS FOR CARRYING OUT THE PROCESS |
DE2412837C3 (en) * | 1973-04-13 | 1989-10-12 | Henkel & Cie Gmbh | Means for washing or bleaching textiles using crystalline water-insoluble silicates, their preparation and their use |
EP0013417A1 (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-23 | Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien | Process for producing finely devided crystalline water insoluble sodium aluminium silicates |
EP0017013A1 (en) * | 1979-03-15 | 1980-10-15 | Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien | Process for producing amorphous sodium-aluminium silicates |
DE2917313A1 (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-06 | Kali Chemie Ag | Amorphous alumino-silicate beads prodn. by sol-gel process - by dropping thin stream of freshly mixed aluminate and silicate soln. into forming oil |
US5421860A (en) * | 1992-05-22 | 1995-06-06 | Engelhard Process Chemicals Gmbh | Sorption of organic compounds from fluids |
US5484454A (en) * | 1993-10-14 | 1996-01-16 | Engelhard Process Chemicals Gmbh | Adsorbents composed of inorganic oxides modified with organic dyes |
US5766312A (en) * | 1993-10-14 | 1998-06-16 | Engelhard Process Chemicals Gmbh | Adsorbents composed of inorganic oxides modified with organic dyes |
US7827996B2 (en) | 2003-12-22 | 2010-11-09 | Philip Morris Usa Inc. | Amphiphile-modified sorbents in smoking articles and filters |
US8381738B2 (en) | 2003-12-22 | 2013-02-26 | Philip Morris Usa Inc. | Composite materials and their use in smoking articles |
US8746254B2 (en) | 2003-12-22 | 2014-06-10 | Philip Morris Usa Inc. | Composite materials and their use in smoking articles |
US9232821B2 (en) | 2003-12-22 | 2016-01-12 | Philip Morris Usa Inc. | Amphiphile-modified sorbents in smoking articles and filters |
US10188142B2 (en) | 2003-12-22 | 2019-01-29 | Philip Morris Usa Inc. | Amphiphile-modified sorbents in smoking articles and filters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2531670A1 (en) | ZEOLITE AND METHOD OF MANUFACTURING IT | |
DE2140481B2 (en) | Process for the production of crystalline aluminosilicates with faujasite structure | |
DE1038017B (en) | Process for making crystalline zeolitic molecular sieves | |
DE1038015B (en) | Process for the production of synthetic zeolitic molecular sieves | |
DE1767235B2 (en) | Process for producing a zeolite | |
DE1174749B (en) | Process for the production of modified synthetic molecular sieves | |
EP0126204B1 (en) | Process for producing a seed mixture for synthesising faujasite | |
DE1038016B (en) | Process for making crystalline zeolitic molecular sieves | |
DE1667759A1 (en) | Crystalline, zeolitic molecular sieve | |
DE2751443C3 (en) | Crystalline silica | |
DE2437914A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING SYNTHETIC ZEOLITE WITH FAUJASITE STRUCTURE | |
US2958579A (en) | Process for manufacture of molecular sieve adsorbents | |
EP0034696A1 (en) | Process for producing crystalline powder of the zeolite A type | |
DE2062570A1 (en) | Process for the production of zeolites | |
DE1814488A1 (en) | Zeolites with faujasite structure for absorption - and catalysis | |
DE1099511B (en) | Process for making crystalline zeolitic molecular sieves | |
DE2143638A1 (en) | Process for the preparation of zeolites of the faujasite type with sodium and potassium cations and the zeolites obtained by this process | |
CH403731A (en) | Process for the preparation of a sodium zeolite | |
AT206873B (en) | Process for the adsorptive separation of small, polar molecules from gas mixtures | |
DE2353921C2 (en) | Crystalline berylloalumino-silicates and processes for their manufacture | |
AT217016B (en) | Process for the production of new synthetic, crystalline zeolites | |
DE1467036C3 (en) | Process for the preparation of synthetic crystalline zeolitic sodium aluminosilicates of type Y. | |
AT243761B (en) | Process for the production of a pure cryolite | |
DE2334920A1 (en) | Crystalline beryllium aluminium silicate S-type zeolites - made using sodium- aluminate and-beryllate plus silica sol | |
DE1903204A1 (en) | Process for the production of synthetic, crystalline zeolites, in particular of type A, X and mordenite |