Способ получения цеолита

Способ получения цеолита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

опислние

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со»оз Советских

Социалистических

Республик

<>827382 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.03.79 (21) 2742077/23-26 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень Хе 17 (45) Дата опубликования описания 22.05.81 (51)М.Кл. С 01 В 33/28

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.183.6 (088.8) (72) Автор изобретеыия

А. К. Наджарян

Институт общей и неорганической химии

АН Армянской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТА F

Изобретение отиосится к технике получения цеолитов, в частности калиевого цеол ита F, широко применяемого .в нефтехимической и химерической промышленностях как молекулярное сито для тонкого 1разделепия сложных газовых и жидких смесей, очистки воздуха, п ромышленных и,сточных вод:и, особенно, для выделения из них аммиака, а также в каталитичесыих процессах, в сельском хозяйстве и для других целей.

Известны способы получения цеолита F, .в основу которых положен процесс приготовления гелей из соединений составляющих компонентов, например, из гидроокиси калия, силиката калия и пидроокиси алюминия с последующей многочасовой (около 41 ч) гидротер мальной кристаллизацией геля в водном |растворе гидроокиси калия при 100 — 125 С (1, 2).

Недостатками известных способов являются сложенность и невозможность получения,кристаллов цеолита размером более

1 л»кл».

Известен также способ получения цеолита F из алюмосилавкатного сырья-,каолинита, согласно которому последний измельчают и прокаливанием прои 600 С в течение 12 ч превращают в метакаолинит. Затем метакаолинит обрабатывают водным раствором гпдроокиси калия концентрации

224 — 672 г/л КОН при 80 — 160 С до получения цеолита F состава КзО.А1зОз. 2— — 3,4 SiOg 3 Н20, который фильтрацией отделяют от,раствора, промывают и сушат.

Цеолит F образуется в виде призматических кристаллов размером до 4 — 8 л»кл».

Недостатками данного способа являются его сложность и,невозможность получения кристаллов цеолита размером более

4 — 8 л»кл».

Целью изобретения является увеличение размеров кристаллов цеолита F è упрощение процесса его получения.

15 Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе в качестве исходного материала, используют перлит и гидротермальную обработку его ведут раство|ром гидроокиси калия, содержащим гидро20 окись натрия и двуокись кремния, причем содержание указанных соединений в растворе составляет 275 — 455, 5 — 50 и 1 — 10 г/л соответственно, а обработку ведут при

Т: Ж=1: (2,35 — 19,0) в течение 1 — 30 ч.

Отклонение от указанных зн ачений концентрации приводит к образованию наряду с цеолитом г цеолиив других типов.

Исходное отношение Т: Ж=1: (2,35— — 19,0) является оптимальным, поскольку при больших относительных содержаниях

827387

Таблица

d, Л

d, Л

5

5

4 !

4

3

9 !!

22 !

6!

5

1 7

1 !!,8480 !,7903

l,7365 !,6840 !,6635 !,6385

1,59!7 !,55!2 !,6160

6,962

6,595

4,796

4,!70

3,48

3,262

2,7!80

2,6775

2,4720

2,3! !8

2,2502

2, !472

2,0873

2,0! !5 !,9745!

00, 3,0755

8! I 2,9565

73 / 2,8095 !

1 твеудой фазы в исходной смеси образуется очень мелкод исперсный! цеолит F, .и кроме того, в значительной степени затрудняется перемешиванпе смеси ia !реакторе, а при меньших содержаниях твердой фазы в исходной смеси сильно уменьшается производительность реактора по выходу целевого продукта и наряду с цеолитом F образуется другая фаза.

IIplH замещении в,исходном растворе части гидроокнсп калия эквимолярным количеством г!идрооииси натрия, в указанных выше пределах, происходит увеличение скорости преобразования перлита в цеолит F.

Пример 1. Перлит, измельченный до размеров частиц 0,15 мм и менее, в:количест вс 39 г обрабатывают водным калийнаПри увеличениями размера частиц исходного перлита до 0,2 мм,и обработке его в течение 20 ч,в указа нных выше условиях образуется цеолит F с размерами призматических кристаллов до 5Х20 лскм, .состав которого аналогичен пр иведенным данным химического анализа.

Пример 2. Першит, измельченный до размеров частиц 0,15 мм и менее, в количестве 338 г обрабатывают водным калийнатриевым щелочным раствором состава

455 г/л КОН, 50 г/л NaOH и 10 г/л $102 объемом О,б л (Т:,ЯК=1: 2,36) при 100 С в течение 13,5 ч. Полученный осадок цеолита фильтрацией, отделяют от:раствора, промывают горячей дистиллированной водой и сушат .при 40 — 50 С. Получают цеолит F следующего х ииического состава, %:

SiO2 — 34.51; A1203 — 25,15; Fe 0> — 0,34;

СаΠ— 1,58; МдΠ— 0,10; Na20 — 2,10; К О— — 21,52; Н20 — 14,20, которому соответствует окисная формула 0,13 NaqO О 93

К20 А120а - 2,33 SiO 3,2 Н О. Цеолит F представлен:призматическими крастиллаии ,размером 2Х5 мкм и их агрегатами .размером до 8 — 10 лкл!. Рентгенографическая и оптическая характеристики полученного цеолита F а налогичным данным, приведенным в примере 1.

Пр и повышении температуры гидротермальной щелочной обработки перлита до триевым щелочным, раствором состава

295 г/л КОН, 20 г/л NaOH .и 3 г/л SION объемом 0,6 л (Т: Ж= l: 19) при 100 С в течение 18 ч. Полученный осадок цеолита

5 фильтрацией отделяют от раствора, промывают горячей дистиллированной водой и сушат при 40 — 50 С. В результате получают цеолит F следующего химического состава, %: SION — 34,22; А1 0а — 25,60; !

О Fe O-.— 0,37; СаΠ— 1,40; MgO — 0,10; Ха О—

0,85; К О вЂ” 22,60; Н О вЂ” 14,60, которому соответствует окисная формула 0,97 К ОХ

Х Alg03 2,27 SION 3,2 Н О. Цеолит F представлен призматическим и кр|исталлами !

5,размером до ЗХ15 л!км,и их агрегатами с показателем светоп реломления п = 1,501.

Рентгеногр афическая характеристика полученного цеол ита F приводится в таблице.

160 в 165 С происходит значительное увеличение скорости процесса и практически для полного превращения перлита в цеолит F необходимое время сокращается до l ч.

П!р и м е,р 3. Перлит, измельченный до размеров частиц 0,15 лш,и менее, в:количестве 77 г обрабатывают водным калийнатриевым щелочным раствором состава

370 г/л КОН, 25 г/л Na20 и 7 г/л SION объемом О,б л (Т: 5K= I: 10,1) при 100 С в течение 15 ч. Полученный осадок цеол ита фнльт!ран ней отделяют от раствора, промыва!от горячей дистиллированной водой m сушат при 40 — 50 С. Получают цеолит F следующего химического состава, 35 SION — 34,35; А1рОа — 25,38; FeqOq — 0,38;

СаΠ— 1,60; MgO — 0,15; Ха Π— 1,31; К20—

22,56; Н:Π— 14,00, которому соответствует окисная формула О 96 К О А1 0а 2 29

SiO2 3,1 Н О. Цеолит F п редставлен приз40 матическими кр исталлами .размером до

ЗХ 10 л!км и их агрегатами, рентгенографические данные и показатель светопреломления !которого аналогичны приведенным в примере 1 данным.

45 Предлагаемый .способ достаточно экономичен, так;как дает возможность получить цеолит F из дешевого природного сырья, прост в исполнении .и менее длителен, а также позволяет получить более крупные

827387

Ф ар мул а,из о бр етения

Составитель Л. Андруцкаи

Текред И. Заболотнова

Редактор Н. Потапова корректор С. Файн

Заказ 572/511 11зд. ¹ 370 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» частицы продукта,по сравнению с известным.

1. Способ получения цеолита F путем гидротермальной обработки алюмооиликатного материала раствором гидроокиси zaлия с последующей промывкой и сушкой целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения размеров кристаллов цеолита, а также улрощения процесса, в качестве исходного материала используют перлит и гидротермальную обработку его ведут раствором гидроокиои калия, содержащим гидроокись натрия и двуОК1НСЬ ИРЕМНИЯ.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ,и и с я тем, что содержание гидроокиси калия, гидроокиси натрия и двуокиси кремния в растворе составляет 275 †4 г/л, 5 — 50 г/л

5 и 1 — 10 г/л соответственно.

3. Способ по пп. 1, 2, о гл и ч а ю щи йся тем, что обработку ведут при Т:5K,=1:

: (2,35 — 19,0) в течение 1 — 30 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. М., «Мир», 294, 1976.

2. Патент США ¹ 2996358, кл. 23-113, 15 1961.

3. «J. Chem. Soc. Dalton Trans.», 1972, 1254 (прототип) .