180815. lajstromszámú szabadalom • Eljárás zeolitok összetételénel és/vagy szerkezetének módosítására
/ MAÇYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI 180815 LEÍRÁS '.A SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Nemzetközi osztályozás: |£p Bejelentés napja: 1979. XII 17. (JO—276) NSZOj C 01 B 33/28 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI Közzététel napja: 1982. IX. 28. ✓£á^sTa!ál.T 4 , Szabadalmi Tár X* ^ * J J D O HIVATAL Megjelent: 1985. IV. 30. •feltalálók: D r. Fejes Pál vegyész, Szeged (50%), dr. Kiricsi Imre vegyész, Szeged (20%), dr. Kiss Ákos vegyész, Kistelek (12,5%), dr. Hannus István vegyész, Szeged (12,5%), dr. Schőbel György vegyész, Szeged (5%). Szabadalmas: József Attila Tudományegyetem, Szeged Eljárás zeolitok összetételének és/vagy szerkezetének módosítására 1 A találmány tárgya javított eljárás tetszőleges eredetű zeolitok összetételének és/vagy szerkezetének módosítására. A „zeolit” gyűjtőnév olyan hidrátvizet tartalmazó természetes vagy mesterségesen előállított alumíniumszilikátok megjelölésére szolgál, amelyekben a (M2t , 2M')0/Al2O3 arány egységnyi. A zeolitok íoncserére képes anyagok, részben vagy teljesen el tudják veszíteni víztartalmukat, és helyette más anyagokat vehetnek fel rácsukba anélkül, hogy kristályszerkezetük megváltoznék. Ez utóbbi tulajdonságaik alapján a zeolitok élénk tudományos érdeklődést keltettek, és különösen a petrolkémiai és szerveskémiai iparban széles körű gyakorlati alkalmazást nyertek. Ezek közül az elválasztási és tisztítási eljárásokat (szénhidrogének és származékaik, hidrogén izotópok és hasonlók szelektív adszorpciója, ioncsere [radioaktív hulladékok elkülönítése, szennyvíztisztítás stb.]), a heterogén katalízist (petrolkémiai [katalitikus krakkolás, izomerizálás, alkilezés, dezalkilezés, transzalkilezés stb.] és szerveskémiai eljárások), valamint néhány speciális felhasználási területet (pl. enzimek stabilizálása, katalizátorok, illetve stabilizátorok készítése a műanyag- és gumiiparban, műtrágyák stb.) érdemes kiemelni. A petrolkémiai és szerveskémiai alkalmazások többségénél, különösen a körülbelül 500 K”-ot meghaladó hőmérsékleten végrehajtott eljárásoknál (krakkolás, izomerizálás stb.) a zeolit típusú katalizátorok élettartama véges (többnyire néhány perc, kivételes esetekben esetleg több hónap); az aktív centrumokat, a molekuláris méretű pórusszerkezetet 1 körüli, illetve azt meghaladó C/H összetételarányú bomlástermékek (ún. szénlerakódások) mérgezik meg, illetve teszik át nem járhatóvá. Ezt a nehézséget többnyire leégetéses re 2 generálással hárítják el (a leégetést szabályozott oxigéntartalmú nitrogénárammal, levegővel vagy hasonlókkal végzik), vagy a kimerült katalizátort újjal cserélik fel. Minthogy valamennyi ipari eljárásban jelentős költségtényező a fel- 5 használt katalizátor ára, lényeges szempont a többszöri felhasználhatóság biztosítása, amit többnyire csak leégetéssel lehet elérni. Bár a leégetés kb. 700 K° alsó és a zeolif stabilitásától függően kb. 900—1100 K° felső hőmérséklethatárok között kíméletesen történik, a magas hőmérséklet és az égés- 10 termékként jelenlévő vízgőz a regenerálásra kerülő zeolittól igen jelentős termikus és hidrotermális stabilitást követel meg. Az összetételüket tekintve 1 -gyei egyenlő vagy azt alig meghaladó Si/Al aránnyal (ún. modulussal, jelölése: „m”) jellemzett zeolitok rácsa nem tud ellenállni a termikus és 15 hidrotermális hatásoknak: a kristályszerkezet összeomlik, vagy stabilisabb és többnyire katalitikusán inaktív szerkezetté alakul át. Az igénybevételt csak nagyobb modulusú zeolitféleségek (a feltételeknek megfelelő minimális Si/Al arány zeolitonként változik: az Y típusnál pl. m>2,38, az L típus- 20 nál m>3,0 stb.) képesek ismételten elviselni anélkül, hogy rácsszerkezetük károsodna. A modulus növelése egy, zeolitféleségenként optimális határig nemcsak a termikus és hidrotermális stabilitás növelése szempontjából jelent előnyt, hanem kedvezően befolyá- 25 solja a katalitikus tulajdonságokat is (pl. a H formájú zeolitokban csökken ugyan a savcentrumok abszolút száma, a savi erősség azonban egy bizonyos határig a modulussal együtt nő). Az említett alkalmazások szempontjából leginkább érdek- 30 lődésre számot tartó (főleg, de nem kizárólag, A, N A, Y, 180815
