160650. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szintétikus, kristályos zeolitok előállítására
160650 A trietanolaminnal szintetizált molekulasziták jó minőségűek és igen tiszták. A találmány szerinti eljárás kiviteli módját közelebbről az alábbi példák szemléltetik. 1. példa: 5 10 Azt találtuk, hogy az X és Y típusú szintetikus kristályos zeolitok igen jó minőségben és igen rövid kristályosítási időkkel előállíthatók, ha a kiindulási anyaghoz 25—120 súly% (az alumíniumtartalmú szilikagél szilárdanyagtartalmára számítva) trietanolamint adunk. Az Na2X zeolitot emellett olyan nátriumszilikát- és nátriumaluminát-oldatból készített gélből szintetizáljuk, amelyben a Si02 : A1 2 0 3 mólarány kb. 1,7. Ez az 1,7 arány az Na2 X zeolit előállítására ismert gélek 2,5—5 Si02 : A12 0 3 mólaránya alatt van. Az X típusú zeolitoknál a kiindulási gélhez a trietanolamint előnyösen 80—120 súly% (az alumíniumszilikátgél szilárdanyagtartalmára 15 számítva) mennyiségben adjuk. Alapos átkeverés után a gélt kb. 80 °C-on 7—8 órán át kristályosítjuk. Ily módon igen jó minőségű Na2X zeolitot kapunk. Az azonos összetételű, de trietanolamint nem tartalmazó gél azonos re- 20 akciókörülmények között ezzel ellentétben Na2A zeolitot eredményez, amelynek kémiai összetétele 0,9±0,2 Na2 0-Al-Arl^S Si0 2 ). Az Y zeolitot nátriumszilikát és nátriumalu- 25 minátoldatot tartalmazó gélből adott esetben nátronlúg hozzáadásával állítjuk elő, amelyben a Si02 : A1 2 0 3 mólarány kb. 3 és amely 25—50 súly% trietanolamint tartalmaz (az alumíniumszilikátgél szilárdanyag tartalmára számítva). A gélt 10 órán át kb. 95 °C-on kristályosítjuk. Jó minőségű Na2 Y zeolitot kapunk, amit különben ismert módon 8—30 Si02 : AI2O3 mólarányú gélből szintetizálnak. Ha azonban a Si02 : A12 C>3 = kb. 3 mólarányú gélt trietanolamin hozzáadása nélkül kristályosítjuk, a fenti reakciókörülmények mellett Na2 X zeolitot kapunk. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy ha egy nátriumalumíniumszilikát-gélhez, amelyben 40 a Si02 : AI2O3 mólarány kisebb annál a mólaránynál ami az X és Y zeolitok kristályosításához általában szükséges, trietanolamint adunk. úgy a fenti típusú zeolitok rövidebb idő alatt kikristályosíthatók. Az ismert eljárások szerint 45 előállított Y zeolit kristályosítási ideje 40—80 óra, míg a trietanolamin jelenlétében szintetizált Y zeolit kristályosítási ideje csak kb. 10 óra. Az Na2 X típusú zeolit a találmány szerinti eljárással 7—8 óra alatt szintetizálható. Az ilyen típusú zeolitok ismert kristályosítási ideje kb. 10—20 óra. hígítunk. A nátriumszilikátoldatot és 94 g nátriumaluminátoldatot (18,9 súly% A12 0 3 , 17,8 súly% Na2 0, a többi H 2 0) 35 °C-on 48 ml vízzel hígítunk és erélyes keveréssel gyorsan elegyítjük. Közvetlenül a gélképződés után további keverés mellett 60 g, trietanolamint adunk a keverékhez és kb. 5 percig még keverjük. Ezt követően a reakciókeveréket 80 °C-on 7V2 órán át nyugalomban kristályosodni hagyjuk, majd a kristálykását leszívatjuk, pH = 10 érték eléréséig vízzel mossuk, 120 °C-on szárítjuk és 500 °C-on 4 órán át dehidratáljuk. Az ily módon szintetizált Na2 X zeolit kémiai összetétele (dehidratált állapotban) a következő: 1,1 Na2 0—A1 2 0 3 —2,75 Si0 2 A vízgőzadszorpciókapacitás 20 °C-on és a vízgőz 0,6 torr parciális nyomásánál 26,5 súly%. A szintetikus molekulasziták megkülönböztetésére és azonosítására alkalmas módszer röntgensugár-diagramjuk kiértékelése és Si02 : A1 2 0 3 mólarányuk összehasonlítása. A röntgendiagramokat az 1. és 2. táblázat szemlélteti. Az 1. táblázat a trietanolaminnal szintetizált X zeolit és összehasonlításképpen az azonos gélből trietanolamin hozzáadása nélkül szintetizált A zeolit diagramját mutatja be, ahol d = a közbülső síkok egymástól való távolsága. 30 35 30 55 60 1. táblázat Nátriumzeolit X Nátriumzeolit A d Intenzitás d Intenzitás (A-ben) (becsült) (A-ben) (becsült) 14,40 igen erős 12,28 erős 8,85 közepes 8,72 közepes 7,51 közepes 7,09 közepes 5,73 erős 5,51 gyenge 4,81 gyenge 4,35 gyenge 4,42 közepes 4,10 közepes 4,23 igen gyenge 3,71 erős 3,96 gyenge 3,41 közepes 3,81 erős 3,29 erős 3,62 igen gyenge 2,99 erős 3,51 igen gyenge 2,89 gyenge 3,33 erős 2,75 közepes 3,26 igen gyenge 2,69 igen gyenge 3,05 gyenge 2,62 erős 2,95 közepes 2,51 igen gyenge 2,88 erős 2,46 igen gyenge 2,79 közepes 2,74 igen gyenge 2,66 közepes 2,62 gyenge 2,55 igen gyenge 2.41 gyenge Kristályosítóedényként szolgáló, keverővel és 2. példa: visszafolyatóhűtővel felszerelt üveglombikban 71 g nátriumszilikátoldatot (26,0 súly% Si02 , 40,6 g nátriumszilikátoldatot (26,0 súly% Si0 2 , 8,1 súly% Na2 0, a többi H 2 0) 92 ml vízzel 65 8,1 súly% Na 2 0, a többi víz) 75 ml vízzel hi,2
