Способ получения высококремнеземного цеолита

 

Изобретение относится к способу получения цеолитов, которые могут быть использованы в нефтепереработке и нефтехимии в качестве адсорбентов и компонентов катализаторов, и позволяет сократить продолжительность кристаллизации цеолитов. Цеолит готовят следующим образом. В емкости с мешалкой готовят расчетное количество водной суспензии порошкообразного силикагеля. В полученную суспензию вводят расчетное количество водного раствора алюмината натрия и гидроксида натрия и затем органический структурообразующий реагент. Полученную суспензию перемешивают при комнатной температуре в течение 1,5 ч и фильтруют или центрифугируют до остаточной влажности 45 - 75%. Концентрированный осадок переносят в автоклав- кристаллизатор из нержавеющей стали и кристаллизуют при 130 - 150°С. Продукт кристаллизации отмывают дистиллированной водой до pH ~ 9, сушат до 120°С и прокаливают при 550°С в течение 6 ч. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения цеолитов, применяемых в качестве адсорбентов и компонентов катализаторов в нефтехимии. Целью изобретения является сокращение продолжительности кристаллизации цеолитов. П р и м е р 1. В колбу с мешалкой наливают 200 мл дистиллированной воды, в которой суспендируют 100 г (на сухую массу) молотого силикагеля (содержание, мас. SiO₂ 99,1; Na₂O 0,3; Al₂O₃ 0,6). К по-лученной суспензии приливают при интенсивном перемешивании водный раствор алюмината натрия, гидроксида натрия и бромида тетрабутиламмония, содержащий, г: 4,5 Al₂O₃; 16,8 NaOH; 103 (C₄H₉)₄ NBr и 100 H₂O. Образовавшуюся суспензию (молярное отношение компонентов: SiO₂/Al₂O₃ 40; Na⁺/(C₄H₉)₄N⁺ 1,36; H₂O/(C₄H₉)₄N⁺ 50, H₂O/SiO₂ 10; OH^-/SiO₂ 0,26) перемешивают при комнатной температуре в течение 1,5 ч и фильтруют на воронке Бюхнера. Твердый осадок влажностью 63% переносят в автоклав из нержавеющей стали и подвергают кристаллизации при 130^оС в течение 48 ч. Продукт кристаллизации промывают дистиллированной водой до рН промывной воды 8,5-9,0, сушат при 120^оС в течение 6 ч и прокаливают при 550^оС в течение 6 ч. Получают 97 г цеолита, имеющего следующую формулу, моль: 0,87 Na₂O˙Al₂O₃˙ ˙53 SiO₂. Чистота фазового состава цеолита ≈ 95% П р и м е р 2. По примеру 1 приготовляют 4 образца цеолита. Отличием в приготовлении каждого из этих образцов и образца по примеру 1 является разная остаточная влажность шихты перед кристаллизацией (см. таблицу). П р и м е р 3. Цеолит готовят по примеру 1, но в качестве органического реагента используют 95 г гексаметилендиамина, что обеспечивает молярное отношение Na⁺/R⁺= 0,52 и H₂O/R⁺ 20, где R катион гексаметилендиамина. Получают ≈100 г цеоли-та, имеющего следующую формулу, моль: 0,9 Na₂O˙Al₂O₃ ˙48 SiO₂. Чистота фазового состава ≈ 90% П р и м е р 4. Цеолит готовят по примеру 1, но в качестве органического реагента используют 80 г моноэтаноламина, что обеспечивает молярное отношение Na⁺/R⁺0,32 и H₂O/R⁺ 12,5, где R⁺ катион моноэтаноламина. Получают ≈ 100 г цео- лита, имеющего следующую формулу, моль: 0,95 Na₂O˙Al₂O₃ ˙50 SiO₂. Чистота фазового состава ≈90% П р и м е р 5. Цеолит готовят по примеру 1, но алюмината натрия для приготовления исходной смеси берут вдвое меньше, что обеспечивает молярное отношение SiO₂/Al₂O₃ 80, и кристаллизацию ведут при 150^оС в течение 36 ч. Получают 105 г цеолита, имеющего формулу, моль: 0,62 Na₂O ˙Al₂O₃˙97 SiO₂. Чистота фазового состава 95% Время кристаллизации и характеристика полученных цеолитов приведены в таблице. Как видно из приведенных примеров, при получении цеолитов с предварительной фильтрацией реакционной смеси перед стадией кристаллизации до остаточной влажности смеси 45-75% продолжительность кристаллизации цеолитов составляет 48 ч при 130^оС и 36 ч при 150^оС, в то время как продолжительность кристаллизации по прототипу составляет 72-120 ч при 180^оС. При этом степень кристалличности цеолита составляет 90-95% и выход цеолита на 1 кг шихты 0,30-0,31 кг. При более глубоком концентрировании реакционной смеси до остаточной влажности 38% снижается степень кристалличности цеолита (см.пример 2, N 1 таблицы), что свидетельствует о чрезмерном удалении из системы гидроксида натрия и органического структурообразующего реагента и снижении скорости фазовых переходов. При фильтрации до более высокой остаточной влажности (80%) продолжительность кристаллизации и достигаемая степень кристалличности практически не изменяются, но при этом снижается выход цеолита на 1 кг шихты (до 0,21 кг), т.е. снижается производительность способа по цеолиту. Использование предложенного способа получения цеолита обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: снижение в 1,5-2,5 раза энергетических затрат на поддержание высокой температуры в реакционном аппарате при кристаллизации цеолита; увеличение в 1,5-2,0 раза съема готового цеолита с единицы объема реакционной аппаратуры за счет удаления части маточного раствора и увеличения благодаря этому загрузки в автоклав ингредиентов, образующих структуру цеолита.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКРЕМНЕЗЕМНОГО ЦЕОЛИТА, включающий приготовление суспензии порошкообразного цеолита в водном растворе алюмината натрия и гидроксида натрия, добавление органического азотсодержащего соединения, кристаллизацию смеси при повышенной температуре, фильтрацию, промывку, сушку и прокалку цеолита, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности кристаллизации, реакционную смесь перед стадией кристаллизации подвергают фильтрации или центрифугированию. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрацию или центрифугирование проводят до остаточной влажности 45 75%

РИСУНКИ

Рисунок 1