Способ получения цеолита типа омега

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК д) С 01 В 33/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВГ ЬСТВУ МУ СВй 21) 363156323-2622) 05.08.8346) 23,11.84, Бюл.4 В. Цицишвилии органическойли нии1178186,36, кл. 423 - 328,уф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) М. К. Чарквиани и (71) Институт физическо химии им. П. Г. Меликиш (53) 661.183.6 (088.8)(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТА ТИПА ОМЕГА, включающий гидротермальную кристаллизацию алюмосиликатного материала в водном растворе гидроокиси натрия, промывку и сушку, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, в качестве алюмосиликатного материала используют осадок после выщелачивания клиноптилолитового туфа концентрированной соляной кислотой при 40 - 80 С в течение 0,5 - 1,5 ч, а гидроокись натрия и воду берут в количестве 40 - 48% и 170 - 500% соответственно от массы безводного осадка.Изобретение относится к технологии неорганических материалов, преимущественнок получению микропористых кристаллических алюмосиликатов, в частности цеолитатипа омега, и может быть использовано впроизводстве катализаторов и сорбентов5для химической и нефтехимической промышленности.Известен способ получения цеолита типаомега путем взаимодействия чистых химических реагентов, образующих гидрогель кремнезема, глинозема и гидроокисей четвертичного алкиламмониевого основания и натрия, кристаллизации указанной смеси ггидротермальных условиях, отделения полученного осадка от маточного раствора, про 15мывки и сушки 11.Известен также способ получения цеолита типа омега путем гидротермальной кристаллизации геля, содержащего смесь коллоидальной двуокиси кремния, гидроокисейалюминия, натрия и тетраметиламмония с 20последующей промывкой и сушкой целевогопродукта 12.Недостатками указанных способов получения цеолита типа омега являются дороговизна и сложность за счет использования25гидроокиси тетраметиламмония,Целью изобретения является упрощениеи удешевление сг 1 Особа.Поставленная. цель достигается тем, чтосогласно способу получения цеолита типаомега, включающему гидротермальную кристаллизацию алюмосиликатного материала вводном растворе гидроокиси натрия, промывку и сушку, в качестве алюмосиликатногоматериала используют осадок после выщелачивания клиноптилолитового туфа концентрированной соляной кислотой при З 540 - 80 С в течение 0,5 в 1,5 ч, а гидроокисьнатрия и воду берут в количестве 40 - 48/ои 170 в 50/о соответственно от массы безводного осадка.Выщелачивание ведет в пересчете на1 моль окиси алюминия к уменьшению относительного содержания окислов щелочныхметаллов, магния и железа и возрастаниюсодержаний окислов кальция, кремния и воды в выщелоченном клиноптилолитовом туфЕ, о чем свидетельствуют данные его химического,анализа после промывки в 30 кратном количестве (по массе) воды и сушкидо воздушно-сухого состояния (табл. 1).В табл. 1 показан химический состав использованного клиноптилолитового туфадо и после выщелачивания в Збо/о-ной соляной кислоте при 55 С в течение 45 мин.После промывки выщелоченного клиноптилолитового туфа в дистиллированной воде он вводится во влажном или высушенном состоянии (конечный результат от этогоне зависит) в кристаллизационную смесь,содержащую гидроокись натрия в количестве 40 - 48/о в пересчете на массу безводного выщелоченного туфа, При большем содержании едкого натра в результате последующей гидротермальной кристаллизации получается цеолит типа филлипсита, при меньшем же содержании его фазового превращения не происходит и конечный продукт в этом случае представляет собой клиноптилолит, Общее количество воды в кристаллиаационной смеси должно находиться в пределах 170 - 500/, от массы безводного выщелоченного туфа. Выход за эти граничные значения в сторону превышения ведет к появлению заметного количества неидентифицированных примесных фаз, а в сторону уменьшения - к кристаллизации цеолита типа филлипсита.Указанные условия выщелачивания туфа позволяют получить определенный состав осадка, необходимый для обеспечения состава реакционной смеси в области кристаллизации цеолита типа омега.Пример 1. К 20 г клиноптилолитового туфа месторождения Хекордзула (Грузинская ССР), измельченного до размеров частиц 10 мкм и менее и помещенного в фторопластовую колбу, добавляют 50 мл 36 О/О-ной соляной кислоты. Колбу переносят в термостатируемую водяную баню и выдерживают смесь при 55 С в течение 45 мин. Выщелоченный таким образом кпиноптилолитовый туф промывают в 500 мл дистиллированной воды, Затем осадок во влажном состоянии переносят в фторопластовую колбу с плотно завинчиваемой крышкой (контрольный опыт показал, что масса безводного выщелоченного клиноптилолитового туфа в таком осадке во влажном состоянии равна 15,0 г, а масса воды - 14,5 г). В эту же колбу вливают раствор 6,6 г гидроокиси нат рия в 30 мл дистиллированной воды. Полученная кристаллизационная смесь содержит 44/, гидроокиси натрия и 297/о воды относительно массы безводного выщелоченного клиноптилолитового туфа, Колбу плотно закрывают, перемешивают ее содержимое на электрической качалке в течение 15 мин, вставляют в воздушный термостат и выдерживают в нем при 100 С в течение 72 ч. Затем извлекают колбу из термостата, фильтрацией отделяют полученный осадок, промывают его в 500 мл дистиллированной воды при 80 С и сушат при 100 С в течение 3 ч. В порошковой рентгенограмме полученного продукта все линии средней и высокой интенсивности совпадают с таковыми для цеолита типа омега. В табл. 2 показана порошковая рентгенограмма полученного цеолита типа омега (приведены линии с относительной интенсивностью, превышающей 20 ед.).Синтезированный цеолит представляет собой порошок с диаметром частиц 10 мкм и менее и имеет следующий химический состав, выраженный в соотношении молей окисных компонентов: 070 Ыа,О 008 К,О1130,21 СаО, 0,07 МрО 0,02 ГеО, 1,00 А 1,0 7,45 %0, 6,10 Н О.Из данных химического анализа видно, что полученный продукт является преимущественно натрий-кальциевой формой цеолита типа омега и содержит в небольших количествах также калий, магний и железо. Мольное отношение окислов равно 7,45, что типично для цеолита типа омега. Сорбционная емкость синтезированного продукта по парам воды при давлении 22,6 гПа и 20 С составляет 20,5/с от массы цеолита, дегидратированного в вакууме при 350 С в течение 6 ч. Кристаллическая решетка полученного цеолита типа омега по данным дифференциального термического анализа не разрушается при прокаливании его на воздухе вплоть до 700 С. Пример 2. К 20 г клиноптилолитового туфа Хекордзула, измельченного до размеров частиц 100 мкм и менее, добавляют 45 мл 34 ц/с-ной соляной кислоты. Смесь выдерживают при 40 С в течение 1,5 ч, После этого выщелоченный клиноптилолитовый туф промывают в 600 мл дистиллированной воды. Затем осадок сушат при 100 С в течение 8 ч (контрольный опыт показал, что масса безводного выШелоченного туфа в таком высушенном осадке равна 15,2 г, а масса воды после установления адсорбционного равновесия с воздушной влагой равна 2,3 г) . В колбу вливают раствор 6,1 г гидроокиси натрия в 23,5 мл дистиллированной воды. Полученная кристаллизационная смесь содержит 40/ гидроокиси натрия и 170/ воды в пересчете на массу безводного вышелоченного туфа. Смесь перемешивают в течение 20 мин, колбу герметически закрывают пробкой, вставляют в воздушный Термостат и выдерживают при 95 С в продолжении 80 ч. Затем полученный осадок промывают в 600 мл дистиллированной воды при 80 С и сушат при 120 С в течение 3 ч. Полученный продукт представляет собой порошок с диа 25190. метром частиц 00 мкм и менее. Г 1 орошковая рентгенограмма, химический состав, сорбционная емкость по парам воды и термостойкость его таковы же, как и у образца, полученного в примере 1 и подтверждают принадлежность синтезированного продукта к цеолиту типа омега.Пример 3. 20 г клиноптилолитового туфаХекордзула измельчают до размеров частиц 5 мкм и менее, выдерживают в фторопласто 1 о вой колбе на водяной бане с 40 мл 32/о-нойсоляной кислоты при 80 С в течение 0,5 ч.Затем туф промывают в 500 мл дистиллированной воды. Осадок во влажном состоянии переносят в фторопластовую колбу (контрольный опыт показал, что масса безводного выщелоченного клиноптилолитового туфа в этом осадке равна 14,5 г, а масса воды - 14,4 г). В колбу вливают раствор 7,0 г гидроокиси натрия в 58 мл дистиллированной воды. Составленная кристаллизационная смесь содержит 48/ гидроокиси натрия и 500/ воды относительно массы безводного выщелоченного клиноптилолитового туфа. Смесь перемешивают на мешалке в течение 10 мин, плотно закрывают колбу пробкой, помещают в воздушный термостат и выдерживают в нем при 92 С в течение 83 ч. Полученный осадок промывают в 500 мл дистиллироваНной воды при 80 С и сушат в сушильном шкафу при 1 ОС в продолжейии 2,5 ч, Продукт состоит из частиц диаметром 5 мкм и менее.Рентгенографические, сорбционйые, термические характеристики и данные химического анализа его такие же, как и у продукта, полученного в примере 1, что подтверждает получение цеолита типа омега.Предлагаемый способ исключает применение дорогостоящих чистых химических реактивов, в частности гидроокиси тетраметиламмония, что удешевляет процесс; упрогцает способ за счет исключения стадии введения гидроокиси тетраметиламмония в кристаллизационную смесь.Редактор Н. ПуЗаказ 8417/15 енковаНИИПИ Госло делам035, Москва,ППП Пат Т а б л и ц а 1 Таблица Составитель Т. ЧилТехред И. ВересТираж 463дарственного комизобретений и оЖ - 35, Раушскант, г. Ужгород,Корректор МПодписноеитета СССРткрытийя наб д. 4/5ул. Проектная, 4