DE1567706A1 - Process for the preparation of crystalline aluminosilicates - Google Patents
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Description
Verfahren zur Herstellung von kristallinen Aluminosilicaten Process for the production of crystalline aluminosilicates
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren
zur Herstellung von kristallinen Aluminosilicaten, die
einen tiefen Alkalimetallgehalt aufweisen.The invention is directed to a method
for the production of crystalline aluminosilicates that have a low alkali metal content.
Es ist wünschenswert, in kristallinen Aluminosilicaten,
die als Katalysatoren verwendet werden sollen, durch Basenaustausch einen so geringen Natriumgehalt
wie möglich herbeizuführen; dies ist beispielsweise aus dem USA-Patent 3 140 24-9 bekannt. Es ist weiterhin bekannt,
beispielsweise aus dem USA-Patent vj 210 267j daß - wenn es
sich bei der infrage kommenden Katalyse um die Krackung
von Kohlenwasserstoffölen zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen tieferen Siedebereichs handelt - das eintretendeIt is desirable to have such a low sodium content in crystalline aluminosilicates to be used as catalysts by base exchange
bring about as possible; this is known, for example, from US Pat. No. 3,14024-9. It is also known, for example from the USA patent v j 210 267j, that - if the catalysis in question is the cracking of hydrocarbon oils for the production of hydrocarbons of lower boiling range - that which occurs
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Ion, durch das Natrium bei einem derartigen Basenaustausch ersetzt wird, vorteilhafterweise aus Seltenen-Erden besteht.Ion, by the sodium in such a base exchange is replaced, advantageously consists of rare earths.
Die Erfindung ist allgemein anwendbar auf solche Verfahren zur Herstellung von letztlich als Katalysatoren zu verwendenden kristallinen Aluminosilicaten, bei denen aus dem eingesetzten Aluminosilicat ursprünglich anwesende ein- oder zweiwertige Kationen beseitigt und dreiwertige Kationen in das Aluminosilicat eingeführt werden. Bei der Durchführung derartiger Arbeitsmethoden haben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Herstellung eines Endprodukts ergeben, das einen so geringen Gehalt an den ein- oder zweiwertigen Kationen hat, wie das aufgrund des Umfangs des Basenaustauschs, dem das Ausgangsmaterial zwecks Entfernung dieser Ionen unterworfen worden ist, zu erwarten gewesen wäre. Weiterhin wurde beobachtet, daß das Endprodukt in manchen Fällen einen geringeren Gehalt an den eingeführten dreiwertigen Kationen hat, als das aufgrund entsprechender Erwägungen zu erwarten war, und daß der Kristallinitätsgrad des Endprodukts in manchen Fällen stark verringert wird, insbesondere in solchen Fällen, wo eine Entspannungs- oderThe invention is generally applicable to such processes for the preparation of ultimately as catalysts Crystalline aluminosilicates to be used in which the aluminosilicate used is originally present mono- or divalent cations are eliminated and trivalent cations are introduced into the aluminosilicate. In the Implementation of such working methods have resulted in difficulties with regard to the manufacture of an end product, which has as low a content of monovalent or divalent cations as that due to the extent of the base exchange, to which the starting material has been subjected to remove these ions would have been expected. Farther it has been observed that the end product in some cases has a lower content of the introduced trivalent Cations than expected based on appropriate considerations and that the degree of crystallinity of the end product in some cases is greatly reduced, especially in those cases where a relaxation or
S' Schnelltrocknung (flash drying) als Stufe im Herstellunfegang zur Anwendung kommt.S 'Flash drying as a stage in the manufacturing process is used.
Es wurde gefunden, daß die erste dieser Schwierigkeiten offenbar auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß ein geringerer Anteil der ursprünglichen Kationen - gewöhnlichIt has been found that the first of these difficulties appears to be due to the fact that a lesser proportion of the original cations - usually
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Natrium - des kristallinen Aluminosilicate mit dem Silicium-Sauerstoff-Aluminium-G-rundgitter in einer etwas anderen Art verbunden ist, als der Hauptanteil dieser Kationen, wobei der Unterschied von solcher Natur ist, daß er den geringeren Mengenanteil beständig gegen eine Entfernung durch Basenaustauüch, im Verhältnis zu dem Hauptanteil, macht. Dieser geringere Anteil kann daher in dem Aluminosilicat verbleiben, und zwar nach einer Basenaustauschbehandlung solchen Ausmaßes, das zu der Erwartung berechtigt, daß die Gesamtmenge der Natriumkationen entfernt werden müßte, sofern die Gesamtmenge dieser Kationen in der gleichen Weise mit dem Gitter verbunden wäre.Sodium - of the crystalline aluminosilicate with the silicon-oxygen-aluminum-G-round lattice is bound in a somewhat different way than the majority of these cations, the difference being of such a nature that it is the smaller proportion of the amount resistant to removal through base exchange, in relation to the main proportion, power. This lower proportion can therefore be present in the aluminosilicate remain after a base exchange treatment to such an extent that one can expect that the total amount of sodium cations would have to be removed, provided that the total amount of these cations in would be connected to the grid in the same way.
Die zweite Schwierigkeit kann ebenfalls auf die Art der Vereinigung zwischen dem dreiwertigen Kation, häufig Seltene-Erdmetallkationen, und dem Gitter zurückgeführt v/erden. Es wurde gefunden, daß Seltene-Erdmetallionen, deren Anwesenheit in einem kristallinen Aluminosilicat dazu neigt, dem Aluminosilicat Beständigkeit gegen Bedingungen zu verleihen, die sonst einen Abbau des kristallinen Materials zu einem amorphen Zustand herbeiführen wurden, zu einer verhältnismäßig starken oder einer verhältnismäßig schwachen Vereinigung mit dem Gitter befähigt sind. Es kann daher angenommen werden, daß der verringerte Gehalt an Seltenen-Erdmetallkationen in dem Endprodukt auf eine Ausbildung nur der verhältnismäßig schwachen Vereinigung mitThe second difficulty can also relate to the nature of the union between the trivalent cation, often rare earth metal cations, and returned to the lattice v / earth. It has been found that rare earth metal ions, their presence in a crystalline aluminosilicate tends to impart resistance to the aluminosilicate to conditions which would otherwise cause degradation of the crystalline Material to an amorphous state, to a relatively strong or a relatively weak union with the grid. It can therefore be assumed that the decreased content of Rare earth metal cations in the final product on a training only with the comparatively weak association
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dem Gitter, wenn diese Eationen durch Basenaustausch eingeführt werden, zurückzuführen ist, mit dem Ergebnis, daß nachfolgende Arbeitsstufen der Gesamtherstellung eine Trennung dieser Bindung oder Vereinigung herbeiführen können, was einmal zu einer Verringerung des Gehalts an Seltenen-Erden selbst und weiterhin zu einer Verringerung der Widerstandsfähigkeit des Aluminosilicats gegen Verlust an Kristallinität führt.the lattice when these ions are introduced by base exchange, with the result that subsequent work stages of the overall production a separation this bond or union can bring about what once leads to a reduction in the content of rare earths itself and further to a reduction in the resistance of the aluminosilicate to loss of crystallinity leads.
Es wurde nun gefunden, daß mindestens ein Teil dieses Anteils an ein- oder zweiwertigen Kationen, der gegen eine Entfernung durch Basenaustausch widerstandsfähig ist, leicht durch Basenaustausch entfernbar gemacht werden kann,· wenn man das derartige Ionen enthaltende kristalline Aluminosilicat wärmebehandelt. Gemäß der Erfindung ist danach vorgesehen, daß das Aluminosilicat vor Durchführung eines Basenaustauschs zur Entfernung dieses Anteils auf eine Temperatur im Bereich von 65 - 927°G (15c - 170O0I?) erhitzt wird; die Zeitdauer, über die das Material bei der Erhitzungstemperatur gehalten werden muß, entspricht der Zeit, die bei dieser Temperatur erforderlich ist, um den Feuchtigkeitsgehalt des Aluminosilicats auf unter 90 c/° des Sättigungswertes zu senken. Weiterhin wurde gefunden, daß, sofern die Erhitzung oberhalb einer bestimmten Mindesttemperatur erfolgt, als weitere Wirkung eine Erhöhung der Bindungsfestigkeit von anwesenden dreiwertigen Kationen an das Gitter erreicht wird. Eine bevor-It has now been found that at least a portion of this proportion of mono- or divalent cations which is resistant to removal by base exchange can easily be made removable by base exchange when the crystalline aluminosilicate containing such ions is heat treated. According to the invention it is then provided that the aluminosilicate is heated to a temperature in the range of 65-927 ° G (15c - 170O 0 I?) Before carrying out a base exchange to remove this portion; the length of time over which the material must be kept at the heating temperature corresponds to the time required at that temperature to reduce the moisture content of the aluminosilicate to less than 90 c / ° of the saturation value. Furthermore, it has been found that if the heating takes place above a certain minimum temperature, the further effect achieved is an increase in the bond strength of the trivalent cations present to the lattice. A pre-
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BAD QRiGINAl-BATHROOM QRiGINAL-
I OD / / UDI OD / / UD
.zugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich demgemäß dadurch, daß die Erhitzung eines kristallinen Aluminosilicate, das vorausgehend einem Basenaustausch zur Einführung von dreiwertigen Kationen, insbesondere Seltenen-Erdmetallkationen, unterworfen worden ist, im Bereich von 121 - 927°C (25c - 17000F) durchgeführt wird. Das bei der bevorzugten Ausführungsform erhaltene Produkt weist erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Verlust an Kristallinität oder an Seltenen-Erdmetallkationen auf und hat noch den besonderen Vorteil, daß es nach der Entspannungs- oder Schnelltrocknungsmethode verarbeitet v/erden kann, ohne seine Kristallinität zu verlieren. .zugte embodiment of the invention is accordingly characterized in that the heating of a crystalline aluminosilicate, which has previously been subjected to a base exchange to introduce trivalent cations, in particular rare earth metal cations, in the range of 121-927 ° C (25c - 1700 0 F ) is carried out. The product obtained in the preferred embodiment has increased resistance to loss of crystallinity or of rare earth metal cations and also has the particular advantage that it can be processed by the flash or flash drying method without losing its crystallinity.
Drawertige Metallkationen, die erfindungsgemäß in dem Zeolith fixiert werden können, umfassen die Ionen von Seltenen-Erdmetallen, Yttrium, Scandium, Mangan, Eisen, Chrom, Ruthenium, Rhodium, Gold, Indium, Gallium.und Aluminium, wobei Seltene-Erden und Yttrium bevorzugt werden.Dra-valent metal cations which, according to the invention, are present in that can be fixed to the zeolite include the ions of rare earth metals, yttrium, scandium, manganese, iron, Chromium, ruthenium, rhodium, gold, indium, gallium, and aluminum, with rare earths and yttrium being preferred.
Geeignete Kationen, die in den Zeolith durch Ionenaustausch (nachdem der Zeolith einer thermischen Behandlung zur Herbeiführung einer Neuverteilung der darin anwesenden einwertigen und/oder zweiwertigen Kationen unterworfen worden ist) auf Kosten von einem oder mehreren der vorgenannten einwertigen und/oder zweiwertigen Kationen eingeführt werden können, umfassen Ammonium·^ Seltene-Erd-, Beryllium-, Calcium-, Magnesiumionen sowie andere Metall-Suitable cations that are present in the zeolite by ion exchange (after the zeolite has undergone a thermal treatment to bring about a redistribution of those present therein subjected to monovalent and / or divalent cations has been introduced) at the expense of one or more of the aforementioned monovalent and / or divalent cations include ammonium ^ rare earth, Beryllium, calcium, magnesium ions and other metal
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kationen aus den Gruppen IA, IB, HA, HB, IHA, HIB, IVB, VIB, VIIB und VIII des Periodensystems.cations from groups IA, IB, HA, HB, IHA, HIB, IVB, VIB, VIIB and VIII of the periodic table.
Weitere technische Vorteile und Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung gehen aus der nachstehenden Erläuterung in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung hervor.Other technical advantages and features of the process according to the invention go from the following explanation in connection with the attached drawing emerged.
Pig. 1 ist ein Diagramm, das relative Kristallinitäten von erfindungsgemäß wärmebehandelten Seltenen-Erden-Aluminosilicaten zeigt.Pig. 1 is a graph showing relative crystallinities of rare earth aluminosilicates heat-treated according to the invention shows.
Fig. 2 zeigt anhand eines Diagramms relative Mengen an restlichem Natrium, die in einem erfindungsgemäß wärmebehandelten und ionenausgetauschten Seltenen-Erden-Aluminosilicat anwesend sind.FIG. 2 uses a diagram to show relative amounts of residual sodium in a heat-treated according to the invention and ion-exchanged rare earth aluminosilicate are present.
Pig. 3 ist ein Diagramm, das die relative Rückhaltung an Seltenen-Erden nach Ionenaustausch für Seltene-Erden-Aluminosilicate zeigt, die erfindungsgemäß vor einem derartigen Ionenaustausch wärmebehandelt wurden.Pig. 3 is a graph showing relative retention on rare earths after ion exchange for rare earth aluminosilicates shows which, according to the present invention, have been heat-treated prior to such ion exchange.
Fig. 4· zeigt in einem Diagramm relative Kristallinitäten nach Behandlung mit verschiedenen sauren Lösungen für Seltene-Erden-Al !aminosilicate, die erfindungsgemäß vor einer derartigen sauren Behandlung wärmebehandelt wurden.4 shows relative crystallinities in a diagram after treatment with various acidic solutions for rare earth Al! aminosilicate that according to the invention have been heat-treated prior to such acid treatment.
Die dreiwertige Metallkationen enthaltenden Aluminosilicate, z.B. Seltene-Erden-Aluminosilicate, werden hergestellt durch Baüenaustausch eines Alkalialuminosilicats, das eine gleichmäßige Porenstruktur mit öffnungen hat, dieThe aluminosilicates containing trivalent metal cations, e.g., rare earth aluminosilicates, are produced by structural replacement of an alkali aluminosilicate, which has a uniform pore structure with openings that
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OBlGlNAL INSPECTEDOBlGlNAL INSPECTED
durch einen wirksamen Porendurchmesser von mehr als 3> vorzugsweise mehr als 5 und "besonders bevorzugt zwischen 6 und- 15 Angströmeinheiten gekennzeichnet sind. Bei dem Alkalialuminosilicat kann es sich um ein Material vom A-Typ, X-Typ, Ϊ-Typ, L-Typ, D-Typ, T-Typ, K-G-Typ, Mordenit-Typ oder um irgendeine andere bekannte Form eines Molekularsiebs handeln; das Material kann nach einer der allgemeinen Arbeitsmethoden hergestellt worden sein, wie sie in der USA-Patentschrift 2 882 243 (Α-Typ), der USA-Patentschrift 2 882 244 (X-Typ), der USA-Patentschrift 3 13O 00? (ϊ-Typ), der deutschen Patentschrift 1 100 009 (L-Typ), der deutschen Patentschrift 1 099 511 (D-Typ), der USA-Patentschrift 2 950 952 (T-Typ) oder der USA-Patentschrift 3 056 654 (K-G-Typ) beschrieben sind. Bei den Aluminosilicaten kann es sich auch um natürlich vorkommende Materialien handeln, z.B. Mordenit, Ghabasit, Gmelinit, Offretit (Erionit), Heulandit, Clinoptilolit und Stilbii.by an effective pore diameter of more than 3> preferably more than 5 and "particularly preferably between 6 and 15 angstrom units are marked. The alkali aluminosilicate can be a material of the A-type, X-type, Ϊ-type, L-type, D-type, T-type, K-G-type, mordenite-type or any other known form of molecular sieve; the material can be according to one of the general Working methods have been prepared as described in U.S. Patent 2,882,243 (Α-type), U.S. Patent 2,882,244 (X-Type), U.S. Patent 3,130,000? (ϊ-type), the German patent specification 1 100 009 (L-type), the German patent specification 1 099 511 (D-type), the USA patent specification 2 950 952 (T-type) or U.S. Patent 3,056,654 (K-G type) are described. In the case of the aluminosilicates it is also about naturally occurring materials, e.g. mordenite, ghabasite, gmelinite, offretite (erionite), Heulandite, Clinoptilolite and Stilbii.
Kristalline Zeolithe, in denen Silicium durch Gerraaniuu und/oder Aluminium durch Gallium ersetzt sind, können ebenfalls kristallisiert werden. Ein. Verfahren zur synthetischen Herstellung derartiger Zeolithe ist von Barrar und Mitarbeitern in J. Ohem. Society (London), Seite 195 (1959) beschrieben worden.Crystalline zeolites in which silicon has been replaced by gerraaniuu and / or aluminum has been replaced by gallium, can also be crystallized. A. Procedure for The synthetic preparation of such zeolites is described by Barrar and co-workers in J. Ohem. Society (London), Page 195 (1959).
Der Basenaustausch des Alkalialuminosilicate wird allgemein durch Behandlung mit einer Lösung herbeigeführt,The base exchange of the alkali aluminosilicate is generally brought about by treatment with a solution,
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die durch einen pH-Wert von über etwa 4,5, vorzugsweise durch einen pH-Wert im Bereich von 5-10» gekennzeichnet isij und die durch Austausch in das Aluminosilicat einzuführenden Kationen enthält«which are characterized by a pH value above about 4.5, preferably by a pH value in the range of 5-10 » isij and those to be introduced into the aluminosilicate by exchange Contains cations «
Das Ausmaß des Austausche, das herbeigeführt wird, unterscheidet sich bei den verschiedenen Zeolithen., So verläuft bei Zeolith X ein herkömmlicher Ionenaustausch verhältnismäßig rasch, bis etwa 0,1 Äquivalente an Alkalimetall Je Äquivalent Al in dem Gitter verblieben sind. Bei Zeolith Y mit einem molaren Siliciumdioxyd/Aluminiurnoxyd-Verhältnis von 6 verläuft der herkömmliche Austausch rasch, bis etwa 0,25 Äquivalente an Alkalimetall je Äquivalent Al vorliegen. Bei Alkalimetall-Kordenit schreitet der Austausch voran, bis etwa C,5 Äquivalente des Alkalimetalls Je Äquivalent Al verblieben sind.The extent of the exchange that is brought about differs with the various zeolites., For example, with zeolite X, a conventional ion exchange takes place relatively rapidly, until about 0.1 equivalents of alkali metal per equivalent of Al remain in the lattice. With zeolite Y with a silica / alumina molar ratio from 6, the conventional exchange proceeds rapidly until there is about 0.25 equivalents of alkali metal per equivalent of Al. In the case of alkali metal cordenite, the exchange proceeds until about C, 5 equivalents of the alkali metal per equivalent of Al have remained.
Der tiefste pH-Wert, der für die Basenaustauschlösung Anwendung finden kann, wird durch das Molverhältnis von oiliciumdioxyd zu Aluminiumoxyd in dem Kristallgitter des Aluminosilicate bestimmt. Pur Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd-Kolverhältnisse unterhalb etwa 4 ist der tiefste pH-Wert im allgemeinen auf etwa 4,5 begrenzt. Bei Siliciumdioxyd/ Aluminiumoxyd-Molverhältnissen von etwa 4-8 beträgt der tiefste pH-Wert etwa 2. Bei Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd--Molverhältnissen über S kann der pH-Wert 1 oder nocn weniger betragen.The lowest pH that the base exchange solution has Can be used by the molar ratio of oil to aluminum oxide in the crystal lattice of the aluminosilicate determined. Pure silica / alumina-col ratios below about 4 the lowest pH is generally limited to about 4.5. For silicon dioxide / Aluminum oxide molar ratios of about 4-8, the lowest pH value is about 2. In the case of silicon dioxide / aluminum oxide molar ratios Above S, the pH can be 1 or even less.
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
Der Alkalimetallgehalt des fertigen basenausgetauschten Äluminosilicatsiebs beträgt wünschenswerterweise weniger als etwa 0,3 Äquivalente je Äquivalent Al in dem Zeolithgitter, vorzugsweise weniger als 0,6 Äquivalente je Äquivalent Al in dem Gitter und besonders bevorzugt weniger als 0,3 Äquivalente je Äquivalent Al in dem Gitter. Der Basenaustausch wird allgemein über eine hinreichende Zeitspanne und unter geeigneten 2emperaturbedingungen durchgeführt, um mindestens etwa A-C >a der austauschbaren Eationen, z.B. Alkalimetalllrationen, die ursprünglich in dem Aluminosilicat enthalten sind, zu ersetzen.The alkali metal content of the finished base-exchanged The aluminosilicate screen is desirably less than about 0.3 equivalents per equivalent of Al in the zeolite lattice, preferably less than 0.6 equivalents per equivalent Al in the lattice and more preferably less than 0.3 equivalent per equivalent of Al in the lattice. The base exchange is generally carried out over a sufficient period of time and under suitable temperature conditions, by at least about A-C> a of the exchangeable ions, e.g. Alkali metal rations originally found in the aluminosilicate are included to replace.
S1Ur den 3asenaustausch kann irgendeine lösliche Verbindung eines dreiwertigen Metalls, ZoB. eines Seltenen-Erdmetalls, verwendet werden. Im allgemeinen wird eine wäßrige Lösung eines dreiwertigen Metallsalzes, insbesondere eines Seltenen-Erdcaetallsalzes oder eines Genischs von Seltenen-Erdmetallsalzen, benutzt. Das Seltene-Erdmetallsalz (oder das Salz eines anderen dreiwertigen Metalls) kann ein Chlorid, Sulfat, Kitrat, Formiat oder Acetat sein. Bei dem Metallkation kann es sich um Ger, Lanthan, Praseodym, lieodym, Samarium oder andere Seltene-Erden, sowie Scandium, Yttrium o.dgl. handeln. Es können auch Lösungen, die Geraische dieser Ionen und Gemische derselben mit anderen Ionen enthalten, z.B. Ammoniumionen, verwendet werden. Im letzteren Falle enthält das Aluminosilicat dann nicht nur dreiwertigeS 1 Any soluble compound of a trivalent metal, ZoB. a rare earth metal. In general, an aqueous solution of a trivalent metal salt, in particular a rare earth metal salt or a mixture of rare earth metal salts, is used. The rare earth metal salt (or the salt of another trivalent metal) can be a chloride, sulfate, kitrate, formate or acetate. The metal cation can be ger, lanthanum, praseodymium, lieodymium, samarium or other rare earths, as well as scandium, yttrium or the like. Act. It is also possible to use solutions which contain basic elements of these ions and mixtures of the same with other ions, for example ammonium ions. In the latter case, the aluminosilicate then contains not only trivalent
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iletällkationen, soiidom aucii Aniaoniuvakatioiiaa. 'Tonu sia iarartiges Aluminosilicat Liit ö.reiueriv'.^eu Mol .11, z.B. ein Seltenes-Erde.i-.lva'a'-Oi.ilicat, erhitzt wird, wird. Anuonial: freigemacht, so daß Wasserstoff zurückbleibt υ.-..". c>.: f.-Ich ci·- w'". ■;:... c Aluminosilicat sowohl Wasserstoffionen als o/uch re·:.-wertige Metallkationen enthält. Bei solchen Zeolithen, die hinreichend große Öffnungen haben, um große Ionen aufzunehmen, "..^/lu .on Alkyl ammo niumionen, ζ.B0 Methyl ammo niumionen, Dimethylammo niumionen, Trimethyiamnoniuiiionen, Tetramethylammoniumionen u.dgl., anstelle von Ammoniumkationen verwendet werden»iletal cations, soiidom aucii Aniaoniuvakatioiiaa. 'Tonu sia iar-like aluminosilicate Liit ö.reiueriv'. ^ Eu Mol .11, e.g. a rare earth.i-.lva'a'-olilicate, is heated. Anuonial: released so that hydrogen remains υ.- .. ". C> .: F.-I ci · - w '". ■ ;: ... c aluminosilicate contains both hydrogen ions and also re ·: .- valent metal cations. In such zeolites, which have sufficiently large openings to accommodate large ions, ".. ^ / lu .on alkyl ammonium ions, ζ.B 0 methyl ammo nium ions, Dimethylammonium ions, Trimethyiamnoniuiiionen, tetramethylammonium ions and the like. Used instead of ammonium cations will"
Erfindungsgemäß können derartige Aluminosilicate mit dreiwertigen Metallkationen und Wasserstoffionen, z.B. Seltene-Erden-Wasserstoff-Y-Aluminosilicate, verwendet werden und der Ausdruck "Aluminosilicat mit dreiwertigem Metall" oder "dreiwertiges Metall-Aluminosilicat" umschließt somit auch Aluminosilicate, die zusätzlich zu dreiwertigen Metallkationen andere Kationen, wie Wasserstoff, Ammonium usw., enthalten.According to the invention, such aluminosilicates with trivalent metal cations and hydrogen ions, e.g. Rare earth hydrogen Y-aluminosilicates are used and includes the term "trivalent metal aluminosilicate" or "trivalent metal aluminosilicate" thus also aluminosilicates, which in addition to trivalent metal cations, other cations, such as hydrogen, ammonium etc., included.
Wenngleich in den verwendeten Basenaustauschlosungen normalerweise Wasser das Lösungsmittel sein wird, können auch andere Lösungsmittel Anwendung finden, z.B. alkoholische Lösungen, usw.While water will normally be the solvent in the base exchange solutions used, so can other solvents are used, e.g. alcoholic solutions, etc.
Die Konzentration der in der Basenaustausch^ösung verwendeten Verbindung, deren Kation ausgetauscht werden soll, und die Menge der angewendeten Lösung können sich in Abhängigkeit von der Art der im einzelnen verwendeten Verbindung,The concentration of the in the base exchange solution The compound used, the cation of which is to be exchanged, and the amount of solution used can vary depending on the situation the type of connection used in detail,
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der Art des zur Behandlung kommenden Alkalimetall-Al uiainosilicats und den Bedingungen, unter denen die Behandlung durchgeführt wird, ändern» Die Gesamtmenge und -konzentration des austauschenden Kations ist jedoch gewöhnlich größer als theoretisch erforderlich, um den gesamten ITatriumgehalt des ursprünglichen Alkalialuminosilicats zu entfernen. Es wurde jedoch gefunden, daß ein herkömmlicher Ionenaustausch nicht die G-esamtmenge der Katriumkationen entfernt, selbst wenn ein zwei- oder dreifacher Überschuß des ersetzenden Kations angewendet wird. Im allgemeinen liegt die Konzentration der Verbindung, deren Kation die ursprünglich in dem Aluminosilicat anwesenden Kationen ersetzt, im Bereich von 0,1 Gew.-% bis zur Sättigung.the type of alkali metal aluainosilicate to be treated and the conditions under which the treatment is carried out, change »The total amount and concentration of the exchanging cation, however, is usually greater than is theoretically necessary in order to obtain the total I sodium content of the to remove original alkali aluminosilicate. However, it has been found that conventional ion exchange does not removes all of the sodium cations, even if a two or three-fold excess of the replacing cation is applied. In general, the concentration of the compound whose cation is originally in the aluminosilicate Replaced cations present, in the range from 0.1% by weight to saturation.
Die Temperatur, bei der der Basenaustausch bewirkt wird, kann in weiten Grenzen geändert werden, sie liegt im allgemeinen im Bereich von Saumtemperatur bis zu einer erhöhten Temperatur unterhalb jener Temperatur, bei der die Kristallinität des Aluminosilicats durch die Behandlungslösung zerstört wird. Vorzugsweise wird der Austausch bei Temperaturen zwischen etwa 10° und 371°C (50 - 7000F) durchgeführt. Das Volumen der Basenaustauschlösung wird im allgemeinen so gewählt, daß ein Überschuß zur Anwendung kommt; dieser Überschuß wird nach einer geeigneten Berührungsdauer entfernt. Die Berührungszeit zwischen der Basenaustauschlösung und dem kristallinen Aluminosilicat ist zweckmäßigThe temperature at which the base exchange is effected can be varied within wide limits; it is generally in the range from the edge temperature to an elevated temperature below that temperature at which the crystallinity of the aluminosilicate is destroyed by the treatment solution. Preferably, the exchange at temperatures between about 10 ° and 371 ° C (50 to 700 0 F) is performed. The volume of the base exchange solution is generally chosen so that an excess is used; this excess is removed after a suitable period of contact. The contact time between the base exchange solution and the crystalline aluminosilicate is appropriate
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
so, daß die ursprünglich in dem Aluminosilicat anwesenden Kationen, ζ. B0 Alkalimetallkationen, in einem solchen Ausmaß ersetzt werden, daß der Gehalt des Zeoliths an solchen ursprünglichen Kationen nach dem Basenaustausch weniger als 0,6 Äquivalente je Äquivalent Al in dem Zeolith "beträgt. Diese Berührungszeit kann in weiten Grenzen geändert werden, je nach der Temperatur der Lösung, der Art des verwendeten Aluminosilicate und der für den Basenaustausch verwendeten "besonderen Verbindung» So kann sich die Berührungszeit von einem kurzen Zeitraum in der Gegend einiger Minuten für kleine Teilchen einiger Zeolithe bis zu längeren Zeiträumen in der Gegend von Monaten für große Kristalle erstrecken. Nach der Basenaustauschbehandlung wird das Produkt aus der Behandlungslösung entfernt. Es ist wünschenswert, lösliche Ionen, die durch die Behandlung mit der Basenaustauschlösung eingeführt worden sind, zu entfernen, und dies kann leicht durch Waschen mit Y/asser erfolgen. Weiterhin können Mehrfachberührungen zwischen Zeolith und Basenaustausclilosungen nach bekannten Gegenstrom- und Gleichstrommethoden durchgeführt werden. Die Bedingungen werden so eingestellt, daß der oben angegebene Grad des Austausche erzielt wird.so that the cations originally present in the aluminosilicate, ζ. B 0 alkali metal cations, can be replaced to such an extent that the content of such original cations in the zeolite after the base exchange is less than 0.6 equivalents per equivalent of Al in the zeolite. This contact time can be varied within wide limits, depending on the Temperature of the solution, the type of aluminosilicate used and the "special compound" used for the base exchange. Thus, the contact time can vary from a short period in the region of a few minutes for small particles of some zeolites to longer periods in the region of months for large crystals extend. After the base exchange treatment, the product is removed from the treatment solution. It is desirable to remove soluble ions introduced by the treatment with the base exchange solution, and this can be easily done by washing with Y / water. Furthermore, multiple contacts between zeolite and base exchange solutions can be carried out according to known countercurrent and cocurrent methods. The conditions are set so that the above-mentioned degree of exchange is achieved.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Aluminosilicatzeolith mit dreiwertigem Metall einer Wärmebehandlung unterworfen, um die dreiwertigen Metallionen gegen einen weiteren Austausch beständig zu machen, den Kristallen Beständigkeit gegen eine Behandlung mit Säuren und saurenAccording to one aspect of the invention, a trivalent metal aluminosilicate zeolite is subjected to heat treatment to make the trivalent metal ions resistant to a further exchange, the crystals Resistance to treatment with acids and acidic
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I \J KJ I / I \ J KJ I /
Salzlösungen zu verleihen und den Kristallen Stabilität bei Sprühtrocknung zu erteilen. Die Wärmebeliandlung sollte zweckmäßig unter derartigen Temperatur- und Zeitbedingungen durchgeführt werden, daß ein Produkt erzeugt wird, welches einen Eestfeuchtigkeitsgehalt nicht größer als 6 Gew..-% (Hull bis 6 Gew.-%), zweckmäßig von etwa 0,3 - 6 %, vorzugsweise von etwa 1,5 - 6-% und besonders bevorzugt von etwa 1»5 - 3 Gew.-% hat«, Die Temperatur, bei der eine derartige Erhitzung durchgeführt wird, sollte im Bereich von etwa 121° bis etwa 92?°C (250-17000F) und vorzugsweise von etwa 315 - 9270C (600-17000P) liegen. Je höher die Temperatur, desto kürzer ist naturgemäß die bei einer solchen Temperatur erforderliche Zeit, um den gewünschten Grad der Dchydratation herbeizuführen. Während eine Erhitzung über viele Tage in völlig trockener Luft bei 1210C (2500F) erforderlich sein kann, können einige Minuten Erhitzung bei Temperaturen in der Gegend von 3150C (6000F) genügen, und nur wenige Millisekunden werden bei Temperaturen in der Geg-end von 927°C (17000F) erforderlich seih. Natürlich dürfen,-wenn solche erhöhten Temperaturen zur Anwendung kommen, die Höhe der Temperatur und/oder die Zeitdauer nicht so groß sein, daß die Kristallinität des Zeolithe zerstört wird.To give salt solutions and to give the crystals stability during spray drying. The heat treatment should expediently be carried out under such temperature and time conditions that a product is produced which has a moisture content not greater than 6% by weight (Hull to 6% by weight), advantageously from about 0.3 - 6% , preferably from about 1.5-6% and particularly preferably from about 1 »5-3% by weight«. The temperature at which such heating is carried out should be in the range from about 121 ° to about 92? ° C (250-1700 0 F) and preferably from about 315 - 927 0 C are (0 600-1700 P). Naturally, the higher the temperature, the shorter the time required at such a temperature to bring about the desired degree of dehydration. While heating for many days in completely dry air at 121 0 C (250 0 F) may be necessary, a few minutes of heating at temperatures in the region of 315 0 C (600 0 F) can be sufficient, and only a few milliseconds are required at temperatures in the Geg-end of 927 ° C (1700 0 F) required Seih. Of course, if such elevated temperatures are used, the level of the temperature and / or the time must not be so great that the crystallinity of the zeolite is destroyed.
Durch die vorgenannte Wärmebehandlung werden die dreiwertigen Metallicneu in dem Zeolithkristall "festgelegt" oder "fixiert", so daß derartige Ionen viel beständiger gegenAs a result of the aforementioned heat treatment, the trivalent metallics are newly "fixed" in the zeolite crystal or "fixed" so that such ions are much more resistant to
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eine Entfernung durch Ionenaustausehmethoden sind, als das bei einem ähnlichen Zeolith der fall wäre, der nicht der vorgenannten Wärmebehandlung unterworfen worden ist. Darüber hinaus kann der wärmebehandelte Zeolith späteren Verarbeitungsgängen mit sauren Lösungen unterworfen werden, ohne daß entweder die charakteristische Zeolithstruktur oder die katalytische Aktivität des Zeoliths nachteilig beeinflußt wird.removal by ion exchange methods than that would be the case with a similar zeolite which has not been subjected to the aforementioned heat treatment. About that In addition, the heat-treated zeolite can be subjected to later processing operations with acidic solutions without this either the characteristic zeolite structure or the catalytic one Activity of the zeolite is adversely affected.
Wenn derartige wärmebehandelte Aluminosilicate Haßverarbeitungsstufen unter Anwendung einer sauren Lösung unterworfen werden, hängt der pH-Wert der Lösung, der zulässig ist, sowohl von dem Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd-Molverhältnis des Zeoliths als auch seinem Alkalimetallgehalt ab. I1Ur Seltenen-Erden-Faujasit mit einem molaren Siliciumdioxyd/ Aluminiumoxyd-Verhältnis vcr 2,5 und einem Natriumgehalt von 1,3 Gew.-% können Lösungen mit einem pH-Wert von 2 geduldet werden. Kristallines Material des gleichen Typs mit 4 % Na verträgt nur eine Austauschlösung mit einem pH-Wert von 2,8. Die reine Natriumform dieses Zeolithe wird durch Lösungen dieses pH-Werts amorph gemacht. Selteaer-Erdenmordenit, der ein Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd-Molverhältnis von 10 hat, kann Austauschlösungen mit einem pH-Wert von wenigstens 1 vertragen. In diesen Fällen treten keine nachteiligen Wirkungen auf den Seltenen-Erdenzeolith ein. Typische saure Lösungen, die bei derartigen Naßverarbeitungen benutzt werden können, sind z.B. wäßrige Mineralsäuren, wie Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Perchlorsäure, Essigsäure,When such heat-treated aluminosilicates are subjected to hate processing steps using an acidic solution, the pH of the solution that is allowable will depend on both the silica / alumina molar ratio of the zeolite and its alkali metal content. I 1 For rare earth faujasite with a molar silicon dioxide / aluminum oxide ratio of 2.5 and a sodium content of 1.3% by weight, solutions with a pH value of 2 can be tolerated. Crystalline material of the same type with 4% Na can only tolerate an exchange solution with a pH of 2.8. The pure sodium form of this zeolite is made amorphous by solutions at this pH. Selteaer earth mordenite, which has a silica / alumina molar ratio of 10, can tolerate exchange solutions with a pH of at least 1. In these cases, there are no adverse effects on the rare earth zeolite. Typical acidic solutions that can be used in such wet processing are, for example, aqueous mineral acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, acetic acid,
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sowie: Lösungen saurer Salze, z.B. Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Eisen(III)sulfat, Eisen(III)clilorid, Chromnitrat, Zirkonsulfat, litansulfat usw. .as well as: solutions of acidic salts, e.g. aluminum sulfate, aluminum chloride, Iron (III) sulfate, iron (III) chloride, chromium nitrate, Zirconium sulfate, litane sulfate, etc.
Ein weiterer auf die vorstehende Wärmebehandlung zurückzuführender Vorteil besteht darin, daß der sich ergebende Z eolith sprühgetrocknet werden kann. Während ein derartiger Zeolith, der nicht wärmebehandelt worden ist, bei Sprühtrocknung eine durchgreifende Verringerung seiner Kristallinität zeigt und tatsächlich vollständig amorph werden kann, wurde gefunden, daß bei Sprühtrocknung eines erfindungsgemäß wärmebehandelten Zeoliths keine nennenswerte Verringerung der Kristallinität des Zeoliths eintritt B Eine Sprühtrocknung wird im allgemeinen durch Versprühen des Aluminosilicats oder eines G-emischs aus Aluminosilicat und einem Hydrogel in einen Heißluftstrom, z.B. bei 0 (10OO0F.) oder hoher, durchgeführt. Die durch des Wassers eintretende Kühlung verringert die Temperatur des Sjste'ms» Die Temperatur des getrockneten Produkts beträgt gewöhnlich etwa 95 - 2600O (200 - 5QO0P).Another advantage due to the above heat treatment is that the resulting zeolite can be spray dried. While such a zeolite which has not been heat treated, wherein spray drying is a drastic reduction of its crystallinity and can in fact be completely amorphous, it was found that in spray-drying of an inventive heat-treated zeolite, no significant reduction in the crystallinity of the zeolite occurs B Spray drying is generally by spraying of the aluminosilicate or a G-emischs of aluminosilicate and a hydrogel in a current of hot air, for example at 0 (10OO 0 F.) or high carried out. The cooling entering through the water reduces the temperature of the Sjste'ms "The temperature of the dried product is usually about 95-260 0 O (200 - 5QO 0 P).
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wurde gefunden, daß ein kristalliner Zeolith, z.B. ein Al-uminosilicatzeolith, dej? typischerweise 1 - 5 Gew.—% an restlichem Alkalimetall enthält, einer Wärmebehandlung miib nacihfplgendem Ionenaustausch mit einer Lösung, die Kationen «nthält, welche in äen. 2eolith eingeführt werdenAccording to a further aspect of the invention it has been found that a crystalline zeolite, e.g. Al-uminosilicate zeolite, dej? typically 1 - 5% by weight contains residual alkali metal, a heat treatment with subsequent ion exchange with a solution which Holds cations which are in ae. 2eolite are introduced
sollen, unterworfen werden kann; hierdurch werden derartige Kationen in den Zeolith auf Kosten der restlichen Alkalimetallionen eingeführt. Es kann angenommen werden, daß die Wärmebehandlung eine Neuverteilung der in dem Zeolith anwesenden Alkalimetallionen bewirkt. Als Ergebnis dieser Neuverteilung werden die Alkalimetallionen einem Ionenaustausch mit dem in der Austauschlösung enthaltenen Kation zugänglich gemacht.should, can be subjected; this causes such cations to enter the zeolite at the expense of the remaining alkali metal ions introduced. It can be assumed that the heat treatment redistributes those present in the zeolite Causes alkali metal ions. As a result of this redistribution, the alkali metal ions undergo an ion exchange accessible with the cation contained in the exchange solution made.
Es ist häufig vorteilhaft, den kirstallinen Zeolith vor der Oalcinierung und dem Ionenaustausch mit Wasser zu waschen. Derartige Y/asserwäschen dienen zur Entfernung von wasserlöslichen Ionen und sind wünschenswert aber nicht notwendig. It is often advantageous to add the crystalline zeolite to water prior to calcination and ion exchange to wash. Such water washes serve to remove water-soluble ions and are desirable but not necessary.
Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform können die Temperatur und die Dauer der Wärmebehandlung innerhalb weiter Grenzen geändert werden. So können so niedrige Temperaturen wie etwa 65°0(15Ο0]?) Anwendung finden. Jedoch kann ein Zeitraum bis zu mehreren Monaten bei solchen verhältnismäßig tiefen Temperaturen erforderlich sein. Andererseits können auch so hohe Temperaturen wie etwa 327°0 (170O0^) angewendet werden, wobei in solchen Fällen die Zeit sehr kurz, in der Gegend von einigen Millisekunden, ist. Die obere Temperaturgrenze wird, wie bei der vorausgehenden Ausführungsform, von der Temperatur bestimmt, bei der der Zeolith dazu neigt, seine Kristallinität zu verlieren.In the embodiment explained above, the temperature and the duration of the heat treatment can be changed within wide limits. For example, temperatures as low as 65 ° 0 (15Ο 0 ]?) Can be used. However, a period of up to several months at such relatively low temperatures may be required. On the other hand, temperatures as high as about 327 ° 0 (17 0 O 0 ^) can also be used, the time in such cases being very short, in the region of a few milliseconds. As in the previous embodiment, the upper temperature limit is determined by the temperature at which the zeolite tends to lose its crystallinity.
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Die Bedingungen der Galcinierung sollten hinreichen, um den Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als 90 % des Sättigungswertes zu verringern. Der Sättigungswert ist die Menge an Wasser, die notwendig ist, um die Poren des Zeoliths vollständig zu füllen, er schließt jedoch nicht irgendwelches Wasser zwischen Kristallite» ein» Es wird bevorzugt, daß der !feuchtigkeitsgehalt etwa 70 % des Sättigungswertes und besonders bevorzugt etwa 20 % des Sättigungswertes nicht übersteigt.Galcination conditions should be sufficient to reduce the moisture content to less than 90% of the saturation value. The saturation point is to the pores of the zeolite to fill the amount of water that is necessary complete, it includes but not any water between crystallites "a" It is preferred that the! Moisture content about 70% of the saturation value, and more preferably about 20 % of the saturation value does not exceed.
Die vorgenannte Wärmebehandlung wird zweckmäßig durch thermische Behandlung in Luft, Wasserdampf, Luft-Waßserdampf oder irgendeinem anderen Medium durchgeführt, das den Zeolith nicht nachteilig beeinflußt, z.B. in einem Inertgas, wie Stickstoff, Abgas, Sauerstoff, Wasserstoff usw. Die thermische Behandlung wird am bequemsten bei atmosphärischem Druck durchgeführt, es können aber auch höhere oder tiefere Drücke zur Anwendung kommen.The aforementioned heat treatment is expedient by thermal treatment carried out in air, water vapor, air-water vapor or any other medium containing the zeolite is not adversely affected, for example, in an inert gas such as nitrogen, exhaust gas, oxygen, hydrogen, etc. The thermal Treatment is most convenient at atmospheric pressure carried out, but higher or lower pressures can also be used come into use.
Um den restlichen Alkalimetallgehalt des Zeoliths weiter zu verringern, wird der thermiscl](behandel'';e Zeolith dem Ionenaustausch unterworfen. Es ist wünschenswert, daß etwa 0,05 bis 0,2 Äquivalente Alkalimetall je Äquivalent Al in der Zeolithstruktur aUsgetauschCwerden.In order to further reduce the remaining alkali metal content of the zeolite, the thermiscl] (treated ''; e zeolite subjected to ion exchange. It is desirable that about 0.05 to 0.2 equivalents of alkali metal per equivalent of Al be exchanged in the zeolite structure.
Der Ionenaustausch kann mit dem "reinen" Zeolith durchgeführt werden. Danach kann der Zeolith, der nunmehr kein oder nur noch sehr wenig Alkalimetall enthält, als Kata-The ion exchange can take place with the "pure" zeolite be performed. Then the zeolite, which now contains no or only very little alkali metal, can be used as a catalyst
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lysätor, z.B. in einem Wirbelschichtbett, in IOrBi gepreßter Pellets oder gebundener extrudierter Materialien in festen oder sich bewegenden Betten, oder als aktive kataly^tische Komponente in einer Zusammensetzung, die aus einem in einer porösen Matrix dispergierten derartigen Zeolith gebildet ist, verwendet werden. Die Matrix kann aus einem anorganischen Oxyd, z.B. Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, Ton usw., oder aus Metallsalzen, z.B. Baryten usw., bestehen. Der Ton kann unbehandelt oder mit Säure gelaugt sein.lysätor, e.g. in a fluidized bed, pressed in IOrBi Pellets or bonded extruded materials in fixed or moving beds, or as active catalytic Component in a composition formed from such a zeolite dispersed in a porous matrix is to be used. The matrix can consist of an inorganic oxide, e.g. silica-alumina, clay, etc., or of Metal salts, e.g. barytes, etc. exist. The clay can be untreated or acid-leached.
Die Reihenfolge der Arbeitsstufen kann geändert werden. Beispielsweise kann eine Katalysatorzusammensetzung hergestellt werden, indem zunächst der thermisch behandelte Zeolith (vor dem Ionenaustausch).ganz durch eine poröse anorganische Oxydmatrix dispergiert wird und eine solche Zusammensetzung dann einer Ionenaustauschbehandlung unterworfen wird, so daß die in der Ionenaustauschlösung anwesenden Kationen in die Zusammensetzung eintreten, und zwar auf Kosten von anwesendem restlichen Alkalimetall (1) in der Matrix und (2) in dem dispergierten ZeolitheThe order of the work stages can be changed. For example, a catalyst composition be prepared by first transferring the thermally treated zeolite (before the ion exchange) through a porous inorganic oxide matrix is dispersed and such a composition is then subjected to an ion exchange treatment so that those present in the ion exchange solution Cations enter the composition at the expense of residual alkali metal (1) present in the matrix and (2) in the dispersed zeolite
Die thermische Behandlung des Kristallinen Aluminosilicatzeolithe macht das darin enthaltene restliche Alkalimetall dem Ionenaustausch viel besser zugänglich und demgemäß viel leichter entfernbar. Hierdurch wird bei einem nachfolgenden Ionenaustausch ein Aluminosilicatzeolith erhalten, der weniger als 80 % der Menge an Alkalimetall ent- ■The thermal treatment of the crystalline aluminosilicate zeolite makes the residual alkali metal contained therein much more accessible to ion exchange and, accordingly, much easier to remove. As a result, in a subsequent ion exchange, an aluminosilicate zeolite is obtained which contains less than 80 % of the amount of alkali metal
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hält, die nach der G al ei nie rung aber- vor dem Ionenaustausch enthalten ist, vorzugsweise weniger als 75 % dieser Menge und in vielen Fällen weniger als 5° °/° dieser Menge. Tatsächlich wird leicht ein Restalkaligehalt im Bereich von etwa 0,03 bis 0,2 Gew.-% des Zeolithe erhalten. Im Fall einer· Zusammensetzung aus einer porösen Matrix, die vorausgehend erhitzten Aluminosilicatzeolith darin dispergiert enthält, führt ein Ionenaustausch einer derartigen Zusammensetzung zu einem restlichen Alkalimetallgehalt von weniger als etwa 0,2 Gev/,-% der Zusammensetzung und typischerweise von etwa 0,05 - 0,15 '■%. holds, which is contained after the galling but before the ion exchange, preferably less than 75% of this amount and in many cases less than 5 ° / ° of this amount. In fact, to put a residual alkali content in the range of about 0.03 to 0.2 wt -.% Of zeolites obtained. In the case of a porous matrix composition containing previously heated aluminosilicate zeolite dispersed therein, ion exchange of such a composition results in a residual alkali metal content of less than about 0.2 Gev /.% Of the composition and typically of about 0.05%. 0.15 %.
Y/eiin der kristalline Zeolith in einer porösen Matrix dispergiert werden soll, können.andere feinteilige Materialien ebenfalls in dieser gleichen Matrix dispergiert werden, z.B. siliciumdioxydhaltige Feinteile,Λ-Aluminiumoxydfeinteile hoher Dichte, Materialien geringerer Dichte, z.B. Katalysatorrückführfeinteile, nicht-calcinierter Ton u.dgl. Andere Materialien umfassen die in der USA-Patentschrift 2 900 34-9 genannten Stoffe. Die optimale Feinteilgröße und -konzentration ändert sich in Abhängigkeit von dem im Einzelfall verwendeten besonderen Material. Im allgemeinen sollte jedoch die Teilchengröße der Feinteile Im Bereich von etwa 0,1 — 4-0 Mikron, durch Wägung bestimmter mittlerer. Tellehendurchmesser, liegen.Y / eiin the crystalline zeolite in a porous matrix If it is to be dispersed, other finely divided materials can be used also be dispersed in this same matrix, e.g. fines containing silicon dioxide, Λ-aluminum oxide fines high density, lower density materials, e.g. catalyst return fines, uncalcined clay and the like, other materials include those in U.S. Patent 2,900,34-9 named substances. The optimal fine particle size and concentration changes depending on the one used in the individual case special material. In general, however, the Particle size of the fines in the range of about 0.1-4-0 microns, by weighing certain mean. Tellehdiameter, lie.
Geeignete MatrlxmaterlaMen umfassen. z^B'. Slllclumdioxydgel.,; MlschgeXe^ aus Siiliciumdioxyd^ und: einetf Metalloxyd,Suitable matrix materials include. z ^ B '. Slllclumdioxydgel., ; MlschgeXe ^ from silicon dioxide ^ and: a metal oxide,
Ton, aktivierter Kohlenstoff, Metallsalze, Metalle usw. Wenn ein Mischgel aus Siliciumdioxid und einem Metalloxyd als Matrix verwendet wird, kann es sich bei dem Metall um ein oder mehrere Metalle aus den Gruppen II, HIA, IYB und VIB des Periodensystems handeln. Geeignete Mischgele sind z.B. SiIiciumdioxyd-Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd-Magnesiumoxyd, Siliciumdioxyd-Zirkonoxyd, Siliciumdioxyd-Thoriumoxyd, Siliciumdioxyd-Berylliumoxyd, Siliciumdioxyd-Titanoxyd, sowie ternäre Kombinationen, z.B. Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Thoriumoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Chromoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Zirkonoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Titanoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Berylliumoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Magnesiumoxyd und Siliciumdioxyd-Magnesiumoxyd-Zirkonoxyd. Der Siliciumdioxydgehalt der Siliciumdioxyd-Metalloxydgelmatrix liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 75 - 99 Gew.-%, mit einem Metalloxydgehalt im Bereich von etwa 1 bis etwa 25 Gew.-%.Clay, activated carbon, metal salts, metals, etc. When a mixed gel of silica and a metal oxide is used as a matrix, the metal can be act one or more metals from groups II, HIA, IYB and VIB of the periodic table. Suitable mixing gels are e.g. silicon dioxide-aluminum oxide, silicon dioxide-magnesium oxide, Silica-Zirconia, Silica-Thorium Oxide, Silica-Beryllium Oxide, Silica-Titanium Oxide, as well as ternary combinations, e.g. silicon dioxide-aluminum oxide-thorium oxide, Silica-Alumina-Chromium Oxide, Silica-Alumina-Zirconia, Silica-Alumina-Titanium Oxide, Silica-Alumina-Beryllium Oxide, Silica-alumina-magnesia and silica-magnesia-zirconia. The silica content of the silica-metal oxide gel matrix is generally in the range of about 75-99% by weight, having a metal oxide content ranging from about 1 to about 25 weight percent.
Zur Herstellung der Siliciumdioxyd-Metalloxydmatrix wird im allgemeinen ein Alkalisilicat als Eeaktionsteilnehmer verwendet. Gewöhnlich wird Natriumsilicat benutzt, Jedoch können auch andere Alkalisilicate, z.B. Kaliumsilicat, Anwendung finden. Die Konzentration der im Verfahren gemäß der Erfindung benutzten Alkalisilicatlösungen ist im allgemeinen so, daß deren Siliciumdioxydgehalt zwischen etwa 5 % und etwa 30 Gew.-% beträgt.An alkali silicate is generally used as a reactant to prepare the silica-metal oxide matrix. Sodium silicate is commonly used, but other alkali silicates such as potassium silicate can also be used. The concentration of the alkali silicate solutions used in the process according to the invention is generally such that their silicon dioxide content is between about 5 % and about 30% by weight.
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Im allgemeinen wird ein Brei aus feinteiligem · entwässerten Seltenen-Erdenaluminosilicat gebildet und zu der Alkalisilicate sung zugegeben, zusammen mit einer sauren Lösung, die ein oder mehrere Metallsalze der "vorstehend beschriebenen Art enthalten kannj die Oxyde derartiger Metalle werden mit Siliciumdioxyd mischgeliert. Die bei der Gelierung verwendeten sauren Lösungen können Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Essigsäure u.dgl. umfassen, in die ein oder mehrere Metallsalze, wie Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Aluminiumnitrat, Zirkonsulfat, Titantetrachlorid, Magnesiumsulfat, Chromsulfat u.dgl., eingemischt sind. Es ergibt sich ein Hydrosol, das rasch zu einem Hydrogel erstarrt. Dieses Hydrogel besteht dann aus einer SiIiciumdioxyd-Metalloxydmatrix, in der feinteiliger Aluminosilicatzeolith dispergiert ist.In general, a slurry of finely divided dehydrated rare earth aluminosilicate formed and added to the alkali metal solution, together with an acidic Solution containing one or more metal salts of the "above The type described may contain oxides of this type Metals are mixed-gel with silicon dioxide. The at Acidic solutions used in gelation may include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, and the like. in which one or more metal salts, such as aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum nitrate, zirconium sulfate, titanium tetrachloride, Magnesium sulfate, chromium sulfate and the like are mixed in. The result is a hydrosol that quickly turns into a hydrogel stiffens. This hydrogel then consists of a silicon dioxide-metal oxide matrix, in which finely divided aluminosilicate zeolite is dispersed.
Wie bereits erwähnt, können auch andere Feinteile in der Siliciumdioxyd-Metalloxydgelmatrix dispergiert werden, z.B. siliciumdioxydhaltige Gelfeinteile aus Siliciumdioxydgel oder den vorstehend beschriebenen Silieiumdioxyd-Metalloxydmischgelen, Metalloxydfeinteile aus Aluminiumoxyd, Kyanit usv/. Natürlich sollten derartige ^einteile im wesentlichen frei von Substanzen sein, die im Kohlenwasserstoffumwandlung sverfahren als Gifte wirken könnten. Beispielsweise ist es bekannt, daß die Anwesenheit verschiedener Metalle, wie nickel, Vanadium, Eisen, Natrium u.dgl., in spezifischenAs already mentioned, other fines can also dispersed in the silica-metal oxide gel matrix, e.g. silica-containing gel fines made from silica gel or the above-described silicon dioxide-metal oxide mixed gels, Metal oxide fine parts made of aluminum oxide, kyanite, etc. Of course, such elements should essentially be free of substances that could act as poisons in the hydrocarbon conversion process. For example is it is known that the presence of various metals such as nickel, vanadium, iron, sodium and the like, in specific
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Mengen die Umwandlung von Kohlenwasserstoffölen nachteilig beeinflußt. Feinteile, die solche Giftstoffe enthalten, sollten vermieden werden.Quantities detrimental to the conversion of hydrocarbon oils influenced. Fines containing such toxins should be avoided.
Das Produkt aus kristallinem Aluminosilicatzeolith und anorganischem Oxyd kann in irgend einer gewünschten körperlichen Gestalt hergestellt werden. 80 kann das Sol, das zugesetztes feinteiliges kristallines Aluminosilicat enthält, in Masse zu einem Gel erstarren gelassen werden, welches danach getrocknet und zu Stücken gewünschter Grüße gebrochen wird. Die in dieser T.Yiese erhaltenen Stücke aus getrocknetem Gel sind im allgemeinen von unregelmäßiger Gestalt. Gleichmäßig geformte Stücke von getrocknetem Gel können durch Extrusion oder Pelletieren von Gel, das gepulvertes Aluminosilicat enthält, mit einem geeigneten Bindemittel, z.B. Bentonitton o.dgl., erhalten werden. Yieiterhin kann das Hydro sol in die Löcher einer jbc Platte eingeführt und darin gehalten werden, bis das Sol zu einem Gel erstarrt ist, worauf die geformten Gelstücke von der Platte entfernt werden« Es ist häufig wünschenswert, daß der Katalysator in Form von etw-i. 1 ugelfÖrmigen Teilchen vorliegt. Das Sol, das pulverförmiges Aluminosilicat enthält, kann nach irgendeinem geeigneten Yerfihren zu kugelförmigen Teilchen verarbeitet weroen, z.B. nach Arbeitsmethoden, wie sie in der USA-Patentschrift 2 384 9^6 beschrieben sind. Allgemein umfassen derartige Methoden die Einführung eines Sols in eine Säule einer wasserunmischbaren Flüssigkeit,The product of crystalline aluminosilicate zeolite and inorganic oxide can be made into any desired physical shape. The sol, which contains added finely divided crystalline aluminosilicate, can be allowed to solidify in bulk to form a gel, which is then dried and broken into pieces of the desired size. The pieces obtained in this T .Yiese of dried gel are generally of irregular shape. Uniformly shaped pieces of dried gel can be obtained by extrusion or pelletizing of gel containing powdered aluminosilicate with a suitable binder such as bentonite clay or the like. In addition, the hydro sol can be inserted into the holes of a jbc plate and held therein until the sol has solidified into a gel, after which the shaped pieces of gel are removed from the plate. It is often desirable that the catalyst be in the form of something . 1 spherical particle is present. The sol containing powdered aluminosilicate can be made into spherical particles by any suitable method, for example by working methods such as those described in US Pat. No. 2,384,916. In general, such methods include the introduction of a sol into a column of a water-immiscible liquid,
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ι. ο. ο / / υ οι. ο. ο / / υ ο
wo das Sol zu Tröpfchen aufbricht, z.B. in "ein ölmedium, in dem sich aus dem Sol Tröpfchen bilden» diese zu einem Gel erstarren und die gebildeten Kügelchen nachfolgend in eine darunterliegende Schicht aus Wasser fließen, aus der sie zu weiteren Verarbeitungsmaßnahinen, wie Basenaustausch, Wasserwäsche, Trocknung und Galcinierung, ausgeschleust werden. Größere Kügelchen liegen normalerweise im Bereich von etwa 0,4· bis etwa 6,35 e™ Durchmesser (1/64· bis etwa 1/4· inch), während kleinere Kügelchen, die im allgemeinen als Mikrokügelchen bezeichnet werden, in den Bereich von etwa 10 bis etwa 100 Mikron Durchmesser fallen. Die Anwendung der etwa kugelförmig gestalteten Teilchen ist von besonderem^ Vorteil bei Kohlenwässerstoffwüwandlungsverfahren, einschließlich der Verfahren mit sich bewegendem Katalysatorbett, des V/irbel^schichtverf ahrens usw., bei denen die kugelförmigen Gelteilchen einer ständigen Bewegung unterworfen werden. Bei Anwendung in'ruhenden Betten gewährleisten kugelförmige Katalysatorteilchen eine wirksame Berührung zwischen den Reaktionsteilnehmern und dem Katalysator durch Vermeidung einer Kanalbildung.where the sol breaks up into droplets, e.g. in "an oil medium, in which droplets are formed from the sol »these form a gel solidify and the spheres formed subsequently flow into an underlying layer of water from which they for further processing measures, such as base exchange, Water washing, drying and galvanizing, discharged will. Larger globules are usually in the range from about 0.4 to about 6.35 e ™ diameter (1/64 to about 1/4 inch), while smaller spheres, commonly referred to as microspheres, range from fall about 10 to about 100 microns in diameter. The application of the roughly spherical particles is of particular importance Benefit in hydrocarbon conversion processes, including moving catalyst bed processes, the vortex layer method, etc., in which the spherical gel particles are subject to constant movement will. Ensure that the beds are resting when used spherical catalyst particles provide effective contact between the reactants and the catalyst Avoidance of channel formation.
Bei Herstellung der Zusammensetzung aus kristallinem Zeolith und Metalloxyd ist eine beträchtliche Menge an Natrium oder anderen Alkalimetallen, die von dem Alkalisilicat herrührt, in der sich ergebenden Zusammensetzung anwesende Zur Entfernung der Alkalimetalle und insbesondereWhen making the composition from crystalline Zeolite and metal oxide is a substantial amount of sodium or other alkali metals that are derived from the alkali silicate In order to remove the alkali metals and in particular, present in the resulting composition
des Natriums wird die Zusammensetzung gewöhnlich basenausgetauscht, im allgemeinen mit einer Lösung, die Ammoniumionen enthält. Dieser Basenaustausch erfolgt durch Behandlung mit einer geeigneten Ammoniumlösung, z.B. Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ainmoniumacetat u.dgl., welche zweckmäßig einen pH-V/ert von über etwa 4,5» vorzugsweise einen pH-Wert im Bereich von 5-10, aufweist. Die Basenaustauschbehandlung wird fortgesetzt, bis der fertige Katalysator einen Natriumgehalt unterhalb etwa 0,4- Gew.-%, zweckmäßig unterhalb etwa 0,2 Gew.-%, vorzugsweise weniger als etwa 0,12 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als etwa 0,10 Gew.-% aufweist. Die Dauer der Basenaustauschberührung kann sich von einem kurzen Zeitraum in der Gegend weniger Stunden für kleine Teilchen bis zu längeren Zeiträumen in der Gegend von Tagen für große Pellets erstrecken.the composition of the sodium is usually base-exchanged, generally with a solution containing ammonium ions. This base exchange takes place through treatment with a suitable ammonium solution such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate and the like a pH value greater than about 4.5, preferably a pH value in the range of 5-10. The base exchange treatment continues until the finished catalyst has a sodium content below about 0.4% by weight, suitably below about 0.2 wt%, preferably less than about 0.12 wt% and more preferably less than about 0.10 weight percent. The duration of the base exchange contact can vary from one short period in the area a few hours for small particles to longer periods in the area of Extend days for large pellets.
Anstelle des vorgenannten Basenaustauschs mit Ammoniumionen kann der Aluminosilicatzeolith (oder die Zusammensetzung, die einen derartigen Zeolith darin dispergiert enthält) mit einer Lösung ausgetauscht werden, die Metallkationen, z.B. Selten-Erdionen, Aluminiumionen, Calciumionen usw., enthält, um hierdurch restliches Alkalimetall zu entfernen und durch derartige Metallkationen zu ersetzen. Der Ionenaustausch kann auch unter Verwendung einer Lösung durchgeführt werden, die verschiedene Kationen enthält, z.B. Ammoniumionen und Seltene-Erdmetallionen.Instead of the aforementioned base exchange with ammonium ions, the aluminosilicate zeolite (or the Composition containing such a zeolite dispersed therein) are exchanged with a solution containing Metal cations, e.g. rare earth ions, aluminum ions, Calcium ions, etc., to thereby remove residual alkali metal and to add such metal cations substitute. The ion exchange can also be carried out using a solution containing different cations contains, e.g. ammonium ions and rare earth metal ions.
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Es kann wünschenswert sein, eine Reihe von Austauschbehandlungen anzuwenden, z.Bo mit Lösungen Seltener-Erdmetallionen und/oder Lösungen von Ammoniumionen. In jedem lalle kann angenommen werden,"daß die vergleichsweise Leichtigkeit, mit der restliches Alkalimetall des Aluminosilicatzeoliths durch Kationen aus der im Einzelfall verwendeten Ionenaustauschlösung ersetzt wird, der anfänglichen Wärmebehandlung des Zeoliths zuzuschreiben ist. It may be desirable to use a variety of exchange treatments, such as o with solutions of rare earth ions and / or solutions of ammonium ions. In any event, it can be assumed "that the comparative ease with which the residual alkali metal of the aluminosilicate zeolite is replaced by cations from the ion exchange solution used in the individual case is due to the initial heat treatment of the zeolite.
Pa die thermische Behandlung eines dreiwertiges: Kationen enthaltenden kristallinen Aluminosilicats das Llaterial widerstandsfähig gegen Salzlösungen tiefen pH-Werts macht, kann anwesendes Alkalimetall unter Verwendung von Lösungen tiefen pH-Werts anstelle einer Anwendung solcher Lösungen höheren pH-Wertsv z.B. Lösungen von Seltenen-Erdmetallsalzen und/oder Lösungen von Ammoniumsalzen, ausgetauscht werden. Beispielsweise können Aluminiumsalzlösungen mit einem niederen pH-Wert von etwa 3»8 oder Säurelösungen, z.B. Essigsäure mit einem pH-Wert von etwa 2,8 oder Schwefelsäure mit einem pH-Weit von etwa Ί,Ο,, verwendet werden. Pa the thermal treatment of a trivalent: Crystalline aluminosilicate containing cations make the material resistant to salt solutions of low pH can make alkali metal present using low pH solutions instead of applying such Solutions with a higher pH value, e.g. solutions of rare earth metal salts and / or solutions of ammonium salts. For example, aluminum salt solutions can be used with a low pH of about 3 »8 or acidic solutions, E.g. acetic acid with a pH value of about 2.8 or sulfuric acid with a pH range of about Ί, Ο ,, can be used.
Im allgemeinen wird Wasser als Lösungsmittel für die lonenaust aus crilö sung benutzt. Es können jedoch auch andere Lösungsmittel Anwendung finden, jedoch wird das gewöhriii'ih weniger bevorzugt. Beispielsweise können außer wülirigen Lösungen auch alkoholische Losungen usw. von geeigneten. Verbindungen, wie nie vorstehend beschrieben wurden,In general, water is used as the solvent for the lonenaust from crilö sung used. However, it can also other solvents may be used, but this is customary less preferred. For example, in addition to acidic solutions, alcoholic solutions, etc., can also be of suitable. Connections never described above,
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für die Basenaustauschbeiiandlung benutzt werden.can be used for base exchange treatment.
Die Konzentration der in der Ionenaustauschlösuiig verwendeten Verbindungen wird sich in Abhängigkeit von eier Art der verwendeten besonderen Verbindung oder Verbindungen, von den besonderen Bedingungen, unter denen die Behandlung erfolgt, und ähnlichen Faktoren ändern.The concentration of the solute in the ion exchange Compounds used will vary depending on the eggs Type of particular compound or compounds used, on the particular conditions under which the treatment occurs, and similar factors change.
Im allgemeinen liegt die Konzentration des gelösten Stoffs in der Ionenaustauschlösung im Bereicn von 1 - I^ Gew.-vu, wobei ein stärker bevorzugter Bereich etwa 1 - 10 Ge?;.-',^ und ein besonders zweckmäßiger Bereich von etwa 1-5 Gew.-^ beträgt.In general, the concentration of the dissolved substance in the ion exchange solution is in the range of 1 - 1 ^ weight-vu, with a more preferred range about 1-10 Ge?; .- ', ^ and a particularly useful range of about 1-5 wt .- ^ is.
Die Temperatur, bei der der Ionenaustausch bewirkt wird, kann innerhalb breiter Grenzen geändert werden; sie liegt im allgemeinen im Bereich von Raumtemperatur biü zu einer erhöhten Temperatur unterhalb des Siedepunkts der r.ehandlungslosung. Auch das Volumen der angewendeten Ioneii-The temperature at which the ion exchange takes place can be varied within wide limits; she is generally in the range from room temperature to an elevated temperature below the boiling point of the treatment solution. The volume of the applied ionic
austauschlösung kann in breiten Beeichen geändert werden, im allgemeinen wird jedoch ein Überschuß angewendet und dieser Überschuß wird nach einer geeigneten Berührungsdauer entfernt. Die Berührungsdauer kann ebenfalls in weiten Grenzen Ooändert werden, je nach der Temperatur der Lösung, der für den uasenaustausch benutzten besonderen Verbindung oder Verbindungen, usw. Demg-y. j'ß kann die Berührungndauer einen v,5rliältnii>;u;oig kurzen Zeitraum in der Gebend einiger übundeii betragen oder sie kann sich über einen längeren Zeitraum in der Gegerul von mehreren Tagen orsbi'eckeii.Exchange solution can be varied over a wide range, but generally an excess is used and that excess is removed after a suitable period of contact. The contact time can also be within wide limits oändert O, depending on the temperature of the solution, the particular for the uasenaustausch used compound or compounds, etc. Demg-y. j'ß the duration of contact can be a v, 5rliältnii>; u ; oig short period of time in the giving of some obstacles or it can be over a longer period of time in the Gegerul of several days orsbi'eckeii.
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Danach wird die Behandlungslösung von dem Produkt entfernt. Anioncn, die infolge der Behandlung mit der Ionenaus tausch!ösung eingeführt worden sind, werden durch Waschen mit Wasser entfernt.Thereafter, the treatment solution is removed from the product. Anions resulting from the treatment with the ions Exchange solution have been introduced by washing removed with water.
Das gewaschene Produkt wird dann in überhitztem ■wasserdampf getrocknet, um im wesentlichen alles Wasser daraus zu entfernen. Die Trocknung kann bei Umgebungstemperatur in Luft erfolgen, es wird·jedoch bevorzugt, bei einer Temperatur von etwa 126 - 171°G (260 - 3400I?) über 2 - 24 Stunden oder noch länger in überhitztem Wässerdampf zu trocknen.The washed product is then dried in superheated steam to remove essentially all of the water therefrom. Drying may take place at ambient temperature in air, it is · However, preferably at a temperature of about 126-171 ° G (260-340 0 I?) About 2 to 24 hours or even longer to dry in superheated water vapor.
Wenn der vorgenannte Zeolith in eine anorganische Oxydmatrix einverleibt wird, um eine für Krackbehandlungen geeignete Zusammensetzung zu bilden, wird eine derartige Zusammensetzung im allgemeinen einer Behandlung unterzogen, um ihr eine höhere Abriebsbeständigkeit und eine bessere katalytisch^ Selektivität zu verleihen. Eine derartige Behandlung umfaßt ein Erhitzen der Zusammensetzung in einer Atmosphäre, die den Katalysator nicht nachteilig beeinflußt, z.B. Wasserdampf, Luft, Stickstoff, Wasserstoff, Abgas, Helium oder einem anderen Inertgas. Im allgemeinen wird die getrocknete Zusammensetzung in Wasserdampf oder einem Yfas serdampf/Luft-Gemisch auf eine Temperatur im.Bereich von etwa 260 - 815°C (500 -■ 15Op0I1) über einen Zeitraum von mindestens etwa 1 Stunde und gewöhnlich zwischen etwa 1 und 48 StundenWhen the aforesaid zeolite is incorporated into an inorganic oxide matrix to form a composition suitable for cracking treatments, such a composition is generally subjected to a treatment to impart higher attrition resistance and better catalytic selectivity. Such treatment involves heating the composition in an atmosphere which will not adversely affect the catalyst, such as water vapor, air, nitrogen, hydrogen, exhaust gas, helium or other inert gas. In general, the dried composition is heated in steam or a fiber vapor / air mixture to a temperature in the range of about 260-815 ° C (500-15Op 0 I 1 ) for a period of at least about 1 hour and usually between about 1 and 48 hours
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erhitzt. Das fertige Katalysatorprodukt hat eine Oberflächengröße innerhalb des Bereiches von etwa 50 - 4-00 m /g·heated. The finished catalyst product has a surface area within the range of about 50 - 4-00 m / g
Sofern gewünscht, kann der Zeolith, der gemäß der Erfindung wärmebehandelt (und gegebenenfalls auch ionenausgetauscht) worden ist, in ein fließbett- oder Wirbelschicijhkatalysatorsystem eingebracht werden. Ein derartiger Fließbett- oder Wirbelschichtkatalysator kann beispielsweise hergestellt v/erden, indem man Natriumsilicat mit einem gleichen Volumen an Wasser verdünnt, den pH-Wert mit wäßriger Schwefelsäure auf etwa 10 einstellt, eine Alterung herbeiführt, genügend Aluminiumsulfatlösung zugibt, um einen Brei zu bilden, der das Äquivalent von etwa 1 Gewichtsteil Aluminiumoxyd je 9 Teile Siliciumdioxid enthält, und konzentriertes Ammoniumhydroxyd zusetzt, um den pH-Y/ert auf etwa 8 zu erhöhen. Dann wird dascalcinierte behandelte Aluminosilicat zugegeben. (Alternativ kann das calcinierte Aluminosilicat auch früher zugesetzt werden, d.h. zu dem Gemisch aus Natriumsilicat, Wasser und Schwefelsäure). Das Material wird dann sprühgetrocknet, gefolgt von einem Basenaustausch mit einer verdünnten Ammoniumsulfatlösung, um den Natriumgehalt auf weniger als etwa 0,2 Gew.-% zu verringern.If desired, the zeolite, which is heat-treated according to the invention (and optionally also ion-exchanged) into a fluidized bed or fluidized bed catalyst system be introduced. Such a fluidized bed or fluidized bed catalyst can, for example prepared by mixing sodium silicate with an equal Volume of water diluted, the pH value adjusted to about 10 with aqueous sulfuric acid, induces aging, adding enough aluminum sulfate solution to make a pulp which contains the equivalent of about 1 part by weight of aluminum oxide per 9 parts of silicon dioxide, and concentrated Add ammonium hydroxide to raise the pH to about 8. Then the calcined treated aluminosilicate is added. (Alternatively, the calcined aluminosilicate can also be added earlier, i.e. to the mixture of sodium silicate, Water and sulfuric acid). The material is then spray dried, followed by a base exchange with a dilute ammonium sulfate solution to increase the sodium content less than about 0.2 weight percent.
Eine Krackung unter Verwendung der hier beschriebenen Katalysatoren kann bei katalytischen Krackbedingungen unter Anwendung einer Temperatur innerhalb des Bereichs von etwa 371 - 6480C (700 - 12000F) und unter einem Druck im Bereich von unteratmosphärischem Druck bis herauf zu mehreren HundertA cracking using the catalysts described herein may be in catalytic cracking conditions using a temperature within the range of about 371-648 0 C (700 to 1200 0 F) and under a pressure ranging from subatmospheric to up to several hundred
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ORlGlMAL INSPECTEDORlGlMAL INSPECTED
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Atmosphären durchgeführt werden. Die Berührungszeit des Öls mit dem Katalysator wird in jedem Falle nach Maßgabe der Bedingungen, der im Einzelfall-verwendeten ülbeSchickung und den gewünschten besonderen Ergebnissen derart angepaßt, daß sich eine wesentliche Krackung zu tiefer siedenden Produkten ergibt. Die Krackung kann in Anwesenheit des erfindungsgemäß hergestellten Katalysators unter Anwendung "bekannter Arbeitsmethoden durchgeführt werden, beispielsweise jener Arbeitsverfahren, bei denen der Katalysator in einem ruhenden Bett, als ein kompaktes teilchenförmiges sich bewegendes Bett oder als ein Wirbelschichtbett der Teilchen angewendet wird.Atmospheres are carried out. The contact time of the oil with the catalyst is in each case, depending on the conditions, the excess charge used in the individual case and tailored to the particular results desired so as to cause substantial cracking to lower boiling points Products. The cracking can in the presence of the invention prepared catalyst are carried out using "known working methods, for example those working processes in which the catalyst is in a still bed, as a compact particulate moving bed or as a fluidized bed of the particles is applied.
Die Krackaktivität des Katalysators ist ein Maß für seine Fähigkeit zur Katalyse der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen und sie wird hier ausgedrückt als die prozentuale Umwandlung eines Mid-Gontinent-Gasöls mit einem Siedebereich von 232 — yiO°C (450 - 95O0F) zu Benzin mit einem Endpunkt von 2100C (4100F). Bei Perlen- oder pelletiertem Katalysator werden die Dämpfe dieses Gasöls bei 4-680C (8750F), im wesentlichen atmosphärischem Druck und bei einer Zuführungsrate von J Volumina flüssigem öl je Volumen Katalysator und Stunde für Betriebsläufe von 10 Minuten zwischen !Regenerationen durch den Katalysator geleitet.The cracking activity of the catalyst is a measure of its ability to catalyze the conversion of hydrocarbons, and it is expressed here as the percentage conversion of a mid-continent gas oil with a boiling range of 232 - yiO ° C (450 - 95O 0 F) to gasoline with an end point of 210 0 C (410 0 F). In bead or pelleted catalyst, the vapors of this gas oil at 4-68 0 C (875 0 F), at substantially atmospheric pressure and at a feed rate of J volumes of liquid oil per volume of catalyst per hour for operating runs of 10 minutes between! Regenerations by passed the catalyst.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele v/eiter veranschaulicht. Alle Teile beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts Anderes angegeben ist.The invention is illustrated by the following examples v / pus illustrates. All parts refer to that Weight, unless otherwise stated.
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Ein kristallines ITatriumaluminosilicat vom X-Typ mit gleichmäßigen Porenöffnungen zwischen 6 und 15 Angströmeinheiten, das als Ausgangsmaterial zur Herstellung'von Seltenem-Erden-Aluninosilicat verwendet wurde, wurde nach, der in der USA-Patentschrift 2 882 244 "beschriebenen Arbeitsweise hergestellt. Das ITatriumaluninosilicat wurde durch Zugabe einer wäßrigen Lösung basenausgetauscht, die 4- Qqv:.---j Seltene-Erdmetallchloride enthielt und als Hauptbestandteil Gerchlorid zusammen mit den Chloriden von Praseodym, Lanthan, Neodym und Samarium aufwies· Die Menge der angewendeten 4prozentigen Seltenen-Erdchloridlösung betrug 1,67 kg für jedes kg ITatriumaluminosilicat je Basenaustausch. Es wurden 12 einstündige Basenaustauschbeiiandlungeii bei Lösungstemperaturen von 82 - 930O (180 - 2000IT) durchgeführt. Das sich ergebende Seltene-Erdenaluminosilicat wurde frei von löslichen Salzen gewaschen und in einer Kugelmühle gemahlen, um seine Größe auf etwa 4 Mikron zu verringern. Das Seltone-Erden-Aluminosilicatprodukt, d.h. ein Seltener-Erdenseolitli X (SEX), enthielt 26,5 Gew.-% Seltene-Erdoxyde (SE0O-,) und 1,5 Gew.-% Natrium auf Trockenbasis. Das Siliciumdioxyd/Aluminiuinoxyd-Molverhältnis betrug 2,5·A crystalline Sodium aluminosilicate of the X-type with uniform pore openings between 6 and 15 Angstrom units, which was used as starting material for the production of rare earth aluninosilicate, was produced according to the procedure described in US Pat. No. 2,882,244 " was base-exchanged by adding an aqueous solution that contained 4- Qqv: --- j rare earth metal chlorides and contained gerchloride as the main component together with the chlorides of praseodymium, lanthanum, neodymium and samarium.The amount of 4 percent rare earth chloride solution used was 1 , 67 kg for each kg of sodium aluminosilicate per base exchange. 12 one-hour base exchange treatments were carried out at solution temperatures of 82 - 93 0 O (180 - 200 0 IT). The resulting rare earth aluminosilicate was washed free of soluble salts and ground in a ball mill, to reduce its size to about 4 microns, the selto Non-earth aluminosilicate product, ie, a rare earth seolite X (SEX), contained 26.5% by weight rare earth oxides (SE 0 O-,) and 1.5% by weight sodium on a dry basis. The silica / alumina molar ratio was 2.5
Beispiele 2-6Examples 2-6
Proben des gemäß Beispiel 1 hergestellten Materials wurden 48 Stunden bei 1210O (25O0P) getrock .el. Das getrockneteSamples of the material produced according to Example 1 were dried at 121 0 O (250 0 P) for 48 hours. The dried one
009838/1658 ÖAD 0R,G.NAL009838/1658 ÖAD 0R , G.NAL
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Pulver wurde in Form, einer 3,2 mm (1/8") dicken Schicht auf einem Boden angeordnet. Die Probe wurde dann in eine vorerhitzte Ofejokamiaer in eine Wasserdampf atmosphäre eingebracht und 1 Stande bei der gewünschten Temperatur erhitzt. Der Kammerdruck betrug eine Atmosphäre. Die Temperatur \Turde mittels eines Thermoelements von 1,6 mm(i/16") Durchmesser, das parallel zu der Bodenplatte des Bodens durch die Kitte der Pulverschiciit führte, gemessen. Getrennte Proben wurden in dieser Weise 1 Stunde lang bei 2040C (4000IP), 343°C 4270G (800°F), 593°C (11000F), 7600C (140O0S1) und 815° erhitzt (cal'ciniert). Die Probe brauchte etwa eine haltoe Stunde, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. ITach Entfernung aus der Ofenkammer kühlte die Probe rasch auf Raumtemperatur ab.Powder was placed in the form of a 3.2 mm (1/8 ") thick layer on a floor. The sample was then placed in a preheated oven in a steam atmosphere and heated 1 stand at the desired temperature. The chamber pressure was one atmosphere The temperature was measured by means of a thermocouple 1.6 mm (1/16 ") in diameter, which ran parallel to the bottom plate of the floor through the cement of the powder layer. Separate samples were in this way for 1 hour at 204 0 C (400 0 IP), 343 ° C 427 0 G (800 ° F), 593 ° C (1100 0 F), 760 0 C (140o 0 S 1) and 815 ° heated (calcined). It took the sample about an hour to reach the desired temperature. Upon removal from the oven chamber, the sample quickly cooled to room temperature.
Die Kristallinität, die Austauschbarkeit von Restnatrium, die Fixierung von Seltenen-Erdmetallionfen und die Stabilität des erhitzten (calcinierten) Faujasite in Säurelösungen wurden sämtlich mit diesen Proben bestimmt.The crystallinity, the exchangeability of residual sodium, the fixation of rare earth metal ions and the Stability of heated (calcined) faujasite in acid solutions were all determined with these samples.
Es wurden Röntgenstrahlenkristallinitäten ermittelt. Die Proben wurden in dem Zustand analysiert, wie sie aus dem Ofen entnommen wurden, ohne irgendeine zusätzliche Erhitzung. Hach Berührung mit. Lösungen wurden die Proben vor einer Röntgenstrahlenanalyse bei 34-3°C (650 F) getrocknet. Die Cyclohexanadsorptionsprufungen vmrden mit Proben durchgeführt, die 2 Stunden bei 3430C (6500F) erhitzt (calciniert) worden waren.X-ray crystallinities were determined. The samples were analyzed as they were removed from the oven without any additional heating. Hach contact with. Solutions, the samples were dried at 34-3 ° C (650 F) before x-ray analysis. Were the Cyclohexanadsorptionsprufungen vmrden with samples carried out at 2 hours at 343 0 C (650 0 F) is heated (calcined).
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Bei den Ionenaustausch- und Säurebeständigkeitsprüfungen wurden 10 g der erhitzten (calcinierten). Probe 24 Stunden lang mit 100 ml Lösung bei Umgebungstemperatur gerührt. Die Proben wurden gewaschen und dann vor der Analyse 2 Stunden bei 3430G (6500P) getrocknet. Es wurden 1 η Lösungen von KH^Gl, AIp(SO^)-,, HGl, GeCl-, und eine 0,26 η AIp(SO^.)^-Lösung verwendet.In the ion exchange and acid resistance tests, 10 g of the heated (calcined). Sample stirred for 24 hours with 100 ml of solution at ambient temperature. The samples were washed and then dried at 343 0 G (650 0 P) for 2 hours before analysis. 1 η solutions of KH ^ Gl, AIp (SO ^) - ,, HGl, GeCl-, and a 0.26 η AIp (SO ^.) ^ Solution were used.
Die Röntgenstrahlenkristallinitäten, die Cyclohexanadsorptionen
und die Gehalte an Seltenem-Erdoxyd wurden als
abhängige Veränderliche in den Figuren 1 bis 4 als reduzierte Werte aufgetragen. Die bei 4-270C (8000F) calcinierte Probe
wurde als Basis für die Berechnung der reduzierten Werte der Kristallinitat genommen. Die Daten, aus denen diese
reduzierten Werte errechnet wurden, sind in der Tabelle I angegeben.
Erörterung der Ergebnisse The X-ray crystallinities, the cyclohexane adsorptions and the contents of rare earth oxide were plotted as dependent variables in FIGS. 1 to 4 as reduced values. The calcined at 4-27 0 C (800 0 F) sample was taken as the basis for calculating the reduced values of the crystallinity. The data from which these reduced values were calculated are given in Table I.
Discussion of the results
Proben, die bei Temperaturen bis zu 7600C (14000F) calciniert wurden, behielten weitgehend ihre Kristallinität. Jedoch trat ein gewisser Verlust an Kristallinität über 5380C (10000F) auf. Bei 815°C (15000F) wurde das kristalline Material amorph. Diese Ergebnisse sind in der Fig. 1 dargestellt. Dieser Figur sind die Kristallinitäten der Materialien, die in sämtlichen anderen nachstehend beschriebenen Untersuchungen benutzt wurden, zu entnehmen.Samples that were calcined at temperatures up to 760 ° C. (1400 ° F.) largely retained their crystallinity. However, there was some loss of crystallinity above 538 ° C (1000 ° F). At 815 ° C (1500 0 F), the crystalline material was amorphous. These results are shown in FIG. This figure shows the crystallinities of the materials used in all of the other studies described below.
009838/1658009838/1658
X T
X
jj ο sung . CALCINATION CONDITIONS ^ * ai>
jj ο sung.
iNiF .01
~H ' ■ with l / n «,
iNiF .01
~ H '■
15,426.5
15.4
© GyülOliexanadsorpt., g/100g§ SEgO · ^, wt .- ^
© GyülOliexanadsorpt., G / 100g
1424.0
14th
13,925.8
13.9
■15,527.3
■ 15.5
13,121.3
13.1
Fortsetzung Tabelle_ITable_I continued
5930O593 0 O
(110O0P),1h, in Wasserdampf, Atmosphärendruck (110O 0 P), 1h, in water vapor, atmospheric pressure
, g/100g
(2), g / 100g
(2)
m^/gm ^ / g
Cyclohexanadsorpt,
Kristallini tat, yo
änderung (shift),
iä'a, Gew.-;* (3)
ÖberflächengröiBe,Cyclohexane adsorpt,
Kristallini did, yo
change (shift),
iä'a, wt .-; * (3)
Surface area,
7β0°0 (14OO°FJ, 1h, in
dampf. Atmosphärendruck 7β0 ° 0 (14OO ° FJ, 1h, in
steam. Atmospheric pressure
CyülDhexanadsorpt., g/1OOß
Kristallin!tat, fr (2)
Änderung (shift), ρ
Sa, G-ew.— yo (3)CyülDhexanadsorpt., G / 100ß
Crystalline! Tat, fr (2)
Change (shift), ρ
Sa, G-ew.- yo (3)
26,5 15,4 170 1026.5 15.4 170 10
565565
26,5 14,1 15526.5 14.1 155
5555
8150C (15000F), lh, in Wasserdampf, Atciosphärendruck 815 0 C (1500 0 F), lh, in water vapor, atmospheric pressure
3EpOtt, Gew.-fr 3EpOtt wt. -Fr
OyclOhexanadsorpt., g/1 ΰθ£·
Kristallinität, # (2)
Xnderung (shift), ye
La, Gew.-/0 (3)OyclOhexane adsorpt., G / 1 ΰθ £ ·
Crystallinity, # (2)
Change (shift), ye
La, wt .- / 0 (3)
(O(O
(2)(2)
(3)(3)
Probe vor derRehearsal before
gemäß' ^»^according to '^ »^
26,526.5
0,4 1,40.4 1.4
26,6 15,3 17026.6 15.3 170
1010
25,125.1
14,3 I60 4o 0,2214.3 I60 4o 0.22
26,7 C,226.7 C, 2
Analyse oei -, bezogen auf spiel 1 auf 1,0Analysis oei -, based on game 1 to 1.0
vo^u £ ) getrocknet.
Vergleichssubstanz (Lie Vergleichssubstanzvo ^ u £) dried.
Reference substance (Lie reference substance
26,3
0,426.3
0.4
derthe
Das Produkt wurde gewascnen, getrocknet und 'd iiatriumanalyse auf Glühbasis. Glühung bei Gew.-jo i'.a ausgetauscht wordenThe product was gewascnen, dried and 'd iiatriumanalyse on Glühbasis. Annealing at Gew. -Jo i'.a has been exchanged
otunden bei :
(110O0C).otunden at:
(110O 0 C).
vrar,vrar,
DerOf the
bestand aus juatriuazeolith i., betrag 26,5 Gew.-/o9 consisted of juatriua zeolite i., amount 26.5 wt .- / o 9
Die Kristallinität wurde auf zwei Wegen gemessen: erstens durch die Höhe der Spitze im Röntgenstrahlenpulverdiasramm für Gu-K^-Strahlung bei 23,1° Bragg' schem Winkel 2Θ; zweitens durch das Adsorptionsvermögen für Cyclohexan bei einem Cj^clohexan-Partialdruck von 20 mm.Crystallinity was measured in two ways: firstly by the height of the tip in the X-ray powder slide for Gu-K ^ radiation at 23.1 ° Bragg's angle 2Θ; second, through the adsorption capacity for cyclohexane a Cj ^ clohexane partial pressure of 20 mm.
-Wenn die Proben oberhalb 343°G (G^C0F) caleiniert \ erden-, sind die durch Röntgenstrahlenanaiyse und durch Gyclohexanadsorptiori gemessenen Eristallinitäten et?,ra gleich. Unterhalb etwa 34-3°C (6500F) ergibt die Röntgenstrahl e.nanalyse geringere Kristallinitäten als die Gyclohexanadsorption, und zwar wegen einer Änderung der Struktur, wenn das Material SEZ dehydratisiert wird. Dies beruht nicht auf einer Änderung der Menge an kristallinem Material in der Probe., wie das durch das hohe Cyclohexanadsorptionsvermögen der getrockneten Proben angezeigt wird.-If the samples are calibrated above 343 ° G (G ^ C 0 F), the crystallinities et?, Ra measured by X-ray analysis and by cyclohexane adsorption are the same. Below about 34-3 ° C (650 0 F) gives the X-ray crystallinities e.nanalyse lower than the Gyclohexanadsorption, because of a change in the structure when the material is dehydrated SEZ. This is not due to a change in the amount of crystalline material in the sample, as indicated by the high cyclohexane adsorption capacity of the dried samples.
Die Zunahme der Oyclohixariaasorption zwischen 5430G (6500F) und 4-270C (80O0F) beruht wahrscheinlich auf einer größeren Dehydratation und demgemäß einem größeren Adsorptionsvermögen bei Proben, die ursprünglich oberhalb 34-30G (6500F) calciniert wurden.The increase in Oyclohixaria adsorption between 543 0 G (650 0 F) and 4-27 0 C (80 0 F) is probably due to greater dehydration and, accordingly, a greater adsorptive capacity for samples that were originally above 34-3 0 G (650 0 F) ) were calcined.
Entfernung von restlichem Natrium durch Ionenaustausch; einstufiger Austausch . ; - - ' Removal of residual sodium by ion exchange; one-step exchange . ; - - '
Hach dem Calcinieren ist das Natrium leichter austauschbar. Dies geht aus der Fig. 2 und der Tabelle I, Beispiel -3 j. hervor. Hach einer Calcinierung bei 815°G (15000F) brach jedoch der Kristall zu amorphem Material zusammen undAfter calcining, the sodium is more easily exchangeable. This can be seen from FIG. 2 and Table I, Example -3 j. emerged. However Hach calcination at 815 ° G (1500 0 F) of the crystal to amorphous material collapsed and
00983B/165800983B / 1658
es konnte kein Natrium aus dem amorphen Feststoff ausgetauscht werden.no sodium could be exchanged from the amorphous solid.
Fixierung von Seltenen-Erdmetall-Kationen Eine Galcinierung bei 34J0C (6500F) und höheren Temperaturen fixiert auch die Seltenen-Erdmetallkationen in der Struktur und macht einen Austausch dieser Ionen schwierig. Dies ist in der Fig. 3 und in den Beispielen 3-6 gezeigt. Fixing of rare earth metal cations Galcination at 34J 0 C (650 0 F) and higher temperatures also fixes the rare earth metal cations in the structure and makes an exchange of these ions difficult. This is shown in Figure 3 and Examples 3-6.
Ammoniumchloridlösung tauschte keine Seltenen-Erdmetallkationen in SEX-Proben aus, die oberhalb 343°C (6500F) calciniert wurden. Aluminiumsulfatlösungen und Salzsäurelösungen extrahierten einige Seltene-Erdmetallionen, selbst aus calcinierten Proben.Ammonium chloride solution exchanged no rare-earth metal cations in SEX-samples were calcined above 343 ° C (650 0 F). Aluminum sulfate solutions and hydrochloric acid solutions extracted some rare earth metal ions, even from calcined samples.
Die amorphe Probe (calciniert bei 815°C (15000F)) sprach in der gleichen Weise wie die kristallinen Proben auf eine Extraktion von Seltenen-Erden durch jede der Lösungen an. Die stärker verdünnte 0,26 η Aluminiumsulfatlösung zog weniger Seltene-Erden heraus, als die 1 η Aluminiumsulfatlösung. Demgemäß kann also calcinierter Seltener-Erden-Faujasit ohne Austausch von Seltenen-Erdionen mit verdünnten Salz- und Säurelöcungen in Berührung gebracht werden. Kristallbeständigkeit gegen Säurelösungen Calcinierter Seltener-Erden-Faujasit behält seine Kristallinität nach Berührung mit verdünnten Säurelösungen. Im Gegensatz hierzu wird Natrium X durch die gleichen Behandlungen vollständig amorph gemacht. Nicht-calcinierter Seltener-Erden-Faujasit liegt zwischen Natrium X und calciniertemThe amorphous sample (calcined at 815 ° C (1500 0 F)) spoke in the same manner as the crystalline samples for extraction of rare earth by each of the solutions. The more dilute 0.26 η aluminum sulfate solution pulled out less rare earths than the 1 η aluminum sulfate solution. Accordingly, calcined rare earth faujasite can be brought into contact with dilute salt and acid solutions without exchanging rare earth ions. Crystal resistance to acid solutions Calcined rare earth faujasite retains its crystallinity after contact with dilute acid solutions. In contrast, Sodium X is made completely amorphous by the same treatments. Non-calcined rare earth faujasite falls between Sodium X and calcined
0 0 9 8 3 R / 1 6 5 8 ßÄD 0Rie,NÄL 0 0 9 8 3 R / 1 6 5 8 ßÄD 0Rie , NÄL
I UO / /UUI UO / / UU
•Seltenen-Erden-X.• Rare earth X.
Die Erhaltung der Kristallinität nach Berührung mit verschiedenen Säurelösungen und einer Ammonitnachloridlösung ist in der Sig. 4 und in den Beispielen 3 - 6 dargestellt. Die Λ η Salzsäure- und AIo(SO^),-Lösungen zerstören Seltene-Erden-X-Kristalle, die unterhalb'3430O (65O0IF) calciniert worden sind. Stärker verdünnte Aluminiumsulfatlösungen .verursachen eine geringere Schädigung oder Zerstörung.The retention of crystallinity after contact with various acid solutions and an ammonite post chloride solution is shown in Sig. 4 and in Examples 3-6. The Λ η hydrochloric acid and AIo (SO ^) - solutions destroy rare-earth X-crystals that have been unterhalb'343 0 O (65O 0 IF) calcined. More dilute aluminum sulphate solutions cause less damage or destruction.
Die Beständigkeit eines kristallinen Aluminosilicats, das ein molares Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd-Yerhältnis von 2,5 hat, gegenüber Säurelösungen ist völlig unerwartet undüberraschend. Widerstandsfähigkeit gegen Säuren ist gewöhnlich verbunden mit einem molaren Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd-Verhältnis von über 5»0. Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß.fixierte Kationen einem Zeolith auch SäureStabilität verleihen können.The resistance of a crystalline aluminosilicate, which has a molar silica / alumina ratio of 2.5, compared to acid solutions is completely unexpected and surprising. Acid resistance is usually associated with a silica / alumina molar ratio of over 5 »0. The above results show that fixed cations also give a zeolite acid stability can lend.
Wenn mehr als 50 % der Seltenen-Erdmetallionen durch Aluminium- oder Wasserstoffionenaustausch extrahiert wurden, blieb kein bedeutsamer Betrag an Kristallinität erhalten.When more than 50 % of the rare earth ions were extracted by aluminum or hydrogen ion exchange, no significant amount of crystallinity was retained.
Beispiele 7 - 8Examples 7-8
Diese Beispiele zeigen, daß sehr geringe Natriumgehalte durch mehrfache Oalcinierungen erzielt werden können, wenn jeder- Galcinierung eine Iorienaustauschstufe folgt. Nachstehend ist die Natriumentfernung aus zwei Proben verglichen. These examples show that sodium levels are very low can be achieved through multiple calcinations, when every galining is followed by an ionic exchange stage. The sodium removal from two samples is compared below.
009838/1658009838/1658
Beide Proben (die nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 hergestellt worden raren) wurden in Wasserdampf bei 593°C (11CC0I?) eine Stunde lang calciniert und dann zweimal ausgetauscht. Die eine Probe (Beispiel 8) wurde zwischen den beiden Austauschbehandlungen ein zweites Mal in Luft calciniert.Both samples (which were produced by the method according to Example 1) were calcined in steam at 593 ° C. (11CC 0 I?) For one hour and then exchanged twice. One sample (Example 8) was calcined a second time in air between the two exchange treatments.
Natriumgehalt, Gew.-/£, nach demSodium content, wt .- / £, after
ersten Austausch mit 1 η 0,26 0,26first exchange with 1 η 0.26 0.26
Ge Cl-7-LösungGe Cl-7 solution
Natriumgehalt, Gew.-%, nach demSodium content, wt .-%, after
zweiten Austausch mit 1 η C,09 0,03second exchange with 1 η C, 09 0.03
Ce Cl-,-Lo" sungCe Cl -, - solution
In dem Beispiel 8, bei dem die Probe zwischen den beiden Ionenaustauschstufen calciniert wurde, ergab sich ein wesentlich geringerer Natriumgehalti Offenbar werden nach jeder Calcinierung die Natrium- und Seltenen-Erdmetallionen in den Kristallstellungen neu verteilt, wodurch ein Teil der restlichen Natriumionen nach jeder Galcinierung leichter austauschbar wird.In example 8, in which the sample was calcined between the two ion exchange stages, the sodium content was significantly lower i Apparently the sodium and rare earth metal ions are redistributed in the crystal positions after each calcination, whereby some of the remaining sodium ions are redistributed after each calcination becomes easier to replace.
Beispiele 9 - 10Examples 9-10
Diese Beispiele zeigen, daß ein Seltener-Erden-Faujs^it, der erhitzt (calciniert) worden ist, ohne wesenbliche Beeinträchtigung der Kristallinität einer Schnelltrockung unterworfen werden kann (flash dried).These examples show that a rare earth faujs ^ it, which has been heated (calcined) is subjected to rapid drying without any significant impairment of the crystallinity can be flash dried.
Eine Schwierigkeit bei der Herstellung von Tließbett- oder Wirbelschichtkatalysatoren war ein Verlust an KristallinitätA difficulty in the production of tlie bed or fluidized bed catalysts was a loss of crystallinity
009838/1658009838/1658
BADBATH
der nicht-calcinierten SEX-Komponente während der Sprühtrocknung, Zwei Proben von SEX-Zeolith, die beide nach, dem Verfahren £-eniäß Beispiel 1 hergestellt worden waren, wurden auf eine heiße Platte fallen gelassen, die auf 7600G (14000I) vorerhitzt worden war. Die Berührungszeit des SEX-Materials mit der Platte betrug 30 Sekunden. Die eine Probe war nicht calciniert worden'. Die andere Probe war in der vorstehend beschriebenen Weise bei 5930G (11000I1) calciniert worden. Beide Proben waren in Wasser aufgeschlämmt und dann 4- Tage lang in Umgebungsluft in Gleichgewicht gebracht worden. Die Ergebnisse der Schnelltrocknung (flash drying) dieser Materialien bei 76O0G (140O0P) sind nachstehend aufgeführt: . ■of the uncalcined SEX component during spray drying, Two samples of SEX zeolite, both prepared according to the method described in Example 1, were dropped onto a hot plate that was heated to 760 0 G (1400 0 I ) had been preheated. The contact time of the SEX material with the plate was 30 seconds. One sample had not been calcined '. The other sample had been calcined in the manner described above at 593 0 G (1100 0 I 1). Both samples were slurried in water and then equilibrated in ambient air for 4 days. The flash drying results of these materials at 76O 0 G (140O 0 P) are shown below:. ■
nicht-calci-
nierter SEXExample 9
non-calci-
nated SEX
calcinierter
SEXExample 10
calcined
SEX
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß die Kristallstruktur bei der Schnelltrocknung wesentlich beständiger ist, wenn der Seltene-Erden-Paujasit zunächst calciniert wird.The above results show that the crystal structure is much more stable with rapid drying, when the rare earth paujasite is first calcined.
Beispiele 11 - 12 ■ Examples 11-12 ■
Diese Beispiele zeigen, daß ein Seitener-Erden-Paujasit (SEX), der keiner Wärmebehandlung unterworfen worden ist, bei Austausch mit einer Aluminiumsulfatlösung einen beträchtlichen "Verlust an Kristallinität zeigt, während ein ähnlichesThese examples show that a Seitener-Erden paujasite (SEX), which has not been subjected to any heat treatment, a considerable amount when exchanged with an aluminum sulfate solution "Shows loss of crystallinity while a similar one
0 09838/ 16 5>ö0 09838/16 5> ö
ORIGiNALINSPECTEDORIGiNALINSPECTED
Produkt, das jedoch wärmeausgetauscht worden ist, nur einen geringen Anteil seiner Kristallinitat bei einer derartigen Aluminiumsulfatbehandlung verliert.However, the product that has been heat exchanged is only one loses a small proportion of its crystallinity in such an aluminum sulfate treatment.
Proben des gemäß Beispiel 1 hergestellten Materials wurden mit (1) wäßriger Seltener-Erdchloridlösung und (2) wäßriger Aluminiumsulfatlösung unter den in der nachstehenden Tabelle beschriebenen Bedingungen ausgetauscht. V/eitere Proben wurden zunächst 12 Stunden bei 593°0 (110O0I1) erhitzt (calciniert) und danach den gleichen Austauschbehandlungen unterworfen. Die Kristallinitat wurde durch das Cyclohexan-Adsorpticwisvermögeη und in manchen Fällen auch durch Röntgenstrahlenkristallinitätsmessungen bestimmt. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:Samples of the material prepared according to Example 1 were exchanged with (1) aqueous rare earth chloride solution and (2) aqueous aluminum sulfate solution under the conditions described in the table below. Other samples were first heated (calcined) for 12 hours at 593 ° 0 (110O 0 I 1 ) and then subjected to the same exchange treatments. The crystallinity was determined by the cyclohexane adsorptive capacity and in some cases also by measurements of the X-ray crystallinity. The following results were obtained:
00 98 38/165800 98 38/1658
Behandlung Behandlung βίο sung* Treatment treatment βίο sung *
Beispiel 11 SEX von Beispiel 1Example 11 SEX from Example 1
Röntgenstrahlen-Oyclohexankristallinität, adsorption, bezogen auf das Gew.-yo Produkt aus derX-ray cyclohexane crystallinity, adsorption, based on the yo weight product from the
Behandlung; Nr. 1Treatment; number 1
SEX von Beispiel 1, erhitzt (calciniert) bei 5930C (110O0F)SEX from Example 1, heated (calcined) at 593 0 C (110O 0 F)
über 12 Stunden ; i over 12 hours ; i
■ , Eb* nt genstrahl en- ■■, eb * nt genstrahlen- ■
Cyclohexan- kristallinität,Cyclohexane crystallinity,
adsorption, bezogen auf das Produktadsorption, based on the product
Gew.-% aus der Behandlung Nr.'% By weight from treatment no.
2 Gew.-% Seltenes-Erdchlorid 2% by weight rare earth chloride
2 Gew,-%2% by weight
15,8 8,115.8 8.1
100 % 100 %
20 % 14,520% 14.5
100 % . 90..%100 % . 90 ..%
«*♦ 1000 ml Lösung wurden mit 40 g SEX, Trockenbasis, 16 Stunden in Berührung gebracht.«* ♦ 1000 ml of solution were brought into contact with 40 g of SEX, dry basis, for 16 hours.
cncn
CDCD
Die vorstehenden 7/erte zeigen, daß die Aluminiumsulf atbehandlung die Kristallinität (gemessen durch Cyclohexanadsorption) der nicht-calcinierten Probe (Beispiel 11) wesentlich verringert, während sie keine nennenswerte Yerringerung der Kristallinität der calcinierten Probe (Beispiel 12) herbeiführt.The above figures show that the aluminum sulfate treatment the crystallinity (measured by cyclohexane adsorption) of the uncalcined sample (Example 11) was significant while there is no appreciable reduction in the crystallinity of the calcined sample (Example 12) brings about.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines aktiven und selektiven Krackkatalysators; der Katalysator besteht aus einer Siliciumdioxyd-Aluminiumoxydiuischgelmatrix, die Seltenes-Erden-Aluminosilicat darin dispergierfc enthält, welches vor seiner Einverleibung in die Matrix einer Calcinierung unterworfen worden war, um die Seltenen-Erdmetallkationen in dem Aluminosilicat zu "fixieren".This example illustrates the preparation of an active and selective cracking catalyst; the catalyst consists of a silica-alumina gel matrix, the rare earth aluminosilicate dispersed therein contains, which had been subjected to calcination prior to its incorporation into the matrix, to form the rare earth metal cations to "fix" in the aluminosilicate.
Es wurden 0,4-54- kg (one pound) Seltener-Erden-Faugasit, der gemäß Beispiel 1 hergestellt worden war, 12 Stunden bei 5930C (HOO0F) erhitzt (calciniert). Das calcinierte Pulver wurde dann zu 2,84 kg (6,25 pounds) lasser zugegeben, um einen Brei zu bilden. Hierzu wurden unter ständigem Rühren o,;-1 .kg (13j9 pounds) Natriumsilicat und 3,18 kg (7>02 pounds) Wasser zugesetzt. Dann wurde eine Säurelösung hergestellt, indem 12,95 kg (28,55 pounds) Wasser, 962 g (2,12 pounds) Al2(SO^)WI2O und 440 g ( 0,9? pound) 96,7 gewichtsproi'.entige H2SO^ vermischt wurden. Die Silicat- und die Säurelösung wurden kontinuierlich durch eine Düse unter Zuführung vonThere were 0,4-54- kg (one pound) Rare earth Faugasit, which had been prepared according to Example 1, 12 hours at 593 0 C (HOO 0 F) is heated (calcined). The calcined powder was then added to 2.84 kg (6.25 pounds) of water to form a slurry. To this, 0.1 kg (13.9 pounds) of sodium silicate and 3.18 kg (7.02 pounds) of water were added with constant stirring. An acid solution was then prepared by adding 12.95 kg (28.55 pounds) of water, 962 g (2.12 pounds) of Al 2 (SO 4 ) WI 2 O, and 440 g (0.9 pounds) of 96.7 pounds by weight '.entige H 2 SO ^ were mixed. The silicate and acid solutions were continuously fed through a nozzle with
BAD 009838/1658 B AD 009838/1658
. ■ - 43 - .. ■ - 43 -.
4-92 cm5/min der Silicatlösung bei 19,40C (670F) und 390 cm5/min der Säurelösung bei 5,5°G (4-20F) -vermischt, um ein Hydrosol mit einem pH-Wert von 8,5 zu bilden, das in 1,9 Sekunden bei 17,20C (GJ0I1) zu einem festen Hydrogel gelierte. Das Hydrogel wurde dann in herkömmlicher Weise zu Perlen geformt und alle 2 Stunden mit einem gleichen Volumen an frischer 2 gewichtsprozentiger Aluminiumsulfatlösung über insgesamt 12 Stunden benandelt. Jegliches £estnatrium wurde aus dem Hydrogel durch eine einzige zweistündige .-Behandlung mit einer 1 prozentigeii Aiomoniumsulfatlösung ausgespült. Das Eyurogel wurde dann frei von Sulfationen gewaschen, getrocknet, ■5. Stunden in Luft bei 7O4°C (13OQ0E1) calciniert und 24- Stunden bei 6430C (120C0I1) mit Wasserdampf von 1,05 atü (15'psig) gedämpft. .4-92 cm 5 / min of the silicate solution at 19.4 0 C (67 0 F) and 390 cm 5 / min of the acid solution at 5.5 ° G (4-2 0 F) -mixed to form a hydrosol with a pH value of 8.5 to form the gelled in 1.9 seconds at 17.2 0 C (GJ 0 I 1) to form a solid hydrogel. The hydrogel was then beaded in a conventional manner and treated every 2 hours with an equal volume of fresh 2% by weight aluminum sulfate solution for a total of 12 hours. Any sodium esters was flushed from the hydrogel by a single two hour treatment with a 1 percent ammonium sulfate solution. The Eyurogel was then washed free of sulfate ions, dried, ■ 5. Hours in air at 7O4 ° C (13OQ 0 E 1) calcined and steamed 24 hours at 643 0 C (120C 0 I 1) with steam of 1.05 atm (15'psig). .
' 2in zweiter Katalysator (ICo nt ro lip robe) wurde in entsprecnender Weise hergestellt, wobei jedoch der Seltene-Erden-iPauiasit vor seiner Einverleibung in die Matrix nicht calciniert wurde«,A second catalyst (ICo nt ro lip robe) was used in produced in a corresponding manner, but with the rare earth iPauiasite was not calcined prior to its incorporation into the matrix «,
Der unter Verwendung des calcinierten SEX-Materials hergestellte Katalysator ergab eine Umwandlung von 67 %, während der aus nicht-calciniertem SEX-Material hergestellte Katalysator eine Umwandlung von nur 39 % ergab.The catalyst made using the calcined SEX material gave a conversion of 67 % while the catalyst made from uncalcined SEX material gave a conversion of only 39 % .
Dieses Beispiel zeigt die Wirkung verschiedener Basenaustauschlösungen auf Seltene-Erden-Aluminosilicat-This example shows the effect of different base exchange solutions on rare earth aluminosilicate
009838/IRS» BAD0W8.NAL009838 / IRS »BAD0W8.NAL
_ 44 -_ 44 -
feinteile, die anfänglich calciniert worden waren.fines that were initially calcined.
Seltene-Erden-Aluminosilicatfeinteile in Form eines nassen Kuchens (55 Gew.-% Feststoffe) wurden hergestellt, wie das im Beispiel 1 beschrieben ist. Diese Feinteile enthielten 1,3 Gew.-% Na,bezogen auf knochentrockenes Material. Die Feinteile wurden in zwei Anteile unterteilt; der eine Anteil wurde keiner Calcinierung unterworfen, während der andere durcii Erhitzen über 12 Stunden bei 593°C (11000F) calciniert wurde, bis ein restlicher Feuchtigkeitsgehalt von 2 Gevj.-% erreicht war. Der Feuchtigkeitsgehalt wurde wie folgt berechnet:Wet cake rare earth aluminosilicate fines (55 wt% solids) were prepared as described in Example 1. These fines contained 1.3% by weight of Na, based on bone-dry material. The fines were divided into two parts; a portion was not subjected to any calcination, while the other durcii heating for 12 hours at 593 ° C (1100 0 F) was calcined, was up to a residual moisture content of 2 Gevj .-% was reached. The moisture content was calculated as follows:
/ Gewichtsverlust bei 1 stündiger Calci-/ Weight loss with 1 hour of calci-
FpurhtiP-keit-- \ nierunS bei einer ge üeucircigKei-cs- y ^0710n φρ™ρ™<:πτ.FpurhtiP-keit-- \ nierun S with a ge üeucircigKei-cs- y ^ 0710n φ ρ ™ ρ ™ <: πτ.
Gewichtsverlust bei 1 stünäiger Calcinierung bei 982 C (1800 F) Weight loss with 1 hour calcination at 982 C (1800 F)
gehalt - : ■—salary -: ■ -
Gewichtsverlust bei 1 stündiger Galcinierung bei 982 C (1800°F)Weight loss with 1 hour galcination at 982 C (1800 ° F)
Danach wurde jeder der vorgenannten Anteile in getrennte Proben aufgeteilt und jede derartige Probe wurde einem Basenaustausch mit den in der Tabelle III angegebenen verschiedenen Lösungen unterworfen. In jedem Falle wurden 40 g SEX in 1000 ml Lösung eingebracht und mit Unterbrechungen 24 Stunden gerührt.Thereafter, each of the foregoing portions was divided into separate samples and each such sample underwent a base exchange with the various solutions given in Table III. In each case, 40 g of SEX in 1000 ml of solution are introduced and the mixture is stirred for 24 hours with interruptions.
009838/16580™gjnäl inspected009838/16580 ™ g j Nael inspected
ζ-yii asserζ-yii ater
co2 prozentige Selteneco BrdckloridlOsungco2 percent rare eco Brd chloride solution
>2 prozentige Calcium- * chloridlösung> 2 percent calcium * chloride solution
prozentige Aluminiumsulf atlösungpercent aluminum sulfate solution
2 prozentige Aluminiumnitratlösung 2 percent aluminum nitrate solution
Kasser EeinteilkuchenCheese one-part cake
Feinteile 12 Ii bei 593°C (11QO0E) .' .. calciniertFines 12 Ii at 593 ° C (11QO 0 E). ' .. calcined
Relative RelativeRelative Relative
Kristallini- Eristallinität,Crystalline-crystallinity,
Na im Oyclohexan- tat, be st. durch. Ha im Oyclohexan- bestimmt durch.Well in the cyclohexane, be st. by. Ha in the cyclohexane determined by.
Produkt, adsorption, Gyclohexan- Produkt, adsorption, öyclohexan-Product, adsorption, cyclohexan-product, adsorption, öyclohexan-
Gew.-% Gew.-% adsorption Gew.-% G-exv,-% adsorption Wt .-% wt .-% adsorption wt .-% G-exv, -% adsorption
15,815.8
15,815.8
8,1 13,68.1 13.6
0,70.7
0,07 0,070.07 0.07
0,040.04
14,414.4
14,5 14,314.5 14.3
100 % 100 %
100100
100 100100 100
CDCD
CDCD
Aus der Tabelle III ist ersichtlich, daß die Seltenen-Erden-Aluminosilicatfeinteile, die anfänglich calciniert worden waren, in allen Fällen nach dem Basenaustausch einen Eestnatriumgehalt von weniger als 0,1 Gew.-% zeigten, während die Feinteile, die nicht in dieser Weise calciniert worden waren, nach dem Basenaustausch einen Restnatriumgehalt von 0,5 bis 0,6 Gew.-% aufwiesen.From Table III it can be seen that the rare earth aluminosilicate fines that are initially calcined in all cases after the base exchange showed a residual sodium content of less than 0.1% by weight, while the fines that had not been calcined in this way have a residual sodium content after the base exchange from 0.5 to 0.6 wt%.
.Beispiel 15 . Example 15
Kristallines Natriumaluminosilicat vom Y-Typ wurde aus den nachstehenden beiden Lösungen hergestellt:Y-type crystalline sodium aluminosilicate was prepared from the following two solutions:
A. SiliciumdioxydlösungA. Silica solution
1551 cm^ (1870 g) kolloidales Siliciumdioxyd mit einem Gehalt von 0,361 g SiO0 je cnr1551 cm ^ (1870 g) colloidal silicon dioxide with a content of 0.361 g SiO 0 per cm
B. Natriumaluminatlö sungB. Sodium aluminate solution
75 S NaAlO2 (41,7 Gew.-#
30 Gew.-% Na2O)
330 g NaOH (77,5 Gew.-%
1345 cm3 H2O75 S NaAlO 2 (41.7 wt .- #
30% by weight Na 2 O)
330 g NaOH (77.5 wt -.%
1345 cm 3 H 2 O
Die vorgenannten Lösungen wurden bei einer Temperatur von etwa 27 G (80 F) vermischt, indem die Lösung B in die Lösung A gegossen wurde. Das sich ergebende Gemisch wurde etwa 1/2 Stunde lang kräftig gerührt, um einen Brei uu bilden. Dieser Brei wurde dann 42 Stunden bei einer Temperatur von 93°O (2000F) wärmebehandelt. Das anwesende feste Material wurde danach von der überstehenden Flüssigkeit durch Filtration abgetrennt« Der erhaltene Filterkuchen wurde mit einem VolumenThe aforementioned solutions were mixed at a temperature of about 27 G (80 F) by pouring Solution B into Solution A. The resulting mixture was stirred vigorously for about 1/2 hour to form a slurry. This slurry was then heat treated for 42 hours at a temperature of 93 ° O (200 0 F). The solid material present was then separated from the supernatant liquid by filtration. The filter cake obtained was with a volume
009838/1658 bad ORIGINAL009838/1658 bad ORIGINAL
V/asser je Volumen anfänglichem Brei gewaschen, um freie Lauge zu entfernen« Zu diesem Zeitpunkt enthielt der Kuchen 73 j 3 °/° Feststoffe und die Feststoffe enthielten 10,0 Gew.-% Na.V / ater washed per volume of initial slurry to free liquor to remove "At this time, the cake j 3 73 ° / ° solids and the solids contained contained 10.0 wt .-% Na.
Der in der vorstehenden ¥/eise hergestellte X-Zeolith wurde mit einer wäßrigen Lösung basenausgetauscht, die 4· Gew.-% gemischte Seltene-Erdmetallchloride der nachstehenden Zusammensetzung enthielt: 1,57 % Gerchlorid, 0,83 % Lanthanchlorid, 0,17 % Praseodymchlorid, 0,58 % Heodymchlorid und Spuren an Samariumchlorid, Gadoliniumchlorid und anderen Seltenen-Erdmetallchloriden (1,5 Q SEGlVg Feinteile). Der Basenaustausch wurde kontinuierlich über 2 Stunden bei 82°G (1800F) durchgeführt. Das basenausgetauschte Material wurde dann frei von Chlorid gewaschen und bei 121°C(25Q°F) getrocknet.The X zeolite prepared in the above procedure was base-exchanged with an aqueous solution which contained 4% by weight of mixed rare earth metal chlorides of the following composition: 1.57% gerchloride, 0.83 % lanthanum chloride, 0.17 % Praseodymium chloride, 0.58 % heodymium chloride and traces of samarium chloride, gadolinium chloride and other rare earth metal chlorides (1.5 Q SEGlVg fine particles). The Base exchange was carried out continuously for 2 hours at 82 ° G (180 0 F). The base exchanged material was then washed chloride free and dried at 121 ° C (25Q ° F).
Die in dieser Weise erhaltene Zusammensetzung hatte einen Hatriumgehalt von 2,8 Gew.-% und einen Gehalt an Seltenen-Erdiaetalloxyden von 14,6 Gew.-%.The composition thus obtained had a sodium content of 2.8% by weight and a content of Rare earth metal oxides of 14.6% by weight.
Bei diesem Beispiel wurden Seltene-Erden-Aluminosilicatfeinteile vom X-Typ (SEX), wie sie gemäß Beispiel 15 hergestellt wurden, benutzt. In dem vorliegenden Beispiel ist veranschaulicht, daß das in derartigen Seltenen-Erden-Aluminosilicatfeinteilen anwesende restliche Natrium viel leichter durch Austausch mit Seltenen-Erdmetallionen entfernt wird, wenn diese Feinteile zunächst calciniert und teilweise dehydratisiert werden.In this example, rare earth aluminosilicate fines became of the X-type (SEX), as they were prepared according to Example 15, used. In the present example it is illustrates that in such rare earth aluminosilicate fines residual sodium present is removed much more easily by exchange with rare earth metal ions, when these fines are first calcined and partially becoming dehydrated.
— < 00 98 38/1658- <00 98 38/1658
Die ßeltenen-Erden-Aluminosilicatfeinteile des Beispiels 15 wurden durch Erhitzen in Wasserdampf über 2 Stunden bei unterschiedlichen Temperaturen gemäß den Angaben in der tabelle XV" calciniert.The rare earth aluminosilicate fines of the example 15 were made by heating in steam for 2 hours at different temperatures according to the information in of table XV "calcined.
Danach wurden die !"einteile einmal über zwei Stunden bei 32°C (18C0I1) mit einer 4 prozentigen SECl-,-SE^O lösung Oiü? g Seltene-Erdmetallchloride je g Peinteile), ausgetauscht, gefolgt von eifier !Filtration und Waschung des Filterkuchens frei von Chloridionen«,Afterwards the parts were exchanged once over two hours at 32 ° C (18C 0 I 1 ) with a 4 percent SECl-, -SE ^ O solution (g rare earth metal chlorides per g penalty parts), followed by filtration and washing the filter cake free of chloride ions «,
Die Tabelle IV zeigt folgendes: wenn keine anfängliche Oalcinierung angewendet wurde, führte der Austausch mit Seltenen-Erden zu einem Eestnatriumgehalt von 2.,5 Gew*—Jefl während bei Oalcinierung der ^einteile und nachfolgendem Austausch mit Seltenen-Erden der Eestnatriumgehalt auf Werte von etwa 0,4 bis 0,7 Gew»-% verringert wurde.Table IV shows the following: if no initial Oalcinierung was applied exchange with rare earth resulted in a Eestnatriumgehalt of 2. 5 wt * -Depending fl during one rush in the Oalcinierung ^ and subsequent exchange with rare earth on the values Eestnatriumgehalt from about 0.4 to 0.7 wt%.
IVaeh dem vorgenannten Austausch mit Seltenen-Erden wurden die Feinteile erneut einer zweistündigen Dämpfung bei den in der Tabelle IY angegebenen Temperaturen unterworfen und dann einem zweiten Austausch mit Seltenen-Er&en., einer Filtration, Waschung und Trocknung unterzogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV angegeben. Es ist ersichtlich, daß eine zweite Calcinierung mit einem naehfolgiendBia. zweiten Austausch mit Seltenen-Erden au einer weitere» Verringerung des Eestnatrium,g-ehalt,s führte* So zeigt© "Eontrollprobe" einen Eestoatiriufflgehalt v.on 2,1IVaeh the aforementioned exchange with rare earths the fines were again subjected to steaming for two hours at the temperatures given in Table IY and then a second exchange with Rare Er & en., subjected to filtration, washing and drying. The results are given in Table IV. It can be seen that a second calcination with a subsequent Bia. Second exchange with rare earths resulted in a further »reduction of the est sodium, content, s * So shows © "Control sample" has an Eestoatiriufflon content of 2.1
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Tabelle IV ' ! · Table IV ' ! ·
Herstellung von Seltenen-Erden-Aluminosilicatfeinteilen (SEY) geringen Natriuiagehalts (unter 0,1 Gew.-%) aus liatriunaluminusilicatf einteilen (NaY)5 (Trockene Natriumaluminosilicatfeinteile 73»3 % Feststoffe; 7C/1Ö£:KristMinderung (shift); 10,0 % Na; 19,1 Cyclohexanadsorption)Production of rare earth aluminosilicate fines (SEY) with low sodium content (less than 0.1% by weight) from liatric aluminosilicate fines (NaY) 5 (dry sodium aluminosilicate fines 73 »3 % solids; 7C / 10 £: crystal reduction (shift); 10, 0% Na; 19.1 cyclohexane adsorption)
co O
co
waschen, Trocknung bei 121 C (2500F) (1,5g ,SEGX,·6H0OZg Natriumaluminosilicatfeinteile) Na=2.,8%■ Exchange of powdered components with 4% fcJJi; ui, "6ilpü solution, 2 h at 82 U, Jj'iltr. And Eq free -»
washing, drying at 121 C (250 0 F) (1.5 g, SEGX, 6H 0 OZg sodium aluminosilicate fines) Na = 2., 8%
(650F), 100 % Wasser- 100 % Wasserdampf, 0 atü 100 % Wasserdampf·, 0 atü
. dampf, 0 atü ' : , führt zu 0,8 Gew.-% H2OTreatment for 2 hours at 343 C treatment 2 h at 704 0 O treatment for 2 hours at 51O 0 C
(650F), 100 % water- 100% water vapor, 0 atm 100% water vapor, 0 atm
. steam, 0 atm ':, resulting in 0.8 wt .-% H 2 O
Austausch 1x 2 h 820G Austausch 1x 2 h 820C co mit 4% SEGl3·οΗο0 mit 4% SECl^·6HnOExchange 1x 2 h 82 0 G Exchange 1x 2 h 82 0 C co with 4% SEGl 3 · οΗ ο 0 with 4% SECl ^ · 6H n O
^ (1,5s SEGl.i6H26/gSEY) .(i,5e SEGl,^ (1.5s SEGl.i6H 2 6 / gSEY). (I, 5e SEGl,
-» Filtration, Waschung Filtration, ¥/as"chung- »Filtration, washing Filtration, ¥ / as" chung
o> Na = 2,5 % ' Na = 0,69 % o> Na = 2.5 % 'Na = 0.69 %
Lufttemperatur Probe Behandlung 2 h bei 543 GAir temperature sample treatment 2 h at 543 G
100 % Wasserdampf, 0 atü100 % water vapor, 0 atm
mit 4fo SECl-·6Ε r with 4fo SECl- · 6Ε r
h 820Ch 82 0 C
5 p5 p
Filrraxion, WSschung
Trocknung bei 121 C
u^a - 2,1 Io ;Filrraxion, Wench
Drying at 121 ° C
u ^ a - 2.1 Io ;
Austausch 1x 2 h 82 G mit 4% SECl-. · 6E0O (1,5S SECl-^DHpd/ Filtration-; Waschung Trocknung bei 121 G ITa = 0,21 % .Exchange 1x 2 h 82 G with 4% SECl-. 6E 0 O (1.5S SECl- ^ DHpd / filtration-; washing drying at 121 G ITa = 0.21%.
Austausch Ix 2 h 82 C,
mit Mr% SECl
(1,5g SE01^2
Filtration^ Waschung
ITa = 0,55 % Exchange Ix 2 h 82 C,
with Mr% SECl
(1.5g SE01 ^ 2
Filtration ^ washing
ITa = 0.55 %
Behandlung 2 h bei 704uC
% Wasserdampf, O atüTreatment for 2 hours at 704 u C
% Water vapor, O atü
Austausch 1x 2 h 82 O
mit 4% SECl^.6H0O
(1,5g SEGl^?6H?6/gSEY)
Filtration, Waschung
Trocknung bei 121 O
Na = 0,15 % Exchange 1x 2 h 82 O
with 4% SECl ^ .6H 0 O
(1.5g SEGl ^? 6H ? 6 / gSEY)
Filtration, washing
Drying at 121 o
Na = 0.15 %
Austausch,1x 2 h 82UC mit Ψ/ο SEOl, · 6H9O •(1,5g SEC17^6H e/gSEY Filtration-^'Waschung SEO7=I9,4% Ha=O,59Exchange, 1x 2 h 82 U C with Ψ / ο SEOl, 6H 9 O • (1.5g SEC1 7 ^ 6H e / gSEY filtration - ^ 'washing SEO 7 = I9.4% Ha = O, 59
Behandig. 2 h bei 51OUC % Wässerdampf, 0 atü' führt zu 0,8 Gew.-% H3OTreat. 2 h at 51O U C % water vapor, 0 atmospheres' leads to 0.8% by weight H 3 O
Austausch 1x 2 h 82 C mit 4% SEClx"6H0O (1,5S SECl ?6Hpe/g Filtration? Waschung Trocknung bei 121 C ITa = 0,06 % Exchange 1x 2 h 82 C with 4% SECl x "6H 0 O (1.5S SECl? 6H p e / g Filtration? Washing Drying at 121 C ITa = 0.06 %
90/. Z, 9Sl90 /. Z, 9Sl
während die Proben, die gedämpft und dann mit Seltenen-Erden ausgetauscht wurden, Restnatriumgehalte von etwa 0,06 bis 0,2 Gew.-# hatten.while the samples that are steamed and then with rare earths were exchanged, had residual sodium contents of about 0.06 to 0.2 wt .- #.
Dieses Beispiel veranschaulicht den Einfluß einer Calcinierung von Seltenen-Erden-Aluminosilicatxeinteilen ('SEX) auf eine nachfolgende Basenaustausclibehandlung nit einem Ammoniumsalz.This example illustrates the influence of calcining rare earth aluminosilicate components ('SEX) for a subsequent base exchange treatment with an ammonium salt.
Ein nasser Eucheii von äeltenen-Erden-Aluxainosilicatf eint eil en, die gemäß Beispiel 1 hergestellt ϊ/orden waren und wobei der nasse Kuchen 46,2 Gew.-£> ΐ/asser ofchielt, wurde in drei Teile aufgeteilt. Der erste Teil wurde in Luft bei 1160O (2400F) getrocknet und dann zu einer Probe von 12,7 w& (1/2") Durchmesser vereinigt (slugged). Der zweite Teil wurde 16 Stunden mit einer 1,4 gewichtsprozentigen Ammoniumsulfatlösung (3 S Ammoniumsulfat je g Feinteile) basenausgetauscht, danach mit Wasser frei von Sulfationen gewaschen, in Luft bei 1160G (2400I?) getrocknet und zu einer Probe von 12,7 nun (1/2") Durchmesser vereinigt (slugged). Der dritte Teil wurde zunächst in Luft bei 11ö°C (24C°F) bis zu einem ßestfeuchtigkeitsgehalt von 8,7 Gew.-# getrocknet und danach durch einstündige Behandlung bei 593°C (110O0F) mit 100 prozentigem Wasserdampf bei 0,7 atü (10 psig) teilweise dehydratisiert, um ein Produkt mit oineni üestfeuchtigkeibsgehalt; von 1,4 Gevj.-% au erhalten. Danach wurden die teilweii.se dehydrabisierben Feinteile mit Ammoiiiumsulfat-A wet Eucheii of ancient earth aluxainosilicate parts made according to Example 1 and the wet cake containing 46.2% by weight was divided into three parts. The first part was dried in air at 116 0 O (240 0 F) and then slugged into a sample 12.7 w & (1/2 ") diameter. The second part was 16 hours with a 1.4 weight percent Ammonium sulphate solution (3 S ammonium sulphate per g of fine particles) exchanged with bases, then washed free of sulphate ions with water, dried in air at 116 0 G (240 0 I?) And combined to form a sample of 12.7 now (1/2 ") diameter ( slugged). The third part was first in air at 11ö ° C (24C ° F) to a ßestfeuchtigkeitsgehalt of 8.7 wt .- # dried and then by one-hour treatment at 593 ° C (110o F 0) with 100 percent water vapor at 0, 7 atmospheres (10 psig) partially dehydrated to give a product with oineni excess moisture content; of 1.4 Gevj .-% au obtained. Then the partially dehydrated fines were treated with ammonium sulfate
009838/1658 BAD 0RielNAL 009838/1658 BAD 0RielNAL
lösung "basenausge tauseht, gewaschen, getrocknet und in der gleichen Weise,, wie das in Verbindung mit dem zweiten Teil beschrieben warcLe,, su einer Probe vereinigt(slugged).solution "alkali-exchanged, washed, dried and in the same way, as that in connection with the second part described was slugged on a sample.
Im der tabelle V sind die Behandlungsbedingungen und die erhaltenen Eigenscliaften zusammengestellt. Es ist ersichtlich., daß die Probe 1, beijider die ^einteile nur getrocknet worden waren, einen Ke stnatriumgehalt von 1,27 Gew.-% und einen Seltenen-Erden-Gehalt von 26,5 Gew.-% aufwies. Die Probe 25-die dem Basenaustausch mit Ammonium-Sulfat uniierworfen r/orden war, zeigte einen Restnatriumgehalt von 0^5 Gew.-%* Der Basenaustausch hatte jedoch nicht nur Natrium entfernt, sondern auch Seltenen-Erden, da der restliche Seltene-Erden-r-G-ehalt nur noch 20,4 Gew.-% betrug.. Im Gegensatz liierzu zeigte die Probe Jj die zunächst bis zu einem Eestfenchtigkeiiisgfehalt von 1,4- Gew.-% gedämpft und danack basenausgetauscht worden war, einen Eestnatriumgehalt von nur O312 Gew--%. Parüberhinaus zeigte die Probe ein "besonders v-orteilhafiies und wünschenswertes Ergebnis: obwohl der B.aäs/enaustauscli mit Ammoniumsulfat sehr wirksam hinsichtlich einer Verringerung des Natriumgehalts war, führte er nicht zu einer nennenswerten Verringerung des Seltenen-Erden-Gehalts·, dieser blieb vielmöhr bei 25*9 Gew.,^.%, verglichen mit 26,5 Gew.-% für die "Eontrollprobe"., die nieht irgendeiiaem Basenaustauseh unterworfen worden war. :Table V shows the treatment conditions and the properties obtained. It can be seen that sample 1, both of which had only been dried, had a sodium content of 1.27% by weight and a rare earth content of 26.5% by weight. Sample 2 5, which was subject to the base exchange with ammonium sulfate, showed a residual sodium content of 0-5 % by weight. earth rG-ehalt only 20.4 wt -.%, respectively .. In contrast the sample showed liierzu Jj which was first steamed to a Eestfenchtigkeiiisgfehalt of 1,4 wt .-%, and base-exchanged danack, a Eestnatriumgehalt of only O 3 12% by weight. In addition, the sample showed a "particularly advantageous and desirable result: although the ammonium sulfate exchange with ammonium sulfate was very effective in reducing the sodium content, it did not result in any appreciable reduction in the rare earth content, which remained much more so at 25 * 9 wt., ^.%, compared to 26.5 wt.% for the "control sample" which had not been subjected to any base exchange.:
In äei üabelie Vl sind weitere Versuchswerte für jede der vorgenaiöiten Proben aufgeführt, Es ist ersicht*·In äei üabelie Vl are further test values listed for each of the specified samples, it is shown *
009 838/16009 838/16
ORIGINAL. INSPECTEDORIGINAL. INSPECTED
licii, daß|a.ie Probe 3 zu überlegenen Ergebnissen bezüglich Umwandlting und Hexanlcrackung führte, verglichen mit den Proben 1 und 2.licii that | a.ie sample 3 regarding superior results Conversion and hexane cracking resulted compared to the Samples 1 and 2.
009838/1 es 8009838/1 es 8
= 1,27= 1.27
S eltene-Erden-Aluminosilicatfeinteile, nasser KuchenRare earth aluminosilicate fines, wet cake
Probesample
^Basenaustausch χ 16 hmit 1,4 prozentiger (HH)S0^ Base exchange χ 16 h with 1.4 percent (HH) S0
424
(3,0 s (DH^)2SO4Zg SEX) 424
(3.0 s (DH ^) 2 SO 4 Zg SEX)
C (2400F)/LuftDrying
C (240 0 F) / air
ITa,
SE0 ITa,
SE 0
;.-%= 20,4
Probe 3
~3; .-% = 20.4 Sample 3
~ 3
Trocknung 116° O (2400E1)/LuftDrying 116 ° O (240 0 E 1 ) / air
Wasserdampfbehandlung 1 h/593 C(1100°F)/100 % V/asserdampf von 0,7 atü (10 psig) Steam treatment 1 h / 593 C (1100 ° F) / 100% V / water vapor of 0.7 atg (10 psig)
3?euchtigk. = 1,3? Euchtigk. = 1,
SO,.-frei gewaschen]SO, .- washed free]
Trocknung
1160O (24O0F)/Luft Drying
116 0 O (24O 0 F) / air
ITa, Gew.-%ITa, wt%
= 0,12 = 25,9= 0.12 = 25.9
CDCD
BasenaustauscnBase exchanges
1 χ 16 h mit 1,4 prozentiger ()1 χ 16 h with 1.4 percent ()
CD CD CD CD
'.Tasserdazipfcestänaislceit, Seltene-Srden-Aluainosilicatfeinteile'.Tasserdazipfcestänaislceit, rare earth aluainosilicate fines
Probesample
Probe 2Sample 2
Probesample
1,2? Gew.-% K1.2? Wt% K
0,45 Gew.-%0.45 wt%
% H% H
0,12 Gew.-% Ha0.12 wt% Ha
vor c.er naen der Jo Prüf-urin Prüf uatq Verlust (D (2) before c.er naen the Jo test urine test ua t q loss (D (2)
vor der nach eier /6 vor der nach der % Prüfung Prüfung ' 'Verlust Prüfung Prüfung Verlust before the after eggs / 6 before the after the% exam exam '' loss exam exam loss
(D (2) (1) (2)(D (2) (1) (2)
?0,S 15,2? 0, S 15.2
54·, δ54 ·, δ
S J ,* SJ , *
.".aseerdarrpfbehandelt, 24 h/643°0 (12C0051)/1GO °,b Wasserdampi/1,05 atü (15 psig) ^■ua~ä£ru-was£erdanpfbeständi2keitsprüfuns, 5 li/548o0(1200oI')/i00^ Wasserdampf/7,03 atü(iOO. ". aseerdarrpfbeheld, 24 h / 643 ° 0 (12C0 0 5 1 ) / 1GO °, b water vapor / 1.05 atü (15 psig) ^ ■ ua ~ ä £ ru-was £ earth vapor resistance test, 5 li / 548 o 0 (1200 o I ') / i00 ^ water vapor / 7.03 atü (iOO
'-422"C (;-CC0?); stündliche PuaunGtrömuncs^eschv/indiEkeit der l?lüssiGl-eit (LIISV) = 16;'-422 "C (0 -CC?)? Hourly PuaunGtrömuncs ^ eschv / indiEkeit the lüssiGl l-eit (LIISV) = 16;
cncn
COCO
O CDO CD
Beispiel 17 ' ■ ' . Example 17 '■'.
Es Yrardeii Seltene-Erden-Aluiainosilicatf einteile hergestellt, wie das im Beispiel Λ beschrieben ist,. Diese I?einteile hatten einen Kestnatriumgehalt von 0,4- Gew»~%, Die Feinteile wurden bei 116°C (24O0F) getrocknet* Danach mirdeii die Feinteile in fünf Teile aufgeteilt. Der erste Teil (Probe 1), der als Sontrollprobe diente., wurde durch Mischen in einen wäßrigen Brei einer Siliciuiadioxyd-Aluminiuniosyd— miscli£:elmatrix einverleibt. Die restlichen vier Anteile wurden jeder einer Galcinierung durch Erhitzen über 2 Stunden "bei 34-3°0 (650°F) in Luft unterworfen. Der erste'dieser Anteile (Probe 2) τ/urde dann in eine Siliciumdioxyd-Aluminiunioxydmischgelinatrix einverLeibt, wie das vorstehend beschrieben ist. Die restlichen drei Anteile (Proben 3 - 5) wurden zu Proben von 12,7 in®- (1/2 inch) Durchmesser geformt, 2 Stunden bei 34-3°G (6500F) in Luft erhitzt und dann über unterschiedliche Zeiträume bei 6480C(120C0F) mit 100 % Wasserdampf bei unterschiedlichen'Drücken gedämpft und darauf in eine Siliciumdio^iyd-Aluminiumoxydmischgelmatrix einverleibt.It Yrardeii rare earth aluainosilicate parts produced, as described in example Λ is. This I ? one had a rush Kestnatriumgehalt of 0.4 wt "~% The fines were dried * then divided at 116 ° C (24O 0 F) mirdeii the fines into five parts. The first part (sample 1), which served as a control sample, was incorporated by mixing in an aqueous slurry of a silicon dioxide-aluminum oxide matrix. The remaining four portions were each subjected to galcination by heating for 2 hours at 34-3 ° 0 (650 ° F) in air. The first of these portions (Sample 2) was then incorporated into a silica-alumina mixed gel matrix as described above, the remaining three shares. (samples 3-5) were formed into specimens of 12.7 in®- (1/2 inch) diameter, (650 0 F) for 2 hours at 34-3 ° G in air and then steamed over different periods of time at 648 0 C (120C 0 F) with 100% steam at unterschiedlichen'Drücken and then incorporated into a Siliciumdio ^ IYD-Aluminiumoxydmischgelmatrix.
Jede der vorstehenden fünf Proben wurde dann 2 Stunden bei 34-30C (650°F> in Luft getempert, zu 12,7 mm (1/2 inch) Durehmesser verarbeitet und dann'wurden die relative ,Kristal— linität und der Seltene-Erden-Gehalt (ausgedrückt als Seltene-Erdo^de) bestimmt. Aus der Tabelle ¥11 ist ersichtlich, daß die Probe 1, deren Feinteile keiner anfänglichen teilweisen Dehydratation unterworfen worden waren, eineEach of the above five samples were then annealed for 2 hours at 34-3 0 C (650 ° F> in air, processed into 12.7 mm (1/2 inch) and Durehmesser dann'wurden linität the relative, crystallization and the Rare Earth content (expressed as rare earth) determined. From Table 11 it can be seen that sample 1, the fines of which had not been subjected to an initial partial dehydration, a
relative Kristallinität von 0,7 und einen Seltenen-Erden-Gehalt von 1,16 % zeigte. Im Gegensatz hierzu zeigte jede der Proben 2 - 5j in denen die JFeinteile einer teilweisen Dehydratation unterworfenwo· rden waren, relative Kristallinitäten von über 10 und Seltene-Erden-Gehalte von ungefähr 2 Gew.-%.showed relative crystallinity of 0.7 and a rare earth content of 1.16 %. In contrast to this, each of the samples 2-5j in which the fines were subjected to partial dehydration showed relative crystallinities of over 10 and rare earth contents of approximately 2% by weight.
Die fünf Proben wurden dann auf ihre Wasserdampfbeständigkeit geprüft, und zwar durch Wasserdampfbehandlung über 24- Stunden bei 6480G (12000E) mit 100 %igem Wasserdampf von 1,05 atü (15 psig), und danach wurde die relative Kristallinität gemessen. Die Kontrollprobe zeigte eine relative Kristallinität von 0,7. Die Kristallinität der Probe betrug 5)5 und die der Proben 3-5 lagen bei 10 oder darüber.The five samples were then tested for water vapor resistance, by steam treatment over 24 hours at 648 0 G (1200 0 E) (15 psig) with 100% steam at 1.05 atm, and then the relative crystallinity was measured. The control sample showed a relative crystallinity of 0.7. The crystallinity of the sample was 5) 5 and that of the samples 3-5 was 10 or more.
Jeder der vorstehenden Katalysatoren wurde auf seine lcatalytisclie A'ctiviü-Ml: geprüft. Die Prpben 2-5 aeigtea ULVa-IUlanzen -^-.-,iscie.. 45 und 53»2 %, verglichen mit einer U.av;aiiliarLj; vv. °;',·:ι ^ für die Probe 1. Darüberhinaus waren die Benzinausbeuten bei Jeder der Proben 2-5 wesentlich besser als bei dem Katalysator der Probe 1.Each of the above catalysts were on their own lcatalytisclie A'ctiviü-Ml: checked. Samples 2-5 aeigtea ULVa-IUlanzen- ^ -.-, iscie .. 45 and 53 »2%, compared with one U.av; aiiliarLj; vv. °; ', ·: ι ^ for sample 1. Beyond that were the gasoline yields for each of Samples 2-5 were significantly better than for the catalyst of Sample 1.
009838 /1668 BAD ORISlNAL009838/1668 BAD ORISINAL
Z) * Z) *
I ) i r . ι
I)
ΦrH
Φ
IlIl
CJ
•H CJ
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-P-P
CQ -•rlCQ - • rl
H QJH QJ
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18631863
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■slto ro
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(M(M
ElOElO
P.
Φ P.
Φ
H raH ra
cn co C-cn co C-
LHtO, sd\ CO v-LHtO, sd \ CO v-
V Il IlV Il Il
•P• P
ω •Ηω • Η
__W to___W to_
rH CMrH CM
φ pq cö ρ:; co Js;φ pq cö ρ :; co Js;
(M(M
>JD cn> JD cn
tO τ— tO τ—
■ρω■ ρω
•Η• Η
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W cnW cn
.Lf\r-O CM .Lf \ r- O CM
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Ih" M toI "M to
• O r-l CM• O r-l CM
οι-m r-i-1 c/j οι-m ri-1 c / j
"C--r-Ot- "C - r-Ot-
Il IlIl Il
-P-P
ω •Ηω • Η
-1^o-^- 1 ^ o- ^
H CMH CM
P EJ CJ -a £ι ΦP EJ CJ -a £ ι Φ
OJOJ
C1 C 1
LP, LP,LP, LP,
sese
zu Tabelle VII:to Table VII:
Kracktestw' - PROBE 1Crack test w '- SAMPLE 1
O4, /ο Z - X of
O 4 , / ο
\ o, 9
\
- PROBE 4I.
- SAMPLE 4
Umwandlung, i> 49,9Conversion, i> 49.9
Benzin, ?b ■ 41,9Gasoline,? B ■ 41.9
C4, io 1o,oC 4 , io 1o, o
Trockengas, °/o 5,4Dry gas, ° / o 5.4
Koks, io 1,oCoke, io 1, o
0 0 9 8 3 3/16 50 0 9 8 3 3/16 5
Kracktest^3' - PROBE 5Crack test ^ 3 '- SAMPLE 5
(T) "XXX/XX" Dedeutet relative Kristallinität bzw. Änderung (shift)(T) "XXX / XX" Indicates relative crystallinity or Change (shift)
(2) 7,5 Gew.-^" Seltene-Brden-Aluminosilicatfeinteile und 92,5 Gew.-io Siliciümdioxyd-Aluminiumoxydmisenge!matrix (9o^ SiO2, 1o$ Al2O5)(2) 7.5% by weight of rare broth aluminosilicate fines and 92.5% by weight of silicon dioxide / aluminum oxide quantity! Matrix (9o ^ SiO 2 , 10 $ Al 2 O 5 )
(3) 4820G, IHSV = 4,5, Katalysator/Öl-Verhältnis =1,3(3) 482 0 G, IHSV = 4.5, catalyst / oil ratio = 1.3
O O 9 8 3 8/ 1 6 5 8 ^ ORIGINALO O 9 8 3 8/1 6 5 8 ^ ORIGINAL
Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der Erhitzungszeit auf den Gehalt an restlichem Alkalimetall nach dem Ionenaustausch,This example shows the influence of the heating time on the content of residual alkali metal after the ion exchange,
Es wurden 10 g Zeolith-SEX, der nach der Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 hergestellt worden war und 1,3 Gew.~% Restnatrium enthielt, 24- Stunden mit 100 ml einer 1 η NEI^Cl-Lösung gerührt. Vor dieser Behandlung war jede 10 g Probe einer Erhitzung· bei 121°C (2500I?) über die in der Tabelle VIII angegebene Zeit unterworfen.worden.10 g of zeolite SEX, which had been prepared according to the procedure according to Example 1 and contained 1.3% by weight of residual sodium, were stirred for 24 hours with 100 ml of a 1 η NEI ^ Cl solution. Prior to this treatment, each 10 g sample of a heating · at 121 ° C was unterworfen.worden (250 0 I?) For the specified time in Table VIII.
1210C (25O0F),
Luft atmo Sphäre
StundenSince in the oven
121 0 C (25O 0 F),
Air atmo sphere
hours
IIELCI-Austausch,
Gew.-% Ka auf Basis
staubtrockenen
MaterialsITodium content according to
IIELCI exchange,
Weight% Ka based
dust-dry
Materials
g H2O.Je 100 g
trockener ZeolithMoisture content *,
g H 2 O. Each 100 g
dry zeolite
*3estimmt durch Glühverlust bei 11000G über 1 Stunde.* 3 determined by loss on ignition at 1100 0 G over 1 hour.
Eine Aufenthaltszeit von mehr als 24 Stunden, gefolgt von dem Ionenaustausch, führte nicht zu einer weiteren Verringerung des Restnatriumgehalts unter 0,43 Gew.-%. Es ist jedoch zu beachten, daß durch Anwendung höherer Temperaturen mit nachfolgendem Ionenaustausch der Restnatriumgehalt wesent-A stay of more than 24 hours followed from the ion exchange did not result in a further decrease the residual sodium content below 0.43% by weight. It should be noted, however, that by using higher temperatures with subsequent ion exchange, the residual sodium content is
009838/ 1 658009838/1 658
lieh unter 0,43 Gew.-% verimgert werden kann (vgl. z.B. Tabelle I, Beispiel 3)«borrowed below 0.43 wt .-% can be reduced (cf. e.g. Table I, example 3) «
Beispiele 19 - 28"Examples 19 - 28 "
. Biese Beispiele erläutern die Herstellung der Zeolith- -aU3oana-ssiaterialien. (Die Beispiele 29 - 45 beschreiben die Ergebnisse von Aust&uschbehandlungen der Zeolithe gemäß den Beispielen 19 - 23, sov.'ulil calciniert als auch nicht-calciniert, mit verschiedenen Lösungen).. These examples explain the production of zeolite -aU3 o on a -ssiaterialien. (Examples 29-45 describe the results of exchange treatments of the zeolites according to Examples 19-23, both calcined and uncalcined, with various solutions).
üalciumoffretit* Synthetischer Offretit. (SeolitL T) •würde hergestellt, wie das -iia Beispiel 1 der USA-Patentschrift .2 S^O ψ'/cL beschrieben ist. Das ^ewascliene- Produkt wurde als nasser Filterkuchen -ela^ert. Die LIo!zusammensetzung dieses s;/ntnc-tischen Offretite-;, auf Basis staubtrockenen iiaterials, wurde zu 0,3^ iTa?0«0,91 K2O.Al^O7..7,2? SiÜ? or^ittelt. Der nasse Kuchen entnielt 34 %■■ Teststoffe. und'6G 5o V/asser.üalciumoffretit * Synthetic offretit. (SeolitL T) • would be produced as described in Example 1 of US Pat. No. 2 S ^ O ψ '/ cL . The ewascliene product was aged as a wet filter cake. The LIo! Composition of this s; / ntnc-table Offretite-;, based on dust-dry materials, was 0.3 ^ iTa ? 0 «0.91 K 2 O.Al ^ O 7 ..7.2? SiÜ ? or ^ ittelt. The wet cake contained 34 % ■■ test substances. and'6G 50 V / water.
9f^ \L dieses nasaon Offretit—i!'ilterkuchens wurden drei satzweisen Auetauschbehandlunfjen mit BOG £, ^pi'ozeii'ti^er GaGl0-Losung für jeden Austausch unterworfen. Die Austauschtoraporatur betrug 'jL>, ^0G (ij»i/ül0 und die Bc-rünrungszeit bei jedem Austausch betruo ß Stunden. Der Kuchen wurde zwischen den Austau,schbehaiialun{j,en mil; V/aöaor ^cv/aachen. liacli dem letzten"Austausca v/urde eier Kuchen indem gewaschenen Zustand als nasser Kuchen gelagert.9 f ^ \ L this nasaon Offretit — i ! The filter cake was subjected to three set exchange treatments with BOG £, ^ pi'ozeii'ti ^ er GaGl 0 solution for each exchange. The exchange rate was 'jL> , ^ 0 G (ij »i / ü l0 and the time to change for each exchange was o hours. The cake was made between exchanges, schbehaiialun {j, en mil; aachen. liacli the last "Ausausca v / urde cakes stored in the washed state as a wet cake.
-satz-sentence
Lanthanoffretit. Es kam die gleiche Arbeitsmethode wie im Beispiel 19 zur Anwendung, mit der Ausnahme, da£ eine 3>5 gewichtsprozentige LaCl-.-Lösung anstelle der 5 {jev;iciitsprozentigen CaCl2-Losung benutzt wurde.Lanthanum fretite. The same working method was used as in Example 19, with the exception that a 3> 5% by weight LaCl solution was used instead of the 5% CaCl 2 solution.
Katriumoffretit. Es wurde die gleiche Ärbeibsv/eise wie im Beispiel 19 angewendet, mit der Ausnahme, daf eine 10 gewichtsprozentige ITaCl-Lö sung anstelle der 5 gev.ieiitsproζentigen GaGl0-Losung benutzt wurde.Katriumoffretit. The same procedure was used as in Example 19, with the exception that a 10 percent by weight ITaCl solution was used instead of the 5 percent by weight GaGl 0 solution.
Ii1 err ο ammo niuiiiz eolith T. llatriunzeolitli ΐ wurde hergestellt, wie das in der USA-Patentschrift 3 130 007 beschrieben ist. Der gewaschene nasse Filterkuchen, der 40 ,<> Feststoffe und 60 % Wasser enthielt, hatte die nächstohende Molzusammensetzung, bezogen auf staubtrockenes Material: 1,02 Ea2O . Al2O5 . 5,0 3iO2*Ii 1 err ο ammo niuiiiz eolite T. llatriunzeolitli ΐ was prepared as described in US Pat. No. 3,130,007. Contained the washed wet cake, 40, <> solids and 60% water, had the molar composition nächstohende, based on bone-dry material: 1.02 Ea 2 O. Al 2 O 5 . 5.0 3iO 2 *
75 S nasser Kuchen wurden 10 satzweisen Austaunchbehandlungen mit 300 g 10 prozenbiger Ferroaiunioniuiasulfablösung (Formelgewicht 392,16) je Austausch unterworfen. t:'oder •satzweise Kontakt erfolgte über 12 Sbundeii bei 90,5°^ (l0^^) Each dem letzten Aus bausch wurde der Kuchen gewaechen und 16 Stunden bei 121 °0 (2500F) getrocknet. Der N<itri des Ferroammoniumzeoliths Y betrug 1,8 Gew.-% Na.75% wet cakes were subjected to 10 batches of exchange treatments with 300 g of 10 percent ferrous unionium sulfide solution (formula weight 392.16) per exchange. t: '• or batchwise contact took place over 12 Sbundeii at 90.5 ° ^ (l ^^ 0) Each last from Bausch the cake was gewaechen and 16 hours at 121 ° 0 (250 0 F) dried. The nitrogen of the ferroammonium zeolite Y was 1.8% by weight of Na.
BAD ORiQINAL 009838/1658 BAD ORiQINAL 009838/1658
Chroiazeolith X wurde nach der Arbeitsweise gemäßChroiazeolite X was prepared according to the procedure according to
Beispiel 22 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine 10 prozentige Lösung, von Ghromchlorid-Hydrat (GrOl7 . 6HpO) mit einem pH-Wert von 1,9 anstelle der Ferroammoniumsulfatlösung benutzt wurde. Der getrocknete Chromzeolith X hatte einen Natriumgehalt (als Ha) von 1,5 Gew.-%.Example 22 was prepared, with the exception that a 10 percent solution of chromium chloride hydrate (GrOl 7. 6HpO) with a pH of 1.9 was used instead of the ferroammonium sulfate solution. The dried chromium zeolite X had a sodium content (as Ha) of 1.5% by weight.
Eisenmordenit. Es wurde synthetischer ITatriummordenit (Zeolon Ea der Norton Company) verwendet. Die Molzusammensetzung, bezogen auf staubtrockenes Material, war 0,8 ITa-O ·Iron mordenite. It became synthetic sodium mordenite (Zeolon Ea from Norton Company) was used. The molar composition, based on the dust-dry material, was 0.8 ITa-O
AlJD-, · 3,5 OiO0· Der Feuchtigkeitsgehalt betrug 15 %· 2 $ έ AlJD-, · 3.5 OiO 0 · The moisture content was 15 % · 2 $ έ
Es wurden 75 S dieses Zeoliths nach der im Beispiel beschriebenen Arbeitsweise ionenausgetauscht, mit der Ausnahme, daß eine 5 prozentige Ferrichloridlösung (FeCl^) mit " einem pH-Wert von 1,3 anstelle dor Ferrosjamoniumsulf atlösung benutzt wurde. Das getrocknete Produkt enthielt 1,9 G.ew.-°/o Natrium (als ITa), bezogen auf staubtrockenes Material.75% of this zeolite were ion-exchanged according to the procedure described in the example, with the exception that a 5 percent ferric chloride solution (FeCl ^) with a pH of 1.3 was used instead of the ferrous ammonium sulfate solution. The dried product contained 1, 9 G.ew. - ° / o sodium (as ITa), based on dust-dry material.
ChroHUüordenit. Der Chrommordenit wurde nach der Arbeitsmethode gemäß Beispiel 24- hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine 10 prozentige Ghrom(III)Chloridlösung (CrOl7) mit einem pH-Wert von 1,9 anstelle der Ferrichloridlösung verwendet wurde«, Der llatriumgehalt des Endprodukts, bezogen auf staubtrockenes Material, betrag 2,9 Gew.-% als Ia.ChroHUüordenit. The chromium mordenite was prepared according to the working method according to Example 24, with the exception that a 10 percent chromium (III) chloride solution (CrOl 7 ) with a pH of 1.9 was used instead of the ferric chloride solution. based on dust-dry material, amounts to 2.9% by weight as Ia.
BAi ORIGINAL Q09838/1658BAi ORIGINAL Q09838 / 1658
Lanthanzeolith X. Es wurde Eatriumzeolith X gemäß der USA-Patentschrift 2 882 244 hergestellt. Der gewaschene Filterkuchen hatte die nachstehende Molzusammensetzung: Na2O . Al2O- , 2,5 SiO2. Der Kuchen enthielt 55 ^ Feststoffe und 45 % Wasser.Lanthanum zeolite X. Eodium zeolite X was prepared according to U.S. Patent 2,882,244. The washed filter cake had the following molar composition: Na 2 O. Al 2 O-, 2.5 SiO 2 . The cake contained 55% solids and 45 % water.
400 g dieses nassen Kochens wurden sechs satzweisen Iorienaustausciiberührungen bei 9C,5°ö (195°^) mit I5OO g 1C prozentiger CaCl2-Losung je Kontakt unterworfen. Das endgültige mit Wasser gewaschene Produkt wurde 16 Stunden bei 1210C (25O0F) getrocknet. Das Produkt bestand aus Calciumzeolith X, der 0,2 Gew.-% Wa, bezogen auf staubtrockenes Material, enthielt.400 g of this wet cooking were subjected to six batches of ion exchange contact at 95 ° C. (195 ° C.) with 1500 g of 1C percent CaCl 2 solution per contact. The final water-washed product was dried for 16 hours at 121 0 C (25O 0 F). The product consisted of calcium zeolite X which contained 0.2% by weight of Wa, based on the dust-dry material.
50 g des Calciumzeoliths X wurden drei satzweisen Austauschberührungen bei 90,5 0 (195°F) unter Verwendung von 74-0 g 3,5 prozentiger LaCl^-Lösung Je Kontakt unterworfen. Der Kuchen wurde zwischen den Austauschbehandlungen mit Wasser gewaschen. Das Endprodukt wurde im gewaschenen Zustand als nasser Filterkuchen gelagert.50 g of the calcium zeolite X became three batches Exchange touches at 90.5 ° (195 ° F) using 74-0 g of 3.5 percent LaCl ^ solution per contact subjected. The cake was washed with water between exchanges. The final product was in a washed state stored as a wet filter cake.
Lanthanmordenit. Eine Probe von natürlichem Mordenit wurde analysiert, wobei die nachstehende Zusammensetzung, angegeben als Gewichtsprozente, ermittelt wurde: K » 1,6; Ha = 3,55; SiO2 = 72,IjAl2O3 = 15,7; Oa « 2,4-5. Es wurden 10,8 g dieses Materials gepulvert und mit einer 0,3 η LaCl,-Lösung 1 otunde lang bei 204-°C (4000F) unter dem EigendruckLanthanum mordenite. A sample of natural mordenite was analyzed and the following composition, expressed as percentages by weight, was found: K »1.6; Ha = 3.55; SiO 2 = 72, IjAl 2 O 3 = 15.7; Oa «2,4-5. There were 10.8 g of this material and powder coated with a 0.3 η LaCl, solution 1 otunde at 204- ° C (400 0 F) under the autogenous pressure
009838/1658009838/1658
BADBATH
der Lösung in Berührung gebracht. Die Probe wurde gewaschen und getrocknet. Dieses Produkt, d.h. Lanthanmordn|3it, hatte die nachstehende Zusammensetzung, bezogen auf staubtrockenes Material und angegeben als Gewichtsprozent: K= 1906; Fa =1,29; SiO2 = 72,6; Al2O3 = 14,5; La2Q5 - 6,93; Ga = 1 Der Feuchtigkeitsgehalt des Produkts betrug 10 %. brought into contact with the solution. The sample was washed and dried. This product, ie Lanthanmordn | 3it, had the following composition, based on the dust-dry material and stated as percent by weight: K = 1 9 06; Fa = 1.29; SiO 2 = 72.6; Al 2 O 3 = 14.5; La 2 Q 5 - 6.93; Ga = 1 The moisture content of the product was 10 %.
Beispiel -28Example -28 ''
Es wurden 20 g Oalciumoffretit in Form des nassen Kuchens, der wie im Beispiel 19 hergestellt worden war, mit 100 g einer 5 »5- gewichtsprozentigen wäßrigen IILCl-Lösung vermischt«, Der Brei wurde in einer 1 1 Flasche 2 Stunden lan^ bei einer Temperatur von 240O (750S1) gerührt. Die Feststoffe wurden dann abfiltriert, gewaschen, getrocknet und auf Kalium analysiert. Der Kaliumgehalt (K) des Produkts, bezogen auf staubtrockenes Material, betrug 3,3 Gew.-% (vgl. Tabelle 12). .There were 20 g of Oalciumoffretit in the form of the wet cake, which had been prepared as in Example 19, mixed with 100 g of a 5 "5 percent strength by weight aqueous IILCl solution" Temperature of 24 0 O (75 0 S 1 ) stirred. The solids were then filtered off, washed, dried and analyzed for potassium. The potassium content (K) of the product, based on the dust-dry material, was 3.3% by weight (cf. Table 12). .
■ Beispiel 29 ■ Example 29
Es wurden 20 g Galciumoffretit in Form des nassen Kuchens, und zwar genau das gleiche Material wie es im Beispiel 28 verwendet wurde, in einem Tiegel angeordnet. Der bedeckte Tiegel wurde 3 Stunden bei 5380O (1OOO°F) calciniert. Durch die Galcinierung wurden 10,6 g V/asser ausge-..triebeu* Die Geuarntmenge an calcinierten Feststoffen, d.h. 9»^ L» -wurde mit 10,6 ^ Wasser und 100 g einer 5j3 ü'ewichtsprozentisen IiiIZj.Gl-Ijösunb-: vermischt»; Die Probe wurde in einerThere were 20 g of Galciumoffretit in the form of the wet cake, exactly the same material as was used in Example 28, placed in a crucible. The covered crucible was calcined for 3 hours at 538 0 O (1OOO ° F). By Galcinierung 10.6 g V / ater out were - .. triebeu * The Geuarntmenge of calcined solids, ie 9 "^ L" -was 10.6 ^ water and 100 grams of 5j3 ü'ewichtsprozentisen IIII Z j.Gl -Ijösun b -: mixed »; The sample was in a
00 98 3 8 /.16;S-fl* ,:·...■00 98 3 8 /.16 ; S-fl *,: · ... ■
ORISlNALORISINAL
1 1 Flasche 2 Stunden bei einer Temperatur von 24°C (75°F) gerührt. Dann wurden die Feststoffe abfiltriert, gewaschen, getrocknet und auf Kalium analysiert. Der Ealiumgehalt (K) des Produkts, bezogen auf staubtrockenes Material, betrug 2,1 Gew.-%. Ein Vergleich der Beispiele 28 und 29 zeigt, daß das restliche Kalium in der calcinierten Probe leichter austauschbar ist, als das restliche Kalium in der nicht-calcinierten Probe (vgl. Tabelle IX). .1 1 bottle for 2 hours at a temperature of 24 ° C (75 ° F) touched. Then the solids were filtered off, washed, dried and analyzed for potassium. The Ealium Content (K) of the product, based on the dust-dry material, was 2.1% by weight. A comparison of Examples 28 and 29 shows that the remaining potassium in the calcined sample is more easily exchangeable than the remaining potassium in the uncalcined Sample (see Table IX). .
Unter Verwendung der in Tabelle IX angegebenen Ausgangsmaterialien wurde eine Ionenaustauschbehandlung entweder ohne eine vorhergehende Calcinierungsstufe (Beispiele 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42 und 44) oder nach einer Calcinierung (Beispiele 31, 33, 35, 37, 39, 4-1, 43 und 45) durchgeführt. In allen Fällen wurde der Ionenaustausch unter Anwendung einer zweistündigen Berührung mit der Austauschlösung ausgeführt. Die im einzelnen verwendeten Austausclislösungen und die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle IX zusammengestellt. In Jedem Falle machte die Calcinierung den Restkationengehalt leichter austauschbar.Ion exchange treatment was carried out using the starting materials shown in Table IX either without a previous calcination step (Examples 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42 and 44) or after calcination (Examples 31, 33, 35, 37, 39, 4-1, 43 and 45). In all cases, the ion exchange was carried out using a two hour contact with the exchange solution. The exchange solutions used in detail and the results obtained are summarized in Table IX. In either case, the calcination made the residual cation content more easily exchangeable.
009838/1658 bad009838/1658 bathroom
co 09 to co 09 to
Tabelle IX
Ionenaustausch von calciftiertert und nloht-calolnlerten ZeolithenTable IX
Ion exchange of calcified and non-calendered zeolites
Wlrse oehandluris Wl rse oehandluris
2020th
2929
3030th
3232
3333
GaleiuEoifretit ' (.Beispiel 19)GaleiuEoifretit '(.Example 19)
Lanthanofiretit K (3eispiel ,20)Lanthanofiretite K (3example, 20)
iiatriuaoffretit S" (Beispiel 21 ) ·'iiatriuaoffretit S " (Example 21) · '
3534
35
(Beispiel 22) .Ferroaatnoniua Y
(Example 22).
3735
37
(BeispielOhr.om Y
(Example
3938
39
4140
41
43·42
43 ·
(BeispielLanthanum X
(Example
(Beispiel 2?)Lanth'.ir.r.ordenit
(Example 2?)
4544
45
2,9 ansehend. Kenre !2.9 looking. Kenre!
hen nie getrackn« 20,0hen never tracked «20.0
(calciniert 3h b.538a0,(calcined 3h b.538 a 0,
538a 538 a
,ISaiokuchen nie getroökn« (calGiniert 3h ΐ>ο , ISaiokuchen never drunk «(calGiniert 3h ΐ> ο
/Kaßkuchen nie getrockn. (calciniert 3 h b.5380C/ Kaß cake never dried. (calcined for 3 h 0 C b.538
/getrockn. i6h bei 1'210O (calciniert 3h b.53S°C/ dried. i6h at 1'21 0 O (calcined 3h b.53S ° C
,getrockn. 1oh bei 121°0 (calciniert 3h b„538°C, dried. 1oh at 121 ° 0 (calcined 3h at 538 ° C
/getrockn. 16h bei 1210C (calciniert 3h b.538°C/ dried. 16 h at 121 0 C (calcined 3h b.538 ° C
,getrockn. ySh bei 1210C (calciniert 3,h p.538°0, dried. ySh at 121 0 C (calcined 3, h at 538 ° 0
/KaSi-rachen nie getrockn. (c?lciniert 3h b.538°C/ KaSi throat never dried out. (c? lined 3h at 538 ° C
(getrockn. lon bei_1210C (calciniert 3h b.538°C ( dried ion at_121 0 C (calcined 3h at 538 ° C
- 6Se -- 6Se -
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CO CvT CV?CO CvT CV?
ι ι ι . ιι ι ι. ι
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BADBATH
4343
zu Tabelle IXi .to Table IXi.
+ Nasse und calcinierte Proben jedes-Zeolithe enthalten das gleiche Gewicht an staubtrockenen Peststoffen+ Wet and calcined samples each contain zeolites the same weight of dust-dry pesticides
(1) bezogen auf staubtrockenes Material(1) based on dust-dry material
009838/1658009838/1658
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