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JPS649243B2 - - Google Patents
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JPS649243B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS649243B2
JPS649243B2 JP56080183A JP8018381A JPS649243B2 JP S649243 B2 JPS649243 B2 JP S649243B2 JP 56080183 A JP56080183 A JP 56080183A JP 8018381 A JP8018381 A JP 8018381A JP S649243 B2 JPS649243 B2 JP S649243B2
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JP
Japan
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zeolite
molded body
molded
alkaline earth
earth metal
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JP56080183A
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English (en)
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JPS57196720A (en
Inventor
Satoru Morishita
Kenji Shindo
Isao Tosawa
Yukio Taga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to FR828209266A priority patent/FR2506745B1/fr
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Priority to US06/800,914 priority patent/US4604372A/en
Publication of JPS649243B2 publication Critical patent/JPS649243B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
水の分離を目的とする乾燥工程ではゼオライト
が工業的に広く用いられている。特に炭化水素を
主体とする水分を含むガスの乾燥に、イオン交換
されたA型ゼオライトを用いることは、その細孔
径からして、水と炭化水素の高い選択性を得るこ
とになり、この種の用途分野において高い評価を
得ている。このような分野における乾燥工程にお
いては、ゼオライトの使用方法は二塔以上の吸着
床を用いて、水を含む炭化水素等のガス体をこれ
らに交互又は順番に流通させ、水で飽和されたゼ
オライト層を乾燥熱ガスと接触させて再生する、
所謂、吸着―脱着再生のサイクルを行なつて運転
されるのが常である。しかして、脱着再生時に生
起する苛酷な熱水作用に対し、その吸着性能の劣
化を起こさないことが用途分野により常に要求さ
れるところである。 従来、前記したような熱水作用による性能劣化
は、ゼオライトの結晶構造の崩壊による結果であ
ると説明されてきた(特公昭48−3956)。また熱
水作用による性能劣化の特徴として、初期には吸
着速度に影響が現われ、最終的には細孔閉塞によ
る劣化現象が起こるとされている。このことは、
われわれの研究の過程においてもたびたび遭遇し
ている事実でもある。 さらに、ゼオライトの長期間の使用による性能
劣化の原因として、被乾燥ガス体が吸着剤中に吸
着され、これが重合などを起こし吸着体の中の通
路(細孔)をこれら重合物、あるいはカーボン質
によつて閉塞させる所謂コーキング現象がある。
このコーキングにより吸着体の内部拡散抵抗が増
大し、吸着剤層による乾燥工程において吸着帯が
広くなり、実質的に吸着性能の低下をもたらす。 本発明は、ガス体の乾燥、特に水を含む炭化水
素等のガス体の乾燥において、吸着―脱着再生に
よる熱水作用に対し安定であり、かつ炭化水素重
合物等による性能劣化に対し安定なゼオライト成
型体を提供するものである。 通常、ゼオライト成型体は、ゼオライトに結合
剤、例えば粘土等を配合して水を添加してねつ和
し、この加水状態の成型物を乾燥焼成して作られ
る。このようにして作られた成型体は、その製造
過程における加水物の乾燥および焼成過程におい
て、ゼオライト結晶と結合剤である粘土分解物と
からなる凝集体を形成しており、ゼオライト成型
体の性能は、このゼオライト結晶の性質そのもの
と結合剤によつて凝集された凝集体の性質の両者
の結合として評価されるものである。 このような見地から、本発明は従来用いられて
いるゼオライトの優れた選択分離能および炭化水
素に対する非触媒性を堅持させ、かつ熱再生時に
おける安定なゼオライト成型体を提供するもので
ある。 すなわち、ゼオライトを成型し焼成して成型体
を得るに際し、ある種の添加物を添加してこれを
行なうことにより、その熱水作用による劣化が著
しく改善され、かつ炭化水素等のコーキングも少
ない優れた改質ゼオライト成型体が得られること
を見出した。 本発明に用いるゼオライトには、合成ゼオライ
ト,天然ゼオライトのいずれも用いられる。合成
ゼオライトには、例えば、A,X,Y,モルデナ
イト,L型等々があり、これらは通常の方法、す
なわち、アルミナ源,けい酸源を水熱条件下で結
晶化したものである。また、天然ゼオライトに
は、モルデナイト,クリノプチロライト,エリオ
ナイト,チヤバサイト等々がある。 本発明者らは、特に耐熱水性に劣るA型ゼオラ
イト、特にK―A型ゼオライトの改質に顕著な効
果のあることを見出した。また、本発明でゼオラ
イト成型体を得る際に用いる成分は、アルカリ土
類金属の例えばCa,Mg,Zn,Baの酸化物,水
酸化物、アルカリ土類金属のアルミン酸塩,けい
酸塩、アルカリ土類金属の塩化物を含む複塩から
なる群から選ばれる一種以上で、特に好ましい成
分は、Ca(OH)2,Mg(OH)2,3CaO・Al2O3
CaCl2・nH2O等である。また、成型に用いる結
合剤は、通常の結合剤、例えば、水ガラス,粘
土,例えばカオリン,モンモリロナイト,デツカ
イト,有機質バインダー,キレート化合物等々で
ある。 このように成分を添加して作られたゼオライト
成型体は、その熱水作用による劣化に対し驚くべ
き耐性を示し、例えば、Ca(OH)2を添加したも
のは、これを添加しないものに比べ耐劣化に対し
数倍あるいは十数倍の性能向上がみられるに至つ
た。 本発明のゼオライト成型体の組成は下記の如き
ものである。 すなわち、ゼオライトをa(重量)、結合剤b
(重量),添加成分c(重量)としたとき、b/a
が0.15〜0.35,c/bが0.06〜1の範囲にあるこ
とが好ましい。また、成型体の成型方法は、特に
制限されるものでなく、通常のゼオライト成型の
諸条件をそのまま適用できる。 つぎに本発明を実施例で示す。 実施例 1 437gの蒸留水に223gの水酸化ナトリウムを溶
解し、これに248gの水酸化アルミニウムを加え、
加熱撹拌して完全に溶解させた。Na2O19.0%,
Al2O317.8%のアルミン酸ナトリウム溶液が得ら
れた。また、379gの蒸留水に80gの水酸化ナト
リウムを溶解し、これに191gの微粉無水珪酸を
加え、加熱撹拌して溶解させ、Na2O9.5%,
SiO229.4%の珪酸ナトリウム溶液を得た。 これらのアルミン酸ナトリウム溶液および珪酸
ナトリウム溶液にそれぞれ708gの蒸留水を加え
たのち、両液を滴下混合してゲル化を行なつた。
得られた混合ゲル組成は、モル比で下記の組成で
あつた。 SiO2/Al2O3=2.01 Na2O/SiO2=1.19 H2O/Na2O=35 つぎにこの混合ゲルを85℃,12時間加熱し、冷
却後、この反応スラリーを過,水洗して150℃
で乾燥した。乾燥体のX線回折からこのものは純
枠なNa―A型ゼオライト結晶であることを認め
た。また、化学分析の結果、0.97Na2O・Al2O3
2.0SiO2・3.5H2Oの組成を有し、生成物の無水状
態における回収量は451gであつた。 実施例 2 1600gの蒸留水に塩化カリウム159gを溶解し、
この溶液に実施例1で調製したNa―A型ゼオラ
イト347g(有姿容量)を分散させ、常温におい
て30分撹拌後、過,水洗し150℃で乾燥した。
乾燥体の生成物組成は、0.49K2O・0.51Na2O・
Al2O3・2.0SiO2・3.1H2Oであつた。 実施例 3 実施例2で得られたK2O―A型ゼオライト100
g,カオリン粘土30g(以後すべていずれも脱水
ベースの重量を示す)を混合し、リグノスルホン
酸塩および水を加えて〓和後、径3m/mのシリ
ンダー状に成型し、150℃,1時間乾燥する。こ
れを長さ5〜8m/mに切断し、620℃で3時間
焼成してゼオライト成型体を得た(成型体Aとす
る)。 実施例 4 実施例2で得られたK2O―A型ゼオライト100
g,カオリン粘土25gおよび別に塩化カルシウ
ム,アミン酸ナトリウムの水溶液から調製して得
られた3CaO・Al2O3・CaCl2・nH2Oの組成物5.1
g(脱水ベースの重量)を混合し、実施例3と同
様に成型,乾燥,焼成して成型体を得た(成型体
Bとする)。 実施例 5 K2O―A型ゼオライト100g,カオリン粘土25
g,アルミン酸マグネシウム3.4gを混合し実施
例3と同様に成型,乾燥,焼成してゼオライト成
型体を得た(成型体Cとする)。 実施例 6 K2O―A型ゼオライト100g,カオリン粘土25
g,水酸化カルシウム3.4gを混合し実施例3と
同様な処理を行なつてゼオライト成型体を得た
(成型体Dとする)。 実施例 7 K2O―A型ゼオライト100g,カオリン粘土25
g、水酸化カルシウム5.1gを混合し実施例3と
同様な処理を行なつてゼオライト成型体を得た
(成型体Eとする)。 実施例 8 実施例3〜7で得られた各ゼオライト成型体を
相対濃度80%で20時間水和させ、次いで450℃に
高められた電気炉中に2時間投入し、活性化し
た。この操作を1サイクルとして任意のサイクル
毎にその一部を取り出し、相対濃度20%で20時間
水和させ、水分吸着容量を測定した。 吸着能耐劣化率は次式によつて求められた。 a回サイクルにおける吸着容量×100/新品の吸着容
量 =a回サイクルにおける耐劣化率 このようにして行なつた熱水試験サイクルにお
ける結果を次に示す。
【表】 以上のような結果から第3の成分を添加した成
型体B〜Eは、これを加えないものに対し著しい
耐熱水を示し優れたゼオライト凝集体を形成して
いることがわかつた。 このほか、けい酸カルシウム,けい酸マグネシ
ウム,水酸化マグネシウム,水酸化バリウムの添
加も同様な傾向を示した。 実施例 9 実施例3〜7で得られた各ゼオライト成型体
と、C4留分を主とするナフサ分解によつて生ず
る炭化水素油をオートクレーブ中250℃に24時間
接触させた。この接触後、ゼオライト成型体を取
り出し、常圧250℃で窒素気流中で付着した炭化
水素を除去した後、成型体に残留したカーボン質
付着物を測定した。この操作を繰返し、付着カー
ボンの増加量をみるコーキング試験の結果、次の
とおりであつた。
【表】 このコーキング試験の結果、その細孔径から、
コーキング現象を起こさないとされているK2O―
A型ゼオライトである成型体Aと同様、またはそ
れ以上にカーボン付着が少なく、改良された成型
体B〜Eはコーキング現象の少ないものであるこ
とがわかつた。 実施例 10 実施例3〜7で得られた各ゼオライト成型体A
〜Eについて、エチレンおよび炭酸ガスの吸着量
を測定した。各ガスの吸着条件は表に示すとおり
である。その結果を次に示す。
【表】 エチレン,炭酸ガスおよびアセチレンなどのガ
ス吸着量は、コーキング現象の目安として、しば
しば評価の対象に取り上げられている。 本発明で得られる改良されたゼオライト成型体
は、K2O―A型ゼオライトのこれらガスに対する
非吸着性能をほとんどそのまま維持し、従来コー
キングの目安としていわれている炭酸ガスの吸着
量が25%以下であるということも充分満足されて
いることがわかつた。 実施例 11 実施例3の処方で製造した成型体Aが充填され
ているナフサ分解ガス乾燥塔の一部に、実施例4
で作られた成型体Bを充填し、一年間の運転後、
付着するカーボン質を実施例9の方法によつて測
定した結果、次のとおりであつた。
【表】 この結果からも明らかなように実際のプラント
における試験からも本発明による改良されたゼオ
ライト成型体は、コーキング現象の少ないことが
実証された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物,ア
    ルカリ土類金属のアルミン酸塩又はけい酸塩、ア
    ルカリ土類金属の塩化物を含む複塩、からなる群
    から選ばれた一種以上の成分の存在下に成型した
    改質ゼオライト成型体。 2 Na―A型ゼオライトのナトリウムの一部を
    カリウムイオンでイオン交換したK―A型ゼオラ
    イトを用いて成型した特許請求の範囲第1項記載
    の成型体。 3 アルカリ土類金属の水酸化物及び/又はアル
    カリ土類金属の塩化物を含む複塩を用いた特許請
    求の範囲第1項又は2項記載の成型体。
JP56080183A 1981-05-28 1981-05-28 Molded body of modified zeolite Granted JPS57196720A (en)

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