СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО АНАЛОГА ЦЕОЛИТА ПАУЛИНГИТА

Изобретение относится к способам получения синтетических аналогов ценных природных минералов, в частности паулингита.

В настоящее время прикладывается много усилий для создания эффективных катализаторов и адсорбентов, которые будут одновременно активными и селективными. Сложность строения паулингита делает его перспективным в области катализа и в качестве селективного сорбента.

Известен способ получения синтетического цеолита, содержащего ион тетраэтиламмония, который изоструктурен к минеральному паулингиту, включающий подготовку реакционной смеси, которая содержит оксид натрия, воду, источник кремния, источник оксида алюминия, источник ионов тетраэтиламмония, алюмосиликат натрия; реакция состава смеси, с точки зрения молярного соотношений оксидов, в следующих пределах: центры кристаллизации кристаллитов присутствуют в таком количестве, чтобы получить от 0,1 до 10 молярных процентов от общего окончательного содержания глинозема в указанном цеолите; перемешивание реакционной смеси до однородной консистенции; поддержание температуры реакционной смеси от 80°С до 220°С в условиях автогенного давления в течение достаточного периода времени для формирования кристаллов цеолита;

восстановление кристаллов цеолита, см. патент США №4661332.

Известен способ получения синтетического ECR-18 цеолита, имеющего структуру паулингита, согласно которому подготавливают реакционную смесь, содержащую оксид натрия, оксид калия, рубидия и/или бария, воду, источник кремния, источник оксида алюминия, соль тетраэтиламмония и/или метил- триэтиламмония и, возможно, алюмосиликат натрия. Приведенная реакционная смесь имеет, с точки зрения мольного соотношения оксидов, в следующем диапазоне: упомянутые центры кристаллизации кристаллитов или микрокристаллов ECR-18, в количестве от 0,1 до 10 молярных процентов от общего окончательного содержания оксида алюминия в указанном цеолите. Полученную реакционную смесь перемешивают до однородной консистенции, затем поддерживают температуру реакционной смеси от 80°С до 220°С в условиях автогенного давления в течение достаточного периода времени для формирования кристаллов цеолита, после чего происходит восстановление кристаллов цеолита, см. патент США №5013536.

Недостатком описанного способа является недостаточная чистота конечного продукта и длительное время реализации технологии, исчисляемое сутками.

Задача изобретения заключается в разработке способа получения синтетического паулингита повышенной чистоты продукта (без примесей), а также сокращение времени получения конечного продукта.

Сущность изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.

Способ получения синтетического аналога цеолита паулингита, включающий подготовку реакционной смеси, перемешивание реакционной смеси и выдержку в условиях автогенного давления при нагреве в течение времени, достаточного для формирования и восстановления кристаллов паулингита, характеризуется тем, что в качестве реакционной смеси используют гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия, сульфат алюминия восемнадцативодный, золь кремния и гидроксид тетраэтиламмония, при этом сначала смешивают гидроксид натрия, гидроксид калия, воду и гидроксид алюминия NаОН+КОН+Н₂O+Аl(ОН)₃, нагревают полученную смесь до 80-100°С до полного растворения, а сульфат алюминия восемнадцативодный растворяют в воде, после чего перемешивают полученные растворы и постепенно добавляют SiO₂, гидроксид тетраэтиламмония ТЕАОН и перемешивают до образования однородной консистенции геля, затем полученный гель без старения помещают в автоклав при Т=100-180°С и автогенном давление 5-35 бар и перемешивают в течение 12 часов.

При реализации заявленной совокупности существенных признаков достигается технический результат, заключающийся в том, что получение цеолита со структурой паулингита без примесей осуществляется за 12 часов в реакторе в условии термостатирования.

Пример №1. В качестве реакционной смеси используют гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия, сульфат алюминия восемнадцативодный, золь кремния и гидроксид тетраэтиламмония, при этом сначала смешивают гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия NаОН+КОН+Н₂O+Аl(ОН)₃, нагревают полученную смесь до 80-100°С до полного растворения, а сульфат алюминия восемнадцативодный растворяют в воде, после чего перемешивают полученные растворы и постепенно добавляют SiO₂, ТЕАОН и перемешивают до образования однородной консистенции геля, затем полученный гель без старения помещают в реактор со стальными автоклавами при Т=100°С и автогенном давление 0,9 бар, перемешивают лопастной мешалкой N=500 об/мин в течение 12 часов. Полученный продукт не закристаллизовался.

Пример №2. В качестве реакционной смеси используют гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия, сульфат алюминия восемнадцативодный, золь кремния и гидроксид тетраэтиламмония, при этом сначала смешивают гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия NаОН+КОН+Н₂O+Аl(ОН)₃, нагревают полученную смесь до 80-100°С до полного растворения, а сульфат алюминия восемнадцативодный растворяют в воде, после чего перемешивают полученные растворы и постепенно добавляют SiO₂, ТЕАОН и перемешивают до образования однородной консистенции геля, затем полученный гель без старения помещают в реактор со стальными автоклавами при Т=120°С и автогенном давление 3 бар, перемешивают лопастной мешалкой N=500 об/мин в течение 12 часов. Полученный продукт не закристаллизовался.

Пример №3. В качестве реакционной смеси используют гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия, сульфат алюминия восемнадцативодный, золь кремния и гидроксид тетраэтиламмония, при этом сначала смешивают гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия NаОН+КОН+Н₂O+Аl(ОН)₃, нагревают полученную смесь до 80-100°С до полного растворения, а сульфат алюминия восемнадцативодный растворяют в воде, после чего перемешивают полученные растворы и постепенно добавляют SiO₂, ТЕАОН и перемешивают до образования однородной консистенции геля, затем полученный гель без старения помещают в реактор со стальными автоклавами при Т=150°С и автогенном давление 10 бар, перемешивают лопастной мешалкой N=500 об/мин в течение 12 часов. Полученный продукт содержит цеолит бета и паулингит.

Пример №4. В качестве реакционной смеси используют гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия, сульфат алюминия восемнадцативодный, золь кремния и гидроксид тетраэтиламмония, при этом сначала смешивают гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия NаОН+КОН+Н₂O+Аl(ОН)₃, нагревают полученную смесь до 80-100°С до полного растворения, а сульфат алюминия восемнадцативодный растворяют в воде, после чего перемешивают полученные растворы и постепенно добавляют SiO₂, ТЕАОН и перемешивают до образования однородной консистенции геля, затем полученный гель без старения помещают в реактор со стальными автоклавами при Т=180°С и автогенном давление 20 бар, перемешивают лопастной мешалкой N=500 об/мин в течение 12 часов. Полученный продукт имеет структуру паулингита.

Пример №5. В качестве реакционной смеси используют гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия, сульфат алюминия восемнадцативодный, золь кремния и гидроксид тетраэтиламмония, при этом сначала смешивают гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия NаОН+КОН+Н₂O+Аl(ОН)₃, нагревают полученную смесь до 80-100°С до полного растворения, а сульфат алюминия восемнадцативодный растворяют в воде, после чего перемешивают полученные растворы и постепенно добавляют SiO₂, TEAOH и перемешивают до образования однородной консистенции геля, затем полученный гель без старения помещают в реактор со стальными автоклавами при Т=180°С и автогенном давление 20 бар, перемешивают лопастной мешалкой N=50 об/мин в течение 12 часов. Полученный продукт имеет структуру паулингита.

Пример №6. В качестве реакционной смеси используют гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия, сульфат алюминия восемнадцативодный, золь кремния и гидроксид тетраэтиламмония, при этом сначала смешивают гидроксид натрия, гидроксид калия, воду, гидроксид алюминия NаОН+КОН+Н₂O+Аl(ОН)₃, нагревают полученную смесь до 80-100°С до полного растворения, а сульфат алюминия восемнадцативодный растворяют в воде, после чего перемешивают полученные растворы и постепенно добавляют SiO₂, TEAOH и перемешивают до образования однородной консистенции геля, затем полученный гель без старения помещают в реактор со стальными автоклавами при Т=180°С и автогенном давление 20 бар, без перемешивания в течение 12 часов. Полученный продукт имеет структуру паулингита.

Использование заявленного технического решения возможно с использованием известных технических и технологических средств.