一種低硅x沸石的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低硅X沸石的制備方法。將水玻璃溶液和鋁酸鈉溶液稀釋至一定的濃度，按一定的硅鋁比在低溫下高速混合均勻，然后升溫進(jìn)行老化，再升溫晶化，即可得到硅鋁比小于2.1的低硅X沸石產(chǎn)品。不僅簡化了工藝流程，也可以大大降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】
一種低硅X沸石的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種低硅X沸石的制備方法，為純鈉體系制備的用作空分制氧行業(yè)的低硅X沸石的生產(chǎn)工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沸石材料被廣泛應(yīng)用于吸附分離、催化、氣體干燥等領(lǐng)域。自從人類首次合成人工沸石以來，人們不斷探索研究沸石分子篩的性質(zhì)及開發(fā)應(yīng)用。上個世紀(jì)末，人們對NaA沸石用于洗滌劑添加劑已經(jīng)達(dá)到每年100萬噸，而最新的研究認(rèn)為低硅X沸石在硬水軟化方面有更好的性能。傳統(tǒng)的低硅X沸石合成方法工業(yè)上已經(jīng)很成熟，為了使沸石的硅鋁比降低到2.0左右，必須在鉀、鈉體系中合成。雖然最早的低硅X沸石是在鈉體系中合成的，但產(chǎn)物硅鋁比并沒有降低到2.1以下。若想低硅X表沸石現(xiàn)出高性能的吸附效果，就必須保證其骨架硅鋁比達(dá)到2.1以下。近年來，低硅X沸石分子篩在洗滌劑添加劑方面有極大的工業(yè)化優(yōu)勢，在空分富氧方面、高效制氧分子篩的研制需要使用低硅X沸石產(chǎn)品。低硅X沸石廣闊的應(yīng)用前景，使得我們必須降低低硅X沸石本身的合成成本，簡化工藝流程，制備高性能價廉的低硅X沸石分子篩，以進(jìn)一步滿足市場方面的要求。
[0003]現(xiàn)有的低硅X沸石的生產(chǎn)方法，都是在鈉、鉀體系中，要求嚴(yán)格控制系統(tǒng)中鈉和鉀的比例。雖然鈉、鉀體系中生產(chǎn)的低硅X產(chǎn)品比較容易控制硅鋁比，但控制不好，很容易使得產(chǎn)品出現(xiàn)波動。同時，由于最終用于制氧行業(yè)，必須先進(jìn)行交換，完全置換出產(chǎn)品中的鉀離子，這也不可避免的造成了工藝的復(fù)雜和成本的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種低硅X沸石的制備方法，具體為提供一種在純鈉體系中直接制備低硅X沸石的方法，不僅簡化的工藝流程，也可以大大降低生產(chǎn)成本。
[0005]本發(fā)明的一種低硅X沸石的制備方法技術(shù)方案為，一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，工藝步驟依次為:
(1)將硅酸鈉溶液和鋁酸鈉溶液，按照系統(tǒng)硅鋁比2.0-2.5，將兩種溶液在低溫35-50°C高速攪拌混合均勾，得到穩(wěn)定的沸石料楽;
(2)將沸石料漿在40-70°(:進(jìn)行老化8-12h，老化過程為靜態(tài)老化；
(3)然后開啟攪拌，升溫晶化，晶化溫度85-95°C，停止攪拌，靜態(tài)晶化8-16h后；
(4)將合格料漿分離、洗滌及烘干，即得到硅鋁比小于2.1，高吸附量的低硅X沸石產(chǎn)品。
[0006]在步驟(2)中加入導(dǎo)向劑，與沸石料漿攪拌均勻后進(jìn)行老化。
[0007]或者在步驟(3)中加入導(dǎo)向劑，然后進(jìn)行升溫晶化。
[0008]所述的導(dǎo)向劑按摩爾比為18Na20，Al2O3，8S1O2，300H20o
[0009]所述的導(dǎo)向劑占沸石料漿體積比的0.3%。
[0010]步驟(I)中所述的硅酸鈉溶液模數(shù)為3.0，用蒸餾水稀釋至S12濃度40-60g/l。[0011 ] 步驟(I)中所述的鋁酸鈉溶液ak為2.1，用蒸餾水稀釋至Al2O3濃度50-70g/l。
[0012]步驟(I)中所述的高速攪拌攪拌轉(zhuǎn)速大于1000轉(zhuǎn)/分。
[0013]步驟(3)中所述的攪拌攪拌轉(zhuǎn)速大于1000轉(zhuǎn)/分。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的方法，通過控制純鈉體系中的原料、配比、老化時間、溫度等手段，實現(xiàn)了在純鈉體系中制備合格的低硅X沸石產(chǎn)品。所得到的產(chǎn)品，硅鋁比小于2.1，晶體完整，粒度均勻，且水吸附及二氧化碳吸附能力高，達(dá)到或超過目前在鈉、鉀體系中制備的低硅X沸石產(chǎn)品指標(biāo)。同時，通過添加導(dǎo)向劑，可以實現(xiàn)生產(chǎn)不同粒級的低硅X沸石的系列產(chǎn)品
本發(fā)明的生產(chǎn)方法與現(xiàn)有的在鈉、鉀體系中生產(chǎn)低硅X沸石的生產(chǎn)方法相比，具有流程簡單、配比方便，可操作性強等特點，同時母液可以循環(huán)重復(fù)利用，降低了生產(chǎn)成本。適宜于市場的競爭，容易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。所得產(chǎn)品結(jié)晶完善，雜相低，粒度分布集中，具有較高的吸附性能。
[0015]【具體實施方式】:
為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
[0016]實施例1
(I)先將模數(shù)為3.0的硅酸鈉溶液用蒸餾水稀釋至Si02濃度45g/l，將ak為2.1的鋁酸鈉溶液稀釋至A1203濃度60g/l，然后按照系統(tǒng)硅鋁比2.4進(jìn)行配比，將計量好的兩種溶液在35°C條件下進(jìn)行高速攪拌，混合均勻，得到穩(wěn)定的沸石料漿。
[0017](2)將得到的沸石料漿在50°C靜態(tài)老化10h，然后開啟攪拌升溫至87°C，停止攪拌，靜態(tài)晶化12h。
[0018](3)將晶化好的沸石料漿進(jìn)行分離、洗滌、干燥，即得到合格的低硅X沸石產(chǎn)品，其產(chǎn)品的硅鋁比為2.08，靜態(tài)水吸附為33.6%。
[0019]實施例2
(I)先將模數(shù)為3.0的硅酸鈉溶液用蒸餾水稀釋至Si02濃度60g/l，將ak為2.1的鋁酸鈉溶液稀釋至A1203濃度48g/l，然后按照系統(tǒng)硅鋁比2.5進(jìn)行配比，將計量好的兩種溶液在35°C條件下進(jìn)行高速攪拌，混合均勻，得到穩(wěn)定的沸石料漿。
[0020](2)將得到的沸石料漿在60°(:靜態(tài)老化Sh，然后開啟攪拌升溫至90°C，停止攪拌，靜態(tài)晶化8h。
[0021 ] (3 )將晶化好的沸石料漿進(jìn)行分離、洗滌、干燥，即得到合格的低硅X沸石產(chǎn)品，其產(chǎn)品的娃鋁比為2.09，靜態(tài)水吸附為33.4%。
[0022]實施例3
(I)先將模數(shù)為3.0的硅酸鈉溶液用蒸餾水稀釋至Si02濃度60g/l，將ak為2.1的鋁酸鈉溶液稀釋至A1203濃度65g/l，然后按照系統(tǒng)硅鋁比2.2進(jìn)行配比，將計量好的兩種溶液在35°C條件下進(jìn)行高速攪拌，混合均勻，得到穩(wěn)定的沸石料漿。
[0023](2)將得到的沸石料漿在60°C靜態(tài)老化8h，按體積比加入0.3%的晶化導(dǎo)向劑，攪拌均勻。所述的導(dǎo)向劑按摩爾比為18Na20，Al203，8Si02，300H20。
[0024](3)將加入導(dǎo)向劑的沸石料漿攪拌升溫至80°C，停止攪拌，靜態(tài)晶化10h。
[0025](4)將晶化好的沸石料漿進(jìn)行分離、洗滌、干燥，即得到合格的低硅X沸石產(chǎn)品，其產(chǎn)品的娃鋁比為2.03，靜態(tài)水吸附為34.1%。
[0026]實施例4
(I)先將模數(shù)為3.0的硅酸鈉溶液用蒸餾水稀釋至Si02濃度40g/l，將ak為2.1的鋁酸鈉溶液稀釋至A1203濃度70g/l，然后按照系統(tǒng)硅鋁比2.5進(jìn)行配比，將計量好的兩種溶液在45°C條件下進(jìn)行高速攪拌，混合均勻，得到穩(wěn)定的沸石料漿。
[0027](2)在沸石料漿中加入體積比0.3%的導(dǎo)向劑，攪拌均勻，然后進(jìn)行靜態(tài)老化，老化溫度55°C，老化時間12h。所述的導(dǎo)向劑按摩爾比為18Na20，Al203，8Si02，300H20。
[0028](3)將加入導(dǎo)向劑的沸石料漿攪拌升溫至90°C，停止攪拌，靜態(tài)晶化8h。
[0029](4)將晶化好的沸石料漿進(jìn)行分離、洗滌、干燥，即得到合格的低硅X沸石產(chǎn)品，其產(chǎn)品的娃鋁比為2.08，靜態(tài)水吸附為34.3%
實施例5
(I)先將模數(shù)為3.0的硅酸鈉溶液用蒸餾水稀釋至Si02濃度60g/l，將ak為2.1的鋁酸鈉溶液稀釋至A1203濃度40g/l，然后按照系統(tǒng)硅鋁比2.2進(jìn)行配比，將計量好的兩種溶液在35°C條件下進(jìn)行高速攪拌，混合均勻，得到穩(wěn)定的沸石料漿。
[0030](2)將得到的沸石料漿在55°C靜態(tài)老化12h，然后開啟攪拌升溫至95°C，停止攪拌，靜態(tài)晶化8h。
[0031](3)將晶化好的沸石料漿進(jìn)行分離、洗滌、干燥，即得到合格的低硅X沸石產(chǎn)品，其產(chǎn)品的硅鋁比為2.10，靜態(tài)水吸附為33.2%。
[0032]實施例6
(I)先將模數(shù)為3.0的硅酸鈉溶液用蒸餾水稀釋至Si02濃度60g/l，將ak為2.1的鋁酸鈉溶液稀釋至A1203濃度65g/l，然后按照系統(tǒng)硅鋁比2.4進(jìn)行配比，將計量好的兩種溶液在35°C條件下進(jìn)行高速攪拌，混合均勻，得到穩(wěn)定的沸石料漿。
[0033](2)在沸石料漿中加入體積比0.3%的導(dǎo)向劑，攪拌均勻，然后進(jìn)行靜態(tài)老化，老化溫度60°C，老化時間8h。
[0034](3)將加入導(dǎo)向劑的沸石料漿攪拌升溫至85°C，停止攪拌，靜態(tài)晶化12h。
[0035](4)將晶化好的沸石料漿進(jìn)行分離、洗滌、干燥，即得到合格的低硅X沸石產(chǎn)品，其產(chǎn)品的娃招比為2.06，靜態(tài)水吸附為34.4%。
【主權(quán)項】
1.一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，工藝步驟依次為: (1)將硅酸鈉溶液和鋁酸鈉溶液，按照系統(tǒng)硅鋁比2.0-2.5，將兩種溶液在低溫35-50°C高速攪拌混合均勾，得到穩(wěn)定的沸石料楽; (2)將沸石料漿在40-70°(:進(jìn)行老化8-12h，老化過程為靜態(tài)老化； (3)然后開啟攪拌，升溫晶化，晶化溫度85-95°C，停止攪拌，靜態(tài)晶化8-16h后； (4)將合格料漿分離、洗滌及烘干，即得到硅鋁比小于2.1，高吸附量的低硅X沸石產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中加入導(dǎo)向劑，與沸石料漿攪拌均勻后進(jìn)行老化。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中加入導(dǎo)向劑，然后進(jìn)行升溫晶化。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，所述的導(dǎo)向劑按摩爾比為 18Na20，Al203，8Si02，300H20。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，所述的導(dǎo)向劑占沸石料漿體積比的0.3%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的硅酸鈉溶液模數(shù)為3.0，用蒸餾水稀釋至S12濃度40-60g/l。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的鋁酸鈉溶液ak為2.1，用蒸餾水稀釋至Al2O3濃度50-70g/l。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的高速攪拌攪拌轉(zhuǎn)速大于1000轉(zhuǎn)/分。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硅X沸石的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的攪拌攪拌轉(zhuǎn)速大于1000轉(zhuǎn)/分。
【文檔編號】C01B39/22GK105967204SQ201610553453
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】呂天寶, 武文煥, 馮怡利, 王軍堂, 劉堯, 齊義真
【申請人】山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司