|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Гранулированные цеолиты без связующих веществ – синтез и свойства
Аннотация
Впервые обобщены опубликованные за последние 15–20 лет сведения по синтезу и основным показателям качества – степени кристалличности, адсорбционным емкостям по H2O, RSH, H2S, CO2 и C6H6, а также механической прочности цеолитов А и Х без связующих веществ, гранулы которых представляют единые сростки кристаллов. Рассмотрены варианты их синтеза. Проведено сравнение указанных показателей этих кристаллических алюмосиликатных микро-, мезо- и макропористых материалов с цеолитсодержащими адсорбентами со связующими материалами. Показано, что гранулированные цеолиты А и Х без связующих веществ по адсорбционной емкости и механической прочности превосходят аналоги со связующими материалами, широко применяемые в адсорбционных процессах. Большая часть разработанных способов приготовления этих цеолитных материалов прошла опытно-промышленные испытания, а некоторые уже внедрены ООО «Салаватский катализаторный завод» (Цеолиты синтетические: NaА-БС СТО 05766575-109-2008, КА-БС ТУ 2161-126-05766575-2005), ООО «Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов» [CaA-У (5А) ТУ 2163-004-05766557-97, цеолит KA-У(улучшенный) (3А) ТУ 2163-006-05766557-98, цеолит NaA-У(улучшенный) (4А) ТУ 2163-003-05766557-97] и ООО «Завод молекулярных сит “Реал Сорб”» (NaА ТУ 2163-005-21742510-2004, KА-НПГ ТУ 2163-009-21742510-2005, СaА-НПГ ТУ 2163-006-21742510-2004). Сформулированы основные направления исследований в этой области в ближайшей перспективе.
Об авторах
М. Л. Павлов
Учреждение Российской академии наук Институт нефтехимии и катализа РАН, Уфа
Россия
Россия
О. С. Травкина
Учреждение Российской академии наук Институт нефтехимии и катализа РАН, Уфа
Россия
Россия
Б. И. Кутепов
Учреждение Российской академии наук Институт нефтехимии и катализа РАН, Уфа
Россия
Россия
Список литературы
1. Жданов С.П., Хвощев С.С., Смулевич Н.Н. Синтетические цеолиты. М.: Химия, 1981.
2. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984.
3. Патрикеев В.А. Синтез и свойства гранулированных адсорбентов и шариковых катализаторов крекинга на основе цеолитов типа фожазит: Автореф. дис. … канд. хим. наук. Уфа, 2000.
4. Мовсумзаде Э.М., Павлов М.Л., Успенский Б.Г., Костина Н.Д. Природные и синтетические цеолиты, их получение и применение. Уфа: Реактив, 2000.
5. Pat. 6106593 (USA). МКИ B01D 53/047 (20060101). Purification of air / G.T. Christopher, T.F. William, J.L. Maureen, M.N. Hassan, R.Ch. James, 2000.
6. Pat. 6406519 (USA). МКИ F17C 11/00 (20060101). Gas cabinet assembly comprising sorbent-based gas storage and delivery system / M. McManus, V. James, 2002.
7. Мовсумзаде Э.М., Елисеева И.С., Павлов М.Л. // Нефтепереработка и нефтехимия. 1998. № 2. С. 23.
8. Мирский Я.В., Дорогочинский А.З. // ДАН СССР. 1966. Т. 170. № 3. С. 644.
9. Pat. 4340573 (USA). МКИ CIB 33/26. Получение цеолитов / D. Vaugham, G. Sdwards, M. Barrette, 1982.
10. А.с. № 1010808 (СССР). МКИ С01В 33/28. Способ получения шарикового цеолита без связующего / Я.В. Мирский, Н.Ф. Мегедь, Л.М. Ищенко и др., 1981.
11. А.с. № 1077206 (СССР). МКИ С01В 33/28. Способ получения цеолитного адсорбента / Л.В. Будовская, Л.М. Ищенко, Б.Г. Успенский и др., 1982.
12. Pat. 154009 (DDR). МКИ СО 1В 33/28. Получение устойчивых к истиранию непылящихся гранул цеолита / W. Bettke, H. Herberg, R. Siedel, H. Knoff, 1982.
13. Pat. 57-III226 (Jap.). МКИ COIB 33/28. Получение цеолита типа А. / Касивасэ Хирогоки, Сато Теньими, Киносэ Кагака, 1982.
14. Pat. 214351 (DDR). МКИ С01В 33/28. Двухстадийное получение содержащих цеолит адсорбентов / K.H. Bergk, M. Porsch, R. Bankwitz, 1984.
15. Pat. 4,503,024 (USA). МКИ C01B 39/00 (20060101). Process for the preparation of synthetic zeolites, and zeolites obtained by said process / M. Guth, J.-L.Wey, 1985.
16. Павлов М.Л., Мирский Я.В., Пирожков В.В. // ЖПХ. 1984. № 8. С. 1857.
17. Павлов М.Л. Новые методы синтеза низко- и высокомодульных цеолитов и получение на их основе катализаторов и адсорбентов: Автореф. дис. … докт. хим. наук. Уфа, 2002.
18. Мирский Я.В., Пирожков В.В., Павлов М.Л. // Кинетика и катализ. 1984. Т. 25. Вып. 1. С. 22.
19. Pat. 4534947 (USA). МКИ COIB 33/28. Способ прямого синтеза цеолита А, содержащего натрий и калий / D. Vaugham, N. Flemington, 1985.
20. Пат. 2203221 (РФ). МКИ С01В 39/14. Способ получения синтетического цеолита типа А. / В.А. Глухов, Д.Т. Гайнуллин, 2003.
21. Пат. 2146223 (РФ). МКИ С01В 39/20. Способ получения синтетического гранулированного фожазита / В.А. Глухов, 2000.
22. Пат. 2180319 (РФ). МКИ С01В 39/20. Способ получения синтетического гранулированного фожазита / В.А. Глухов, С.Ф. Беднов, 2002.
23. Pat. 3822151 (BDR). МКИ COIB 33/54. Способ получения цеолита NаА / J. Dorr, A. Degussa, 1990.
24. Pat. 4977120 (USA). МКИ B01J 37/00 (20060101). Binderless zeolite catalysts, production thereof and catalytic reaction therewith / Satoshi Tagaya, Nobuaki Miura, Tadashi Maeshima, Tsugio Hashimoto, 1990.
25. Pat. 5098448 (USA). МКИ B01J 2/28 (20060101). Process for the production of molecular sieve granulates / L. Ulisch, G. Bayer, 1992.
26. Pat. 5145659 (USA). МКИ C01B 39/02 (20060101). Preformed matrices containing zeolites / P. John, 1992.
27. Пат. 2203224 (РФ). МКИ С01В 39/20. Способ получения синтетического гранулированного фожазита высокой фазовой чистоты / В.А. Глухов, А.В. Глухов, 2003.
28. Пат. 2321539 (РФ). МКИ С01В 39/18. Способ получения синтетического гранулированного цеолита типа А / В.А. Глухов, Л.Э. Зеленов, А.В. Зеленов, 2007.
29. Пат. 2203222 (РФ). МКИ С01В 39/14. Способ получения гранулированного цеолита типа А высокой фазовой чистоты / В.А. Глухов, А.В. Глухов, 2003.
30. Pat. 6478854 (USA). МКИ B01J 20/18 (20060101). High purity, low silica X-type zeolite binderless shaped product and gas separation method employing it / Kotagiri, Yasuki Harada, Atsushi Nakamoto, Yoshiyuki Yoshida, Satoshi Hirano, 2002.
31. Пат. 2180318 (РФ). МКИ С01В 39/18, С01В39/22. Способ получения синтетического цеолитного адсорбента структуры А и Х / В.А. Глухов, С.Ф. Беднов, 2002.
32. Пат. 2203220 (РФ). МКИ С01В 39/14, С01В39/22. Способ получения гранулированного цеолитного адсорбента структуры А и Х высокой фазовой чистоты / В.А. Глухов, А.В. Глухов, 2003.
33. Ишмияров М.Х., Рахимов Х.Х., Рогов М.Н. и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2003. № 10. С. 61.
34. Pat 6685910 (USA). МКИ B01J 39/14 (20060101). Macroscopic aggregates of microcrystalline zeolites for static water softening applications / Kuznicki, M. Steven, Langner, W. Tadeusz, Curran, S. Jacqueline, Bell, A. Valerie, 2004
35. Pat. 6824588 (USA). МКИ B01D 53/04 (20060101). Apparatus and method for purifying air used in cryogenic air separation / Nakamura, Morimitsu Fujie, Kazuhiko, Tatsumi, Yasuo, Kawai, Masato, 2004
36. Пат. 2283278 (РФ). МКИ С01В3/14, С01В39/22. Способ получения гранулированного цеолитного адсорбента структуры А и Х высокой фазовой частоты / Х.Х. Рахимов, М.Л. Павлов, Б.И. Кутепов, Р.А. Махаматханов и др., 2006.
37. Пат. 2283279 (РФ). МКИ С01В3/14, С01В39/22. Способ получения гранулированных синтетических цеолитов / Х.Х. Рахимов, М.Л. Павлов, Б.И. Кутепов, Р.А. Махаматханов и др., 2006.
38. Пат. 2283280 (РФ). МКИ С01В 39/18. Способ получения синтетического цеолита типа А / Х.Х. Рахимов, М.Л. Павлов, Б.И. Кутепов, Р.А. Махаматханов и др., 2006.
39. Пат. 2283281 (РФ). МКИ С01В 39/18. Способ получения гранулированного цеолита типа А высокой фазовой частоты / Х.Х. Рахимов, М.Л. Павлов, Б.И. Кутепов, Р.А. Махаматханов и др., 2006.
40. Павлова И.Н., Травкина О.С., Кутепов Б.И. и др. // Тезисы докладов. «Техническая химия. Достижения и перспективы». Пермь, 2006.
41. Павлова И.Н., Травкина О.С.,Павлов М.Л. и др. // Тезисы докладов. XI Всероссийский симпозиум «Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности». Москва – Клязьма, 2007.
42. Пат. 2314866 (РФ). МКИ B01J 20/18 C01B 39/18. Способ получения цеолитного блочного адсорбента / М.Л. Павлов, Р.А. Махаматханов, О.С. Травкина, Б.И. Кутепов, И.Н. Павлова, Е.А. Травкин, В.А. Веклов, 2008.
43. Пат. 2328342 (РФ). МКИ B01J 20/18 C01B 39/18. Способ получения цеолитного кислотоемкого блочного адсорбента / М.Л. Павлов, Р.А. Махаматханов, О.С. Травкина, Б.И. Кутепов, И.Н. Павлова, Е.А. Травкин, В.А. Веклов, 2008.
44. Пат. 2322391 (РФ). МКИ С01В 39/22. Способ получения синтетического гранулированного цеолита типа Х / В.А. Глухов, Л.Э. Зеленов, А.В. Зеленов, 2008.
45. Патрикеев В.А., Павлов М.Л., Кутепов Б.И. и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2008. № 4-5. С. 63.
46. Павлов М.Л., Кутепов Б.И., Павлова И.Н., Травкина О.С. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2008. № 4-5. С. 65.
47. Павлов М.Л., Травкина О.С., Басимова Р.А. и др. // Нефтехимия 2009. Т. 49. № 1. С. 39.
48. Травкина О.С. Природные алюмосиликаты каолинитовой структуры в синтезе высокоэффективных цеолитных адсорбентов и катализаторов: Автореф. дис. … канд. хим. наук. Уфа, 2010.
49. Chandrasekhar S., Pramada P.N. Microwave assisted synthesis of zeolite A from metakaolin // Microporous and Mesoporous Materials. 2008. Vol. 108. P. 152.
50. A. de Lucas, М. Angeles. Synthesis of 13X zeolite from calcined kaolins and sodium silicate for use in detergents // Ind. Eng. Chem. Res. 1992. P. 2134.
51. Chandrasekhar S., Pramada P.N. Investigation on the synthesis of zeolite NaX from kerala kaolin // Journal of Porous Materials. 1999. Vol. 6. P. 283.
52. Sanhueza V. Synthesis of molecular seives from Chilean kaolinites: 1. Sythesis of NaA type zeolite // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 1999. Vol. 74. P. 358.
53. Imbert C. M., A. M. Venezuelan natural aluminosilicates as a feedstock in the synthesis of zeolite A // Zeolites. 1994. Vol. 14. P. 374.
54. Chandrasekhar S. Influence of metakaolinization temperature on the formation of zeolite 4A from kaolin // Clay Minerals. 1996. Vol. 31. P. 253.
55. Kovo A.S. Development of Zeolite X and Y from Ahoko Nigerian Kaolin // Chemical Engineering: First Year Ph.D Report Manchester The University of Manchester. 2008. P. 119.
Рецензия
Для цитирования:
Павлов М.Л., Травкина О.С., Кутепов Б.И. Гранулированные цеолиты без связующих веществ – синтез и свойства. Катализ в промышленности. 2011;(4):42-51.
For citation:
Pavlov M.L., Travkina O.S., Kutepov B.I. Granulated zeolites without binding agents – synthesis and properties. Kataliz v promyshlennosti. 2011;(4):42-51. (In Russ.)
Просмотров:
267
Послать статью по эл. почте 