Цеолиты натрия

В Норвегии превращают нитрат кальция в нитрат натрия, используя морскую воду. Метод основан на способности цеолитов к обмену катионов (цеолиты — водные алюмосиликаты кальция, натрия, стронция и др.). Через насадку из цеолита пропускают последовательно раствор нитрата кальция, получая при этом раствор нитрата натрия, а затем морскую воду. Образующийся первоначально цеолит кальция превращается в цеолит натрия. По окончании этой реакции снова подают раствор нитрата кальция. Из раствора иитрата удаляют воду нагреванием и получают кристаллический нитрат, пригодный в качестве удобрения. Для получения технического продукта соль дополнительно очищается от примесей. [c.195]

Обменная способность цеолитов — способность их к обменным реакциям в водной среде. Кристаллы Ка-цеолита, находящиеся в водном растворе хлористого кальция, замещают ионы натрия на ионы кальция, а ионы натрия переходят в раствор. Реакция протекает не полностью, т. е. только часть ионов натрия в цеолите замещается на ионы кальция. Степень обмена зависит от времени контакта и температуры. Используя способность к обменным реакциям, можно получить цеолиты, неодинаковые по характеру катионов и по степени замещенности. Большой интерес для разделения сложных смесей представляют цеолиты с разными размерами отверстий, соединяющих полости кристалла. Способ изменения размера отверстий заключается в проведении ионного обмена для этого Ка-цеолит помещают в раствор хлористого кальция, а Са-цеолит — в раствор хлористого натрия. Разработаны специальные методы ионного обмена, позволяющие полупить таким путем разнообразные модификации цеолитов. [c.101]

Однако большинство экспериментальных данных указывает, по-видимому, на то, что ответственны за каталитическую активность алюмосиликатов в основном протонодонорные центры. Так, цеолит типа У в редкоземельной форме (т. е. ионы натрия обменены на ионы редкоземельных элементов), глубоко дегидратированный при 650 °С, практически неактивен в крекинге, при гидратации его активность повышается в несколько тысяч раз. Природа катиона, по-видимому, влияет на подвижность протона и стабильность кислотных центров Бренстеда. [c.214]

Принципиально процедура приготовления геля представляет собой смешение растворов. Для исследований был использован образец отработанного цеолита с Ново-Куйбышевского НПЗ (блоки 1, 2). Оказалось, что отработанный цеолит достаточно хорошо растворяется в растворе щелочи (гидроксид натрия). Растворение происходит неполностью, поэтому при приготовлении раствора нужно вносить избыток твердого цеолита, предварительно измельченного и просеянного через сито. Проведенные исследования растворимости показали, что оптимальная концентрация щелочи составляет порядка 5 %. При этом максимальная концентрация цео- [c.82]

Цеолит— минерал, содержащий ионы натрия, которые могут замещаться ионами кальция. Цеолит можно регенерировать, пропуская через него концентрированный раствор хлорида натрия. Напишите уравнения основных химических реакций, протекающих при умягчении воды цеолитом и при его регенераций. [c.272]

В качестве сырья для получения цеолитов без связующего используют и природные материалы, в первую очередь каолин [68]. Содержащиеся в не ,1 минералы в результате термической аморфизации образуют алюмосиликат — метакаолин. Соотношение 8102 в метакаолине соответствует соотношению этих компонентов в цеолитах типа А. После смешения метакаолина со щелочью образуется алюмосиликат натрия, переходящий при кристаллизации почти полностью в цеолит типа А. [c.122]

Катионный обмен, как уже указано, является действенным средством изменения избирательности адсорбции. На рис. 17,6 прослеживается, как усиливается преимущественная адсорбция пропилена по мере увеличения степени замещения натрия на кальций, а затем кальция на серебро в цеолите типа А. [c.348]

Значительное влияние на термостабильность цеолитов оказывает содержание в них натрия, так как он вызывает потерю кристалличности цеолита в результате спекания. При замене в цеолите натрия магнием термостабильность возрастает на 170—200 °С, при замене редкоземельными элементами — на 220—250°С. В то же время даже термостойкость цеолитов с редкоземельными элементами при введении в них и 157о натрия снижается на 56°С. По данным [65], цеолит типа P3Y, содержащий 4% ЫагО, менее стабилен, чем цеолит тина РЗХ, содержащий 1% Na20. В среде водяного пара термическая стабильность цеолитов уменьшается. Так, NaX полностью разрушается нри 400 °С и давлении водяного пара 0,1 МПа [26]. Цеолиты типа Y обычно более устойчивы к термопаровой обработке, чем цеолиты типа X. [c.44]

Цеолиты — это водные силикаты, встречающиеся в виде природных минералов в вулканических породах, часто в форме больших кристаллов. Природные цеолиты делятся на два класса [190] 1) содержащие щелочные земли или щелочи в соединении с двуокисью кремния — двойные алюмосиликаты и 2) содержащие основания, скомбинированные с окисью алюминия, т. е. силикаты алюминия . Цеолиты первого класса меняют свои основания лишь в слабой степени, между тем как основания цеолитов второго класса обмениваются легко и полностью. Искусственные цеолиты— силикатыалюминия , приготовленные сплавлением соответствующих веществ и экстрагированием продуктов плавления, оказались веществами, меняющими основания, хотя они и не легко кристаллизуются. В литературе описаны искусственные цеолиты, известные под названием пермутитов [26, 66, 372]. Цеолит натрия известен под названием пермутита натрия. Фильтры из пермутита магния применяют для полного удаления из воды соединений железа. Пермутит кальция извлекает углекислый калий и натрий из растворов сахара без разбавления фильтруемого материала. Углекислый калий обменивает катион не только на кальций, когда применяется алюмосиликат кальция, но также и на натрий, при применении алюмосиликата натрия. Рентгеновские исследования показывают, что процесс обмена, при условии тщательного ведения его, не изменяет кристаллической решетки. Отмечается лишь минимальное сжатие или расширение решетки. Действительно, кристаллы [c.486]

В качестве примера технологии приготовления цеолитсодержащих катализаторов с введением гидрирующего металла не в цеолит, а в связующее ниже приведена схема получения катализаторов селективного гидрокрекинга [A. . 513714]. Первая стадия — подготовка цеолита. При получении катализаторов типа СГ-3, основой которых является эрионит, декатионирование проводят обработкой водным раствором NH4 I до степени обмена катионов Na+ и К+ на NH4+, равной 75—85%. Остаточное содержание в цеолите натрия составляет 0,20—0,25%, калия 2,0—2,6%. Во второй стадии подготовленный цеолит смешивают с влажным гидроксидом алюминия (25% АЬОз). Полученную массу формуют в гранулы, сушат при 120 °С и прокаливают в токе воздуха при 450—500 °С в течение 4 ч. Затем гранулы пропитывают водным раствором молибдата аммония (из расчета 4—8% Мо в катализаторе) при величине pH 4—8 в течение 1ч, сушат при 120 °С и прокаливают в токе увлажненного воздуха при 500 °С в течение 4 ч. [c.116]

Л. И. Пигузова [15] показала, что синтетический цеолит СаА полузаводской установки Горьковской опытной базы термостабилен при 450—750°. Повышенная термостабильность синтетического цеолита СаА объясняется автором [15] ббль-шим зарядом иона кальция по сравнению с ионом натрия. [c.193]

Эффективные изомеризующие катализаторы могут быть получены сочетанием обмена натрия в цеолите Y на поливалентные катионы и декатионирования, например катализаторы на носителях aHY.MnHY, LaHY и другие. [c.60]

Получение ионообменных форм иеопитов типа фожазит и морденит. Нели используется цеолит типа фожазит в натриевой форме с мольным отношением 510з АКО-, >4.6, степень ионного обмена натрия на кальций должна быть >95 . В случае применения цеолита типа морденит натриевая форма переводится в аммонийную. [c.64]

Процесс хайзомер - парофазный процесс изомеризации на неподвижном слое бифункционального катализатора, разработанного фирмой Shell. Катализатор - высокодисперсная платина (несколько десятых долей процента), нанесенная на цеолит типа морденит в водородной форме с очень низким содержанием натрия, - изготавливается фирмой Union arbide [121, 122]. Катализатор отличается высокой стабильностью и может быть регенерирован путем обычной окислительной регенерации. Процесс проводится при следующих условиях температура 230-290 °С, давление водорода 1,4-3,3 МПа циркуляция водородсодержащего газа до 12,5 м /м сырья (объемная скорость подачи сырья 1- [c.105]

Учитывая, что изомеризация — процесс низкотемпературный, весьма важным является подбор катализаторов, позволяющих снизить температуру процесса. Фирма Репех (США) предложила для промышленной изомеризации н-пентана и н-гексана катализатор, позволивший снизить температуру в реакторе до 250 °С. Это — активированный кислотный носитель, цеолит, с очень низким содержанием натрия и нанесенным на его поверхность тонкодисперсным благородным металлом. К сырью изомеризации непрерывно добавляется промотор — хлорорганическое соединение, которое превращается в реакторе в НС1. При однократном пропуске сырья (легкой фракции бензина) получаются выходы изомеров, близкие к равновесным, и можно получить бензин с октановым числом 83 (и. м.). [c.78]

Исследования проводились с использованием в качестве адсорбента микросферического борсодержащего цеолита MgA без связующего, синтезираванного в ГрозНИИ под руководствам Я. В. Мирского. Степень ионного обмена натрия на магний в использованном цеолите составляла 69%. Адсорбционная емкость цеолита по парам я. гштана при 20° С и его относительном давлении 0,1 и 0,5 соответственно составляла 0,17 и 0,18 mVit. (Цеолит имел насыпной вес, равный 0,9 г/см , и фракционный состав 0,li—0,2 мм. [c.102]

Одной из причин стабилизирующего влияния матрицы на цеолит является миграция катионов. Известно, что катионы натрия при высокотемпературной обработке, особенно в присутствии водяного пара, имеют тенденцию распределяться между неолитом и матрицей. Обычно в цеолите содержится больше катионов Na , чем в матрице, из-за описанной выше трудности их замещения из мест 51, центру. При высокотемпературной парообработке катионы N3 мигрируют кз цеолита в матрицу. Снижение содержания N3+ способствует повыилг- [c.111]

Из этих данных видно, что цеолиты типа Y более термостабильны, чем цеолиты типа X. Значительное влияние на термостабильность цеолиюв оказывает содержание в них натрия. Натрий вызывает потерю кристалличности цеолита в результате спекания, и при замене его в цеолите магнием термостабильность возрастает на 170-200 "С, а при замене редкоземельными элементами-на 220-250 °С. В то же время термостойкость цеолитов с редкоземельными элементами при введении в них 15 (масс.) натрия снижается на 56°С. Цеолит типа P3Y, содержащий 4% (масс.) NajO, менее стабилен по сравнению с цеолитом типа РЗХ, содержащим 1% (масс.) NajO [38]. В среде водяного пара термическая стабильность цеолитов уменьшается. Так, цеолит NaX полностью разрушается при 400 °С и давлен 1и водяного пара 0,1 МПа [23]. Цеолиты типа У обычно более устойчивы к термопаровой обработке, чем цеолиты типа X. [c.60]

Все природные и большинство синтетических цеолитов представляют собой алюмосиликаты. Наибольшее значение в катализе имеют кристаллические алюмосиликатные цеолиты типа А, X, У и другие, с прочным трехмерным скелетом [215]. Общую формулу цеолитов можно представить в виде Мг/пО-АЬОз- сЗЮг-г/НгО, где п — валентность металлического катиона М л — мольное соотношение ЗЮг АЬОа у — число молей воды. Величина х в значительной степени определяет структуру и свойства цеолитов. В цеолите типа А X близок к 2 в цеолитах типа X — изменяется от 2,2 до 3 У — от 3,1 до 5,0 в синтетическом мордените достигает 10. Для каталитических процессов используют цеолиты с х = 2,8—6,0 [215, 216]. При различных условиях синтеза цеолитньус катализаторов (химический состав кристаллизуемой массы, параметры кристаллизации, природу катиона) можно в широких пределах изменять величину X [217, 218]. Так, низкокремнистые катализаторы (х = = 1,9—2,8) синтезируют в сильно щелочной среде, а в качестве источника кремнезема используют силикат натрия. Для получения высококремнистых цеолитов применяют более реакционно-способные золи или гели кремневой кислоты, а синтез проводят в менее щелочной среде [219]. [c.172]

В качестве катализатора используется высокодисперсный благородный металл, нанесенный на активированный цеолит с очень низким содержанием натрия. Катализатор не дезактивируется в присутствии влаги. Сырье подвергают гидроочистке, чтобы исходная пентан-гексановая фракция содержала до 0,001—0,002% (масс.) серы. Сырье может содержать также до 0,005% (масс.) воды, несколько процентов бензола и 2—4% углеводородов С,+. Сырье после гидроочистки смешивается с водородом, проходит теплообменник, затем печь, где нагревается до необходимой температуры и попадает в реактор. После охлаждения и отделения водорода жидкий продукт поступает на стабилизацию. В процессе Xysomer получают продукт с октановым числом 80,5—82,1 по исследовательскому методу без Т2С. Ниже приведены типичные составы исходного сырья и продукта процесса Xysomer, а также их октановые числа. [c.90]

Для приготовления цеолита смешивают силикат натрия, алюминат нагрня и гидрат окнси натрия. Соотношения этих веществ зависят от того, какого типа цеолит нужно приготовить. Смесь вводят в кристаллизатор и выдерживают при 100° несколько часов. Затем крисгаллы и )Омывают водой, добавляют глину в качестве связующей) агента и формуют. Гранулированный цеолит прокаливают при 650". По своей кристаллической структуре цеолит можно рассматривать как соль ноликремневой кислоты, в которой часть атомов кремния заменена на атомы алюминия. [c.24]

Метод ионного обмена основан на свойстве некоторых твердых тел (ионитов) поглощать из раствора ионы в обмен на эквивалентное количество других ионов того же знака. Иониты подразделяются на катиониты и аниониты. Катиониты содержат подвижные катионы натрия или водорода, а аниониты подвижные ионы гидроксила. В качестве катионитов применяют сульфоугли, алюмосиликаты (пермутит, цеолит и др.), в качестве анионитов искусственные смолы, например карба-мидные. [c.75]

При изготовлении катализаторов содержание натрия снижают до минимума, так как в его присутствии при высоких температурах в средах, содержащих водяной пар, резко снижается активность и стабильность катализатора. При замене в цеолите одновалентного металла (Na) на двухвалентный и более, например на кальций, рений, церий н др., его структурная характеристика изменяется (увеличивается размер пор) прн этом благодаря наличию на внутренней поверхности кристаллов цеолитов кислотных центров активность катализатора возрастает. Чем больше окнслов кремния и чем меньше окислов алюминия в решетке цеолита, тем больше расстояние между атомами алюминия. Следовательно, валентные связи между атомами алюминия -и других трехвалентных металлов все больше ослабевают, и образуются сильно выраженные диполи. Прн этом активность кислотных центров возрастает. Применяя цеолиты с различными типами решеток и различными катионами металлов, можно регулировать каталитические свойств а цеолитов и получать катализаторы различного назначения. [c.54]

Наиболее важными промьпиленно доступными цеолитами являются цеолиты типа Линде А, X и V, а также морденит. Цеолит типа А содержит наименьшее количество ЗЮз и имеет наибольшую плотность катионов среди цеолитов этого класса. Эффективный размер пор (3, 4 или 5 А ) зависит от того, содержится ли в решетке катион калия (тип ЗА ), натрия (тип 4А ) или кальция (5 А ). Эти цеолиты используются преимущественно как адсорбенты. Тип А не имеет минеральных аналогов. Типы X и У структурно подобны редкому минералу-фожазиту, который имеет сложный химический состав (в нем содержатся катионы N3+, Цеолиты типа X и [c.367]

В промышленной практике для ионного обмена используется смесь редкоземельных элементов. Установлено [1, 2], что стабильная активность прямо пропорциональна содержанию лантана или неодима и обратно пропорциональна содержанию церия в цеолитном компоненте. На рис. 3.20 показана зависимость стабильной активности цеолитсодержащих катализаторов в крекинге керосино-газойлевой фракции при 450 °С от изменения отношения Ме Н в цеолите типа V (20% масс, на катализатор) для лантаноидов цериевой группы. Наблюдается закономерное изменение активности с ростом отнощения Ме Н в цеолите для всех лантаноидов за исключением образца с катионами церия, активность которого значительно ниже. Как следует из приведенных данных, для катализаторов с редкоземельными элементами для обеспечения высокой стабильной активности отношение Ме Н в цеолите должно составлять не менее 3 1. Степень замещения катионов натрия на катионы редкоземельных элементов, по данным [I], должна находиться в пределах 40—85%. [c.44]

Размвры молекул, которые могут быть адсорбированы цеолитами, зависят от его катионов. Цеолит, в котором. 40—70% ионов натрия замещено ионами кальция, поглощает молекулы н-алкана поперечником менее 4,9 А и не поглощает изопарафины и циклические углеводороды. В яависимости от структуры и, сле-довательио, типа цеолиты обозначают большими буквами латинского алфавита А, X, У, Ь и др. Перед каждой буквой ставят химический символ катиона, преобладающего в структуре цеолита и компенсирующего отрицательный - заряд алюмокислородного тетраэдра. Например, цеолит А, в структуре которого преобладает натрий, обозначают как МаА цеолит типа X с преобладанием кальция — СаХ. [c.240]

Если взять для сравнения три системы СаА + Na l СаА + КС1 СаА + NH l, то наибольшую избирательность цеолит СаА проявляет по отношению к ионам натрия. Диаметр окон в цеолите СаА равен 5 А, а ионные радиусы у обменивающихся катионов и соответствующих анионов таковы (в А) для Li" —0,78 Na+—0,98 Ag+— 1,13 К+—1,33 NH — 1,43 Rb+—1,49 СГ—1,81 N0 — 2,55 A. Таким образом, все исследованные катионы и ионы СГ должны легко проникать в кристаллическую решетку, но нитрат-ионы не могут входить в решетку без того, чтобы не вызвать ее рекристаллизацию. [c.48]

В качестве примера приведем формулу одного из наиболее распространенных цеолитов — кристаллического алюмосиликата натрия 12 (Ма/ИЗЮ ) 27Н2О, который при нагревании до 350°С в вакууме превращается в безводную форму. В этом веществе тетраэдры АЮ4 и 5104, соединяясь между собой, образуют кольца, состоящие из 8 атомов,кислорода на каждой стороне кубической ячейки, а у каждого угла—аналогичные кольца из 6 атомов кислорода. Образуемая сочленениями тетраэдров каждая большая полость имеет протяженность 1,14 нм и связана с шестью аналогичными ячейками и восемью ячейками, имеющими размеры 0,66 нм. Отверстия в больших полостях имеют размеры 0,42 нм, а в малых—0,20 нм. Кристаллогидратная вода располагается в этих полостях, после ее удаления остаются пустоты, которые могут служить для включения молекул других веществ. Данный цеолит избирательно адсорбирует молекулы углеводородов с неразветвленными цепями, очень слабо удерживает малые молекулы, но не в состоянии адсорбировать молекулы бензола. [c.356]

Натриевая форма синтетических цеолитов каталитически наименее активна. Более активцы двухвалентные катионные формы — кальциевая, марганцевая, но наиболее высокую активность цеоли-товым катализаторам придают редкоземельные элементы —лантан, празеодим, самарий. Натрий путем ионного обмена может быть заменен на любой другой металл. Ионный обмен сопровождается включением соответствующего металла в кристаллическую решетку цеолита. В большинстве случаев используются частично декатионированные цеолиты (так называемая кислотная форма). [c.126]

Основой теории строения силикатов является представление о кислотных радикалах, тетраэдрических агрегатах типа (5104) и (А104) . Основные элементы структуры сочетаются с образованием структурных скелетов, с которыми соединены положительные ионы натрия, калия, магния, кальция и др. Восемь тетраэдров образуют куб, 12 тетраэдров — гексагональную призму, а 24 тетраэдра — кубооктаэдр. Внедрение этих крупных структурных групп в кристаллическую решетку приводит к образованию структур с очень большим объемом пор молекулярных размеров даже при введении дополнительных ионов металлов остается много места для поглощения значительного количества молекул. От химического состава цеолита и зависит объем внутренних пор, например, 1 г шабазита имеет 3-10 полостей. Наибольшая длина поперечного сечения полости составляет 1,14 нм, а диаметр окна — около 0,5 нм. Каждая внутренняя полость обезвоженного шабазита может поглотить 24 молекулы воды. Молекулы поглощаемого вещества и ионы, способные к обмену, находятся внутри пор цеолитов. Структура цеолитов обеспечивает протекание обратимых процессов гидратации, дегидратации и ионного обмена. Удаление воды повышает активность цеолита, но изменяет его кристаллическую решетку. Потерянную воду цеолит адсорбирует вместо воды цеолит может поглотить другие, подходящие по размерам молекулы. Изменение основных характеристик цеолитов достигается изменением структуры скелета и ионов металлов. Например, эффективный диаметр пор в ситах типа 5А на 0,1 нм больше, чем в цеолитах 4А. При замене натрия на калий размеры пор уменьшаются. И в других цеолитах размер пор можно менять с помощью ионного обмена. Так, в цеолите 13Х заменой натрия на кальций можно получить поры диаметром 0,9 нм вместо 1 нм. [c.258]

Размер катиона, входящего в состав цеолита, и его расположение такяче оказывают влияние на размер окна. Катион, расположенный вблизи окна, блокирует вход молекул. При катионном обмене, в котором два катиона натрия замещаются одним катионом кальция, входное окно расширяется вследствие этого цеолит NaA имеет размер входного окна 4A, а цеолит СаА—5A. Аналогичный обмен в цеолите типа X приводит к некоторому сужению окна. [c.113]

Цеолиты типа X имеют достаточно широкие входные окна и адсорбируют подавляющее большинство компонентов сложных смесей все типы углеводородов, органические сернистые, азотистые и кислородные соединения (меркаптаны, тиофен, фуран, хинолин, пиридин, диоксан и др.), галоидозамещенные углеводороды (хлорофорлг, четыреххлористый углеводород, фреоны), пентаборан и дека-боран. Применение цеолитов СаХ и ХаХ основано на избирательности адсорбции, а не на молекулярно-ситовых свойствах. При полном замещении катиона натрия на кальций цеолит СаХ, в отличие от цеолита NaX, не адсорбирует ароматические углеводороды или их про1гзводные с разветвленными радикалами, например [c.115]

При существующей системе регенерации (нагрев газа регенерации в соляной ванне) на рассматриваемой установке не достигается полного обезвоживания цеолита. Вследствие этого динамическая активность даже свежего адсорбента по нарам воды не превышает 9 г/100 г. В процессе многоцикловой эксплуатации активность снижается до 65% первоначального значения. Лабораторный контроль указал на медленное накапливание в цеолите углерода и серы. Их удаляют в результате периодических длительных регенераций, осуществляемых ири повышенных температурах. Кроме того, отмечено попадание в адсорбер хлористого натрия из соляной ванны и сернистых соединений железа, образуюш 1хся в результате коррозии аппаратуры. [c.379]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология