説明

制御された粒径分布を有するLSX型ゼオライト

本発明は、シリカ含有量が低いフォージャサイトX型ゼオライト、より正確には、1.15以下のSi/Al原子比を有し、高い結晶度を有し、およびゼオライトの結晶が制御された粒径分布を有する、LSXゼオライトに関する。本発明は、前記LSXゼオライトを調製する方法にも関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、低いシリカ含有量を有するフォージャサイトX型、より正確には、1.15以下のSi/Al原子比を有し、高い結晶化率を有し、およびこの結晶が狭い単峰性粒径分布を有する、ゼオライトLSX(「低シリカX(Low Silica X)」の頭文字)型に関する。本発明は、前記ゼオライトLSXの調製方法および特に工業的製造方法にも関する。
【背景技術】
【0002】
フォージャサイトは、Donald W.Breckによる著作(「Zeolite Molecular Sieves」,John Wiley and Sons,1974−p.92以降参照)の中で詳細に説明されている、これらのトポグラフ結晶構造によって特徴づけられる鉱物種の一群を構成する。Lowensteinの法則と呼ばれる法則は、これらに少なくとも1以上のSi/Al比を課す。
【0003】
Si/Al<1.5を有するフォージャサイトXと、
Si/Al>1.5を有するフォージャサイトY
を区別するのが通例である。
【0004】
通常のフォージャサイトXは、Si/Al比≧1.2を有する。フォージャサイトLSX(低シリカX(Low Silica X)の頭文字)または低シリカフォージャサイトは、1.15以下の、好ましくは1±0.05に等しいSi/Al原子比を有するX型ゼオライト種である(1より低い値は、この比の測定値に関する分析的不確実性を表し、およびより高い値は、同じ分析的不確実性、またはこの生成物の純度の点での許容される違いのいずれかを表す)。この定義を本発明に関連して用いる。
【0005】
フォージャサイトの物理特性(交換能力、窒素吸着など)は、Si/Al比に従って発生する。LSX型フォージャサイトは、考えることができるすべてのフォージャサイトの中で、これらが、結晶格子あたり最大の可能四面体アルミニウムイオン有する、およびこの結果、CO、Nなどのような多種多様な分子の吸着部位の最大数をおそらく有するため、特に有利である。
【0006】
一般に、ゼオライトは、特に、X型およびLSX型ゼオライトは、
アルミン酸アルカリの溶液とケイ酸塩の溶液とを周囲温度とこれらの沸点より低い温度との間の温度で混合すること:
結果として得られる混合物をゲル化すること;
その後、このゲルを熟成させること(この間に、前駆体シードが出現する。);
続けて結晶化すること(これは、これらのシードからの結晶成長段階である。)
によって、今日、調製されている。
【0007】
アルミン酸塩/ケイ酸塩の混合物から得られるゲルの組成は、ゼオライトの合成における重要なパラメータである。従って、合成ゲルの組成または結晶化条件のわずかな差が、非常に異なるタイプのゼオライト、および/または非晶質化合物さえもたらし得ることを示す例が、先行技術にはたくさんある。
【0008】
結晶成長に影響を及ぼすもう1つの要因は、溶液または結晶化ゲルの組成とは無関係に合成媒質の撹拌(またはこの不在)である。
【0009】
さらに、多数のゼオライトを得ることについて記載されている大部分の調製方法において、当業者は、熟成段階(結晶核形成)中およびまたゼオライト結晶化段階中に撹拌を用いないように強く戒めている。
【0010】
従って、2つの基本的に相対する必要性の間での対立がある:一方は、材料および熱の交換を促進するためにならびに形成中の結晶の合成を防止するために撹拌すること;これに反して、他方は、系の不安定化および望ましくない相の出現を防止するために撹拌しないこと(静的合成)。
【0011】
例えば、D.E.W.Vaughan(Chem.Engin.Progres,84(2),(1988),25−31)は、溶液のまたは結晶化ゲルの組成に依存して、静止媒質中のフォージャサイトとグメリナイトの混合物、またはアンカー型撹拌機によって撹拌されている媒質中のゼオライトPのいずれかの出現が観察される可能性が高いことを示している。この場合、合成媒質のほんの一部にしか位置しない、アンカー型撹拌機によって生ずる高い剪断速度は、このゲルの初期組成が同じ合成を撹拌せずに行う(静止合成)ときと同じであるならば、ゼオライト結晶の発生および成長プロセス、ならびにこれらの固有性質を相当変える。
【0012】
R.M.Barrer(Hydrothermal Chemisry of Zeolites,in Academic Press,(1982),Chapter 4,point 5.6,pp.170−171)は、撹拌媒質中で通常は調製されるゼオライト、例えばフォージャサイトについて、撹拌機の速度および従って局所剪断を増したときの結晶度の低下を観察している。
【0013】
上で与えた理由のため、多くのゼオライト合成は、遅い結晶成長を促進するためにならびに熱力学的観点からあまり安定でないゼオライト相の出現および安定化を促進するためにも、静的条件で、即ち撹拌せずに、または低い撹拌速度を用いて行われる。
【0014】
さらに、一定の合成の実験室規模から工業規模への移行は、実験室で一般に得られるものより低いゼオライト収率およびはるかに低い結晶化率につながることが多いため、経済的観点から難しいまたは不可能でさえあることは、ゼオライト製造業者には周知である(D.W.Breck,Zeolites Molecular Sieves,John Wiley and Sons,(1974),727−731)。従って、これらの合成の工業化は、良好な結晶度を有するゼオライトを得ることができることに先立ち操作条件の、および申し分のない経済条件の、大きな変更を必要とする。
【0015】
フォージャサイトを合成する難しさは、これらのSi/Al原子比が低下すると増すこと、および従来の方法では、LSX型フォージャサイトの大規模調製にきっと失敗することも公知である(G.H.Kuhl,Zeolites,7,(1987),451−457)。詳細には、純粋にナトリウム媒質から、ゼオライトNaA(一般には大部分)とゼオライトNaXの混合物が得られ、従って、フォージャサイトLSX構造を合成するためにカリウムイオンのある一定の量を導入する必要があり;この場合、この構造は、この合成ゲル中のNa/Na+K比が一般に0.7と0.8の間である場合に得られる。
【0016】
フォージャサイトLSXの合成は、例えば、FR2357482、GB1580928に、またはG.H.Kuhl,(Zeolites,7,(1987)451−457)により記載されている:水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとアルミン酸ナトリウムとケイ酸ナトリウムとを含有する混合物を、撹拌せずに50℃より低い温度で結晶させるか、撹拌せずに50℃より低い温度で熟成させ、その後、撹拌せずに60℃から100℃の温度で結晶もさせる。良好な結晶度(典型的には90%以上)を有するゼオライトLSXを得るために、全合成時間は、3m反応器で行われる工業的合成タイプについては約50時間であり、この全合成時間は、工業的採算性の点から見て不満足である。
【0017】
US4859217には、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとアルミナとを含有する混合物を、ケイ酸ナトリウムを含有する第二の溶液と混合する方法が記載されている。この混合物を低温(4から12℃)でゲル化させ、36℃で熟成させ、その後、この温度を70℃に上昇させることによって結晶させる。この特許では、熟成段階が2から3日、および結晶化段階が16時間続き、これも、工業規模に移行することができない。
【0018】
EP−A−0818418には、フォージャサイトLSXの製造方法が記載されており、この方法では、例えば著作「Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry」,VCH(1988),volume B2,p.25−5以降に記載されているアルキメデススクリュー、当業者には周知の装置、を撹拌手段として使用して、撹拌しながら熟成および結晶化段階を行う。実施例2では、50℃で20時間の熟成段階、および90℃で4時間の結晶化段階を用いて、撹拌しながら(剪断速度:25秒−1)ゼオライトLSXを工業規模で得る。得られるゼオライトは、卓越した結晶度(97%以上)を有し、この結晶のサイズ(SEMによって測定される平均径)は、6μmである。
【0019】
EP−B1−0922673には、ゼオライトLSXの合成方法が記載されており、この方法では、熟成段階を0℃と60℃の間の温度で撹拌しながら行い、この熟成段階中にゼオライト、好ましくはA型またはフォージャサイト型、を添加する。得られるフォージャサイトLSXは、1μmと8μmの間の粒径分布を有する粒子の第一集団および5μmと15μmの間の粒径分布を有する粒子のもう1つの集団を伴う、二峰性粒径分布を有する。
【0020】
EP−B1−0960854には、ゼオライトLSXの合成方法が記載されており、この方法では、熟成段階を0℃と60℃の間の温度で撹拌しながら行い、10℃と60℃の間の温度で、10分と3時間の間の期間、予め熟成させた、組成10−20 NaO;Al;5−20 SiO;100−250 HOを有する溶液0.3%から10%までを、ゲル化後および/またはこの熟成段階中に添加する。フォージャサイトLSXが得られることが主粒径分布と共に記載されており、異なる粒径分布を有する他の集団の存在をほのめかしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0021】
【特許文献1】仏国特許出願公開第2357482号明細書
【特許文献2】英国特許出願公開第1580928号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第4859217号明細書
【特許文献4】欧州特許出願公開第0818418号明細書
【特許文献5】欧州特許第0922673号明細書
【特許文献6】欧州特許第0960854号明細書
【非特許文献】
【0022】
【非特許文献1】「Zeolite Molecular Sieves」,John Wiley and Sons,1974−p.92
【非特許文献2】D.E.W.Vaughan,(Chem.Engin.Progres,84(2),(1988),25−31)
【非特許文献3】R.M.Barrer,Hydrothermal Chemisry of Zeolites,in Academic Press,(1982),Chapter 4,point 5.6,pp.170−171
【非特許文献4】D.W.Breck,Zeolites Molecular Sieves,John Wiley and Sons,(1974),727−731
【非特許文献5】G.H.Kuhl,Zeolites,7,(1987),451−457
【非特許文献6】Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry」,VCH(1988),volume B2,p.25−5
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0023】
本発明者らは、制御された結晶度および粒径分布特性を有するゼオライトLSX、ならびにまた、ゼオライトを得るために設計した、特に工業生産用に改造した、調製方法を得ようと努めた。従って、本発明は、制御された結晶度および粒径分布特性を有するゼオライト、ならびに前記ゼオライトの形成方法および結晶の質の改善に役立つゼオライトLSXの合成方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【0024】
従って、第一の態様に従って、本発明は、
SEM計数法によって決定される粒径分布が、単峰性であり、8より低い、好ましくは6より低い、さらに一層好ましくは4より低い、および理想的には2より低いピーク幅(2σ)を有する;および
走査電子顕微鏡によって測定される平均数直径が、0.1μmより高く、10μmより低い、好ましくは4μmより低い、さらに一層好ましくは3μmより低い、
個別化結晶形態の、1.15以下の、好ましくは1±0.05に等しいSi/Al原子比を有するLSX型ゼオライトを提案する。
【0025】
用語「単峰性」分布は、1%有意性レベルでの対数正規法則、χ(カイ)検定(StatSoft Franceからの「Statistica」を使用するソフトウェア)からの統計結果に適用される対数正規法則、と有意に差のない分布を意味すると理解される。より具体的には、「1%有意性レベルでの対数正規法則と有意に差のない分布」という表現は、カイ検定の有意性レベル「p」が、1%以上、好ましくは5%以上、さらに好ましくは8%以上であることを意味すると理解される。
【0026】
本発明のゼオライトは、狭い単峰性粒径分布を有し、これにより結晶サイズの均一性および結果として、制御された特性のため、最適な特性を確保する。
【0027】
本発明のゼオライトは、88%より高い、有利には90%より高い、好ましくは93%より高い、およびさらに一層好ましくは95%より高い結晶化率も有する。
【0028】
本明細書および特許請求の範囲において、粒径分布は、SEM(走査電子顕微鏡)画像の分析によって決定する。結晶のサイズ分布を決定するための画像分析プロセスは、少なくとも100の結晶を含むSEM画像の中に出現するすべての結晶の目視計数からなる。それぞれの結晶について決定されるサイズは、該当する前記結晶の最大断面のものである。
【0029】
計数操作は、少なくとも2つの画像を用いて行い、結果として得られる粒径分布は、それぞれの画像において観察される粒径分布の平均である。ピーク幅および平均数直径は、ガウス分布の統計的法則を利用する、当業者に公知の従来の方法によって計算する。
【0030】
結晶化率は、参照のために100%結晶度で考える0.325cm/gのダビニン(Dubinin)体積を有するフォージャサイトに関連して、77Kでの窒素吸着によって測定されるミクロ細孔容積の推定量である、ダビニン体積を測定することにより決定する。
【0031】
ダビニン体積は、Lowellらが「Characterization of Porous Solids and Powders:Surface Area,Pore Sise and Density」,chapter 9,「Micropore Analysis」,pages 143−145に記載しているような、ゲージ圧P/Pで吸着材に吸着された窒素の体積Vに関する、下に転載するダビニン−ラジュシュケヴィッチ(Dubinin−Radushkevich)の式から計算する:
【0032】
【数1】

ダビニン体積は、体積V、吸着材のミクロ細孔内で凝縮され得る窒素蒸気の最大体積、である。これは、吸着材1グラムあたりの(標準状態に関する)窒素蒸気のcmで表される。
【0033】
測定に先立ち、500℃で12時間、真空下(P<5.10−6Torr;または6.7.10−4Pa)でサンプルを前処理する。その後、Micrometritics ASAP 2010 M型装置で測定を行う。用いられる吸着質ガスは、窒素である。0.01P/Pと1P/Pの間の少なくとも35点の圧力表を用いて等温線をプロットする。(log(P/P))の関数として図にlog Vの値をプロットする。(log(P/P))が1と2の間(または0.039<P/P<0.1)である点の線形回帰線の起点でのx軸からダビニン体積を得る。測定値不確実性は、±0.003である。
【0034】
もう1つの態様によると、本発明は、ゼオライトLSXの調製方法に関し、前記方法は、静的条件で(即ち、非撹拌媒質中で)反応を行うときを含めて、ある一定の非常に不安定なゼオライト相をより容易に安定させるのに役立ち、定量的合成収率を向上させるのに役立ち、およびゼオライトの高い結晶化率を保証するのに役立つ。さらに、本発明の方法は、LSX結晶の粒径分布を有効に制御するのに役立つ。さらに、本発明の方法は、工業規模へとより容易に移行することができる。
【0035】
従って、本発明は、モル組成が次の条件:
0.75から1、好ましくは0.75から0.8のNaO/(NaO+KO)比;
60から85、好ましくは65から80、およびさらに一層好ましくは70から80のHO/Al
1.8から2.2のSiO/Al
4.8から6、好ましくは5から5.5の、(NaO+KO)/Al
を満たすゲルの熟成および結晶化による、1.15以下の、好ましくは1±0.05に等しいSi/Al原子比を有する、およびこの粒径分布が単峰性であり、0.1μmと10μmの間、好ましくは0.1μmと4μmの間、さらに一層好ましくは0.1μmと3μmの間である、ゼオライトLSXの調製方法に関する。
【0036】
本発明の方法は、明確に定義された均一な形状を有する、即ち非定義形状の凝集物が実質的にない、および決定される粒径分布が、単峰性であり、8より低い、好ましくは6より低い、さらに一層好ましくは4より低い、および理想的には2より低いピーク幅(2σ)を有する、フォージャサイトLSX型のゼオライト結晶を得るのに適する。
【0037】
絶対に好ましい実施形態によると、この単峰性粒径分布の結晶の80%は、1μmと4μmの間、好ましくは1μmと3μmの間である。この粒径分布は、前に示したように、SEM計数によって決定する。
【0038】
さらに、本発明の方法は、静止媒質中で行おうと、撹拌媒質中で行おうと、当業者に公知の合成方法で得られる収率と比較して、定量的な、または少なくとも実質的に定量的な結晶化収量を得るのに適する。本発明の方法は、上に示したように、および特に、下で説明する特徴のため、工業規模に容易に移行することもできる。
【0039】
従って、本発明の方法は、まず第一に、アルミン酸アルカリの溶液とシリカ源、好ましくはコロイド状シリカまたはケイ酸アルカリ(単数もしくは複数)溶液ならびに水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムとの混合物を、結果として得られる混合物がゲル化するまで、使用する。
【0040】
この初期混合物は、上述のモル比が満たされることを条件に、および下文から想起されるように、当分野において公知の適切な原料の溶液を用いて当業者に公知の従来の技術によって調製する:
0.75から1、好ましくは0.75から0.8のNaO/(NaO+KO)比;
60から85、好ましくは65から80、およびさらに一層好ましくは70から80のHO/Al
1.8から2.2のSiO/Al
4.8から6、好ましくは5から5.5の、(NaO+KO)/Al
【0041】
様々な原料の導入の順序は、重要でなく;アルミン酸アルカリの溶液を合成反応器に導入し、続いてシリカ源を導入することができる。代案によると、シリカ源を反応器に導入し、その後、アルミン酸アルカリ溶液を添加する。さらにもう1つの代案によると、シリカ源およびアルミン酸アルカリ溶液を反応器に同時に導入する。
【0042】
水酸化カリウム溶液は、シリカ源またはアルミン酸アルカリ(単数もしくは複数)溶液のいずれかに導入することができ、またはシリカ源とアルミン酸アルカリ(単数もしくは複数)溶液の両方に導入することさえできる。
【0043】
特定の実施形態では、初期混合物にシードを導入することもあり得る。これが存在するとき、好ましくは、これをアルミン酸アルカリ溶液および/またはシリカ源と予め混合して、反応媒質に導入する。代案として、ゲル化中に、および/またはゲル熟成段階開始時に、反応媒質にシードを導入してもよい。
【0044】
シードは、有利には、当分野において一般に使用されているシードから、および例えば、ゼオライト、クレー、ならびにシリカおよびアルミナに基づく成核溶液から、これらがゲル形態であろうとなかろうと選択される。
【0045】
シードは、一般に、初期混合物の重量の0.01重量%と1.5重量%の間、好ましくは0.01重量%と1重量%の間で添加する。
【0046】
上に示した様々な原料の混合物は、できる限り最も均一な混合を可能にしなければならず、このために、例えば解膠タービンまたはアルキメデススクリューなどの当分野において公知の適した混合を用いるのが有利である。ミキサー/撹拌機の任意の他のタイプを使用して均質なゲルを得ることができる。
【0047】
様々な原料を、場合により1つ以上のシードの存在下で混合した後、ゲルを形成し(ゲル化)、その後、前記ゲルを熟成段階に従わせる。
【0048】
本発明の方法によると、熟成は、25秒−1より高い、好ましくは50秒−1より高い、さらに一層好ましくは100秒−1より高い、および理想的には125秒−1より高い剪断速度を用いて、撹拌しながら、一般には強く撹拌しながら行う。
【0049】
この撹拌は、上に示した剪断速度を満たさなければならないという条件で、これ自体公知のいずれの手段によってもたらし得る。有利な実施形態によると、撹拌は、プロペラ撹拌機、例えば「インペラ」型のパドル撹拌機または湾曲パドル撹拌機、およびアルキメデススクリューから好ましくは選択される、軸流および/または輻流撹拌機によってもたらすことができる。好ましくは、撹拌は、例えば特許出願EP−A−0818048に記載されているような、アルキメデススクリューによってもたらす。
【0050】
25秒−1より高い、好ましくは50秒−1より高い、さらに一層好ましくは100秒−1より高い、および理想的には125秒−1より高い剪断速度を用いる撹拌は、ゲルの最適な熟成、および所望の特性を有するゼオライトの生産を可能にすることが観察された。利用する撹拌機の機械的特性と対立しない限り、推奨剪断速度に上限はない。
【0051】
熟成中の撹拌は、従来のゼオライト(特に、シリカ含有量が低いフォージャサイトX)調製中に、特に、熟成段階を静的条件で行うときに、一般に遭遇する欠点を克服するのにも役立つ。
【0052】
実際、静止媒質中でのゼオライトの合成中に、シードは、この合成媒質中にランダムに、即ち、予想できない位置におよび異なる時に出現して、広いおよび再現性のない結晶粒径分布、ならびに幾つかの中間結晶質または非晶質相の存在をもたらす。
【0053】
上で定義したゲルの熟成は、一般に、0℃と80℃の間、好ましくは30℃と70℃の間の温度で行う。0℃より低い温度は、採算性に負の影響を及ぼし得る、熟成段階の望ましくない減速の原因となる可能性がある。80℃より高い温度を考えることはできるが、ひどく高い生産コストを被ることになる。
【0054】
従って、ゲルの熟成は、30℃と70℃の間の好ましい温度で、0.5時間と40時間の間、好ましくは5時間と30時間の間、およびさらに一層好ましくは10時間と24時間の間の期間に行うのが有利である。
【0055】
この熟成段階の後、この反応媒質を結晶化段階に従わせる。これは、50℃と100℃の間の温度で、0.5時間から10時間の間、好ましくは1時間と5時間の間の期間、行うのが有利である。
【0056】
結晶化は、静的条件でまたは撹拌しながら行うことができる。結晶化を撹拌しながら行うとき、この結晶化は、いずれのタイプのものであってもよく、好ましくは、25秒−1より高い、好ましくは50秒−1より高い、さらに一層好ましくは100秒−1より高い、および理想的には125秒−1より高い剪断速度を用いるものであり得る。例えば、結晶化媒質の撹拌を、熟成段階で用いたものと同じ撹拌条件(撹拌機、剪断速度)下で行う。
【0057】
本発明の方法は、工業製造プロセスの全継続時間を相当短縮するという利点を有し、0℃と80℃の間、好ましくは30℃と約70℃の間での熟成を0.5から40時間の期間で、および50から100℃での結晶化を0.5から10時間で行う。上で定義した熟成および結晶化段階の代案の様々な組み合わせが実行可能であり、すべてのこれら代案が本発明に属する。
【0058】
結晶化が完了し次第、得られたゼオライトを、当業者に公知の従来の技法、例えば濾過、洗浄、乾燥およびその他、によって回収する。
【0059】
先行技術の様々な公知の方法に相反して、本発明の全方法は、特に結晶化については、大気圧でおよびより短い継続時間で行うことに適するというもう1つの利点を有し、この結果、制御された結晶度および粒径分布を有するゼオライトLSXの合成が可能になる。
【0060】
さて、添付の特許請求の範囲に記載するとおりの本発明の範囲を限定することなく、本発明の一定の実施形態を例証することを目的として、以下の実施形態を使って本発明を説明する。
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0061】
ゼオライトLSXの実験室規模合成
段階a):ゲルの調製。
【0062】
1)アルミン酸ナトリウムおよびアルミン酸カリウムの溶液1:
脱イオン水:800g
水酸化ナトリウム(純度99%):420g
水酸化カリウム(KO純度:85%):255g
この溶液を115℃に加熱し、その後、水酸化アルミニウム240gを添加する。
【0063】
2)ケイ酸ナトリウムの溶液2:
脱イオン水:620g
ケイ酸ナトリウム:710g
5分間、2000rpmで解膠タービンを使用して3L反応器の中で溶液1および2を混合して均質なゲルを得る。この組成は、次の化学量論比に対応する:
3.95 NaO:1.26 KO:2 SiO:1 Al:77.4 H
試薬の混合およびゲル化後、このゲルを18時間、50℃で熟成させ、その後、4時間、95℃で結晶化を行う。熟成と結晶化を同じ撹拌条件下で行い、下の表に示すようにこの撹拌条件を変えた。変形例として、結晶化を異なる撹拌条件下(より高いもしくはより低い剪断速度)で、または静的条件下(撹拌なし、ゼロ剪断速度)ででも行う。
【0064】
濾過、洗浄および乾燥後に得られる結晶は、X線回折によりフォージャサイト型ゼオライトと同定される。固体の化学分析によりSi/Al比=1.01を得る。
【0065】
得られた結果(表1参照)を、参照のために100%結晶度で0.325cm/g(理論計算値)に等しいと考えるLSXのものに関連して、77Kでの窒素吸着によって測定される、ミクロ細孔容積の推定値である、これらのダビニン体積により判定した結晶度値で、表す。
【0066】
【表1】

熟成段階についての速度および剪断速度;結晶化段階は静的条件下(撹拌なし、ゼロ剪断速度)で行った。
【0067】
同じ熟成結晶化条件下での、静止媒質から「インペラ」またはアルキメデススクリュー撹拌機を使用する撹拌媒質への合成の移行は、現実的な結晶度減少を一切生じさせないことがわかる。
【0068】
アルキメデススクリューの混合ツールとしての使用は、高剪断速度ででさえ非常によい(95%より高い)結晶度を有する粉末の獲得に役立つ。
【0069】
走査電子顕微鏡(SEM)によって得られる生成物の分析は、結晶の粒径分布の決定におよび平均数直径の測定に役立つ。結果を下の表2に与える:
【0070】
【表2】

熟成段階についての速度および剪断速度;結晶化段階は静的条件下(撹拌なし、ゼロ剪断速度)で行った。
【0071】
熟成および結晶化中の静止媒質から同段階中の撹拌媒質への移行は、狭い単峰性ガウス粒径分布を有するおよび4μmより低い平均数直径を有するゼオライト結晶の25秒−1より高い剪断速度での獲得に役立つことがわかる。
【実施例2】
【0072】
LSX型シードを使用する合成
3L反応器での混合操作の直前に、LSX粉末の百分率(出発ゲルの総重量に対する無水生成物の重量百分率)をアルミン酸塩溶液1に加えることを除いて、上の実施例1の条件を再現する。この添加は、下の表に示すような様々な剪断速度を用いて、撹拌しんながら行う。
【0073】
1重量%より低い量でのLSXゼオライト粉末のシードとしての添加は、非常に高い純度を有するLSXゼオライトの25秒−1より高い剪断速度での獲得に役立つことがわかる。
【0074】
結晶度および粒径分布の結果を下の表3および4に与える:
【0075】
【表3】

【0076】
【表4】

【実施例3】
【0077】
ゼオライトLSXの工業規模合成
試薬を実施例1におけるように調製し、前にグラムで表した数字をキログラムで表す。アルキメデススクリューを装備した3m反応器を使用する。
【0078】
さらにまた、実施例1に与えたものと同じ条件下(剪断速度、温度、時間)でこの合成方法を実行する。
【0079】
得られるゼオライトは、実施例1において得られたものと完全に同様の特性を有する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
SEM計数によって決定される粒径分布が、単峰性であり、8より低い、好ましくは6より低い、さらに一層好ましくは4より低い、および理想的には2より低いピーク幅(2σ)を有する;および
走査電子顕微鏡によって測定される平均数直径が、0.1μmより高くおよび10μmより低い、好ましくは4μmより低い、さらに一層好ましくは3μmより低い、
結晶の形態の、1.15以下の、好ましくは1±0.05に等しいSi/Al原子比を有するLSX型ゼオライト。
【請求項2】
結晶化率が、88%より高い、好ましくは93%より高い、さらに一層好ましくは95%より高い、請求項1に記載のゼオライト。
【請求項3】
モル組成が次の条件:
0.75から1、好ましくは0.75から0.8のNaO/(NaO+KO)比;
60から85、好ましくは65から80、およびさらに一層好ましくは70から80のHO/Al
1.8から2.2のSiO/Al
4.8から6、好ましくは5から5.5の、(NaO+KO)/Al
を満たすゲルの撹拌を伴う1つの熟成段階と場合により撹拌を伴う1つの結晶化段階とを含む、
この結晶が走査電子顕微鏡によって測定される0.1μmより高くおよび10μmより低い、好ましくは4μmより低い、さらに一層好ましくは3μmより低い平均数直径を有する、1.15以下の、好ましくは1±0.05に等しいSi/Al原子比を有する、請求項1または2に記載のLSX型ゼオライトを調製するための方法。
【請求項4】
88%より高い、好ましくは93%より高い、さらに一層好ましくは95%より高い結晶化率を有するLSXゼオライトを合成するための、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
ゲルが、25秒−1より高い、好ましくは50秒−1より高い、さらに一層好ましくは100秒−1より高い、および理想的には125秒−1より高い剪断速度を用いて撹拌しながら熟成される、請求項3に記載の方法。
【請求項6】
撹拌が、プロペラ撹拌機、インペラおよびアルキメデススクリューから好ましくは選択される軸流および/または輻流撹拌機によって、好ましくはアルキメデススクリューを使用して、もたらされる、請求項3から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
熟成が、0℃と80℃の間、好ましくは30℃と70℃の間の温度で行われる、請求項3から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
以下の段階:
a)アルミン酸アルカリの溶液と、シリカ源、好ましくはコロイド状シリカまたはケイ酸アルカリ(単数もしくは複数)溶液ならびに水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムとを、結果として得られる混合物がゲル化するまで、混合する段階;
b)0℃と80℃の間、好ましくは30℃と70℃の間の温度で、0.5時間と40時間の間、好ましくは5時間と30時間の間、およびさらに一層好ましくは10時間と24時間の間の期間、撹拌しながら前記ゲルを熟成させる段階;および
c)50℃と100℃の間の温度で、0.5時間と10時間の間、好ましくは1時間と5時間の間の期間、場合により撹拌しながら、結晶化させる段階、
を含む、請求項3から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
結晶化が、25秒−1より高い、好ましくは50秒−1より高い、さらに一層好ましくは100秒−1より高い、および理想的には125秒−1より高い剪断速度を好ましくは用いて、撹拌しながら行われる、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
結晶化が、請求項6に記載の熟成のものと同じ撹拌条件下で行われる、請求項8または9に記載の方法。
【請求項11】
最終混合物の重量の0.01重量%と1.5重量%の間の量のシードが、前記方法の以下の段階:
段階a)の混合の際;
ゲル化中;および/または
熟成の開始時、
の1つ以上において、一部または全部、添加される、請求項8から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
シードが、ゼオライト、クレー、ならびにシリカおよびアルミナに基づく成核溶液から選択される、請求項8から11のいずれか一項に記載の方法。

【公表番号】特表2011−506261(P2011−506261A)
【公表日】平成23年3月3日(2011.3.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−538861(P2010−538861)
【出願日】平成20年12月16日(2008.12.16)
【国際出願番号】PCT/FR2008/052315
【国際公開番号】WO2009/081022
【国際公開日】平成21年7月2日(2009.7.2)
【出願人】(509016999)
【Fターム(参考)】