一种沸石分子筛合成方法技术

一种沸石分子筛合成方法，包括以下步骤：（１）制备一种合成沸石分子筛的物料、成胶、晶化并过滤，得到沸石分子筛；（２）将步骤（１）过滤得到的母液与至少一种含铝化合物反应成胶并过滤，得到凝胶；（３）将含氨氮的工业废水溶液与步骤（２）得到的凝胶接触。采用本发明专利技术提供的方法，在得到沸石分子筛产品的同时，可使工业废水中的氨氮含量降至３０μｇ／ｇ以下，达到污水排放标准的要求。此外，由回收合成沸石分子筛母液中的硅得到的凝胶可直接作为吸附剂产品回收，也可作为合成沸石分子筛原料进一步利用。

【技术实现步骤摘要】
一种沸石分子筛合成方法
本专利技术涉及一种沸石分子筛合成方法，更具体地说涉及一种氨氮排放量低的沸石分子筛合成方法。
技术介绍
含氨氮的化学品，因其良好的水溶性和易于脱除等特点，被广泛用于催化剂材料和催化剂的制备。大量含氨氮的化学品的使用，使生产过程中排放的工艺废水中含有大量的氨氮物质。以沸石分子筛的铵交换和交换后的水洗为例，铵交换的过滤液中的氨氮含量一般为4000-10000μg/g；洗涤水中的氨氮含量一般为150-1500μg/g。工业废水中过高的氨氮含量，容易引发以水体富营养化为特征的严重的环境问题。尽管有多种氨氮处理方法，如吹脱法、膜分离法和生物除氮法可用于降低或消除氨氮对环境的影响。但是，开发氨氮排放低或可循环使用的生产技术应是从根本上消除和降低氨氮对环境不利影响的更为经济和适用的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有沸石分子筛合成技术的基础上，提供一种新的氨氮排放量低的沸石分子筛合成方法。本专利技术提供的方法包括以下步骤：(1)制备一种合成沸石分子筛的物料、成胶、晶化并过滤，得到沸石分子筛；(2)将步骤(1)过滤得到的母液与至少一种含铝化合物反应成胶并过滤，得到凝胶；(3)将含氨氮的工业废水溶液与步骤(2)得到的凝胶接触。采用本专利技术提供的方法，在得到沸石分子筛产品的同时，可使工业废水中的氨氮含量明显降低。例如，采用本专利技术方法合成Y型沸石分子筛，同时处理一种氨氮含量为1500μg/g的源自沸石分子筛铵离子交换、洗涤的含氨氮的工业废水溶液，排水中的氨氮可至30μg/g以下。此外，含氨氮的凝胶可作为合成沸石分子筛原料进一步利用。其中的氨氮在沸石分子筛的晶化结束后，经气提和酸吸转化为铵盐或铵盐水溶液，可将其循环用于沸石分子筛的铵离子交换过程，从而实现含氨氮化学品在合成沸石分-->子筛过程中的的循环利用。附图说明图1为本专利技术提供的同步回收含氨氮凝胶的合成沸石分子筛方法的流程示意图。图2为本专利技术提供的同步回收氨的合成沸石分子筛方法的流程示意图。具体实施方式按照本专利技术提供的方法，其中所述的沸石分子筛可以是任意一种已知的沸石分子筛。例如，八面沸石、beta、丝光沸石、ZSM系列沸(如ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-23、ZSM-35和ZSM-38)。所述合成沸石分子筛的物料、成胶、晶化条件，因合成沸石分子筛的这类不同而有所不同，其制备和操作条件为本领域所公知，这里不赘述。所述母液与所述含铝化合物反应成胶和过滤可采用任意一种现有方法进行。例如，US4164551公开的NaY分子筛合成过程回收母液中硅的方法。所述含铝化合物优选为含铝盐，如硫酸铝、偏铝酸钠、硝酸铝、三氯化铝中的一种或几种。视不同情况，这些含铝化合物包括它们的水溶液。优选的含铝化合物的用量，反应成胶和过滤的条件使最终得到的凝胶的化学组成为：rNa2O:Al2O3:xSiO2:yX:zH2O，其中X为成酸氧化物和/或元素，r＝0.001-2、x＝3-11、y＝0.05-5、z＝100-500。更为优选使最终得到的凝胶的化学组成为：rNa2O:Al2O3:xSiO2:yX:zH2O，其中X为硫的氧化物如三氧化硫，r＝0.05-1.5、x＝7-10、y＝0.1-2.5、z＝200-400。按照本专利技术提供的方法，优选所述步骤(2)在成胶后和过滤前包括一个老化的步骤。所述的老化条件为合成无定形氧化硅-氧化铝的常规条件，例如，老化温度为20-95℃，时间为0.5-2小时。按照本专利技术提供的方法，一个优选的实施方案是在足以使含氨氮的工业废水溶液中的氨氮被所述凝胶吸附的条件下，将所述源自沸石分子筛铵离子交换、洗涤的含氨氮的工业废水溶液与所述凝胶接触。例如，通过将所述废水溶液与所述凝胶共同打浆、过滤的方法；或将所述废水溶液通过一个由所述凝胶构成的吸附床吸附的方法。在采用所述打浆方法进行时，可根据所述废水溶液中氨氮的含量、凝胶的氨吸附容量及排放标准来确定所述废水和凝胶的量；在-->采用由凝胶构成的吸附床吸附的方法进行时，可通过在线对吸附液中氨氮的含量检测，以确定吸附剂凝胶的置换周期或所述废水溶液的处理量。优选的操作条件应使最终含氨氮工业废水溶液中的氨氮含量降至小于30μg/g。进一步优选使最终含氨氮工业废水溶液中的氨氮含量降至小于15μg/g。按照本专利技术提供的方法，所述含氨氮的凝胶可全部或部分作为合成沸石分子筛的原料，即将其作为硅、铝的原料返回所述方法的步骤(1)使用。按照本专利技术提供的方法，当合成沸石分子筛的物料全部或部分为含氨氮的凝胶时，对所述晶化之后和过滤之前的浆液优选包括一个气提的步骤，以脱除其中的氨，所述气提方法为常规气体吹扫方法，气提可在晶化罐或者中间转料罐中进行。所述的气体优选为空气和/或水蒸气，所述气提对包括气体流量、气提时间没有限制，优选使所述的浆液过滤后的排水中的氨氮含量小于100μg/g，进一步优选小于30μg/g，更为优选为小于15μg/g。在所述气提的排放气中含有氨，因此，按照本专利技术提供的方法，优选包括一个氨回收的步骤，所述氨回收方法为本领域所公知，例如将该气体与酸接触的方法。所述的酸优选为无机酸，如硫酸、硝酸和盐酸中一种或几种，进一步优选为无机酸浓度为5-50％的稀酸水溶液。本专利技术提供的方法可以按图1所示的流程实现。其中，按照常规方法制备合成沸石分子筛物料，成胶、晶化、过滤，过滤后的沸石分子筛作为产品回收，母液与含铝化合物或含铝化合物的水溶液反应成胶、老化(或不老化)、过滤，其中的过滤液作为降低了硅含量的净化水排放，所得滤饼与含氨氮的工业废水溶液混合打浆、过滤；或直接将含氨氮的工业废水溶液作为冲洗液冲洗滤饼，过滤液或洗后液作为降低了氨氮含量的净化水排放，含氨氮的凝胶作为产品回收。本专利技术提供的方法可以按图2所示的流程实现。与图1所示流程的区别在于，本流程将含氨氮的凝胶作为合成沸石分子筛的原料利用，并在晶化后和过滤前对浆液进行气提，以脱除其中的氨氮，气提后的含氨气体与酸和含酸物质如稀酸的水溶液接触，以回收其中的氨。当含氨气体中的氨与稀酸水溶液接触后，转化为稀的铵盐溶液，这种铵盐溶液可直接用于后续沸石分子筛的铵离子交换过程。-->本专利技术提供的沸石分子筛合成方法，适用于所有以含硅、铝化合物为原料的沸石分子筛的合成。例如，常见的八面沸石、beta、丝光沸石、ZSM系列沸(如ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-23、ZSM-35和ZSM-38)的合成。下面将通过实例说明本专利技术。实施例1按图1所示的流程合成NaY沸石分子筛，按照专利CN96114271的实施例4的方法合成，经过滤得到470克沸石分子筛Y1、母液2.2升，Y1的物化性质见表1，测定母液中的硅含量为55克/升，模数(SiO2/Na2O摩尔比为1.78)。称取硫酸铝[分子式Al2(SO4)3.18H2O]192克配制铝含量(以氧化铝计)为90克/升的水溶液，将此溶液与母液L1以并流的方式同时加入到一个5升的成胶罐中，调节硫酸铝水溶液的流量，使成胶pH值为9，成胶过程的温度为30℃，成胶生成的浆液在一个老化罐内收集。然后在30℃老化2小时，吸滤，得到凝胶1850克，其组成为2.06Na2O:Al2O3:9SiO2:2.0SO3:366H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸石分子筛合成方法，包括以下步骤：（１）制备一种合成沸石分子筛的物料、成胶、晶化并过滤，得到沸石分子筛；（２）将步骤（１）过滤得到的母液与至少一种含铝化合物反应成胶并过滤，得到凝胶；（３）将含氨氮的工业废水溶液与步骤（２）得到的凝胶接触。

【技术特征摘要】
1、一种沸石分子筛合成方法，包括以下步骤：(1)制备一种合成沸石分子筛的物料、成胶、晶化并过滤，得到沸石分子筛；(2)将步骤(1)过滤得到的母液与至少一种含铝化合物反应成胶并过滤，得到凝胶；(3)将含氨氮的工业废水溶液与步骤(2)得到的凝胶接触。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铝化合物的用量和反应成胶、过滤的条件使最终得到的凝胶的化学组成为：rNa2O:Al2O3:xSiO2:yX:zH2O，其中X为成酸氧化物和/或元素，r＝0.001-2、x＝3-11、y＝0.05-5、z＝100-500。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(2)包括一个老化的步骤，老化温度为20-95℃，时间为0.5-2小时。4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：马跃龙，蔡驰，邓景辉，田辉平，达志坚，宋成举，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]