专利名称：硅铝酸盐的制作方法
技术领域：
本发明描述了碱金属硅铝酸盐，具体地说，是具有P-结构的结晶硅铝酸盐的制备。这些材料是洗涤剂制剂中有价值的组分，其中它们通过离子交换除去钙和镁硬性离子。当用于洗涤剂制剂中时，它们还具有提供附加益处的其它性质。在本说明书中，将这些硅铝酸盐称为沸石P。
背景技术：
尽管沸石P在洗涤剂制剂中的用途已被认识到，例如在欧洲专利申请0384070(Unilever)中，但为了可从市场上购买到，它们必须通过一工业上有效的方法加以生产。因此，尽管某一材料的性质可使得它成为一种有用的商品，必须优化其制造过程以进行大规模生产。沸石P类包括一系列的合成沸石相，其可以是立方构型(也称为B或Pc)或四方构型(也称为P1)，但并不局限于这些形式。沸石P类的结构和性质在Donald W Breck的“沸石分子筛”(美国佛罗里达的Robert EKieger出版，1974和1984年)中给出。沸石P类具有典型的氧化物化学式M2/nO.Al2O3.2.0-5.00SiO2.5H2OM为一个n价阳离子，本发明中M是碱金属，即锂、钾、钠、铯或铷，其中钠和钾是优选的，钠是工业方法中常用的阳离子。
因此钠可以是主要的阳离子，其它的碱金属以小比例存在以提供独特的益处。
EP-A-384,070中公开了制造硅铝摩尔比不超过1.33的沸石P的方法，其中具有Na2O∶Al2O3摩尔比为1.4-2.0的铝酸钠溶液，在25℃到沸点的温度和剧烈搅拌下，与具有SiO2∶Na2O摩尔比为0.8-3.4的硅酸钠溶液混合以得到具有以下组成的凝胶(2.3-7.5)Na2O，(1.75-3.5)SiO2，Al2O3，(80-450)H2O然后将该凝胶在70℃以上的温度下老化0.5-10小时，然后洗涤和干燥形成的结晶硅铝酸钠。
尽管使用这样一种凝胶组合物的该方法适用于实验室生产沸石P，却不能直接转化为工业规模。
EP-A-565,364中公开了工业生产具有以下氧化物化学式的沸石P的方法M2/n，Al2O3，(1.8-2.66)(优选1.90-2.10)SiO2，yH2O其中y为水含量，该方法包括以下步骤i.将温度至少为25℃的铝酸钠溶液与温度至少为25℃的硅酸钠溶液在一搅拌着的容器中在P沸石晶种浆料的存在下混合，形成具有以下组成的凝胶Al2O3(1-3.5)(优选1.80-2.2)SiO2(1.2-7.5)(优选1.5-5)Na2O(25-450)(优选40-150)H2Oii.在温度为25℃以上和搅拌下将该凝胶老化以使固体保持至少约0.1小时的悬浮状态，和iii.分离P沸石产品，洗涤和干燥。
尽管该方法令人满意，但它为间歇式方法，因此需要一种生产沸石P的连续方法。标准方法在用本方法制备沸石P材料的表征中，应用以下方法。i.生产的沸石的形态用标准XRD方法确定。
本发明概述本发明的首要目的是提供生产具有以下氧化物化学式的沸石P碱金属硅铝酸盐的方法M2/nO，Al2O3，xSiO2，yH2Ox至少为1.8y为水含量，其中将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在第一反应区中在沸石P晶种的存在下连续地加在一起以生产具有以下通式的混合物3.0-5.0Na2O，2.2-7.5SiO2，Al2O3，75-450H2O将该混合物连续地从第一反应区转移到第二反应区，得到的产物最终被过滤、洗涤和干燥。
优选地，本发明涉及一种制造具有以下氧化物化学式的沸石P型碱金属硅铝酸盐的方法M2/nO，Al2O3，1.8-2.66SiO2，yH2O反应区可理解为反应容器或活塞式流动反应器区，反应器如AEATechnology，Risley，Warrington，U.K.市售的Power Fluidics。
在这样的方法中，为了在可行的实用条件下进行，有必要在尽可能靠近化学计量的条件下工作，也就是说，通过将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在沸石P晶种存在下加在一起得到的混合物所具有的SiO2/Al2O3摩尔比应尽可能地接近2.0。
现已发现，如果通过将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在沸石P晶种存在下加在一起所得到的混合物的SiO2/Al2O3摩尔比小于2.2，不可能生产出纯的沸石P，代替之，而是一起生产出沸石P和沸石A。已发现，如果在第一反应区通过把将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在沸石P晶种的存在下加在一起所得到的混合物的SiO2/Al2O3摩尔比大于2.2，并且如果在第二反应区加入第二份铝酸钠溶液因此得到总的SiO2/Al2O3摩尔比小于2.2时，甚至由SiO2/Al2O3摩尔比小于2.2和H2O/Al2O3摩尔比小于150的混合物生产纯的结晶沸石P仍然是可能的。
因此，最优选地，在第一反应区通过将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在沸石P晶种的存在下加在一起得到的混合物的SiO2/Al2O3摩尔比大于2.2，并且在第二反应区，加入第二份铝酸钠溶液因此得到总的SiO2/Al2O3摩尔比小于2.2和H2O/Al2O3摩尔比小于150。本发明的具体描述现给出本发明方法的实施例以说明而不是限制本发明。实施例1将670g稀碱溶液(8.1％Na2O)置于15L的折流烧瓶中。搅拌(600rpm)并加热该溶液到95℃。将预热到90℃的稀硅酸盐溶液(14.7％SiO2、9.4％Na2O、1％w/w沸石P晶种)和稀铝酸盐溶液(9.13％Al2O3、12.5％Na2O)同时以40克/分钟的相同速率加入到该搅拌的溶液中。稀硅酸盐溶液中的沸石P晶种是如EP-A-565,364中公开所生产的。加入40分钟后，将硅酸盐和铝酸盐溶液的加入速率皆减到24克/分钟。当反应罐充满大约2/3时，将该混合物在95℃下以48克/分钟的速率连续地转移到5L的反应器中。当第二反应罐充满2/3时，将产物以48克/分钟的速率连续地取出，停留时间为85分钟。将样品从出口管中取出，以每小时计过滤、洗涤和千燥样品。该连续操作保持6小时。本实验中的反应混合物组成为2.7SiO2，4.7Na2O，Al2O3，125H2O
干燥后的样品经XRD分析，所有的样品均为结晶沸石P。实施例2重复实施例1的步骤，但使用3个反应罐而不是2个。将样品由出口管取出，以每小时计过滤、洗涤和干燥样品。该连续操作保持6小时。干燥后的样品也是结晶沸石P。实施例3除以下变化外，重复实施例1的步骤i) 使用1个反应罐而不是2个。ii)以40克/分钟的速率加入40分钟后，硅酸盐和铝酸盐溶液的加入速率皆减到18克/分钟，并且出口速率减到36克/分钟，停留时间为110分钟。
将样品由出口管取出，并以每小时计过滤、洗涤和干燥样品。该连续操作保持6小时。干燥后的样品也是结晶沸石P。实施例4重复实施例3的步骤，适当增加铝酸盐料流中的Al2O3浓度以获得SiO2/Al2O3比率为2.0而不是2.7的凝胶组合物。
将样品由出口管取出，以每小时计过滤、洗涤和干燥样品。该连续操作保持6小时。该实验的样品主要部分为沸石A相，少量为沸石P相。实施例5重复实施例4的步骤，使用2个反应罐(如在实施例1中那样)而不是1个。
将样品由出口管取出，以每小时计过滤、洗涤和干燥样品。该连续操作保持6小时。本实验的样品主要部分为沸石A相，少量为沸石P相。实施例6重复实施例2的步骤，但以9克/分钟的速率将铝酸盐溶液(8.1％Al2O3、21.5％Na2O)管引入第二反应器中以得到如下的总凝胶组合物2.0SiO2，4.6Na2O，Al2O3，100H2O将样品由出口管取出，以每小时计过滤、洗涤和干燥样品。该连续操作保持6小时。本实验得到的样品为结晶沸石P。
权利要求
1.制造具有以下氧化物化学式的沸石P型碱金属硅铝酸盐的方法M2/nO，Al2O3，xSiO2，yH2Ox至少为1.8y为水含量，其中在第一反应区将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在沸石P晶种的存在下连续地加在一起以生产具有以下通式的混合物3.0-5.0Na2O，2.2-7.5SiO2，Al2O3，75-450H2O将该混合物连续地从第一反应区转移到第二反应区，得到的产品最终被过滤、洗涤和干燥。
2.根据权利要求1的方法，其中在第一反应区通过将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在沸石P晶种的存在下加在一起所得到的混合物的SiO2/Al2O3的摩尔比大于2.2，在第二反应区中加入第二份铝酸钠溶液以得到总的SiO2/Al2O3摩尔比小于2.2，且H2O/Al2O3摩尔比小于150。
全文摘要
制造沸石P型碱金属硅铝酸盐的方法,其中在第一反应区中将硅酸钠溶液和铝酸钠溶液在沸石P晶种的存在下连续地加在一起以生产初级混合物,所说的混合物被连续地从第一反应区转移到第二反应区,得到的产物最终被过滤、洗涤和干燥。
文档编号C01B39/00GK1171091SQ95197104
公开日1998年1月21日 申请日期1995年10月24日 优先权日1994年11月7日
发明者A·阿拉雅 申请人:克罗斯菲尔德有限公司