本文将具体介绍沸石分子筛的研究状况及在空分系统中的应用。沸石分子筛具有晶体的结构和特征,表面为固体骨架,内部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接,分子由孔道经过。由于孔穴的结晶性质,分子筛的孔径分布非常均一。分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子,因而被形象地称为”分子筛”。分子筛吸附或排斥的功能受分子的电性影响。合成沸石具有根据分子的大小和极性而进行选择性吸附的特殊功能,因而可以对气体或液体进行干燥或纯化,这也是分子筛可以进行分离的基础。合成沸石可以满足工业界对吸附和选择特性产品的普遍需求,在工业分离中也大量应用到合成沸石分子筛。5A型分子筛,结晶型硅铝酸钙,孔径大约是0.5nm,这种分子筛能比4A分子筛吸附更大的分子。山西纳型分子筛
分子筛的性能原理:吸附性能,沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”,当流体流过时,流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面,在表面产生分子浓聚,使流体中的这种分子数目减少,达到分离、清理的目的。由于吸附不发生化学变化,只要设法将浓聚在表面的分子赶跑,沸石分子筛就又具有吸附能力,这一过程是吸附的逆过程,叫解析或再生。由于沸石分子筛孔径均匀,只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附,所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样,根据分子的大小来决定是否被吸附。由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性,能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用,或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。山西纳型分子筛分子筛在化学工业中作为固体吸附剂,被其吸附的物质可以解吸,分子筛用后可以再生。
分子筛吸附功能:分子筛主要是由分子引力作用,在固定的表面产生一种“表面力”,当流体流过时,其中流体中的一些分子,会做不规则的运动而进行碰撞到吸附剂的表面,在固定的表面产生了分子浓聚,在整体的碰撞运动中,分子的数目减少,从而达到分离的作用。因分子筛其晶体孔穴内部,有很强的极性和库仑场,对极性分子(如水)以及不饱和分子表现出强烈的吸附能力。干燥功能:分子筛的晶穴内还有着较强的极性,能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用,或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。因分子筛对水和二氧化碳有很强的吸附能力,在分子筛脱硫时,因分子筛对水等极性小分子具有很强的吸附能力。
分子筛在化学工业、石油工业和其他有关部门及实验中普遍作为固体吸附剂。经适当处理(如加热)可使被吸附的物质解吸,此过程称为“再生”,因而分子筛可重复使用。分子筛用于气体和液体的干燥和化合物脱水(脱去结晶水,或化合物分子中相近两个原子上的羟基和氢原子以水的形式脱去)。选择适当孔径的分子筛可吸附混合物中特定的物质,以达到分离或纯化目的。以分子筛为活性组分的催化剂称分子筛催化剂。工业上用量较大的分子筛催化剂是石油炼制工业中的裂化催化剂。目前人们习惯叫分子筛类物质为沸石或沸石分子筛。
分子筛生产方法,①有水热合成、水热转化和离子交换等法:水热合成法 用于制取纯度较高的产品,以及合成自然界中不存在的分子筛。将含硅化合物(水玻璃、硅溶胶等)、含铝化合物(水合氧化铝、铝盐等)、碱(氢氧化钠、氢氧化钾等)和水按适当比例混合,在热压釜中加热一定时间,即析出分子筛晶体。合成过程可用下式表示:工业生产流程中一般先合成Na-分子筛,如13X型与10X型分子筛的合成。在水热合成过程中添加某些添加剂可以改变较终产品的结构,如加入季胺盐可得到ZSM-5型分子筛。②水热转化法 在过量碱存在时,使固态铝硅酸盐水热转化成分子筛。所用原料有高岭土、膨润土、硅藻土等,也可用合成的硅铝凝胶颗粒。此法成本低,但产品纯度不及水热合成法。这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。杭州颗粒分子筛生产厂家
分子筛的孔径随着构成晶格的阳离子的变化可以得到修饰(在一定范围内)。山西纳型分子筛
5A分子筛化学式:3/4cao·1/4na2o·Al2O3·2SiO2·9/2H2O主要用途:1。天然气干燥、脱硫脱碳;2、氮氧分离、氮氢分离、制氧、氮氢;石油脱蜡,从支链烃中分离正构烃和环状烃。(可再生)4A分子筛13X分子筛主要用于大中型空分设备的原料气净化。中空玻璃专门使用分子筛系列可同时吸收中空玻璃中的水分和残留有机物,使中空玻璃即使在极低温度下也能保持光滑透明,并充分减小内外强压差。中空玻璃由于季节和昼夜温差。彻底解决普通中空玻璃干燥剂引起的普通中空玻璃膨胀或收缩引起的变形和损坏问题,充分延长中空玻璃的使用寿命。山西纳型分子筛