您好,欢迎访问我们的官方网站,我们将竭诚为您服务!
新闻资讯
推荐产品
推荐新闻

行业新闻

关于沸石分子筛你了解多少?

发布日期:2022-05-12

一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。其化学通式为(M2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2OM′、M分别为一价、二价阳离子如K+Na+Ca2+Ba2+等。它在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴,不同孔径的分子筛把不同大小和形状分子分开。根据SiO2Al2O3的分子比不同,得到不同孔径的分子筛。其型号有:3A(A)4A(A)5A(A)10Z(Z)13Z(Z)Y(Y)、钠丝光沸石型等。它的吸附能力高、选择性强、耐高温。广泛用于有机化工和石油化工,也是煤气脱水的优良吸附剂。在废气净化上也日益受到重视。

微信图片_20220512160257.png

一、分子筛的简介

自然界中存在一种天然硅铝酸盐,它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石,人工合成的沸石也称为分子筛。分子筛的化学组成通式为:(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2OM代表金属离子(人工合成时通常为Na)n代表金属离子价数, x代表SiO2的摩尔数,也称为硅铝比,p代表水的摩尔数。分子筛骨架的最基本结构是 SiO4AlO4四面体,通过共有的氧原子结合而形成三维网状结构的结晶。这种结合形式,构成了具有分子级、孔径均匀的空洞及孔道。由于结构不同,形式不同,“笼”形的空间孔洞分为α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “笼”的结构。A型、X型和Y型分子筛的晶体结

二、分子筛

由于AlO4四面体具有一个负电荷,可以结合钠等离子,成为电中性。在水溶液中,Na 很容易与其他阳离子交换。大多数分子筛催化剂是多价金属阳离子或H的交换物,分子筛具有酸性和对分子大小的选择性,可以作为催化剂或载体使用。高二氧化硅沸石对有机基团表现出很高的亲和力,相比之下,低二氧化硅沸石由于具有LewisBronsted酸特性而表现出亲水性。 [2]  硅及铝原子通过氧构成氧环,氧环的大小决定沸石的细孔孔径。每个氧环的氧原子数目为412个。通常具有分子筛作用的有八元环(0.40.5nm)、十元环 (0.50.6nm) 及十二元环 (0.7 0. 9nm)。具有十二元氧环的有Y型分子筛 (x= 3.16.0)和丝光沸石(x=911)。前者可用做裂化催化剂、双功能催化剂,后者可用作甲苯的歧化催化剂。十元氧环的有ZSM-5ZSM-11等部分 ZSM系列分子筛。八元氧环的有A型分子筛(x=2)T型分子筛及ZSM-34等。它们的孔很小,只有直链烃才能进入到细孔中。以分子筛为催化活性组分或主要活性组分的催化剂称为分子筛催化剂。分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的孔道、优异的酸催化活性、并有良好的热稳定性和水热稳定性。可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂。

三、干燥及净化领域的应用

1)脱水。利用低硅铝比的沸石分子筛(如 A型,X型等)的极性亲水性,可以进行空气的干燥。另外近年来将乙醇掺入汽油中替代部分汽油受到广泛重视,作为燃料的乙醇要求其中的水含量低于 0.8%,而由于乙醇和水的共沸,使得通过精馏只能得到 95%的乙醇,对于含水量较低的乙醇脱水,沸石分子筛吸附脱水是最优的选择。

此方法中应用的沸石分子筛是A X型,而KA 型最好,这一方面利用了 A型沸石分子筛的极性,另一方面由于KA沸石分子筛的孔道直径约 0.3nm,水分子可自由进入,而乙醇分子直径大于 0.3nm 不能进入沸石分子筛的孔道。此种沸石分子筛脱水工艺是工业上生产燃料乙醇的首选工艺。

2)净化空气中的污染物。随着工业的迅速发展,H2SSO2NOX以及甲醛的排放量日益增多,造成的污染给人们的生活和环境带来了严重的危害。

微信图片_20220512160251.png

四、吸附分离领域的应用

1)混合二甲苯的分离。混合二甲苯一般用作溶剂和汽油掺合剂廉价出售,资源浪费十分严重。但混合二甲苯的四个异构体:乙苯、对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯都是重要的化工原料,因此有必要将其逐一分离。

混合二甲苯的分离方法很多,如精馏法、精密精馏法、加压结晶法、深冷结晶法等是传统的分离方法,但它们的共同缺点是能耗大、设备庞大、操作要求高。

吸附分离法是一种高效的分离方法,其关键是吸附剂的制备。由于沸石分子筛其结构的特殊性及种类的多样化,以沸石分子筛为吸附剂来分离混合二甲苯具有很好的应用前景

2N2/ O2的分离。在变压吸附(PSA)法中,沸石分子筛是利用N2/O2两气体在其表面平衡吸附的差异,选择性地吸附 N2。因为 N2的极化率较大,从而 N2与沸石分子筛中的阳离子及其极性表面作用强于 O2LiA 型沸石分子筛具有更高的 N2/O2选择比及 N2吸附容量,但热稳定性较差。于是,Li+、碱土金属混合阳离子交换后的 A型沸石分子筛具有较高的 N2/O2选择分离系数、N2吸附容量和较高的热稳定性。另外低硅铝比的 X型沸石分子筛引起了人们的关注。人们对其进行了各种离子交换,其 N2/O2分离选择性较高且热稳定性较好。

3)提高汽油辛烷值。由于异构烷烃的辛烷值大大高于正构烷烃,因此利用吸附分离法可以脱除正构烷烃。实际应用中一般将吸附分离与 C5/C6烷烃异构化相配合,将通过吸附分离出来的正构烷烃进行异构化,从而更大程度的提高汽油的辛烷值。A 型沸石分子筛中的钠离子被钙离子交换达 40%以上时,它的有效孔径可增大至 0.5nm,能满足此分离的要求,分离中烃类混合物通过吸附床层,正构烷烃由于分子外形尺寸小于沸石分子筛孔径尺寸可以自由进入其孔道中被吸附,异构烷烃的分子尺寸较大不能进入,则流出吸附床层为富含异构烷烃高辛烷值的物料。吸附床层吸附饱和后,用脱附剂将正构烷烃脱附送去异构化反应。


在线客服
服务热线

服务热线

13350505698

微信咨询
微信
返回顶部