分子篩的應(yīng)用

分子篩，顧名思義指該物質(zhì)具有均勻的微孔孔道結(jié)構(gòu)，小于孔徑的分子能夠被吸進(jìn)孔道內(nèi)，大于孔徑的分子則擋在孔道外，根據(jù)分子的大小，把各種組分分離，目前人們習(xí)慣叫該類物質(zhì)為沸石或沸石分子篩。沸石分子篩的早期研究源于十九世紀(jì)，20世紀(jì)六十年代開始工業(yè)化。近年來，沸石分子篩在科學(xué)和工業(yè)上迅速發(fā)展，也促使其在氣體分離、催化、材料等科學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。本文將具體介紹沸石分子篩的研究狀況及在空分系統(tǒng)中的應(yīng)用。

沸石分子篩具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征，表面為固體骨架，內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用?？籽ㄖg有孔道相互連接，分子由孔道經(jīng)過。由于孔穴的結(jié)晶性質(zhì)，分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對分子進(jìn)行選擇性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子，因而被形象地稱為”分子篩”。

分子篩吸附或排斥的功能受分子的電性影響。合成沸石具有根據(jù)分子的大小和極性而進(jìn)行選擇性吸附的特殊功能，因而可以對氣體或液體進(jìn)行干燥或純化，這也是分子篩可以進(jìn)行分離的基礎(chǔ)。合成沸石可以滿足工業(yè)界對吸附和選擇特性產(chǎn)品的廣泛需求，在工業(yè)分離中也大量應(yīng)用到合成沸石分子篩。

分子篩主要應(yīng)用范圍：

空氣分離

· 在對氮?dú)?、氧氣及其他大氣氣體進(jìn)行液化和低溫分離前清除空氣中的水和二氧化碳

· 利用變壓吸附系統(tǒng)或真空變壓吸附系統(tǒng)分離氧氣和氮?dú)?/p>

· 對高純度食品級 CO2 進(jìn)行脫硫處理

石油煉化

· 對烷基化進(jìn)料、低溫分離前的精煉廠氣流、石腦油和柴油進(jìn)行脫水處理

· 清除重整裝置物料中的水、HCl 和 H2S

· 清除醚化殘液物料和烷基化進(jìn)料中的氧化物

· 清除 HF 和有機(jī)氟

· 清除 H2S，以便通過管道運(yùn)輸銅條測試

· 清除醚化進(jìn)料中的腈

· 對乙醇進(jìn)行脫水處理

· 對 LPG 流體進(jìn)行脫水和脫硫處理

· 分離支鏈和環(huán)狀化合物中的正鏈烷烴

· 通過變壓吸附進(jìn)行純化處理，從而提高碳?xì)浠衔锪黧w的等級

· 清除 Hg

石化產(chǎn)品

· 對 NGL/乙烷/丙烷進(jìn)料進(jìn)行脫水和純化處理

· 對裂解氣、C2 和 C3 分離塔進(jìn)料以及氫氣進(jìn)行脫水處理

· 適用于聚合物流體的低活性吸附劑

· 對存儲在鹽穹內(nèi)的乙烯、丙烯及其他各種原料進(jìn)行脫水和純化處理

· 清除乙烯、丙烯、丁烯、戊烯及各種溶劑和共聚單體內(nèi)的水、二氧化碳、甲醇及其他氧化物、氫化硫和硫化物、氨氣以及水銀

· 清除 Hg、O2、CO2、H2S 和/或 COS

天然氣

· 利用深冷法回收液態(tài)天然氣和氦之前進(jìn)行脫水處理

· 對酸性氣體（CO2 和 H2S）含量高的天然氣和天然氣冷凝液進(jìn)行脫水處理

· 清除乙烷、丙烷和丁烷中的硫化物

· 在甲烷液化前清除水和 CO2

· 清除水和硫化物，以保護(hù)輸氣管道

· 對液態(tài)天然氣進(jìn)行脫水處理

· 對氨氣進(jìn)氣流及其他化工設(shè)備進(jìn)行脫硫處理

· 清除水銀，以防損壞鋁制熱交換器

制冷和空調(diào) (A/C) 系統(tǒng)

· 對汽車空調(diào)、冷藏車、家用冰箱、冷凍設(shè)備、住宅空調(diào)、熱泵等的制冷系統(tǒng)和商用制冷劑進(jìn)行脫水處理，以防凍結(jié)和腐蝕

· 為防止系統(tǒng)材料發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行脫水處理

空氣制動器

· 對重型和中型卡車、公交車和火車的制動系統(tǒng)中的壓縮空氣進(jìn)行脫水處理

· 采用變壓吸附干燥機(jī)將制動器儲液罐中空氣的露點(diǎn)降至環(huán)境溫度以下，以防凍結(jié)和腐蝕

空氣干燥器

· 在塑料粒成型前對其進(jìn)行脫水處理

· 對儀表氣體進(jìn)行脫水處理

· 用裝滿吸附劑的除濕轉(zhuǎn)輪對室內(nèi)空氣進(jìn)行脫水處理

聚合物配方

· 對潮濕敏感型配方進(jìn)行脫水處理 — 添加到聚合物涂料、環(huán)氧樹脂和氨基鉀酸酯中可以控制固化過程，添加到涂層、黏合劑、密封劑、彈性體、富金屬涂料和乙烯基泡沫材料中可以消除不必要的水反應(yīng)

特別介紹：

源林硅瓷生產(chǎn)的Y型分子篩是一種具有骨架結(jié)構(gòu)的微孔晶體材料，構(gòu)成骨架的最基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧和鋁氧四面體，這些四面體通過Si-O或Al-O鍵形成四元環(huán)、六元環(huán)、八元環(huán)等二級結(jié)構(gòu)單元。再由這些二級結(jié)構(gòu)單元互相拼搭，形成β籠。8個β籠按照金剛石晶體式樣排列，金剛石結(jié)構(gòu)中每一個碳原子由一個β籠代替，相鄰的β籠通過六元環(huán)以Si-O -Si （Al）聯(lián)結(jié)，形成八面沸石籠，八面沸石籠之間通過十二元環(huán)沿三個晶軸方向互相貫通，形成一個晶胞。十二元環(huán)是八面沸石的主要窗口，其孔徑約為0.74nm。 Y型分子篩是一種具有骨架結(jié)構(gòu)的微孔晶體材料，構(gòu)成骨架的最基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧和鋁氧四面體，這些四面體通過Si-O或Al-O鍵形成四元環(huán)、六元環(huán)、八元環(huán)等二級結(jié)構(gòu)單元。再由這些二級結(jié)構(gòu)單元互相拼搭，形成β籠。8個β籠按照金剛石晶體式樣排列，金剛石結(jié)構(gòu)中每一個碳原子由一個β籠代替，相鄰的β籠通過六元環(huán)以Si-O -Si （Al）聯(lián)結(jié)，形成八面沸石籠，八面沸石籠之間通過十二元環(huán)沿三個晶軸方向互相貫通，形成一個晶胞。十二元環(huán)是八面沸石的主要窗口，其孔徑約為0.74nm。

    一、Y分子篩的組成 Y分子篩包括NaY分子篩及NaY 的相關(guān)改性產(chǎn)品：銨Y(NH4Y)、氫Y(HY)、超穩(wěn)Y(USY)、稀土Y(RY)等。

    二、NaY和其改性產(chǎn)品的關(guān)系

    1、NaY由鋁源,硅源和導(dǎo)向劑在一定的工藝條件下合成而得來；

    2、由NaY 經(jīng)氯化銨交換后得到銨Y；

    3、由銨Y經(jīng)高溫焙燒得到氫Y；

    4、氫Y經(jīng)高溫水熱處理后得到超穩(wěn)Y；

    5、氫Y經(jīng)稀土交換得到稀土Y。

    三、Y分子篩的應(yīng)用

    1、大量用于制作催化裂化催化劑FCC

    2、用于制作催化裂解催化劑

    3、用于制作加氫裂解催化劑

    4、用于制作高效吸附分離凈化劑和干燥劑

    產(chǎn)品性質(zhì)：

    高硅Y型分子篩是一種具有骨架結(jié)構(gòu)的微孔晶體材料，構(gòu)成骨架的最基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧和鋁氧四面體，具有吸附能力強(qiáng)、吸附范圍廣、高溫穩(wěn)定性強(qiáng)、疏水性強(qiáng)等特點(diǎn)。