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(一) 分子篩的品種型號
分子篩(又稱合成沸石)是一種硅鋁酸鹽多微孔晶體,它是由 SiO和AIO四面體組成和框架結(jié)構(gòu)。在分子篩晶格中存在金屬陽離子(如 Na,K,Ca等),以平衡四面體中多余的負(fù)電荷。分子篩的類型按其晶體結(jié)構(gòu)主要分為: A型,X型,Y型等
A型:主要成分是硅鋁酸鹽,孔徑為 4A(1A=10-10 米),稱為4A(又稱納A型)分子篩;用Ca2+ 交換4A分子篩中的Na+ ,形成5A的孔徑,即為5A(又稱鈣A型)分子篩;用K+ 交換4A分子篩的Na+ ,形成3A的孔徑,即為3A(又稱鉀A型)分子篩。
X型:硅鋁酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)不同(硅鋁比大小不一樣),形成孔徑為 9—10A的分子篩晶體,稱為 13X(又稱鈉X型)分子篩;用Ca2+ 交換13X分子篩中的Na+ ,形成孔徑為9A的分子篩晶體,稱為 10X(又稱鈣X型)分子篩
Y型:Y型分子篩具有X型分子篩烴似的晶體結(jié)構(gòu),但化學(xué)組成不同(硅鋁比較大)通常用于催化領(lǐng)域。
(二) 分子篩的主要特性
1、物理特性:
比熱:約0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX ℃
導(dǎo)熱系數(shù)(脫水物): 2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃
水吸附熱:約3780KJ/Kg(915Kcal/Kg)
2、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性:
分子篩能承受600—700℃的短暫高溫,但再生溫度一般在 400℃以下。分子篩可在PH值5-10范圍的介質(zhì)中使用;在鹽溶液中能交換某些金屬陽離子。
3、分子篩的特性
分子篩是一類結(jié)晶的硅鋁酸鹽,由于它具有均一的孔徑和極高的比表面積,所以具有許多優(yōu)異的特點。 (1)按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用,即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子。 (2)對于小的極性分子和不飽和分子,具有選擇吸附性能,極性越大,不飽和度越高,其選擇吸附性越強。 (3)具有強烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空速和含水量較低的情況下,仍有相當(dāng)高的吸水容量。
3.1、基本特性 :
a)分子篩對水或各種氣,液態(tài)化合物可逆吸附及脫附。
b)金屬陽離子易被交換。
c)分子篩內(nèi)部空腔和通道形成非常高的內(nèi)表面積。其內(nèi)表面可高于分子篩顆粒的外表面積的 10000-100000倍。
1、根據(jù)分子大小和形狀的不同選擇吸附 ——分子篩效應(yīng)
分子篩晶體具有蜂窩狀的結(jié)構(gòu),晶體內(nèi)的晶穴和孔道相互溝通,并且孔徑大小均勻,固定(分子篩空腔直徑一般在6—15埃之間),與通常分子的大小相當(dāng),只有那些直徑比較小的分子才能通過沸石孔道被分子篩吸附,而構(gòu)型龐大的分子由于不能進(jìn)入沸石孔道,則不被分子篩吸附。而硅膠,活性氧化鋁和活性碳沒有均勻的孔徑,孔徑分布范圍十分寬廣,所以沒有篩分性能。
2、根據(jù)分子極性,不飽和度和極化率的選擇吸附
分子篩對于極性分子和不飽和分子有很高的親和力;在非極性分子中,對于極化率在的分子有較高的選擇吸附優(yōu)勢。此外,沸點越低的分子,越不易被分子篩所吸附。
3.2、分子篩的高效吸附特性:
分子篩對于H2O 、NH3 、H2S 、CO2 等高分子極性具有很高的親和力,特別是對于水,在低分壓(甚至在 133帕以下)或低濃度,高溫(甚至在 100℃以上)等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。
1、低分壓或低濃度下的吸附
在相對濕度30% 時分子篩的吸水量比硅膠 ,活性氧化鋁都高。隨著相對濕度的降低,分子篩的優(yōu)越性越發(fā)顯著,而硅膠,活性氧化鋁隨著濕度的增加,吸附量不斷增加,在相對濕度很低時,它們的吸附量很少。
2、高溫吸附
分子篩是唯一可用的高溫吸附劑。在 100 ℃和1.3 %相對濕度時分子篩可吸附 15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大 10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下,分子篩仍能吸附相當(dāng)數(shù)量的水分,而活性氧化鋁,特別是硅膠,大大喪失了吸附能力。
3、高速吸附
分子篩對像水等極性分子在分壓或濃度很低時的吸附速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硅膠,活性氧化鋁。雖然在相對濕度很高時,硅膠的平衡吸水量要高于分子篩,但隨著吸附質(zhì)的線速度的提高,硅膠的吸水率越來越不如分子篩效率高。
3. 3、分子篩的離子交換性
分子篩的一個重要性能是可以進(jìn)行可逆的離子交換。通過這種交換,改進(jìn)了分子篩的吸附和催化性能,從而獲得了廣泛的應(yīng)用(如可用于軟化水和廢水處理)。
3. 4、分子篩的催化性能
分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu),孔徑的大小與通常分子相當(dāng);它們具有很大的表面積。而且表面極性很高;平衡骨架負(fù)電荷的陽離子,可進(jìn)行離子交換;一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體,然后以極高的分散度還原為元素狀態(tài);同時分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì),使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑,而且成為有效的催化劑和催化劑載體。
分子篩
產(chǎn)品特性: 分子篩是一種硅鋁酸鹽,主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內(nèi)表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。由于水分子在加熱后連續(xù)地失去,但晶體骨架結(jié)構(gòu)不變,形成了許多大小相同的空腔,空腔又有許多直徑相同的微孔相連,比孔道直徑小的物質(zhì)分子吸附在空腔內(nèi)部,而把比孔道大得分子排斥在外,從而使不同大小形狀的分子分開,起到篩分分子的作用,因而稱作分子篩。當(dāng)氣體或液體混合物分子通過這種物質(zhì)后,就能按照不同的分子特性彼此分離開來。
人工合成分子篩后呈白色粉末,不溶于水及有機溶劑,一般溶于強酸,為了適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用的需要,在分子篩原粉中加入一定量的粘合劑,塑成合適的形狀,通常為球形和條形。
分子篩因有小的外表面積(約為總表面積的1%),高熱穩(wěn)定性好,脫水后具有很高的內(nèi)表面積(600~1000m2/g),空曠的骨架結(jié)構(gòu),孔空體積占總體積28%~35%,可容納相當(dāng)數(shù)量的吸附質(zhì)分子。內(nèi)晶表面高度極化,晶穴內(nèi)靜電場強大,微孔分布單一均勻,是一種高效能、高選擇性的吸附劑、催化劑和催化劑載體。它主要用于各種氣體、液體的深度干燥,氣體、液體的分離和提純,催化劑載體等,因此廣泛應(yīng)用于煉油、石油化工、化學(xué)工業(yè)、冶金、電子、國防工業(yè)等,同時在醫(yī)藥、輕工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等諸多方面,也日益廣泛地得到應(yīng)用。
1. 吸附具有選擇性。
⑴ 根據(jù)分子直徑的大小不同的選擇吸附。
⑵ 根據(jù)分子的極性大小不同的選擇吸附。
⑶ 根據(jù)分子的不飽和程度的選擇吸附。
⑷ 根據(jù)沸點不同的選擇吸附。
2. 具有低濃度和較高溫度下的高吸附特性。
3. 陽離子的交換特性。
4. 催化特性。
⑴ 多相催化反應(yīng)在催化劑表面上進(jìn)行,分子篩作催化劑或載體時,催化反應(yīng)是對進(jìn)入分子篩微孔內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生催化作用。
⑵ 只對生成分子小于分子篩微孔的產(chǎn)物發(fā)生催化作用。
⑶ 因表面積大,故具有很高的活性。
⑷ 抗中毒性強,熱穩(wěn)定性高。
⑸ 作載體時,金屬催化劑能均勻地分布在分子篩內(nèi)表面上,故易于制備重復(fù)性較好的催化劑。
3A分子篩
3A分子篩,又稱KA分子篩。3A分子篩的孔徑為3A,主要用于吸附水,不吸附直徑大于3A的任何分子。適用于氣體和液體的干燥,烴的脫水。可廣泛應(yīng)用于石油裂解氣,乙烯,丙烯及天然氣的深度干燥。根據(jù)工業(yè)上的應(yīng)用特點,我們生產(chǎn)的分子篩具有更快的吸附速度、更多的再生次數(shù)、更高的抗碎強度及抗污染能力,提高了分子篩的利用效率并延長了分子篩的使用壽命,是石油、化工行業(yè)中氣液相深度干燥、精煉、聚合所必需的首選干燥劑。
分子式:0.4K2O 0.6Na2O Al2O3 2.OSiO2 4.5H2O
技術(shù)指標(biāo):
性能 | 單位 | 技術(shù)指標(biāo) | |||
形狀 | 條 | 球 | |||
直徑 | mm | 1.5-1.7 | 3.0-3.3 | 1.7-2.5 | 3.0-5.0 |
粒度 | % | ≥98 | ≥98 | ≥96 | ≥96 |
堆積密度 | g/ml | ≥0.60 | ≥0.60 | ≥0.60 | ≥0.60 |
磨耗率 | % | ≤0.20 | ≤0.25 | ≤0.20 | ≤0.20 |
抗壓強度 | N | ≥45/cm | ≥60/cm | ≥45/p | ≥60/p |
靜態(tài)水吸附 | % | ≥20 | ≥20 | ≥20 | ≥20 |
包裝水含量 | % | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 |
注:以上是常用3A分子篩指標(biāo),因具體應(yīng)用不同,產(chǎn)品指標(biāo)會略有調(diào)整,應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用,與我公司聯(lián)系,索取具體相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。
具體應(yīng)用:
各種液體(如乙醇)的干燥
空氣的干燥
制冷劑的干燥
天然氣、甲烷氣的干燥
不飽和烴和裂解氣、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥。
包裝:25公斤紙箱包裝或55加侖鐵桶包裝。
注意事項:
分子篩在使用前應(yīng)防止預(yù)吸附水、有機氣體或液體,否則,應(yīng)予以再生。
4A分子篩
4A分子篩的孔徑為4A,吸附水,甲醇、乙醇、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯,不吸附直徑大于4A的任何分子(包括丙烷),對水的選擇吸附性能高于任何其他分子。是工業(yè)上用量最大的分子篩品種之一。其主要適用于氣體,液體的干燥??晌?/span>H2O, NH3, H2S, CO2,SO2,CO,氯甲烷,溴甲烷,乙炔,乙烷,乙烯,丙烯等。廣泛用于油田伴生氣,天然氣等的干燥。也廣泛用于乙醇的脫水。
分子式:Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O
具體應(yīng)用:
*空氣、天然氣、烷烴、制冷劑等氣體和液體的深度干燥。
*氬氣的制取和凈化。
*藥品包裝、電子元件和易變質(zhì)物質(zhì)的靜態(tài)干燥。
*油漆、燃料、涂料中作為脫水劑。
包 裝:
25公斤 紙箱包裝;55 加侖 鐵桶包裝
5A分子篩
5A分子篩的孔徑為5A,一般稱為鈣分子篩。能吸附小于該孔徑的任何分子,主要應(yīng)用于正異構(gòu)烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附,基于5A分子篩的工業(yè)應(yīng)用特點,我們生產(chǎn)的5A分子篩選擇吸附性高、吸附速度快、特別適用于變壓吸附,可適應(yīng)各種大小的制氧、制氫、制二氧化碳等氣體變壓吸附裝置,是變壓吸附行業(yè)中的精品。它除具有3A,4A分子篩所具有的功效外,還可吸附C3—C4正構(gòu)烷烴,氯乙烷,溴乙烷,丁醇等??蓮V泛用于制氧工業(yè)中吸附水分,二氧化碳及一些有機氣體。
分子式:0.70CaO·0.30Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O
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