应用,分子筛通常被用于石油工业,尤其是用于干燥气流。例如,在液态天然气(LNG)工业中,需要将天然气的含水量降低到1 ppmv以下,以防止冰冻造成堵塞。在实验室中,分子筛被用于干燥溶剂。事实证明,“筛子”优于通常采用侵蚀性干燥剂的传统干燥技术。当分子筛指代“沸石”时,它被用于普遍的催化应用。分子筛可以催化烷烃异构化、烷基化和环氧化,并用于包括加氢裂化和流化催化裂化在内的大规模工业过程。分子筛也用于过滤呼吸器的空气供应,例如那些潜水者和消防员使用的呼吸器。在这种应用中,空气由空气压缩机提供,并通过筒式过滤器,根据应用情况,筒式过滤器填充有分子筛和/或活性炭,较终用于给呼吸空气罐充气。这种过滤方法可以从呼吸气源中去除微粒和压缩机排气产物。气体行业常用的分子筛型号;分子筛;方钠型,如A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A)。四川小粒径分子筛
分子筛的特性:(1) 根据分子大小和形状的不同选择吸附——分子筛效应,分子筛晶体具有蜂窝状的结构,晶体内的晶穴和孔道相互沟通,并且孔径大小均匀,固定(分子筛空腔直径一般在6—15埃之间),与通常分子的大小相当,只有那些直径比较小的分子才能通过沸石孔道被分子筛吸附,而构型庞大的分子由于不能进入沸石孔道,则不被分子筛吸附。而硅胶,活性氧化铝和活性碳没有均匀的孔径,孔径分布范围十分宽广,所以没有筛分性能。(2)根据分子极性,不饱和度和极化率的选择吸附,分子筛对于极性分子和不饱和分子有很高的亲和力;在非极性分子中,对于极化率在的分子有较高的选择吸附优势。此外,沸点越低的分子,越不易被分子筛所吸附。广东进口分子筛价位分子筛干燥器在8-12℃下工作,在加温至350℃下冲气再生。
分子筛种类:分子筛,分子筛有天然沸石和合成沸石两种。①天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质沉积岩在海相或湖相环境中发生反应而形成。目前已发现有1000多种沸石矿,较为重要的有35种,常见的有斜发沸石、丝光沸石、毛沸石和菱沸石等。主要分布于美、日、法等国,中国也发现有大量丝光沸石和斜发沸石矿床,日本是天然沸石开采量较分子筛大的国家。②因天然沸石受资源限制,从20世纪50年代开始,大量采用合成沸石。商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A型、4A型、5A型分子筛。4A型即表中A类,孔径4Å。含Na+的A型分子筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3Å,即为3A型分子筛;如Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5Å,即为5A型分子筛。
按催化性质,分子筛催化剂:(1) 酸催化剂,利用分子筛的表面酸性进行催化反应。(2)双功能催化剂,分子筛可以负载铂、钯类的金属,得到兼有金属催化功能和酸催化功能的双功能分子筛催化剂。(3) 择形催化剂,由于分子筛的催化作用一般发生在晶体内空间,分子筛的孔径大小和孔道结构对催化活性和选择性有很大的影响。分子筛具有规整而均匀的晶内孔道,而且孔径大小接近于分子尺寸,使分子筛的催化性能随反应物分子、产物分子或反应中间物的几何尺寸的变化而明显变化。分子筛具有均匀的微孔结构,它的孔穴直径大小均匀,这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部。
吸水量,分子筛对水、极性分子和不饱和有机化合物有很高的亲和力,其优势超过了硅胶、氧化铝或活性炭。应用,分子筛不适用于强酸,但在pH值为5—11范围内都是稳定的。在纯化方面主要应用于:干燥含有痕量水的气体或液体,高温下干燥气体,从气流内选择性的除去杂质(包含水)。例如:从空气或乙烯中除去二氧化碳;从氮气中除去氧化氮。通常,二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢、硫醇、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷和丙烯都可以在25℃下很容易的除去。混合气体内,极性较大的优先被吸附。活化与再生,分子筛可以通过在300--350℃下(马弗炉)加热几个小时来再生,在干燥的惰性气流下如氮气下或真空下进行更好,接着在干燥器内冷却。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。四川小粒径分子筛
分子筛主要应用范围:空气分离,在对氮气、氧气及其他气体液化和低温分离前清理空气中的水和二氧化碳。四川小粒径分子筛
孔道的维度,沸石分子筛按照孔道维度来分类,分为:一维、二维和三维沸石。简单来说就是沸石微观结构分为了线、片(面)、体。一维比较少见,通常像管道一样,原子在一个方向上规则、连续的排列着,而在另外两个方向只有少数原子排列。二维材料是呈片状的,指原子在两个方向上规则、连续的排列着,而在另外一个方向只有少数原子排列,比如石墨烯、ZSM-5。ZSM-5的硅氧四面体和铝氧四面体以五元环的形式相连,八个五元环组成一个基本结构单元,这些结构单元通过共用边相连成链状,进一步连接成片,片与片之间再采用特定的方式相接,形成ZSM-5分子筛晶体结构。因此,ZSM-5分子筛只具有二维的孔道系统。四川小粒径分子筛