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分子筛在吸附分离领域的应用:
1、混合二的分离。混合二一般用作溶剂和汽油掺合剂廉价出售,资源浪费十分严重。但混合二的四个异构体:乙苯、对二、间二和邻二都是重要的化工原料,因此有必要将其逐一分离;
混合二的分离方法很多,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具有很好的应用前景;
2、N2/ 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 O2。LiA 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。 [4]
分子筛的催化性能:
分子筛晶体具有均匀的孔结构,孔径的大小与通常分子相当;它们具有很大的表面积。而且表面极性很高;平衡骨架负电荷的阳离子,可进行离子交换;一些具有催化活性的金属也可以交换导入晶体,然后以的分散度还原为元素状态;同时分子筛骨架结构的稳定性很高。这些结构性质,使分子筛不仅成为优良的吸附剂,而且成为有效的催化剂和催化剂载体。
4A分子筛化学式:Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O
硅铝比:SiO2/Al2O3≈2
有效孔径:约4
4A分子筛是一种碱金属硅铝酸盐,其孔径为4Å(0.4nm),主要用于吸附水、甲醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯等临界直径不大于4Å的分子,对水的选择吸附性能任何其他分子,是工业上用量大的分子筛品种之一。
5A分子筛的有效孔径为5Å(0.5nm),可以吸附小于其孔径的任何分子,一般称为钙分子筛。它除了具有3A,4A分子筛所具有的功效外,还可吸附C3-C4正构烷烃,氯乙烷,溴乙烷,丁醇等;可用于正异构烃分离、变压吸附分离及水和二氧化碳的共吸附,基于5A分子筛的工业特点,其选择吸附性高、吸附速度快、特别适用于变压吸附,可适应各种大小的制氧、制氢、制二氧化碳等气体变压吸附装置,是变压吸附行业中的。
4A分子筛是一种人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅铝酸盐。依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子,因而被称为“分子筛”。分子直径小于分子筛晶体孔穴直径的物质可以进入分子筛晶体,从而被吸附,否则,被排斥。