分子篩的特性:(1) 根據分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應,分子篩晶體具有蜂窩狀的結構,晶體內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,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,而構型龐大的分子由于不能進入沸石孔道,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勢。此外,沸點越低的分子,越不易被分子篩所吸附。分子篩可用于石油煉化,對烷基化進料、低溫分離前的精煉廠氣流、石腦油和柴油進行脫水處理。國產分子篩生產
為什么用分子篩做催化劑與其性能有關:吸附性能,沸石分子篩的吸附是一種物理變化過程。產生吸附的原因主要是分子引力作用在固體表面產生的一種“表面力”,當流體流過時,流體中的一些分子由于做不規則運動而碰撞到吸附劑表面,在表面產生分子濃聚,使流體中的這種分子數目減少,達到分離、清理的目的。2.離子交換性能,沸石分子篩骨架外的補償離子一般是質子和堿金屬或堿土金屬,它們很容易在金屬鹽的水溶液中被離子交換成各種價態的金屬離子型沸石分子篩。所以一般制備分子篩會采用離子交換法或浸漬法,使金屬離子負載在分子篩上。(補償離子注:純硅的分子篩呈電中性,需要用部分Al代替Si來調節分子篩的酸性,Al代替Si后由于化合價減少,分子篩會帶負電,需要陽離子)國產分子篩生產晶孔和孔道的大小和形狀都可以對催化反應起著選擇性作用。
分子篩的作用:1、吸附功能,分子篩主要是由分子引力作用,在固定的表面產生一種“表面力”,當流體流過時,其中流體中的一些分子,會做不規則的運動而進行碰撞到吸附劑的表面,在固定的表面產生了分子濃聚,在整體的碰撞運動中,分子的數目減少,從而達到分離的作用。因分子篩其晶體孔穴內部,有很強的極性和庫侖場,對極性分子(如水)以及不飽和分子表現出強烈的吸附能力。2、干燥功能,分子篩的晶穴內還有著較強的極性,能與含極性基團的分子在沸石分子篩表面發生強的作用,或是通過誘導使可極化的分子極化從而產生強吸附。因分子篩對水和二氧化碳有很強吸附能力,在分子篩脫硫時,因分子篩對水等極性小分子具有極強的吸附能力。
分子篩結構分子篩結構,狹義上講,分子篩是結晶態的硅酸鹽或硅鋁酸鹽,由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成分子尺寸大小(通常為0.3~2.0 nm)的孔道和空腔體系,從而具有篩分分子的特性。然而隨著分子篩合成與應用研究的深入,研究者發現了磷鋁酸鹽類分子篩,并且分子篩的骨架元素(硅或鋁或磷)也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代,其孔道和空腔的大小也可達到2 nm以上,因此分子篩按骨架元素組成可分為硅鋁類分子篩、磷鋁類分子篩和骨架雜原子分子篩;按孔道大小劃分,孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子篩分別稱為微孔、介孔和大孔分子篩。由于具有較大的孔徑,成為較大尺寸分子反應的良好載體,但介孔材料的孔壁為非晶態,致使其水熱穩定性和熱穩定性尚不能滿足石油化工應用所需的苛刻條件。分子篩應相互交替工作和再生,以保證設備連續運行。
分子篩生產方法。分子篩,有水熱合成、水熱轉化和離子交換等法:水熱合成法 用于制取純度較高的產品,以及合成自然界中不存在的分子篩。將含硅化合物(水分子篩玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水按適當比例混合,在熱壓釜中加熱一定時間,即析出分子篩晶體。合成過程可用下式表示:工業生產流程中一般先合成Na-分子篩,如13X型與10X型分子篩的合成。在水熱合成過程中添加某些添加劑可以改變較終產品的結構,如加入季胺鹽可得到ZSM-5型分子篩。分子篩可用于氣體和液體的干燥、純化、分離和回收。國產分子篩生產
分子篩的孔徑分布非常均勻整齊,當分子直徑小于孔穴直徑的物質,才會進入分子篩的晶穴內部。國產分子篩生產
分子篩特點,分子篩吸濕能力極強,用于氣體的純化處理,保存時應避免直接暴露在空氣中。存放時間較長并已經吸濕分子篩的分子篩使用前應進行再生。分子篩忌油和液態水。使用時應盡量避免與油及液態水接觸。工業生產中干燥處理的氣體有,空氣,氫氣,氧氣,氮氣,氬氣等.用兩只吸附干燥器并聯,一只工作,同時另一只可以進行再生處理。相互交替工作和再生,以保證設備連續運行。干燥器在8-12℃下工作,在加溫至350℃下沖氣再生。不同規格的分子篩再生溫度略有不同。分子篩對某些有機氣相反應具有良好的催化作用。國產分子篩生產