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沸石分子筛应用

发布时间:2019-06-10     浏览次数:1630

近年来,沸石分子筛由于具有独特的性能,已经在吸附分离、催化等领域取得了广泛的应用。但是对某些沸石分子筛的性能优劣问题认识不够深入,有的甚至还很肤浅,为了更加有效地发挥沸石分子筛在吸附分离、催化领域应用的优势,建议加强以下几个方面的工作:

1、研制价格低廉的沸石分子筛,以降低生产成本为目的;

2、研究沸石分子筛的合成及改性对结构、组成和性能的影响,寻找提高其吸附容量和选择性的方法;

3、建立和完善评价吸附剂性能的定量指标,更好地为实际生产做出指导。

沸石分子筛应用

沸石分子筛的应用介绍如下:

1、干燥及净化领域的应用

脱水

利用低硅铝比的沸石分子筛(A型,x型等)的极性亲水性,可以进行空气的干燥。另外近年来将乙醇掺入汽油中替代部分汽油受到广泛重视,作为燃料的乙醇要求其中的水含量低于08%,而由于乙醇和水的共沸,使得通过精馏只能得到95%的乙醇,对于含水量较低的乙醇脱水,沸石分子筛吸附脱水是最优的选择。此方法中应用的沸石分子筛是Ax型,而KA型最好,这一方面利用了A型沸石分子筛的极性,另一方面由于KA沸石分子筛的孔道直径约0.3nm,水分子可自由进入,而乙醇分子直径大于0。3nm不能进入沸石分子筛的孔道。此种沸石分子筛脱水工艺是工业上生产燃料乙醇的首选工艺。

净化空气中的污染物

随着工业的迅速发展,H2SSO₂、NO、以及甲醛的排放量日益增多,造成的污染给人们的生活和环境带来了严重的危害。研究了燃油废气中NOCuZSM5之间的相互作用,发现NONO₂在CuZSM5上的吸附存在相互影响。在常压下研究了多种沸石分子筛上NONO₂的吸附和脱附情况。结果表明,有O存在时,O₂与NO生成的NO₂可与NO共吸附在沸石分子筛上,显著促进了NO在沸石分子筛特别是Na型沸石分子筛上的吸附。对5AZSM5,10X13X沸石分子筛吸附甲醛的性能进行了研究,发现10X沸石分子筛对甲醛的吸附量较高,穿透时间较长。

2、吸附分离领域的应用

混合二甲苯的分离

混合二甲苯一般用作溶剂和汽油掺合剂廉价出售,资源浪费十分严重。但混合二甲苯的四个异构体:乙苯、对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯都是重要的化工原料…,因此有必要将其逐一分离。混合二甲苯的分离方法很多,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。吸附分离法是一种高效的分离方法,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甲苯具有很好的应用前景。采用1 3X沸石分子筛作为改性对象,用填充柱分离色谱考察了混合二甲苯的分离,达到良好的分离效果。

N2O₂的分离

在变压吸附(PSA)法中,沸石分子筛是利用N/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N/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N/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N/O₂分离选择性较高且热稳定性较好。用原位合成方法直接将高岭土转化为所需形状的低硅x型沸石分子筛,其对空气中N/O₂的分离系数为315,高于5A233和已经报道的13X236

提高汽油辛烷值

由于异构烷烃的辛烷值大大高于正构烷烃,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GC。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05nm,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。该工艺以联合碳化物公司的Isosiv为代表。

3、催化领域的应用

沸石分子筛具有复杂多变的结构和独特的孔道体系,是一种性能优良的催化剂。ZSM5Y型沸石分子筛共同作用应用于FCC反应,以获得较高产率的汽油、丙烯和丁烯。MCM22沸石分子筛在烷基化反应上具有显著的优势,例如MCM22作为液相烷基化催化剂催化苯和乙烯反应制备乙苯,不仅提高了乙苯选择性,并且MCM22本身的稳定性高,用量少,可以在反应器中进行原位再生,而其它种类催化剂则必须从反应器中取出另行再生。在短链烷基取代芳烃的合成反应上,MCM56有更好的活性,并且不容易失活。ZSM22在许多工艺中用作催化剂,但主要是用于丁烯骨架异构和正庚烷异构化两个方面。

以上就是沸石分子筛应用的全部内容,希望对您有所帮助!

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