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分子筛

分子筛

分子筛简介:    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,并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力,因而能把极性程度不同,饱

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活性炭,活性氧化铝.jpg分子筛简介:

    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,并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力,因而能把极性程度不同,饱和程度不同,分子大小不同及沸点不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称分子筛。目前常用的分子筛系人工合成沸石,是强极性吸附剂,对极性、不饱和化合物和易极化分子特别是水有很大的亲和力,故可按照气体分子极性、不饱和度和空间结构不同对其进行分离。由于分子筛表面有很多较强的局部电荷,因而对极性分子和不饱和分子具有很大的亲和力,是一种孔径均匀的强极性干燥剂。

    

分子筛的结构构型:

基本结构单元是硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4);

硅(铝)氧四面体通过氧桥连接成环;

环通过氧桥连接成三维空间的多面体(笼);

笼通过氧桥连接成分子筛。

分子筛结构.jpg

活性炭,活性氧化铝.jpg分子筛的分类:

    根据分子筛孔径、化学组成、晶体结构以及SiO2与Al2O3的物质的量之比不同,可将常用的分子筛分为A、X、Y和AW型几种。

A型分子筛.jpg

A型分子筛结构图

XY型分子筛.jpg

X、Y型分子筛结构图

    A型基本组成是硅铝酸钠,孔径为0.4nm(4A),称为4A分子筛。用钙离子交换4A分子筛中钠离子后形成0.5nm(5A)孔径的孔道,称为5A分子筛。用钾离子交换4A分子筛中钠离子后形成0.3nm(3A)孔径的孔道,称为3A分子筛。

    X型基本组成也是硅铝酸钠,但因晶体结构与A型不同,形成约1.0nm(10A)孔径的孔道,称为13X分子筛。用钙离子交换13X分子筛中钠离子后形成约0.8nm(8A)孔径的孔道,称为10X分子筛。

    Y型与X型具有相同的晶体结构,但其化学组成(SiO2/Al2O3之比)与X型不同,通常多用作催化剂。X、Y型分子筛间的区别:Si/Al = 1-1.5为X型,1.5-3.0为Y型。AW型为丝光沸石或菱沸石结构,系抗酸性分子筛,AW-500型孔径为0.5nm(5A)。

3A分子筛:

3A分子筛

单位

球状

条状

规格

mm

1.6-2.5

3-5

4-6

1.6

3.2

静态水吸附(25RH50%

%wt

20.5

20.5

20.5

20

20

磨耗率

%wt

0.2

0.2

0.2

0.25

0.25

堆积密度

g/ml

0.68

0.68

0.68

0.64

0.64

抗压强度

N

25

70

80

25

60

包装含水量(5753小时)

%wt

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

吸附乙烯量

mg/g

3

3

3

3

3

4A分子筛:

4A分子筛

单位

球状

条状

规格

mm

0.5-1.0

1.6-2.5

3-5

1.6

3.2

静态水吸附(25RH50%

%wt

21.5

21.5

21.5

21

21

磨耗率

%wt

0.2

0.2

0.2

0.25

0.25

堆积密度

g/ml

0.69-0.75

0.69

0.69

0.70

0.65

抗压强度

N

/

30

80

40

70

包装含水量(5753小时)

%wt

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

吸附甲醇量

mg/g

140

140

140

140

140

5A分子筛:

5A分子筛

单位

球状

条状

规格

mm

1.6-2.5

3-5

1.6

3.2

静态水吸附(25,RH50%

%wt

21

21

21

21

磨耗率

%wt

0.2

0.2

0.25

0.25

堆积密度

g/ml

0.65

0.65

0.65

0.65

抗压强度

N

28

60

30

60

包装含水量(5753小时)

%wt

1.5

1.5

1.5

1.5

吸附正乙烷量

mg/g

120

120

120

120

10X分子筛:

10X分子筛

单位

球形

规格

mm

1.0-1.6

3.05.0

静态水吸附(25RH50%

%wt

28

28

堆积密度

g/ml

0.7

0.6

抗压强度

N

15

70

包装含水量(5753小时)

%wt

1.5

1.5

粒径合格率

%

98

98

静态正已烷吸附

mg/g

18

18

PH指数


10

10

落粉率

NTU

30

30

13X分子筛:

13X分子筛

单位

球状

条状

规格

mm

1.6-2.5

3-5

1.6

3.2

静态水吸附(25RH50%

%wt

25

25

25

25

磨耗率

%wt

0.2

0.2

0.25

0.25

堆积密度

g/ml

0.62-0.67

0.65

0.65

0.65

抗压强度

N

30

60

30

60

包装含水量(5753小时)

%wt

1.5

1.5

1.5

1.5

CO2吸附量(25250mmHg

%wt

17.58

17.58

17.58

17.58

13XAPG分子筛:

13XAPG分子筛

单位

球状

条状

静态水吸附(25RH50%

%wt

27

27

27

27

磨耗率

%wt

0.10

0.10

0.10

0.10

堆积密度

g/ml

0.66

0.66

0.63

0.63

抗压强度

N

40

90

35

60

包装含水量(5753小时)

%wt

1.0

1.0

1.0

1.0

静态水吸附

%wt

24

24

23.5

23.5

CO2吸附量(25250mmHg

%wt

18

18

18

18

活性炭,活性氧化铝.jpg分子筛应用:

    水是强极性分子,分子直径为0.27~0.31nm,比A型分子筛微孔孔径小,因而A型分子筛是气体或液体脱水的优良干燥剂,采用分子筛干燥后的气体露点可低于-100℃。目前,裂解气脱水多用3A分子筛,天然气脱水多用4A或5A分子筛。天然气脱硫醇时可选用专用分子筛(例如RK-33型),pH值小于5的酸性天然气脱水时可选用AW型分子筛。    

活性炭,活性氧化铝.jpg沸石与分子筛:

    沸石:自然界存在的结晶型硅铝酸盐(由于晶体中含有大量结晶水,加热汽化,产生类似沸腾的现象,故称为沸石)。沸石结构中有许多均匀的孔道,且孔径与一般分子大小相当,进而具有筛分分子的作用,所以沸石又称为分子筛。(自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛)。

    分子筛:人工合成的结晶型硅铝酸盐。

    各种沸石分子筛的区别:1、化学组成和结构上不同。2、化学组成上最主要的差别就是硅铝比不同。3、主要区别是在他们的用途上,沸石一般是天然的,孔径大小不一,只要有空泡就可以防止爆沸。而分子筛的功能要高级的多,比如筛选分子、做催化剂、缓释催化剂等,因而对孔径有一定的要求,经常是人工合成的。

活性炭,活性氧化铝.jpg分子筛再生:

    1、脱除水分:视再生气的压力、温度、含水量而定。一般情况下,200~350℃干燥气体在0.3~0.5Kg/平方厘米压力下,通过分子筛床层3~4小时,使出口温度到110~180℃,冷却。

    2、脱有机物:用水蒸气代替有机物,然后脱除水份。

    分子筛储存:室温,相对湿度不大于90%的室内;避免水、酸、碱、隔绝空气,密闭保存。


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