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分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物,其品种达到数十种。分子筛的生产过程分为两个阶段:一个是分子筛原粉的合成;另一个就是分子筛的成型。分子筛是用硅的化合物、铝的化合物、碱以及模板剂在水热条件下合成的,由此制备的产品称为分子筛原粉,是一种极其细小的硅铝酸盐晶体材料,晶体直径在100纳米左右,不能直接用于工业生产过程,必须加工成一定形状和大小的颗粒才具有实用价值。
分子筛按照其用途不同需要加工成不同的形状,成型的方法和种类很多,各有其特点。目前,工业上常用的分子筛有三种形状:条状、球状和微球状。其中条状和球状分子筛最为常见,广泛用做吸附剂和固定床酸催化剂。
分子筛用于气体和液体的枯燥、净化和别离。它们之所以起作用,是由于:它们能筛出大于本身孔径的分子。分子筛强力地吸附一切极性分子。分子如水分子和甲醇分子有正电极和负电极。这些带电极的分子被分子筛牢牢地招引住。
相反,无电极的分子,如甲烷分子和乙烷分子,被招引的力气就削弱许多。当水的混合物(带电极)和甲烷(不带电极)经过分子筛时,虽然两者都十分之小很简单经过孔径,但只有水被吸附了。
如分子筛孔径小于甲烷分子,但大于水分子时,水也能从具有很强吸附力的流体中被别离,比方甲醇。
当分子筛从工业生产液流中别离水分子,分子筛会开释热量。在大多数体系中,工业生产液流的温度只上升几度。但是,当高浓度(大于0.5%)的具有很强招引力的分子被吸附时,温度则上升到100℉(37.8℃)以上。
在室温下(低于150℉即65.5℃ ),分子筛关于流体如水有适当高的容量。但是,在高温情况下(300-650℉即149-343℃),容量就十分低。由于这个原因,当分子筛被吸附饱满,能够经过300-650℉ (149-343℃)的气流加热分子筛来脱附被吸附的分子。此操作被称为"再生".
加热后,在分子筛回到循环运用前,以室温气流将分子筛冷却至运转温度。运用两个或许两个以上的容器就能够继续作业了,其间一个或许一个以上是用于再生,一个或许以上是用于作业。也能够经过减压使得分子筛再生。
3A分子筛用途及性能:
1、性能:3A分子筛,是指A型晶体结构的钾型,能吸附临界直径3A分子,化学式为K12[(AIO2)12(SIO2)]·XH2O。
2、用途:用于不饱和烃物料如裂解气、丙烯、丁二烯、已炔等工业脱水,也可用于水、气体、极性液体(如乙醇)和天然气的干燥。3A型的孔径较小,可在水吸附过程中排除,所有其他分子从而防止烃类的“共吸附”。
3A分子筛再生条件:
一般的分子筛厂家生产的3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛可用加热并同时吹扫或抽空的方法,再生而重复使用。
1、脱除水份:可用干燥气体如氮、空气、氢、饱和碳化氢等加热至150-320℃在0.3-0.5kg/m2压力下通入分子筛床层,持续3-4小时,然后向吸附器通入干燥的冷气体约2-3小时,隔绝空气冷至室温。
2、脱除有机物质:可用水蒸气先将吸附质从分子筛中替代出来后,再加热至(一)进行,再生也可在 200-350℃过热蒸气或过惰性气体通过再生,(不能使用与吸附质接触产生爆炸混合物的气体)。
3、脱除气体物质可用减压脱除法再生。