分子筛的应用

分子筛，顾名思义指该物质具有均匀的微孔孔道结构，小于孔径的分子能够被吸进孔道内，大于孔径的分子则挡在孔道外，根据分子的大小，把各种组分分离，目前人们习惯叫该类物质为沸石或沸石分子筛。沸石分子筛的早期研究源于十九世纪，20世纪六十年代开始工业化。近年来，沸石分子筛在科学和工业上迅速发展，也促使其在气体分离、催化、材料等科学领域的广泛应用。本文将具体介绍沸石分子筛的研究状况及在空分系统中的应用。

沸石分子筛具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架，内部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接，分子由孔道经过。由于孔穴的结晶性质，分子筛的孔径分布非常均一。分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子，因而被形象地称为”分子筛”。

分子筛吸附或排斥的功能受分子的电性影响。合成沸石具有根据分子的大小和极性而进行选择性吸附的特殊功能，因而可以对气体或液体进行干燥或纯化，这也是分子筛可以进行分离的基础。合成沸石可以满足工业界对吸附和选择特性产品的广泛需求，在工业分离中也大量应用到合成沸石分子筛。

分子筛主要应用范围：

空气分离

· 在对氮气、氧气及其他大气气体进行液化和低温分离前清除空气中的水和二氧化碳

· 利用变压吸附系统或真空变压吸附系统分离氧气和氮气

· 对高纯度食品级 CO2 进行脱硫处理

石油炼化

· 对烷基化进料、低温分离前的精炼厂气流、石脑油和柴油进行脱水处理

· 清除重整装置物料中的水、HCl 和 H2S

· 清除醚化残液物料和烷基化进料中的氧化物

· 清除 HF 和有机氟

· 清除 H2S，以便通过管道运输铜条测试

· 清除醚化进料中的腈

· 对乙醇进行脱水处理

· 对 LPG 流体进行脱水和脱硫处理

· 分离支链和环状化合物中的正链烷烃

· 通过变压吸附进行纯化处理，从而提高碳氢化合物流体的等级

· 清除 Hg

石化产品

· 对 NGL/乙烷/丙烷进料进行脱水和纯化处理

· 对裂解气、C2 和 C3 分离塔进料以及氢气进行脱水处理

· 适用于聚合物流体的低活性吸附剂

· 对存储在盐穹内的乙烯、丙烯及其他各种原料进行脱水和纯化处理

· 清除乙烯、丙烯、丁烯、戊烯及各种溶剂和共聚单体内的水、二氧化碳、甲醇及其他氧化物、氢化硫和硫化物、氨气以及水银

· 清除 Hg、O2、CO2、H2S 和/或 COS

天然气

· 利用深冷法回收液态天然气和氦之前进行脱水处理

· 对酸性气体（CO2 和 H2S）含量高的天然气和天然气冷凝液进行脱水处理

· 清除乙烷、丙烷和丁烷中的硫化物

· 在甲烷液化前清除水和 CO2

· 清除水和硫化物，以保护输气管道

· 对液态天然气进行脱水处理

· 对氨气进气流及其他化工设备进行脱硫处理

· 清除水银，以防损坏铝制热交换器

制冷和空调 (A/C) 系统

· 对汽车空调、冷藏车、家用冰箱、冷冻设备、住宅空调、热泵等的制冷系统和商用制冷剂进行脱水处理，以防冻结和腐蚀

· 为防止系统材料发生不良化学反应而进行脱水处理

空气制动器

· 对重型和中型卡车、公交车和火车的制动系统中的压缩空气进行脱水处理

· 采用变压吸附干燥机将制动器储液罐中空气的露点降至环境温度以下，以防冻结和腐蚀

空气干燥器

· 在塑料粒成型前对其进行脱水处理

· 对仪表气体进行脱水处理

· 用装满吸附剂的除湿转轮对室内空气进行脱水处理

聚合物配方

· 对潮湿敏感型配方进行脱水处理 — 添加到聚合物涂料、环氧树脂和氨基钾酸酯中可以控制固化过程，添加到涂层、黏合剂、密封剂、弹性体、富金属涂料和乙烯基泡沫材料中可以消除不必要的水反应

特别介绍：

源林硅瓷生产的Y型分子筛是一种具有骨架结构的微孔晶体材料，构成骨架的最基本结构单元为硅氧和铝氧四面体，这些四面体通过Si-O或Al-O键形成四元环、六元环、八元环等二级结构单元。再由这些二级结构单元互相拼搭，形成β笼。8个β笼按照金刚石晶体式样排列，金刚石结构中每一个碳原子由一个β笼代替，相邻的β笼通过六元环以Si-O -Si （Al）联结，形成八面沸石笼，八面沸石笼之间通过十二元环沿三个晶轴方向互相贯通，形成一个晶胞。十二元环是八面沸石的主要窗口，其孔径约为0.74nm。 Y型分子筛是一种具有骨架结构的微孔晶体材料，构成骨架的最基本结构单元为硅氧和铝氧四面体，这些四面体通过Si-O或Al-O键形成四元环、六元环、八元环等二级结构单元。再由这些二级结构单元互相拼搭，形成β笼。8个β笼按照金刚石晶体式样排列，金刚石结构中每一个碳原子由一个β笼代替，相邻的β笼通过六元环以Si-O -Si （Al）联结，形成八面沸石笼，八面沸石笼之间通过十二元环沿三个晶轴方向互相贯通，形成一个晶胞。十二元环是八面沸石的主要窗口，其孔径约为0.74nm。

    一、Y分子筛的组成 Y分子筛包括NaY分子筛及NaY 的相关改性产品：铵Y(NH4Y)、氢Y(HY)、超稳Y(USY)、稀土Y(RY)等。

    二、NaY和其改性产品的关系

    1、NaY由铝源,硅源和导向剂在一定的工艺条件下合成而得来；

    2、由NaY 经氯化铵交换后得到铵Y；

    3、由铵Y经高温焙烧得到氢Y；

    4、氢Y经高温水热处理后得到超稳Y；

    5、氢Y经稀土交换得到稀土Y。

    三、Y分子筛的应用

    1、大量用于制作催化裂化催化剂FCC

    2、用于制作催化裂解催化剂

    3、用于制作加氢裂解催化剂

    4、用于制作高效吸附分离净化剂和干燥剂

    产品性质：

    高硅Y型分子筛是一种具有骨架结构的微孔晶体材料，构成骨架的最基本结构单元为硅氧和铝氧四面体，具有吸附能力强、吸附范围广、高温稳定性强、疏水性强等特点。