分子篩知識概述
分子篩的型號
分子篩（又稱合成沸石）是一種硅鋁酸鹽多微孔晶體，它是由SiO和AIO四面體組成和框架結(jié)構(gòu)。在分子篩晶格中存在金屬陽離子（如Na，K，Ca等），以平衡四面體中多余的負電荷。分子篩的類型按其晶體結(jié)構(gòu)主要分為：A型，X型，Y型等。
A型：主要成分是硅鋁酸鹽，孔徑為4A（1A=10-10米），稱為4A（又稱納A型）分子篩；用Ca2+交換4A分子篩中的Na+，形成5A的孔徑，即為5A（又稱鈣A型）分子篩；用K+交換4A分子篩的Na+，形成3A的孔徑，即為3A（又稱鉀A型）分子篩。
X型：硅鋁酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)不同（硅鋁比大小不一樣），形成孔徑為 9—10A的分子篩晶體，稱為13X（又稱鈉X型）分子篩；用Ca2+交換13X分子篩中的Na+，形成孔徑為9A的分子篩晶體，稱為10X（又稱鈣X型）分子篩。
Y型：Y型分子篩具有X型分子篩烴似的晶體結(jié)構(gòu)，但化學(xué)組成不同（硅鋁比較大）通常用于催化領(lǐng)域。
分子篩的主要特性
1、物理特性：
比熱：約0.95KJ/KgXK（0.23Kcal/KgX ℃）
導(dǎo)熱系數(shù)（脫水物）：2.09KJ/MXK（0.506Kcal/mX℃）
水吸附熱：約3780KJ/Kg（915Kcal/Kg）
2、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性：
分子篩能承受600~700℃的短暫高溫，但再生溫度一般在400℃以下。分子篩可在PH值5~10范圍的介質(zhì)中使用；在鹽溶液中能交換某些金屬陽離子。
3、分子篩的特性
分子篩是一類結(jié)晶的硅鋁酸鹽，由于它具有均一的孔徑和極高的比表面積，所以具有許多優(yōu)異的特點。
（1）按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用，即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子。
（2）對于小的極性分子和不飽和分子，具有選擇吸附性能，極性越大，不飽和度越高，其選擇吸附性越強。
（3）具有強烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空速和含水量較低的情況下，仍有相當(dāng)高的吸水容量。
3.1、基本特性 ：
（1）分子篩對水或各種氣，液態(tài)化合物可逆吸附及脫附。
（2）金屬陽離子易被交換。
（3）分子篩內(nèi)部空腔和通道形成非常高的內(nèi)表面積。其內(nèi)表面可高于分子篩顆粒的外表面積的10000-100000倍。
3.1.1、根據(jù)分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應(yīng)
分子篩晶體具有蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，晶體內(nèi)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(dāng)，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(gòu)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。
3.1.2、根據(jù)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(yōu)勢。此外，沸點越低的分子，越不易被分子篩所吸附。
3.2、分子篩的高效吸附特性：
分子篩對于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力，特別是對于水，在低分壓（甚至在133帕以下）或低濃度，高溫（甚至在100℃以上）等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。
3.2.1、低分壓或低濃度下的吸附
在相對濕度30%時分子篩的吸水量比硅膠，活性氧化鋁都高。隨著相對濕度的降低，分子篩的優(yōu)越性越發(fā)顯著，而硅膠，活性氧化鋁隨著濕度的增加，吸附量不斷增加，在相對濕度很低時，它們的吸附量很少。
3.2.2、高溫吸附
分子篩是唯一可用的高溫吸附劑。在100℃和1.3%相對濕度時分子篩可吸附15%重量的水分，比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍；而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下，分子篩仍能吸附相當(dāng)數(shù)量的水分，而活性氧化鋁，特別是硅膠，大大喪失了吸附能力。
3.2.3、高速吸附
分子篩對像水等極性分子在分壓或濃度很低時的吸附速率要遠遠超過硅膠，活性氧化鋁。雖然在相對濕度很高時，硅膠的平衡吸水量要高于分子篩，但隨著吸附質(zhì)的線速度的提高，硅膠的吸水率越來越不如分子篩效率高。
3.3、分子篩的離子交換性
分子篩的一個重要性能是可以進行可逆的離子交換。通過這種交換，改進了分子篩的吸附和催化性能，從而獲得了廣泛的應(yīng)用（如可用于軟化水和廢水處理）。
3.4、分子篩的催化性能
分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu)，孔徑的大小與通常分子相當(dāng)；它們具有很大的表面積。而且表面極性很高；平衡骨架負電荷的陽離子，可進行離子交換；一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體，然后以極高的分散度還原為元素狀態(tài)；同時分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì)，使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑，而且成為有效的催化劑和催化劑載體。
分子篩
產(chǎn)品特性：分子篩是一種硅鋁酸鹽，主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內(nèi)表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。由于水分子在加熱后連續(xù)地失去，但晶體骨架結(jié)構(gòu)不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，比孔道直徑小的物質(zhì)分子吸附在空腔內(nèi)部，而把比孔道大得分子排斥在外，從而使不同大小形狀的分子分開，起到篩分分子的作用，因而稱作分子篩。當(dāng)氣體或液體混合物分子通過這種物質(zhì)后，就能按照不同的分子特性彼此分離開來。
人工合成分子篩后呈白色粉末，不溶于水及有機溶劑，一般溶于強酸，為了適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用的需要，在分子篩原粉中加入一定量的粘合劑，塑成合適的形狀，通常為球形和條形。
分子篩因有小的外表面積（約為總表面積的1%），高熱穩(wěn)定性好，脫水后具有很高的內(nèi)表面積（600～1000m2/g）,空曠的骨架結(jié)構(gòu)，孔空體積占總體積28％～35％，可容納相當(dāng)數(shù)量的吸附質(zhì)分子。內(nèi)晶表面高度極化，晶穴內(nèi)靜電場強大，微孔分布單一均勻，是一種高效能、高選擇性的吸附劑、催化劑和催化劑載體。它主要用于各種氣體、液體的深度干燥，氣體、液體的分離和提純，催化劑載體等，因此廣泛應(yīng)用于煉油、石油化工、化學(xué)工業(yè)、冶金、電子、國防工業(yè)等，同時在醫(yī)藥、輕工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等諸多方面，也日益廣泛地得到應(yīng)用。
1、吸附具有選擇性。
⑴ 根據(jù)分子直徑的大小不同的選擇吸附。
⑵ 根據(jù)分子的極性大小不同的選擇吸附。
⑶ 根據(jù)分子的不飽和程度的選擇吸附。
⑷ 根據(jù)沸點不同的選擇吸附。
2、具有低濃度和較高溫度下的高吸附特性。
3、陽離子的交換特性。
4、催化特性。
⑴ 多相催化反應(yīng)在催化劑表面上進行，分子篩作催化劑或載體時，催化反應(yīng)是對進入分子篩微孔內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生催化作用。
⑵ 只對生成分子小于分子篩微孔的產(chǎn)物發(fā)生催化作用。
⑶ 因表面積大，故具有很高的活性。
⑷ 抗中毒性強，熱穩(wěn)定性高。
⑸ 作載體時，金屬催化劑能均勻地分布在分子篩內(nèi)表面上，故易于制備重復(fù)性較好的催化劑。
3A分子篩
3A分子篩，又稱KA分子篩。3A分子篩的孔徑為3A，主要用于吸附水，不吸附直徑大于3A的任何分子。適用于氣體和液體的干燥，烴的脫水。可廣泛應(yīng)用于石油裂解氣,乙烯，丙烯及天然氣的深度干燥。根據(jù)工業(yè)上的應(yīng)用特點，我們生產(chǎn)的分子篩具有更快的吸附速度、更多的再生次數(shù)、更高的抗碎強度及抗污染能力，提高了分子篩的利用效率并延長了分子篩的使用壽命，是石油、化工行業(yè)中氣液相深度干燥、精煉、聚合所必需的首選干燥劑。
分子式：0.4K2O·0.6Na2O·Al2O3·2.OSiO2·4.5H2O
技術(shù)指標：
| 性能 | 單位 | 技術(shù)指標 | |||
| 形狀 | 條 | 球 | |||
| 直徑 | mm | 1.5-1.7 | 3.0-3.3 | 1.7-2.5 | 3.0-5.0 |
| 粒度 | % | ≥98 | ≥98 | ≥96 | ≥96 |
| 堆積密度 | g/ml | ≥0.60 | ≥0.60 | ≥0.60 | ≥0.60 |
| 磨耗率 | % | ≤0.20 | ≤0.25 | ≤0.20 | ≤0.20 |
| 抗壓強度 | N | ≥45/cm | ≥60/cm | ≥45/p | ≥60/p |
| 靜態(tài)水吸附 | % | ≥20 | ≥20 | ≥20 | ≥20 |
| 包裝水含量 | % | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 |
注：以上是常用3A分子篩指標，因具體應(yīng)用不同，產(chǎn)品指標會略有調(diào)整，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用，與我公司聯(lián)系，索取具體相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。
具體應(yīng)用：
*各種液體（如乙醇）的干燥
*空氣的干燥
*制冷劑的干燥
*天然氣、甲烷氣的干燥
*不飽和烴和裂解氣、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥。
注意事項：分子篩在使用前應(yīng)防止預(yù)吸附水、有機氣體或液體，否則，應(yīng)予以再生。
4A分子篩
4A分子篩的孔徑為4A，吸附水，甲醇、乙醇、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯，不吸附直徑大于4A的任何分子（包括丙烷），對水的選擇吸附性能高于任何其他分子。是工業(yè)上用量最大的分子篩品種之一。其主要適用于氣體，液體的干燥。可吸附H2O, NH3, H2S, CO2，SO2，CO，氯甲烷，溴甲烷，乙炔，乙烷，乙烯，丙烯等。廣泛用于油田伴生氣，天然氣等的干燥。也廣泛用于乙醇的脫水。
分子式：Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O
具體應(yīng)用：
*空氣、天然氣、烷烴、制冷劑等氣體和液體的深度干燥。
*氬氣的制取和凈化。
*藥品包裝、電子元件和易變質(zhì)物質(zhì)的靜態(tài)干燥。
*油漆、燃料、涂料中作為脫水劑。
5A分子篩
5A分子篩的孔徑為5A，一般稱為鈣分子篩。能吸附小于該孔徑的任何分子，主要應(yīng)用于正異構(gòu)烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附，基于5A分子篩的工業(yè)應(yīng)用特點，我們生產(chǎn)的5A分子篩選擇吸附性高、吸附速度快、特別適用于變壓吸附，可適應(yīng)各種大小的制氧、制氫、制二氧化碳等氣體變壓吸附裝置，是變壓吸附行業(yè)中的精品。它除具有3A，4A分子篩所具有的功效外，還可吸附C3—C4正構(gòu)烷烴，氯乙烷，溴乙烷,丁醇等。可廣泛用于制氧工業(yè)中吸附水分，二氧化碳及一些有機氣體。
分子式：0.70CaO·0.30Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O
