分子篩生產(chǎn)工藝技術(shù)及應(yīng)用簡介.doc

分子篩生產(chǎn)工藝技術(shù)及應(yīng)用簡介1、分子篩簡介 分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，其品種達(dá)到數(shù)十種。分子篩有很大的比表面積,達(dá)3001000m2/g，內(nèi)晶表面高度極化，為一類高效吸附劑，也是一類固體酸，表面有很高的酸濃度與酸強(qiáng)度，能引起正碳離子型的催化反應(yīng)。當(dāng)組成中的金屬離子與溶液中其他離子進(jìn)行交換時，可調(diào)整孔徑，改變其吸附性質(zhì)與催化性質(zhì)，從而制得不同性能的分子篩催化劑。分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu)，它的孔穴直徑大小均勻，這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部，并對極性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力，因而能把極性程度不同，飽和程度不同，分子大小不同及沸點不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱分子篩。由于分子篩具有吸附能力高，熱穩(wěn)定性強(qiáng)等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點，使得分子篩獲得廣泛的應(yīng)用。分子篩按照其用途主要分為兩個大的領(lǐng)域：一個是作為吸附材料(吸附劑)，應(yīng)用領(lǐng)域包括石油煉制、石油化工、煤化工、化肥、冶金、電子等行業(yè)，用做氣體的分離、干燥、凈化，主要品種有3A、4A、5A、13X分子篩；另一個是作為固體酸催化劑用于石油煉制和石油化工，主要品種有HZSM-5、USY等。2、分子篩生產(chǎn)分子篩的生產(chǎn)過程分為兩個階段：一個是分子篩原粉的合成；另一個就是分子篩的成型。2.1分子篩的合成分子篩是用硅的化合物（例如硅溶膠、硅酸鈉等）、鋁的化合物（例如活性氧化鋁、鋁鹽等）、堿（例如氫氧化鈉等）以及模板劑在水熱條件下合成的，由此制備的產(chǎn)品稱為分子篩原粉，是一種極其細(xì)小的硅鋁酸鹽晶體材料，晶體直徑在100納米左右，不能直接用于工業(yè)生產(chǎn)過程，必須加工成一定形狀和大小的顆粒才具有實用價值。分子篩的合成過程需要消耗大量的基礎(chǔ)化學(xué)品和凈化水，并產(chǎn)生大量的廢液和污水，需要配備有原水凈化和污水處理裝置。2.2 分子篩成型分子篩按照其用途不同需要加工成不同的形狀。目前，工業(yè)上常用的分子篩有三種形狀：條狀、球狀和微球狀。其中條狀和球狀分子篩最為常見，廣泛用做吸附劑和固定床酸催化劑。而微球狀分子篩只有在流化床反應(yīng)器中使用，是作為酸催化劑。分子篩成型過程的作用主要有兩個：一個是將分子篩加工成一定的形狀，以滿足不同類型反應(yīng)器的裝填要求；另一個就是使得分子篩成品具有一定的強(qiáng)度，保證分子篩成品在使用過程中能抗拒工藝條件（如溫度、壓力、流體沖刷、再生等）對其結(jié)構(gòu)的破壞，分子篩成品的強(qiáng)度越高，在使用中粉化越少，床層的壓降越小，使用壽命越長。通常作為吸附劑的分子篩成品，例如3A、4A、5A、13X分子篩都是加工成不同顆粒大小的條狀和球狀。3、分子篩吸附劑應(yīng)用領(lǐng)域3A分子篩3A分子篩的孔徑是3A（0.3nm），主要用于吸附水，不吸附直徑大于3A的任何分子，根據(jù)工業(yè)上的應(yīng)用特點，分子篩具有快吸附速度、再生次數(shù)、抗碎強(qiáng)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、聚合所必需的干燥劑。例如1）各種液體（如乙醇）的干燥；2）空氣的干燥 ；3）制冷劑的干燥 ；4）天然氣、甲烷氣的干燥；5）不飽和烴和裂解氣、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥。4A分子篩4A分子篩的孔徑為4A（0.4nm），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。主要用于天然氣以及各種化工氣體和液體、冷凍劑、藥品、電子材料及易變物質(zhì)的干燥，氬氣純化，甲烷、乙烷、丙烷的分離。5A分子篩5A分子篩的孔徑為5A（0.5nm），5A分子篩可吸附小于該孔徑的任何分子，一般稱為鈣分子篩。它除具有3A，4A分子篩所具有的功效外，還可吸附C3C4正構(gòu)烷烴，氯乙烷，溴乙烷,丁醇等，可應(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?；?A分子篩的工業(yè)應(yīng)用特點， 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。主要用于正異構(gòu)烷烴的分離，氧氮分離，化工、石油天然氣、氨分解氣體和其他工業(yè)氣體及液體的干燥和精制。13X分子篩13X型分子篩的孔徑10A（1nm），吸附小于10A 任何分子，可用于催化劑載體、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氫氣體共吸附，主要應(yīng)用于醫(yī)藥和空氣壓縮系統(tǒng)的干燥，根據(jù)不同的應(yīng)用有不同的專業(yè)品種。主要用于氣體的干燥與凈化，空分裝置原料氣的凈化（同時去除H2O和CO2），液態(tài)碳?xì)浠衔锖吞烊粴獾拿摿颍ㄈコ蚧瘹浜土虼迹?，催化劑載體。4、分子篩成型技術(shù)我們所開發(fā)的分子篩成型方法具有原料搭配合理、成型工藝簡單、生產(chǎn)過程無三廢污染等特點，所制備的分子篩成品的強(qiáng)度超過國家標(biāo)準(zhǔn)，屬于一種高強(qiáng)度分子篩制備技術(shù)，具有較強(qiáng)的市場競爭能力。條狀分子篩和球狀分子篩制備工藝簡介如下。條裝分子篩的成型工藝流程圖：球狀分子篩的成型工藝流程圖如下：4.1 成型設(shè)備及廠房球磨機(jī) 一臺 0.51m3捏合機(jī) 一臺 0.51m3擠條機(jī) 一臺 200Kg/h滾球機(jī) 六臺 50Kg/次；干燥爐 一臺網(wǎng)帶窯 一臺設(shè)備投資 150萬元左右廠房面積 1000 m2倉儲面積： 視生產(chǎn)情況而定備注：設(shè)備投資和廠房面積只是大約值。設(shè)備投資一項中涉及到干燥爐和網(wǎng)帶窯的價格沒有明確，需要使用廠家和生產(chǎn)廠家協(xié)商；另外，由于各個設(shè)備是獨立放置的，因此，設(shè)備將根據(jù)現(xiàn)有廠房布局，其使用面積只是一個大體值。 4.2 主要原料分子篩成型所用原料主要有：分子篩原粉、粘合劑、硅溶膠、凈化水等。5、市場前景3A、4A、5A、13X分子篩作為吸附劑廣泛應(yīng)用于石油煉制、石油化工、煤化工、化肥、冶金、電子等行業(yè)，國內(nèi)市