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分子篩

分子篩

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活性炭,活性氧化鋁.jpg分子篩簡介:

    分子篩具有均勻的微孔結構,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部,并對極性分子和不飽和分子具有優先吸附能力,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。目前常用的分子篩系人工合成沸石,是強極性吸附劑,對極性、不飽和化合物和易極化分子特別是水有很大的親和力,故可按照氣體分子極性、不飽和度和空間結構不同對其進行分離。由于分子篩表面有很多較強的局部電荷,因而對極性分子和不飽和分子具有很大的親和力,是一種孔徑均勻的強極性干燥劑。

    

分子篩的結構構型:

基本結構單元是硅氧四面體(SiO4)和鋁氧四面體(AlO4);

硅(鋁)氧四面體通過氧橋連接成環;

環通過氧橋連接成三維空間的多面體(籠);

籠通過氧橋連接成分子篩。

分子篩結構.jpg

活性炭,活性氧化鋁.jpg分子篩的分類:

    根據分子篩孔徑、化學組成、晶體結構以及SiO2與Al2O3的物質的量之比不同,可將常用的分子篩分為A、X、Y和AW型幾種。

A型分子篩.jpg

A型分子篩結構圖

XY型分子篩.jpg

X、Y型分子篩結構圖

    A型基本組成是硅鋁酸鈉,孔徑為0.4nm(4A),稱為4A分子篩。用鈣離子交換4A分子篩中鈉離子后形成0.5nm(5A)孔徑的孔道,稱為5A分子篩。用鉀離子交換4A分子篩中鈉離子后形成0.3nm(3A)孔徑的孔道,稱為3A分子篩。

    X型基本組成也是硅鋁酸鈉,但因晶體結構與A型不同,形成約1.0nm(10A)孔徑的孔道,稱為13X分子篩。用鈣離子交換13X分子篩中鈉離子后形成約0.8nm(8A)孔徑的孔道,稱為10X分子篩。

    Y型與X型具有相同的晶體結構,但其化學組成(SiO2/Al2O3之比)與X型不同,通常多用作催化劑。X、Y型分子篩間的區別:Si/Al = 1-1.5為X型,1.5-3.0為Y型。AW型為絲光沸石或菱沸石結構,系抗酸性分子篩,AW-500型孔徑為0.5nm(5A)。

3A分子篩:

3A分子篩

單位

球狀

條狀

規格

mm

1.6-2.5

3-5

4-6

1.6

3.2

靜態水吸附(25,RH50%

%wt

20.5

20.5

20.5

20

20

磨耗率

%wt

0.2

0.2

0.2

0.25

0.25

堆積密度

g/ml

0.68

0.68

0.68

0.64

0.64

抗壓強度

N

25

70

80

25

60

包裝含水量(575,3小時)

%wt

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

吸附乙烯量

mg/g

3

3

3

3

3

4A分子篩:

4A分子篩

單位

球狀

條狀

規格

mm

0.5-1.0

1.6-2.5

3-5

1.6

3.2

靜態水吸附(25,RH50%

%wt

21.5

21.5

21.5

21

21

磨耗率

%wt

0.2

0.2

0.2

0.25

0.25

堆積密度

g/ml

0.69-0.75

0.69

0.69

0.70

0.65

抗壓強度

N

/

30

80

40

70

包裝含水量(575,3小時)

%wt

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

吸附甲醇量

mg/g

140

140

140

140

140

5A分子篩:

5A分子篩

單位

球狀

條狀

規格

mm

1.6-2.5

3-5

1.6

3.2

靜態水吸附(25,RH50%

%wt

21

21

21

21

磨耗率

%wt

0.2

0.2

0.25

0.25

堆積密度

g/ml

0.65

0.65

0.65

0.65

抗壓強度

N

28

60

30

60

包裝含水量(575,3小時)

%wt

1.5

1.5

1.5

1.5

吸附正乙烷量

mg/g

120

120

120

120

10X分子篩:

10X分子篩

單位

球形

規格

mm

1.0-1.6

3.05.0

靜態水吸附(25,RH50%

%wt

28

28

堆積密度

g/ml

0.7

0.6

抗壓強度

N

15

70

包裝含水量(575,3小時)

%wt

1.5

1.5

粒徑合格率

%

98

98

靜態正已烷吸附

mg/g

18

18

PH指數


10

10

落粉率

NTU

30

30

13X分子篩:

13X分子篩

單位

球狀

條狀

規格

mm

1.6-2.5

3-5

1.6

3.2

靜態水吸附(25,RH50%

%wt

25

25

25

25

磨耗率

%wt

0.2

0.2

0.25

0.25

堆積密度

g/ml

0.62-0.67

0.65

0.65

0.65

抗壓強度

N

30

60

30

60

包裝含水量(575,3小時)

%wt

1.5

1.5

1.5

1.5

CO2吸附量(25,250mmHg

%wt

17.58

17.58

17.58

17.58

13XAPG分子篩:

13XAPG分子篩

單位

球狀

條狀

靜態水吸附(25,RH50%

%wt

27

27

27

27

磨耗率

%wt

0.10

0.10

0.10

0.10

堆積密度

g/ml

0.66

0.66

0.63

0.63

抗壓強度

N

40

90

35

60

包裝含水量(575,3小時)

%wt

1.0

1.0

1.0

1.0

靜態水吸附

%wt

24

24

23.5

23.5

CO2吸附量(25,250mmHg

%wt

18

18

18

18

活性炭,活性氧化鋁.jpg分子篩應用:

    水是強極性分子,分子直徑為0.27~0.31nm,比A型分子篩微孔孔徑小,因而A型分子篩是氣體或液體脫水的優良干燥劑,采用分子篩干燥后的氣體露點可低于-100℃。目前,裂解氣脫水多用3A分子篩,天然氣脫水多用4A或5A分子篩。天然氣脫硫醇時可選用專用分子篩(例如RK-33型),pH值小于5的酸性天然氣脫水時可選用AW型分子篩。    

活性炭,活性氧化鋁.jpg沸石與分子篩:

    沸石:自然界存在的結晶型硅鋁酸鹽(由于晶體中含有大量結晶水,加熱汽化,產生類似沸騰的現象,故稱為沸石)。沸石結構中有許多均勻的孔道,且孔徑與一般分子大小相當,進而具有篩分分子的作用,所以沸石又稱為分子篩。(自然界存在的常稱沸石,人工合成的稱為分子篩)。

    分子篩:人工合成的結晶型硅鋁酸鹽。

    各種沸石分子篩的區別:1、化學組成和結構上不同。2、化學組成上最主要的差別就是硅鋁比不同。3、主要區別是在他們的用途上,沸石一般是天然的,孔徑大小不一,只要有空泡就可以防止爆沸。而分子篩的功能要高級的多,比如篩選分子、做催化劑、緩釋催化劑等,因而對孔徑有一定的要求,經常是人工合成的。

活性炭,活性氧化鋁.jpg分子篩再生:

    1、脫除水分:視再生氣的壓力、溫度、含水量而定。一般情況下,200~350℃干燥氣體在0.3~0.5Kg/平方厘米壓力下,通過分子篩床層3~4小時,使出口溫度到110~180℃,冷卻。

    2、脫有機物:用水蒸氣代替有機物,然后脫除水份。

    分子篩儲存:室溫,相對濕度不大于90%的室內;避免水、酸、堿、隔絕空氣,密閉保存。


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