18 分子筛 - 文档网

分子筛是什么

专业从事分子筛产品的研究、生产与销售

二十世纪五十年代，伴随着工业革命的大潮，碳材料的应用越来越广泛，从最初的过滤杂质逐渐发展到分离不同组份。与此同时，随

着技术的进步，人类对物质的加工能力也越来越强，在这种情况下，碳分子筛应运而生。那么，分子筛是什么？为此，安徽天普克环保吸

附材料有限公司为大家总结了相关信息，希望能够为大家带来帮助。分子筛是一种包含有精确和单一的微小孔洞的材料，可用于吸附

气体或液体。足够小的分子可以通过孔道被吸附，而更大的分子则不

能。与一个普通筛子不同的是它在分子水平上进行操作。例如，一个

水分子小到可以通过但比它大一点的分子就不行。因此，分子筛常用

用来作干燥剂。一个分子筛能吸附高达其自身重量22%的水分。分

子筛常被应用到石油工业，特别是用来纯化气体。例如可用硅胶吸附

天然气中的汞对铝制管道和其他液化设备的腐蚀。

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安徽天普克环保吸附材料有限公司是原上海摩力克分子筛有限

公司直属公司,本公司成立于2004年，由于生产量扩增，本公司在安徽合肥空港寿县新桥产业园投资建设生产基地。公司目前拥有年产

2000吨分子筛、1500吨活性氧化铝生产线各一条。

二期工程将建成4000吨分子筛生产线。公司全面推行ISO9001

质量管理体系，建有现代化的实验室和质量控制中心。现有工程技术

人员20人，其中工程师8人。

产品系列化、经营多元化，这些都是企业的发展方针，而

OEM----更是公司多年的经营模式，并且得到广泛好评。我们的用户涉及石油、化工、冶金、汽车、空调、电子仪表等行业，我们的客户

群不仅是在国内而且遍及东南亚、欧美等地。公司热忱欢迎国内外客商与我们真诚合作。我们将以精美的产品、可靠的技术、精益求精的

服务满足广大客户的要求。

分子筛广泛用于制氧、炼油、化工化肥、医药、钢铁、冶金、酒

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分子筛

- 1 - 分子篩(Molecular Sieves)

一、簡介：

分子篩為矽鋁金屬化合物之結晶產物，由Union Carbide公司於1954年研發出之產品；分子篩表面佈滿孔洞，依孔徑大小可吸收不同大小及不同極性之分子，目前除乾燥系統廣泛使用外，已發展應用至製程分離(直鏈Paraffins自支鏈及環狀物中分離)及觸媒商業運轉領域。

二、發展史：

分子篩屬沸石(Zeolites)的一種，早在二世紀前已被發現其加熱釋放水、冷卻吸收水份之特性，1920年始發現沸石可吸收/釋放其它化合物，1930年代早期由於X-ray Diffraction分析技述的發展，揭發了沸石的基本構造，沸石為一結晶物質，每一結晶體中排列佈滿坑洞與洞穴，1948年Union Carbide公司研發單位對其吸收大氣水份與工業上之應用感到興趣，但是天然沸石的稀少性與物理化學性質的不穩定性，限制了其商業應用的實用價值，因此Union Carbide公司自行發展出純沸石的合成方法與經濟的純化製程用以生產合成沸石，1953年已有超過30種獨特的純沸石種類被製造出來，在當時化學工業觀點看來奇特、未知的物質，皆已陸續登錄於Composition-of-Matter Patents中。

在缺乏沸石基本資料情況下，Union Carbide公司研發團隊不只需要瞭解其結構與吸收特性，還需進一步研發其再生方式、如何在運轉過程中不會影響其吸收特性、發展出可靠之生產技術與應用領域之推廣等；1954年三種產品開始商業上推廣試用於化工及石化業，該年9月份有80%試用的公司立即給予正面的評價，並Order更多之測試與試用，以期解決其氣體純化與除水問題，此不尋常之回應鼓舞了Union

Carbide公司去建立商業上應用的決心，自此Union Carbide公司持續性的增加分子篩在工業上應用的領域與效能，並發展出各種類型之分子篩產品。

三、結晶結構 (Crystal Structure)：

分子筛吸附法制无水乙醇的机理及工艺

因乙醇-水物系存在最低恒沸点，故采用普通方法精馏所制得的酒精，其酒精含量不会大于95.57%(m/m)，为了提高酒精浓度，必须采取特殊的方法才能实现。目前工业上无水乙醇的生产方法主要有恒沸精馏、萃取精馏、吸附和膜分离等方法。在吸附法乙醇脱水中分子筛吸附技术具有能耗低、脱水能力强、产品质量稳定等优点，工业化应用比较普遍"。本文主要对该技术作较为全面的介绍，以期为行业中相关工作的开展提供一定参考资料。

1分子筛脱水的原理

分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。它具有均匀的微孔结构，分子筛的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。对于乙醇一水物系来说，由于水和乙醇的临界分子直径分别是2.7埃和4.7埃，因此，水分子可以进入3埃分子筛内部，并被分子筛对水的强极性吸引作用吸附在分子筛内部，而乙醇分子则被阻挡在外，从而实现对水与乙醇的选择性吸附分离凹。

2分子筛变温变压吸附技术生产无水乙醇工艺流程

分子筛脱水制备无水乙醇在工艺选择上，根据高浓度酒精的来源不同，可以采用液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程或蒸馏塔汽相乙醇进分子筛脱水工艺流程。 2.1液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程

液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程如图1所示。浓度95%(v/v)的液相乙醇先经过预热器预热，再通过蒸汽加热器进入蒸发器，蒸发产生的乙醇蒸汽经蒸汽过热器过热后进入分子筛A塔。乙醇蒸汽中的水分子流经分子筛填料层过程中，因分子筛的微孔对水分子有很强的亲和力，就将水分子吸附在微孔内，吸附以后的乙醇蒸气经过冷凝、冷却以后得到浓度为99.5%(v/v)以上的无水乙醇。分子筛A塔吸附接近饱和时，自动切换至分子筛B塔进料吸附，此时分子筛A塔转入脱附过程。将分子筛B塔吸附脱水后的一部分气态无水乙醇加热升温作为分子筛再生载体，在高温、低压状态下用乙醇气体反洗分子筛A塔，脱除分子筛内的水分，再生酒汽经两级冷凝，冷凝的淡酒精返回蒸馏塔，不冷凝性气体由真空泵排出，完成分子筛A塔的脱附过程。两台分子筛吸附塔交替进行吸附和脱附，循环使用。

分子筛的结构应用说明

1.分子筛的概念

分子筛是结晶型的硅铝酸盐，具有均匀的孔隙结构。分子筛中含有大量的结晶水，加热时可汽化除去，故又称沸石。自然界存在的常称沸石，人工合成的称为分子筛。它们的化学组成可表示为

Mx/n ·ZH2O

式中M是金属阳离子，n是它的价数，x是AlO2的分子数，y是SiO2分子数，Z是水分子数，因为AlO2带负电荷，金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。当金属离子的化合价n = 1时，M的原子数等于Al的原子数；若n = 2，M的原子数为Al原子数的一半。

常用的分子筛主要有：方钠型沸石，如A型分子筛；八面型沸石，如X-型，Y-型分子筛；丝光型沸石（-M型）；高硅型沸石，如ZSM-5等。分子筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性，且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的，也属于固体酸类。近20年来在工业上得到了广泛应用，尤其在炼油工业和石油化工中作为工业催化剂占有重要地位。

2.分子筛的结构特征（1）四个方面、三种层次：

分子筛的结构特征可以分为四个方面、三种不同的结构层次。第一个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4），它们构成分子筛的骨架。相邻的四面体由氧桥连结成环。环是分子筛结构的第二个层次，按成环的氧原子数划分，有四元氧环、五元氧环、六元氧环、八元氧环、十元氧环和十二元氧环等。环是分子筛的通道孔口，对通过分子起着筛分作用。氧环通过氧桥相互联结，形成具有三维空间的多面体。各种各样的多面体是分子筛结构的第三个层次。多面体有中空的笼，笼是分子筛结构的重要特征。笼分为α笼，八面沸石笼，β笼和γ笼等。

（2）分子筛的笼：

α笼：是A型分子筛骨架结构的主要孔穴，它是由12个四元环，8个六元环及6个八元环组成的二十六面体。笼的平均孔径为1.14nm，空腔体积为7603。α笼的最大窗孔为八元环，孔径0.41nm。

八面沸石笼：是构成X-型和Y-型分子筛骨架的主要孔穴，由18个四元环、4个六元环和4个十二元环组成的二十六面体，笼的平均孔径为1.25nm，空腔体积为8503。最大孔窗为十二元环，孔径0.74nm。八面沸石笼也称超笼。

分子筛 2

分子筛小论文

摘要：随着分子筛合成与应用研究的深入，研究者发现了磷铝酸盐类分子筛，并且分子筛的骨架元素（硅或铝或磷）也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代，其孔道和空腔的大小也可达到2nm以上，因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；按孔道大小划分，孔道尺寸小于2nm、2~50nm和大于50nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。

关键词：分子筛应用前景价值

分子筛简介

分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。

在生物大分子领域，常见的有bio-rad SEC分子筛预装柱。

美国科学家发现，通过调整温度，能够精确地控制一种钛硅酸盐材料中的孔洞大小，制造出精密的新型分子筛。一些晶体材料内部有着大量均匀的微孔，尺寸比孔洞小的分子能够穿过，而大分子不能穿过，因此可以起到分离不同分子的作用，这类材料被称为分子筛。

其实在2001年科学家在英国《自然》杂志上报告说，他们发现一种称为钛硅酸盐ETS－4的物质能够作为良好的分子筛。当温度升高时，ETS－4会逐渐脱水，微孔的尺寸随之减小。利用这种方法，可以在3到4埃（1埃等于百亿分之一米）的范围内精细地调整微孔尺寸。科学家说，一些常见分子如氮气、甲烷、氧气、氩气和水分子等尺寸都在3至4埃左右，彼此大小相差无几，用ETS－4制作的分子筛可以有效地将它们分开。研究人员已经尝试用ETS－4从氮气和甲烷混合物中将氮气的含量由18%降到5%以下，并在分离氩气与氧气、氮气与氧气的实验中也取得了成功。据认为这一技术将有重要的商业应用前景。

分子筛 3

分子筛

科技名词定义

中文名称：分子筛英文名称：molecular sieve

定义：具网状结构的天然或人工合成的化学物质。如交联葡聚糖、沸石等，当作为层析介质时，可按分子大小对混合物进行分级分离。应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）

分子筛概念

狭义上讲，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子筛分子尺寸大小（通常为0.3~2.0 nm）的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性。然而随着分子筛合成与应用研究的深入，研究者发现了磷铝酸盐类分子筛，并且分子筛的骨架元素（硅或铝或磷）也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代，其孔道和空腔的大小也可达到2 nm以上，因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；按孔道大小划分，孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。由于具有较大的孔径，成为较大尺寸分子反应的良好载体，但介孔材料的孔壁为非晶态，致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。

由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水，水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大的分子排斥在外，因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。目前分子筛在冶金，化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。

常用分子筛

气体行业常用的分子筛型号；

方钠型，如A型：钾A(3A），钠A(4A），钙A(5A）；

八面型，如X型：钙X(10X），钠X(13X）和Y型：钠Y，钙Y；

分子筛型号有哪些

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多孔材料在许多领域有着广泛的应用，如微孔分子筛作为主要的

催化材料、吸附分离材料和离子交换材料。那么，分子筛型号有哪些？

为此，安徽天普克环保吸附材料有限公司为大家总结了相关信息，希

望能够为大家带来帮助。

3A型分子筛主要用于石油裂解气、烯烃、炼气厂、油田气的干

燥，是化工、医药、中空玻璃等工业用干燥剂。

化学式：2/3K2O·1/3Na22O·AI2O3·2SiO2·.9/2H2O

4A型分子筛主要用于天然气以及各种化工气体和液体、冷冻

剂、药品、电子材料以及易变物质的干燥、氩气纯化、甲烷、乙烷丙

烷的分离。

化学式：Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O

5A型分子筛

化学式：3/4CaO·1/4Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O

13XAPG 分子筛

主要用于大中型空分装置原料气的净化。

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分子筛活化粉系列，是分子筛合成原分经过脱水后的分子筛。它具有一定的分散性和快速的吸附速度。主要用于涂料、油漆、树脂及

分子筛问题总汇

分子筛纯化系统问题总汇

一、作用及优点

1、作用吸附清楚原料空气中的水分、乙炔、二氧化碳及一些碳氢化合物，保证空分的正常安全运行。其吸附吮吸依次为水分、乙炔、二氧化碳、其他碳氢化合物。

2、优点分子筛净化空气流程具有产品提取量大、操作简单、运转周期长、使用安全可靠等诸多优点

二、结构

分子筛吸附器采用卧式双层床结构，也即在纯化器的进口处，先装一定量的活性氧化铝，在其上再装一层13X分子筛。这样设计的主要原因有

双层床结构的分子筛纯化器相比只充填分子筛的单层床纯化器具有增强吸附效果、延长使用时间、降低再生能耗、延长使用寿命的特点。具体分析如下：活性氧化铝对于含水量较高的空气，吸附容量比较大，而且对水分的吸附热也比分子筛小，其大量吸附水分后使空气温升较小，有利于后部分分子筛对二氧化碳的吸附，而且双层床纯化器净化空气的程度比单层床更高，空气的干燥程度可以由原来露点的-60℃降到-66～-70℃，净化后空气中的二氧化碳含量也更低；采用双层吸附床，可以延长纯化器的使用时间，经试验得出：双层床结构的分子筛纯化器比单床层结构的有效工作时间可延长25～30％；活性氧化铝解吸水分容易，而分子筛较为困难，分子筛再生时其冷吹峰值需要达到120℃以上才能保证其再生完善，而活性氧化铝只需要达到80℃左右即可，这样一来就可以降低整个系统的再生温度，从而节省了再生能耗（对于双层床结构的分子筛纯化器一般将冷吹峰值控制在100℃以上，作为其再生完善的主要标志）；活性氧化铝颗粒较大，且坚硬，机械强度较高，吸水不龟裂、粉化，所以双层床的活性氧化铝可以减少分子筛粉化，延长分子筛寿命，活性氧化铝处于加工空气入口处，还可以起到均匀分配空气的作用；铝胶还具有抗酸性，对分子筛能起到保护作用。

三、流程

1、基本概念

（1）吸附：是利用一种多孔性固体（活性氧化铝、分子筛）表面去吸取气体混合物（空气）中的某种组分（水、乙炔、二氧化碳以及其他碳氢化合物），使该组分从混合物中分离出来。

探究分子筛纯化系统常见故障分析与处理

2020年02

月技术与信息3.1物理、化学处理技术发展趋势通过以上分析可以发现，目前在我国油田污水处理过程中，物理分离方法和化学处理方法的应用相对较为广泛。未来我国油田开发将进入更高的含水阶段，污水中的有害成分可能会增加，如果只通过简单的物理分离很难将污水中的有害成分除去，同时，目前油田企业的设备都在向小型化的方向发展，而物理分离所需要的设备体积相对较大，这说明简单的物理分离方法已经不再满足社会发展的要求。但是近些年来物理分离技术中的膜分离方法成为了研究的重点，也是一种新型技术，该种技术主要是利用浓度差或者电位差的原理，使用具有一定透过性的膜，将污水中的有害成分除去，该种方法可以用于对处理效果要求较高的企业。尽管使用化学处理方法对污水进行处理的效果相对较好，但是部分化学试剂属于有害试剂，加入这部分试剂对污水进行处理的过程中，确实可以除去部分有害成分，但是会引起其它的有害成分，由此可见，该种技术也将不会得到长远的发展。目前，研究学者对化学处理方法中的阻垢技术进行了深入研究，提出了一种聚天冬氨酸阻垢剂，该种类型阻垢剂的降粘效果相对较好，未来将会有很大的发展前景。生物处理技术是目前最为先进的污水处理技术，该种技术的应用优势明显，应用范围相对较广，发展和推广速度相对较快，目前，国内外很多企业都已经开发出新产品进行污水处理，取得的效果也相对较好，由此可见，生物污水处理技术为油田污水处理领域未来的重点发展方向。3.2一般污水处理技术发展趋势油田所处的区块不同，产生的污水中成分也将存在差别，原油和水的比例也将不同，一般情况下，污水中不只有油和水，还有其它的成分，依靠单一的方法很难将污水处理干净，因此，未来需要推广和使用多级分离技术，通过多级分离，使得污水达到相关的处理要求。4结语通过本次研究可以发现，目前的油田污水处理技术在逐渐走向成熟，常见的污水处理技术越来越多，其中物理分离中的膜分离技术、化学处理中的聚天冬氨酸阻垢剂处理技术以及生物处理技术是未来的发展重点，同时，单一的技术很难将污水中的有害成分全部除去，因此，未来还需要发展多级分离技术，应用多种分离方法将污水中的有害成分全部除去。参考文献[1]孙晓明.油田污水处理现状及发展趋势研究[J].化工管理,2014(36):327.[2]严军强.油田水处理技术应用现状及发展趋势[J].中国石油和化工标准与质量,2013(17):279.[3]蔡磊,王文浩.浅析我国油田污水处理技术现状及发展[J].化工管理,2013(18):108.作者简介：何树升（1987-），男，山东沂南人

分子筛循环脱水新工艺

石油和化工节能 2007年第1期 ·17· 节能技术

分子筛循环脱水新工艺

王正才刘生丽马玉华马力陈勇（新疆油田公司石西油田作业区新疆克拉玛依834000）

高金桥（新疆克拉玛依油田公司勘探开发研究院实验中心新疆克拉玛依834000）

摘要在新疆油田公司石西油田作业区分子筛三塔循环脱水工艺基础上，设计了新型分子筛循环换热

脱水工艺。通过分子筛循环换热脱水新工艺与两塔脱水工艺的计算比较，分子筛循环换热节能脱水新工艺

比两塔循环脱水工艺节约59%～65%的能量，值得推广使用。

关键词分子筛脱水换热节能

在现代经济高速发展的今天，天然气、液化气作

为清洁能源日益受到重视和应用。在天然气预处理的

过程中，采用深冷处理方式，可得到商品天然气、液

化气、稳定轻烃这些产品。采用深冷处理方式要求脱

水后的气体含水量必须小于1×10-6（w），一般采用分

子筛脱水，常用的有两塔或三塔循环脱水工艺。中石

油新疆油田公司共有三套伴生气深冷处理装置，其中

采油二厂、百口泉采油厂采用两塔循环脱水工艺；石

西油田作业区采用三塔循环脱水工艺。根据北疆气候

条件，在石西油田作业区三塔循环脱水工艺基础上，

设计了新型分子筛循环换热节能脱水工艺，该工艺应

用换热器，充分利用冷吹出口气体和再生出口气体的

热量，从而达到了高效节能的目的。

1 三种脱水工艺流程简介

1.1 分子筛两塔循环脱水工艺

采油二厂天然气站深冷处理装置采用分子筛

两塔循环脱水工艺，工艺流程见图1。

图1分子筛两塔循环脱水工艺流程图从压缩机出口经空冷、分离后的天然气进分

子筛塔A吸附脱水8 h；脱水后的气体经粉尘过

滤器除去粉尘，一部分去膨胀机深冷装置区或外

输，另一部分天然气进加热炉加热，进分子筛塔

B再生4 h；关闭加热炉主火嘴，这部分天然气经

加热炉旁通管线进分子筛塔B冷吹4 h；冷吹出

口及再生出口的气体均经水-气换热器进行冷却，

并经再生气分离器分离后进入压缩机二级进口或