有水熱合成、水熱轉(zhuǎn)化和離子交換等法: ?、佟∷疅岷铣煞ā∮糜谥迫〖兌容^高的產(chǎn)品,以及合成自然界中不存在的分子篩。將含硅化合物(水 分子篩玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水按適當(dāng)比例混合,在熱壓釜中加熱一定時(shí)間,即析出分子篩晶體。合成過程可用下式表示: 工業(yè)生產(chǎn)流程中一般先合成Na-分子篩,如13X型與10X型分子篩的合成。在水熱合成過程中添加某些添加劑可以改變終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),如加入季胺鹽可得到ZSM-5型分子篩。 ?、凇∷疅徂D(zhuǎn)化法 在過量堿存在時(shí),使固態(tài)鋁硅酸鹽水熱轉(zhuǎn)化成分子篩。所用原料有高嶺土、膨潤土、硅藻土等,也可用合成的硅鋁凝膠顆粒。此法成本低,但產(chǎn)品純度不及水熱合成法。
離子交換法 通常在水溶液中將Na-分子篩轉(zhuǎn)變?yōu)楹兴桕栯x子的分子篩,通式如下: 式中 Z-表示陰離子骨架,Me+表示需交換的陽離子,例如NH嬃、Ca2+、Mg2+、Zn2+等,原料通常為 中空玻璃分子篩氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽。溶液中不同性質(zhì)的陽離子交換到分子篩上的難易程度不同,稱為分子篩對陽離子的選擇順序,例如:13X型分子篩的選擇順序?yàn)锳g+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、NH嬃、K+、Au2+、Na+、Mg2+、Li+。常用下列參數(shù)表示交換結(jié)果:交換度,即交換下來的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分?jǐn)?shù);交換容量,為每100克分子篩中交換的陽離子毫克當(dāng)量數(shù);交換效率,表示溶液中陽離子交換到分子篩上的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。為了制取合適的分子篩催化劑,有時(shí)尚需將交換所得產(chǎn)物與其他組分調(diào)配,這些組分可能是其他催化活性組分、助催化劑、稀釋劑或粘合劑等,調(diào)配好的物料經(jīng)成型即可進(jìn)行催化劑的活化。
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(shí),使出口溫度到110~180℃,冷卻。 2、脫有機(jī)物:用水蒸氣代替有機(jī)物,然后脫除水份。 儲存: 室溫,相對濕度不大于90%的室內(nèi):避免水、酸、堿、隔絕空氣,密閉保存。 包裝: 30Kg密封鋼桶 、150Kg密封鋼桶,130Kg密封鋼桶(條狀)。
分子篩產(chǎn)品屬于一種無機(jī)非金屬材料,廣泛應(yīng)用于氣體分離與凈化、富氧燃燒、催化脫硝、核廢水處理、鹽堿地土壤治理和重金屬污染土壤修復(fù)等領(lǐng)域,是一種能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)作用的材料,按《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》、《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》、《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》、《國家支持的高新技術(shù)領(lǐng)域》和《當(dāng)前發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域指南》(2011年度)等國家政策文件,分子篩行業(yè)可歸類為新材料領(lǐng)域的無機(jī)非金屬材料行業(yè)。
在國內(nèi)分子篩吸附劑領(lǐng)域,市場國際化程度高,市場競爭激烈。大部分企業(yè)系民營企業(yè)且規(guī)模較小,年產(chǎn)萬噸級以上的成型分子篩企業(yè)較少。隨著環(huán)保政策的嚴(yán)厲執(zhí)行,部分分子篩原粉企業(yè)因?yàn)榄h(huán)保壓力加大、生產(chǎn)成本上升等因素逐漸退出市場。國內(nèi)低端成型分子篩市場充分競爭;中成型分子篩市場,國際大型分子篩企業(yè)憑借品牌和技術(shù)優(yōu)勢仍然具有很強(qiáng)的競爭力。面對國際大型分子篩企業(yè)的競爭,國內(nèi)成型分子篩企業(yè)需要擁有良好的技術(shù)創(chuàng)新能力和較大的生產(chǎn)規(guī)模來應(yīng)對。
2016年至2018年,全球分子篩吸附劑消費(fèi)量復(fù)合增長率為5.01%,預(yù)計(jì)2018年至2025年,全球分子篩吸附劑消費(fèi)量復(fù)合增長率達(dá)5.52%。全球分子篩吸附劑的消費(fèi)數(shù)量和市場容量呈穩(wěn)步增長趨勢。
在工業(yè)制氧和干燥領(lǐng)域:近年來,分子篩吸附劑行業(yè)在工業(yè)制氧和干燥領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展主要在水熱合成的主流技術(shù)路線基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化,不斷推出更節(jié)能、生產(chǎn)成本更低的產(chǎn)品來保持市場競爭力。
在制氫方面:近年來,制氫分子篩除用于氫氣提純外,還在尾氣回收上得到應(yīng)用,幫助設(shè)備使用單位實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。在發(fā)行人的JLPH5分子篩應(yīng)用于中國石化青島石油化工有限公司7萬噸/年聚丙烯裝置前,該裝置產(chǎn)生的聚丙烯尾氣直接燃燒排放,造成了每年數(shù)百噸丙烯的浪費(fèi),且污染了大氣環(huán)境。
在能源化工方面:二甲醚羰基化后加氫生成乙醇技術(shù)路線是一條環(huán)境友好型新技術(shù)路線。近年來,有關(guān)科研院校和分子篩企業(yè)正在研究分子篩產(chǎn)品在二甲醚羰基化反應(yīng)中的應(yīng)用,開發(fā)出催化活性和乙酸甲酯選擇性更高、沒有誘導(dǎo)期的新型煤制乙醇分子篩催化劑;煤制丙烯吸附劑目前存在主要問題是吸附量低、易粉化,行業(yè)內(nèi)的有關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在對煤制丙烯分子篩吸附劑的粉體合成、成型和焙燒工藝技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),提高分子篩吸附劑的吸附量和機(jī)械強(qiáng)度,降低磨耗率。