近年來，沸石分子篩由于具有獨(dú)特的性能，已經(jīng)在吸附分離、催化等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。但是對(duì)某些沸石分子篩的性能優(yōu)劣問題認(rèn)識(shí)不夠深入，有的甚至還很膚淺，為了更加有效地發(fā)揮沸石分子篩在吸附分離、催化領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，建議加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的工作：
1、研制價(jià)格低廉的沸石分子篩，以降低生產(chǎn)成本為目的；
2、研究沸石分子篩的合成及改性對(duì)結(jié)構(gòu)、組成和性能的影響，尋找提高其吸附容量和選擇性的方法；
3、建立和完善評(píng)價(jià)吸附劑性能的定量指標(biāo)，更好地為實(shí)際生產(chǎn)做出指導(dǎo)。
沸石分子篩的應(yīng)用介紹如下：
1、干燥及凈化領(lǐng)域的應(yīng)用
脫水
利用低硅鋁比的沸石分子篩(如A型，x型等)的極性親水性，可以進(jìn)行空氣的干燥。另外近年來將乙醇摻入汽油中替代部分汽油受到廣泛重視，作為燃料的乙醇要求其中的水含量低于0．8％，而由于乙醇和水的共沸，使得通過精餾只能得到95％的乙醇，對(duì)于含水量較低的乙醇脫水，沸石分子篩吸附脫水是最優(yōu)的選擇。此方法中應(yīng)用的沸石分子篩是A或x型，而KA型最好，這一方面利用了A型沸石分子篩的極性，另一方面由于KA沸石分子篩的孔道直徑約0.3nm，水分子可自由進(jìn)入，而乙醇分子直徑大于0.3nm不能進(jìn)入沸石的孔道。此種沸石分子篩脫水工藝是工業(yè)上生產(chǎn)燃料乙醇的首選工藝。
凈化空氣中的污染物
隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，H2S、SO?、NO、以及甲醛的排放量日益增多，造成的污染給人們的生活和環(huán)境帶來了嚴(yán)重的危害。研究了燃油廢氣中NO與Cu—ZSM一5之間的相互作用，發(fā)現(xiàn)NO和NO?在Cu—ZSM一5上的吸附存在相互影響。在常壓下研究了多種沸石分子篩上NO和NO?的吸附和脫附情況。結(jié)果表明，有O?存在時(shí)，O?與NO生成的NO?可與NO共吸附在沸石分子篩上，顯著促進(jìn)了NO在沸石分子篩特別是Na型沸石分子篩上的吸附。對(duì)5A，ZSM一5，10X，13X沸石分子篩吸附甲醛的性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)10X沸石分子篩對(duì)甲醛的吸附量較高，穿透時(shí)間較長(zhǎng)。
2、吸附分離領(lǐng)域的應(yīng)用
混合二甲苯的分離
混合二甲苯一般用作溶劑和汽油摻合劑廉價(jià)出售，資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。但混合二甲苯的四個(gè)異構(gòu)體：乙苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯都是重要的化工原料…，因此有必要將其逐一分離。混合二甲苯的分離方法很多，如精餾法、精密精餾法、加壓結(jié)晶法、深冷結(jié)晶法等是傳統(tǒng)的分離方法，但它們的共同缺點(diǎn)是能耗大、設(shè)備龐大、操作要求高。吸附分離法是一種高效的分離方法，其關(guān)鍵是吸附劑的制備。由于沸石分子篩其結(jié)構(gòu)的特殊性及種類的多樣化，以沸石分子篩為吸附劑來分離混合二甲苯具有很好的應(yīng)用前景。采用1 3X沸石分子篩作為改性對(duì)象，用填充柱分離色譜考察了混合二甲苯的分離，達(dá)到良好的分離效果。
N2／O?的分離
在變壓吸附(PSA)法中，沸石分子篩是利用N?/O?兩氣體在其表面平衡吸附的差異，選擇性地吸附N?。因?yàn)镹?的極化率較大，從而N?與沸石分子篩中的陽離子及其極性表面作用強(qiáng)于O?。LiA型沸石分子篩具有更高的N?/O?選擇比及N?吸附容量，但熱穩(wěn)定性較差。于是，Li+、堿土金屬混合陽離子交換后的A型沸石分子篩具有較高的N?/O?選擇分離系數(shù)、N?吸附容量和較高的熱穩(wěn)定性。另外低硅鋁比的x型沸石分子篩引起了人們的關(guān)注。人們對(duì)其進(jìn)行了各種離子交換，其N?/O?分離選擇性較高且熱穩(wěn)定性較好。用原位合成方法直接將高嶺土轉(zhuǎn)化為所需形狀的低硅x型沸石分子篩，其對(duì)空氣中N?/O?的分離系數(shù)為3．15，高于5A的2．33和已經(jīng)報(bào)道的13X的2．36。
提高汽油辛烷值
由于異構(gòu)烷烴的辛烷值大大高于正構(gòu)烷烴，因此利用吸附分離法可以脫除正構(gòu)烷烴。實(shí)際應(yīng)用中一般將吸附分離與G／C。烷烴異構(gòu)化相配合，將通過吸附分離出來的正構(gòu)烷烴進(jìn)行異構(gòu)化，從而更大程度的提高汽油的辛烷值。A型沸石分子篩中的鈉離子被鈣離子交換達(dá)40％以上時(shí)，它的有效孔徑可增大至0．5nm，能滿足此分離的要求。分離中烴類混合物通過吸附床層，正構(gòu)烷烴由于分子外形尺寸小于沸石分子篩孔徑尺寸可以自由進(jìn)入其孔道中被吸附，異構(gòu)烷烴的分子尺寸較大不能進(jìn)入，則流出吸附床層為富含異構(gòu)烷烴高辛烷值的物料。吸附床層吸附飽和后，用脫附劑將正構(gòu)烷烴脫附送去異構(gòu)化反應(yīng)。該工藝以聯(lián)合碳化物公司的Isosiv為代表。
3、催化領(lǐng)域的應(yīng)用
沸石分子篩具有復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的孔道體系，是一種性能優(yōu)良的催化劑。ZSM一5與Y型沸石分子篩共同作用應(yīng)用于FCC反應(yīng)，以獲得較高產(chǎn)率的汽油、丙烯和丁烯。MCM一22沸石分子篩在烷基化反應(yīng)上具有顯著的優(yōu)勢(shì)，例如MCM一22作為液相烷基化催化劑催化苯和乙烯反應(yīng)制備乙苯，不僅提高了乙苯選擇性，并且MCM一22本身的穩(wěn)定性高，用量少，可以在反應(yīng)器中進(jìn)行原位再生，而其它種類催化劑則必須從反應(yīng)器中取出另行再生。在短鏈烷基取代芳烴的合成反應(yīng)上，MCM一56有更好的活性，并且不容易失活。ZSM一22在許多工藝中用作催化劑，但主要是用于丁烯骨架異構(gòu)和正庚烷異構(gòu)化兩個(gè)方面。
以上就是沸石分子篩應(yīng)用的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)您有所幫助！
