分子筛是什么

一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。其化学通式为(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分别为一价、二价阳离子如K+Na+Ca2+Ba2+等。它在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴,不同孔径的分子筛把不同大小和形状分子分开。根据SiO2Al2O3的分子比不同,得到不同孔径的分子筛。其型号有:3A(钾A型)、4A(钠A型)、5A(钙A型)、10Z(钙Z型)、13Z(钠Z型)、Y(钠Y型)、钠丝光沸石型等。它的吸附能力高、选择性强、耐高温。广泛用于有机化工和石油化工,也是煤气脱水的优良吸附剂。在废气净化上也日益受到重视。


分子筛的作用

吸附功能:分子筛对物质的吸附来源于物理吸附(范德华力),其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场,对极性分子(如水)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。

筛分功能:分子筛的孔径分布非常均一,只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。

通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子,所以被形象地称为分子筛

分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。存放时间较长并已经吸湿的分子筛使用前应进行再生。分子筛忌油和液态水。使用时应尽量避免与油及液态水接触。工业生产中干燥处理的气体有,空气,氢气,氧气,氮气,氩气等。


分子筛寿命影响因素

从分子筛的吸附原理中可知,影响分子筛吸附能力的有以下几个主要因素∶分子筛型号,温度,压力,吸附层厚度,吸附相,流速,吸附物浓度,再生程度以及杂质。在特定的生产装置中,由于许多因素被设计限定了范围,所以影响因素被缩小为吸附物浓度,流速,再生程度和杂质四个方面,下面分别进行讨论。

1)吸附物浓度∶从理论上讲,当吸附物浓度升高时,分子筛的有效能力增加,但是这只适用于低浓度下。在生产装置中,由于受总吸附容量的限制,设计吸附物浓度总是被限制在某一数值以下。而在具体的生产中,吸附物浓度会受各种因素影响,如天气、设备、操作等,往往会造成吸附物浓度超标,这样就会使分子筛的使用时间缩短,提前失活。

2)流速∶在分子筛的设计和使用中,流速均被设计在湍流范围内,如果流速在层流范围内,则气流分布就可能产生沟流,造成吸附物非吸附性突破。故流速越高,则分子筛的吸附效果就越差。同时,流速高还会使分子筛颗粒间发生剧烈的相互碰撞,降低分子筛的机械强度,

严重的会造成粉化。在生产中,较常出现分子筛由于流速高而损坏这一现象的,往往是由于分子筛的切换太快,造成分子筛受压突变,分子筛上下压差增大,引起分子筛颗粒间剧烈碰撞。

3)杂质∶大气中主要含氧、氮、氩等气体,且它们的含量基本不变。但大气中还有各种各样的杂质,它们的含量会因地理环境不同而不同,还受天气、风向和季节等影响。特别是在工厂林立的工业区,空气中杂质的含量就更高,而且种类多。还有在生产过程中,由于工艺或机械的要求,会造成某些物质泄漏到压缩空气中。这时当杂质被吸附在分子筛孔内时,由于部分杂质与分子筛的吸附力特别强,即使再生也不易排除。在再生时,还有些杂质受高温作用而在微孔内发生化学变化,产生的物质吸附在微孔内,造成微孔的空间减少,分子筛的活性自然就降低,时间一长分子筛的活性就彻底消失。

几年前,广州石化总厂化肥厂的空分装置,就由于压缩机的缸体使用润滑油润滑,在生产过程中,润滑油泄漏到压缩空气中,通过排油水装置也未能排净。结果,运行一段时间后,分子筛就被油污染,活性大大减低,吸附和再生间隔越来越短,

 

 

最后只能全部更换。后来查明了原因,取消了用润滑油对压缩机缸体的润滑,在以后的生产中,分子筛的吸附力一直保持较高。

4)再生效果∶分子筛的再生越彻底,它的活性就恢复得越好,吸附力也就越高。再生时间短,再生效果就不好。在生产中,当分馏塔工况发生变化时,可能导致再生气量不足,则被吸附物质解吸不完全,分子筛的活性就降低。

在某些空分装置里,对再生气体的加热是采用蒸汽加热的。在再生时,由于加热器的损坏,使蒸汽泄漏到再生气体中,因而,再生气体含有大量水份。从图1和图2中可以看出,分子筛对水的吸附力很强,而且有效吸附力与温度的依赖关系不大。即使在200℃时,吸附力还很显著,而且有较高的保持能力。在实际生产中,再生温度一般控制在170~220℃。所以,再生加热器泄漏后,再生过程反而变成了分子筛吸附水的过程。再生后的分子筛中仍吸附有大量的水份。当分子筛重新进行吸附操作时,其活性必然下降,有可能让水等物质进入分馏塔,并造成危害。

 

 


分子筛粉化原因分析

    (1)分子筛吸附器设计不合理,气体分布器分布不均匀,出现少量偏流现象,造成部分分子筛通过的气流量大,流速快,在吸附器内形成气体旋流现象,部分分子筛相互摩擦而粉化,进而堵塞换热通道。

(2)吸附器出现故障,突然关闭或打开,大气流、高压力气流冲击分子筛,破坏吸附器床层,分子筛发生粉化。

(3)分子筛升压、降压管线设计不合理或阀门设置不合理,升压、降压过快,气流量大,使分子筛磨损而粉化

(4)再生开始加热时,如果气压过快,大气流冲刷分子筛;由加热步骤转到吹冷步骤时,切换阀不能平稳启、闭,再生气流波动冲刷分子筛。

(5)采用蒸汽加热器加热再生时,如果加热器泄漏,部分水蒸气进入吸附器,造成分子筛性能下降,粉化。

(6)空冷塔进水,水分进入分子筛吸附器,泡分子筛,使分子筛性能下降,粉化。

(7)分子筛加热再生到吹冷再生时,如果切换不合理,再生气流量突然增大或减小,对分子筛造成冲刷,使其严重粉化。

(8)压缩机组启动时分子筛纯化系统同时启动,大气流、高温度造成分子篇负荷过大,使分子筛性能下降,粉化。

 

 

建议:如若其他因素正常,在装填分子筛时注意检查筛网,保证筛网铺放平整不破损;分子筛装满压实,不要留有空隙,以防气流冲击发生摩擦粉化。

 


分子筛和氧化铝的作用和区别

在空分中,我们通常用氧化铝来主要吸水,分子筛来主要吸附 CO2(如有需要,也需要专门的分子筛来吸附 N2O)。氧化铝对应分子筛主要的优劣势是氧化铝对水的吸附在高浓度水含量下容量很大,但是低水含量吸附大大下降,即没办法把水分脱除得很干净;反之,分子筛在低水含量时吸附能力影响不大,但是高水含量时吸附容量没有氧化铝大


分子筛装填注意事项

一,首先,分子筛床沒有大的间隙,应铺装钢筋网片,不然未来会很不便;

1.罐装时需要挑选大晴天。还需要运载装裁机,以避免油进到和残渣进到。

2.2个罐里的分子筛应匀称。

3.搞好监管,保证罐装人员的防护设备损坏,以避免分泌物和残渣进到。在其中只有许多被考虑到做为参照。

分子筛填充的具体流程

二,首先查验工程图纸,确定三氧化二铝和分子筛的填充部位和填充量。如果是单面屏障,一般是三氧化二铝和分子筛中间的挪动不锈钢筛网。如果是两层格珊,那么就更强了。我已经完成了(如今,大中型空气分离的设计方案一般是多层的)。

1.确定格珊的安裝品质以保证无缝拼接,并应保证格珊固定不动地脚螺栓不容易松脱。

2.填充后,应将其铺平而不用以填充。三氧化二铝和分子筛的流通性十分强,而且沒有花销。

3.除排出孔外,尽量开启全部孔,并安裝风机以控制气体在储水箱中流动性。人员需要穿深鞋,要穿袜子。当分子筛与汗水触碰时,会散发出很多的发热量。自始至终配戴防尘面罩,填充物中会发生很多尘土。储存罐中有手动式实际操作,需要有些人监管检修口。按时联络內部人员。

填好安全性相关的事宜

三,进到容器內部需要密闭空间进到许可证书。进到人员应接纳密闭空间安全教育培训。容器中人员的防尘面罩需要配戴防毒面罩,整套护目镜,进到容器并穿上连身裤,皮靴和全身安全带。

1.需要应用O2计进到容器的內部,外界需要专业人员按时与內部职工开展沟通交流。进场時间不可大于30分鐘,每30分鐘一次,您需要离去容器并歇息10分鐘,随后才可以进到。

2.为了好地制止储水箱忽然发生安全事故,需要将救生设备索挂在群体外边并联接到人员的安全带插扣上,并可以应用高压避雷器开展救治。

3.不锈钢桶中的真空值很有可能比较弱。开启枪管膛线上的排气管螺丝以去掉枪管膛线中的真空泵。

4.在提高的过程中,应特别注意避免物件爆出和碰撞安全事故。

5.禁止施工人员的手机上带上锁匙等锁匙等小物件。进到以前,请拿出以上小物件,由特定人员将其放到电子柜中,随后储放在安全性的地区。充注口顶部周边不可有脏物,以制止其在充注全过程中落入容器中。




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