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ZSM-5分子篩

日期:2017年09月13日 | 18:41 作者:河南銘澤科技 瀏覽:

ZSM-5分子篩

產品簡介:
ZSM-5分子篩是一種高硅三維交叉直通的新結構沸石分子篩。ZSM-5分子篩親油疏水,熱和水熱穩定性高,大多數的孔徑為0.55nm左右,屬于中孔分子篩。由于其獨特的孔結構不僅為擇形催化提供了空間限制作用,而且為反應物和產物提供了豐富的進出通道,也為制備高選擇性、高活性、抗積炭失活性能強的工業催化劑提供了晶體結構基礎。由此,其成為了石油工業中擇形反應中最重要的催化材料之一。ZSM-5分子篩在精細化工和環境保護等領域中也得到了廣泛的應用。不同硅鋁比的ZSM-5分子篩產品應用領域也各不相同。

ZSM-5分子篩結構:
ZSM-5分子篩屬于正交晶系,空間群Pnm a,晶胞參數為a=2.017nm,b=1.996nm,c=1.343nm。ZSM-5的晶胞組成可表示為NanAlnSi96-nO192·16H2O。式中n是晶胞中Al原子個數,可以由0~27變化,即硅鋁物質的量比可以在較大范圍內改變,但硅鋁原子總數為96個。
ZSM-5分子篩的晶體結構由硅(鋁)氧四面體所構成。硅(鋁)氧四面體通過公用頂點氧橋形成五元硅(鋁)環,8個這樣的五元環組成ZSM-5分子篩的基本結構單元。ZSM-5分子篩的孔道結構由截面呈橢圓形的直筒形孔道(孔道尺寸為0.54×0.56nm)和截面近似為圓形Z字型孔道(孔道尺寸為0.52×0.58nm)交叉所組成,如圖1如示。兩種通道交叉處的尺寸為0.9nm,這可能是ZSM-5催化活性及其強酸集中處。ZSM-5分子篩具有規整的孔道結構,大比表面積,高水熱穩定性,良好的離子交換性能及豐富可調的表面性質。

ZSM-5分子篩孔道結構示意圖

ZSM-5分子篩特性:
1、熱穩定性:ZSM-5分子篩的熱穩定性很高。這是由骨架中有結構穩定的五元環和高硅鋁比所造成。比如,將試樣在850℃左右焙燒2小時后,其晶體結構不變。甚至可經受1100℃的高溫。到目前為止,ZSM-5分子篩是已知分子篩中熱溫定性最高者之一。所以將它用于高溫過程是特別適宜的。例如用它作為烴類裂解催化劑,可經受住再生催化劑時的高溫。
2、耐酸性:ZSM-5分子篩具有良好的耐酸性,它能耐除氫氟酸以外的各種酸。
3、水蒸汽穩定性:當其他
分子篩受到水蒸汽和熱時,它們的結構一般被破壞,導致不可逆失活。而Mobil公司用ZSM-5分子篩作為甲醇轉化(水是主要產品之一)的催化劑。這表明ZSM-5分子篩對水蒸汽有良好的穩定性。540℃下用分壓為22mmHg柱的水蒸汽處理ZSM-5分子篩和HY分子篩24小時后,ZSM-5分子篩的結晶度約為新鮮催化劑的70%,可是在同樣條件下,HY分子篩的骨架幾乎全部被破壞。
4、憎水性:ZSM-5分子篩具有高硅鋁比,其表面電荷密度較小。而水是極性較強的分子,所以不易為ZSM-5分子篩所吸附。盡管水分子的直徑小于正己烷,但ZSM-5分子篩對正己烷的吸附量一般大于水(見表)

降解質 正己烷
吸收量(重%) 9.7 8.3

5、不易積炭:ZSM-5分子篩孔口的有效形伏、大小及孔道的彎曲,阻止了龐大的縮合物的形成和積累。同時,ZSM-5分子篩骨架中無大于孔道的空腔(籠)存在,所以限制了來自副反應的大縮合分子的形成。從而使ZSM-5分子篩催化劑積炭的可能性減少。ZSM-5分子篩對烷基芳烴進入孔道形成障礙,因而反應過程中它不能在較小的孔道中繼續反應,最后縮聚形成焦。所以ZSM-5分子篩比Y型分子篩的積炭速率慢得多,幾乎相差兩個數量級。ZSM-5分子篩的容炭量也較高。
6、優異的擇形選擇性:以沸石分子篩作為催化劑,只有比晶孔小的分子可以出入催化反應的進行受著沸石晶孔大小的控制,沸石催化劑對反應物和產物分子的大小和形狀表現出極大的選擇性。ZSM-5分子篩十元環構成的孔道體系具有中等大小孔口直徑,使它具有很好的擇形選擇性。

 

ZSM-5分子篩技術指標:

 

外表 灰黑色粉末狀原材料
比表面積(m2/g) ≥350
孔體積(cm3/g) ≥0.29
最低值粒度(nm) 80~150
SiO2/ Al2O3(摩爾比) 10~3000

ZSM-5分子篩的具體應用:
1、在煉油工業領域中的應用:柴油加氫降凝、潤滑油催化脫蠟、恢復汽油辛烷值、催化裂化汽油降烯烴、芳烴擇形轉化和甲醇擇形轉化等。以 ZSM-5 分子篩為基礎的著名工藝有:Mobil中餾分油脫臘工藝(MDDW),潤滑油脫蠟工藝(MLDW),M-重整工藝,Mobil-Badger合成乙苯工藝,由輕質烴類合成芳烴的Cyclar工藝(LPGBTX),二甲苯異構化工藝(MVPI),甲苯歧化工藝(MTDP),甲醇制汽油工藝(MTG)等。
2、在精細化工領域中的應用:由二甘醇合成 1,4-二烷,由異丁烯、甲醇合成 MTBE(甲基叔丁基醚),合成 3 ,5-二甲基吡啶等。
3、在環境保護領域中的應用:ZSM-5分子篩在環保行業中應用主要體現在對VOCs吸附能力強,效果好。可應用于噻吩的脫除,苯酚的脫除、三氯乙烯的脫除、NOx轉化為N2,甲醛的脫除,H2S的脫除等。
4、在化工防腐方面的應用:化工設備及管道中流過的液體大多數具有腐蝕性,很容易腐蝕管道及設備,使其性能及生產過程的安全性大大降低。ZSM-5分子篩對除氫氟酸外的腐蝕性液體酸具有耐腐蝕能力。ZSM-5分子篩涂層表現出的耐腐蝕性歸因于其在金屬表面形成的幾納米厚度的致密連續的沸石膜。ZSM-5沸石膜能夠有效抵制鹽酸、硝酸、磷酸和硫酸的腐蝕。
5、在電化學中的應用:由于全固態鋰聚合物電池(LPBS)具有能量密度高、安全性好、便于攜帶等特點,它可能是未來使用最多的化學電源之一,具有良好的應用前景。ZSM-5分子篩的加入可以有效地增加微孔膜的電導率。ZSM-5分子篩制備的電解質的綜合性能遠高于三氧化二鋁制備的電解質。該方法工藝簡單,特別適合工業化。ZSM-5分子篩在醇類燃料電池這一新型領域有著潛在的應用前景。

 

ZSM-5分子篩不同硅鋁比的具體應用:

 

ZSM-5分子篩SiO2/ Al2O3(摩爾比) 具體應用
12.4 甲醇制120#汽油進行
19 芐基化反應遲鈍
24 聚氯乙烯裂解
29.2 烷基化,縮合, 縮醛化
31.4 無水乙醇脫水現象
34.2 大原子核裂解
48 甲醇甩干制二甲醚
48 崔化裂化
51.4 縮醛化表現
51.4 鑲嵌甲氧查爾酮
63 甲醇制柴油
100~150 擇形催化氧化
220~400 安全幾個方面水里VOC的過濾
 

產品包裝:

 

150kg/桶,內襯泡沫包裝膜無機危險品專用鐵桶。

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