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多级多孔5A分子筛的合成及吸附性能
作者: 发布日期:2018-11-06
摘要:基于分子管理的概念,选择性吸附5A分子筛分离石脑油中非正构烃的正链烷烃,可以优化乙烯和芳烃的收率,显着提高油的利用率。为了进一步提高石脑油吸附分离工艺的效率,在传统的微孔5A分子筛的基础上,合成了具有微孔和介孔复合结构的多级孔5A分子筛,并研究了其吸附性能。首先,采用分子动力学方法模拟简单分子在一维分子筛孔隙中的扩散过程。扩散系数随着孔径的增加而增加。通过过渡态理论计算了5A分子筛中不同正链烷烃的扩散系数。在450K下,5A分子筛中C3-C8正链烷烃的扩散系数为4.22×10-10cm2 / s至4.68×10-14cm2。 / s,扩散过程非常缓慢,需要合成多级通道5A分子筛以提高吸附速率。选择二甲基十八烷基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵(TPOAC)作为软模板,通过水热法合成多级孔5A分子筛。孔为约0.5nm,中孔浓度为7-13nm。可以通过改变模板的量来调节多级5A分子筛中的中孔数。优化的合成条件如下:原料摩尔比n(SiO2):n(Na2O):n(Al2O3):n(H2O):n(TPOAC)= 100:333:67:20000:0.1,结晶时间结晶温度为100℃,甲醇洗涤至pH = 8,除去模板剂,通过钙离子交换得到多级通道5A分子筛。合成的多级孔分子筛的中孔容积为0.0674cm3 / g,相当于总孔容的26.7%,在288K,正己烷吸附量为0.1183g / g分子筛。研究了不同正链烷烃在多级通道5A分子筛中的吸附动力学。在288K的0.1%的多级通道5A分子筛中正戊烷,正己烷和正庚烷的液体扩散系数约为微米。孔5A分子筛中2.02-3.94倍。多级通道5A分子筛中正链烷烃的扩散系数随模板剂的量增加。随着正链烷烃的碳数增加,扩散活化能增加。最后,本文还研究了多级孔5A分子筛的成型。优化的挤出成型配方为:8%的模塑助剂天津粉和10%的硝酸。直径为1mm的带状多级通道5A分子筛的正己烷吸附量为0.1048g / g,液相扩散系数为带状微孔5A分子筛的2.01倍。
小批量可以在马弗炉中以150度干燥2-3小时,现在通常使用。当用于空气分离等大型设备时,5A分子筛需要在行驶时进行预处理。由于分子筛非常吸湿,因此在储存期间不应直接暴露在空气中,应放在干燥的地方。长期储存并具有吸湿性的分子筛应在使用前再生。再生温度越高,再生越完全,并且一般再生温度优选在200和350度之间。再生温度一般不应超过400度。当再生温度超过600度时,分子筛可能失去活性。加热时间取决于再生气体的量。为确保塔出口温度高于120度,可以保证分子筛的完全再生。

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