2021年吸附剂的类型与选择
吸附剂安全选择
吸附剂安全选择(1)吸附剂的性能要求吸附剂在实际工业应用中,常常由于不同的混合气(液)体系及不同的净化度要求而采用不同的吸附剂。
吸附剂的性能不仅取决于其化学组成,而且与其物理结构以及它先前使用的吸附和脱附周期有关。
作为吸附剂一般有如下的性能要求。
1)有较大的比表面。
吸附剂的比表面是指单位质量吸附剂所具有的吸附表面积,它是衡量吸附剂性能的重要参数。
吸附剂的比表面主要是由颗粒内的孔道内表面构成的,比表面越大吸附容量越大。
2)对吸附质有高的吸附能力和高选择性。
吸附剂对不同的吸附质具有选择吸附作用。
不同的吸附剂由于结构、吸附机理不同,对吸附质的选择性有显著的差别。
3)较高的强度和耐磨性。
由于颗粒本身的质量及工艺过程中气(液)体的反复冲刷、压力的频繁变化,以及有时较高温差的变化,如果吸附剂没有足够的机械强度和耐磨性,则在实际运行过程中会产生破碎粉化现象,除破坏吸附床层的均匀性使分离效果下降外,生成的粉末还会堵塞管道和阀门,将使整个分离装置的生产能力大幅度下降。
因此对工业用吸附剂,均要求具有良好的物理机械,性能。
4)颗粒大小均匀。
吸附剂颗粒大小均匀,可使流体通过床层时分布均匀,避免产生流体的返混现象,提高分离效果。
同时吸附剂颗粒大小及形状将影响固定床的压力降。
5)具有良好的化学稳定性、热稳定性以及价廉易得。
6)容易再生。
(2)常用吸附剂吸附剂是气体(液体)吸附分离过程得以实现的基础。
目前工业上最常用的吸附剂主要有活性炭、硅胶、活性氧化铝、合成沸石(分子筛)等。
1)活性炭。
活性炭是一种多孔含碳物质的颗粒粉末,由木炭、坚果壳、煤等含碳原料经炭化与活化制得,其吸附性能取决于原始成炭物质以及炭化活化等操作条件。
活性炭具有多孔结构、很大的比表面和非极性表面,为疏水性和亲有机物的吸附剂。
它可用于回收混合气体中的溶剂蒸气,各种油品和糖液的脱色,炼油、含酚废水处理以及城市污水的深度处理,气体的脱臭等。
2)硅胶。
硅胶是一种坚硬的由无定形的SiO2构成的多孔结构的固体颗粒,即是无定形水合二氧化硅,其表面产生一定的极性,使硅胶对极性分子和不饱和烃具有明显的选择性。
吸附剂种类
吸附剂种类哎呀,最近我搬新家,结果发现家里潮湿的要死,墙角都开始发霉了,赶紧找了些吸湿剂来救急。
尼玛,吸附剂种类也太多了吧,我简直晕头转向,完全不知所措。
那天跑去超市买了一堆吸湿剂,分别叫活性炭、除湿袋、竹炭袋、风干剂,还有那个潮湿吸收剂啥的。
我心想这都什么鬼,就是想要一个管用的,懒得研究这些名堂。
先来说说活性炭吧,听说这玩意可以吸附甲醛、氨气之类的有害气体,还能除异味。
简单来说,就是把有害气体牢牢地“困”在那小小的微孔里,让空气变得干净。
但是,他家居然有架在上面那股怪味儿,这让我这种“讲究”鼻子的人怎么受得了呢?竹炭袋,就是拿竹子做的制品,我就想,这得吸多久……竹炭能吸潮,对抑制细菌也有点帮助,不过,不能放太阳底下曝晒哦,要不然它就“失效”了。
除湿袋是不是最方便最省事的呢?反正就是撕开包装,丢在角落里就完事了。
他家一块玻璃样子的那小块像是在招手,说“快把水分交给我吧!”反正看起来还比较美观,就算有水,也不用直接接触嘛。
那个风干剂,就是家家户户老爷爷奶奶用的那种,不是用来搞掉潮气的,是拿来保存风干食品的。
想想,他们是不是觉得用来除潮气有点浪费啊,哈哈。
最后是潮湿吸收剂,听说能吸收两袋水,这玩意看着挺吓人的。
后来发现,它侧面有个小窗口,慢慢变色来提示你需要换新的了。
我就天天盯着那个窗口看,就差点拿着放大镜仔细辨认了。
总之,这么看下来,吸附剂也是种类繁多,但只要知道自家潮湿状况、想要的效果,其实也不用那么头疼。
毕竟,我们大不了就是对付潮湿,又不是要搞科学实验,容易搞错了也不会出什么大乱子。
不过,我就是希望这货们越快越给力,别让我一直痛苦下去啊!。
常用吸附剂
常用吸附剂常用吸附剂吸附剂是一种用于吸附物质的材料,它可以将气体、液体或溶液中的某些组分吸附到其表面上。
在化学工业中,吸附剂被广泛应用于分离、纯化和催化反应等领域。
本文将介绍常用的几种吸附剂及其特点。
一、活性炭活性炭是一种具有高度微孔结构和大比表面积的碳质材料。
它可以通过高温炭化和活化处理制备而成。
由于其微孔结构和大比表面积,活性炭具有很强的吸附能力,可以有效地去除气体和溶液中的杂质。
二、硅胶硅胶是一种由硅酸盐制成的多孔材料,具有很强的亲水性和亲油性。
它可以通过溶胶-凝胶法或水热法制备而成。
由于其多孔结构和亲水性/亲油性特点,硅胶被广泛应用于气相色谱分析、薄层色谱分析、固相萃取等领域。
三、分子筛分子筛是一种具有规则孔径结构的晶体材料,可以通过合成和热处理制备而成。
由于其规则孔径结构和大比表面积,分子筛具有很强的选择性吸附能力,可以用于分离和纯化化学品、制备催化剂等领域。
四、聚合物吸附剂聚合物吸附剂是一种由聚合物制成的吸附材料,可以通过溶液聚合或交联制备而成。
由于其多样性和可调性,聚合物吸附剂被广泛应用于生物医学、环境保护等领域。
例如,离子交换树脂、亲水性凝胶等都属于聚合物吸附剂的范畴。
五、金属氧化物金属氧化物是一种具有高度晶格结构和大比表面积的无机材料。
它可以通过溶胶-凝胶法或水热法制备而成。
由于其晶格结构和大比表面积,金属氧化物具有很强的催化活性和选择性,可以用于催化反应、气体分离等领域。
六、纳米材料纳米材料是一种具有纳米尺度的结构和大比表面积的材料。
它可以通过化学合成、物理法制备而成。
由于其特殊的结构和大比表面积,纳米材料具有很强的催化活性、吸附能力和生物活性,可以用于制备催化剂、生物传感器等领域。
总结吸附剂是一种广泛应用于化学工业中的材料。
常用的吸附剂包括活性炭、硅胶、分子筛、聚合物吸附剂、金属氧化物和纳米材料等。
这些吸附剂具有不同的特点和应用范围,可以根据需要选择适合的吸附剂进行使用。
吸附剂的类型与选择
吸附剂的类型与选择吸附剂是一种可以吸附水分、有机物、气体等有害物质的材料。
在工业、环境保护、农业等领域中,吸附剂的应用越来越广泛。
选择合适的吸附剂对于工艺效果和成本控制具有重要意义。
下面介绍吸附剂的类型和选择。
一、吸附剂的类型1. 活性炭活性炭是一种非常常见的吸附剂,它可以吸附气体和液体中的有机物质和沉淀颗粒。
活性炭的表面积较大,能够提供更多的吸附反应位点。
一般来说,活性炭的吸附能力比较强,但是成本较高。
2. 分子筛分子筛是由特殊的化学成分制成的材料,其结构像是一个三维网状的晶体。
分子筛的孔径很小,一般在0.3至10纳米之间,能够选择性地吸附分子大小符合其孔径大小的有机物质和气体。
3. 硅胶硅胶是由硅酸盐等化合物制成的材料,具有很强的吸湿性,在干燥剂和除湿剂等方面有广泛应用。
4. 活性白土活性白土是由天然白土和酸等化物混合而成的材料,具有很好的吸附能力。
由于其成本较低,是一种常用的吸附剂。
5. 硅酸钠硅酸钠是一种无机盐,常常用作吸附剂和填料。
二、吸附剂的选择1.吸附物质的性质吸附剂的选择需要考虑吸附物质的性质,如分子大小、极性、电荷等特性。
不同的吸附剂选择会有不同的适用物质范围,需要根据实际情况进行选择。
2.吸附剂的成本不同的吸附剂成本不同,需要根据实际情况选择合适的吸附剂。
3.材料的可再生性一些吸附剂,如活性炭和分子筛,可以通过再生循环使用,具有较好的经济性。
因此,在需要长期使用吸附剂的应用场景中,可再生性是重要考虑因素之一。
4.吸附剂的容量和反应速率不同的吸附剂的吸附容量和反应速率不同,需要根据实际需要进行选择。
5.重金属污染的处理在重金属污染的处理中,需要选择具有选择性吸附特性的吸附剂,如离子交换树脂。
吸附剂的选择需要考虑吸附物质的特性、成本、可再生性、容量和反应速率以及重金属污染处理等方面,选择合适的吸附剂可以提高工艺效果并控制成本。
吸附剂与洗脱剂的简介
吸附剂与洗脱剂根据待分离组分的结构和性质选择合适的吸附剂和洗脱剂是分离成败的关键。
1.吸附剂的要求①对样品组分和洗脱剂都不会发生任何化学反应,在洗脱剂中也不会溶解。
②对待分离组分能够进行可逆的吸附,同时具有足够的吸附力,使组分在固定相与流动相之间能最快地达到平衡。
③颗粒形状均匀,大小适当,以保证洗脱剂能够以一定的流速(一般为1.5mL·min-1)通过色谱柱。
④材料易得,价格便宜而且是无色的,以便于观察。
2、常用吸附剂的种类:氧化铝、硅胶、聚酰胺、硅酸镁、滑石粉、氧化钙(镁)、淀粉、纤维素、蔗糖和活性炭等。
3、几种常见吸附剂的特性(1)氧化铝:市售的层析用氧化铝有碱性、中性和酸性三种类型,粒度规格大多为100~150目。
碱性氧化铝(pH9—10):适用于碱性物质(如胺、生物碱)和对酸敏感的样品(如缩醛、糖苷等),也适用于烃类、甾体化合物等中性物质的分离。
但这种吸附剂能引起被吸附的醛、酮的缩合。
酯和内酯的水解、醇羟基的脱水、乙酰糖的去乙酰化、维生素A和K等的破坏等不良副反应。
所以,这些化合物不宜用碱性氧化铝分离。
酸性氧化铝(pH3.5—4.5):适用于酸性物质如有机酸、氨基酸等以及色素和醛类化合物的分离。
中性氧化铝(pH7—7.5):适用于醛、酮、醌、苷和硝基化合物以及在碱性介质中不稳定的物质如酯、内酯等的分离,也可以用来分离弱的有机酸和碱等。
(2)硅胶:硅胶是硅酸的部分脱水后的产物,其成分是SiO2·xH2O,又叫缩水硅酸。
柱色谱用硅胶一般不含粘合剂。
适用范围:非极性和极性化合物,适用于芳香油、萜类、甾体、生物碱、强心甙、蒽醌类、酸性、酚性化合物、磷脂类、脂肪酸、氨基酸,以及一系列合成产品如有机金属化合物等。
(3)聚酰胺:色谱用聚酰胺主要又锦纶6(聚己内酰胺)和锦纶66(聚己二酰己二胺)两种,分子量一般在16000~20000,其亲水性和亲脂性均较好,因此既可分离水溶性成份,也可分离脂溶性成分。
药物吸附剂的功能材料及应用研究
药物吸附剂的功能材料及应用研究一、引言药物吸附剂是一种吸附性材料,能够高效地吸附、分离、纯化药物。
它可以应用于药物制剂生产以及药物残留物的清除等方面。
本文旨在系统地介绍药物吸附剂的常见功能材料及其应用研究。
二、吸附剂的分类吸附剂的分类方式很多,这里按照其化学结构进行分类:1. 矿物类:如硅胶、氧化铝、硅藻土等。
2. 再生纤维素类:如木浆、纤维素等。
3. 合成树脂类:如苯酚甲醛树脂、聚乙烯醇及其衍生物等。
4. 天然高分子类:如明胶、海藻酸、玉米淀粉及其衍生物等。
5. 有机高分子类:如聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素等。
三、常见功能材料根据药物吸附剂的应用场景及需求,吸附剂的制备及性质也有所不同。
以下列出常见的药物吸附剂及其性质。
1. 硅胶吸附剂硅胶吸附剂是一种多孔材料,表面积大,又被称为干胶和珠光硅酸盐。
硅胶吸附剂以其高吸附能力、化学稳定性、热稳定性和紫外线稳定性而闻名。
硅胶吸附剂除用于药物分离纯化外,还可用于废水净化、油气解析和化学分析等领域。
2. 活性炭吸附剂活性炭吸附剂具有较强的吸附能力,同时具有较大的孔隙度和表面积,因此可用于吸附气态或液态污染物。
活性炭吸附剂通常用于水处理、有害物质去除、环境修复和气体传输等领域。
3. 分子筛吸附剂分子筛吸附剂是一种用于吸附分离有机分子的复合材料。
它可以通过吸附一定大小、形状和化学性质的有机分子来实现分离操作。
分子筛吸附剂可用于生物制药、食品加工及化学工业等领域。
4. 多孔陶瓷吸附剂多孔陶瓷吸附剂以其高孔隙度、高比表面积及其较好的化学稳定性而著称。
它可以用于催化剂载体、水处理、高温气体净化、过滤器等领域。
多孔陶瓷吸附剂还可以与生物学、化学和物理学相结合,产生广泛的应用。
五、应用研究药物吸附剂在制药业生产中有着广泛的应用。
例如,采用活性炭、离子交换树脂等吸附剂去除药物精制过程中的杂质;采用分子筛、硅胶、炭黑等吸附剂将药物与杂质进行隔离及纯化;采用亲和层析或吸附法进行重组蛋白、酶和抗体的制备等。
吸附剂及其分类
立志当早,存高远
吸附剂及其分类
一、概述
能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。
吸附剂一般有以下特点:大的比表面、适宜的孔结构及表面结构;对吸附质有强烈的吸附能力;一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便,容易再生;有良好的机械强度等。
吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类,如粗孔和细孔吸附剂,粉状、粒状、条状吸附剂,碳质和氧化物吸附剂,极性和非极性吸附剂等。
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)。
衡量吸附剂的主要指标有:对不同气体杂质的吸附容量、磨耗率、松装堆积密度、比表面积、抗压碎强度等。
用于滤除毒气,精炼石油和植物油,防止病毒和霉菌,回收天然气中的汽油以及食糖和其他带色物质脱色等。
二、吸附剂的种类
工业上常用的吸附剂有:硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等,另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。
气体吸附分离成功与否,极大程度上依赖于吸附剂的性能,因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。
1.硅胶是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒,分子式为SiO
2.nH2O,为一种亲水性的极性吸附剂。
它是用硫酸处理硅酸钠的水溶液,生成凝胶,并将其水洗除去硫酸钠后经干燥,便得到玻璃状的硅胶,它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。
工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。
粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下,吸附量可达吸附剂重量的80%以上,而在低湿度条件下,吸附量大大低于细孔硅胶。
2、活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成,它的性质取决于最初氢氧。
吸附剂类型与选择
吸附剂类型与选择引言吸附剂是一类在化学、工程、环境等领域中广泛应用的材料,其具有吸附和分离物质的能力。
随着各行各业对于吸附剂的需求不断增加,吸附剂的类型和选择成为研究的重点。
本文将介绍吸附剂的类型及其选择的相关知识。
吸附剂类型吸附剂可分为多种类型,常见的包括活性炭、分子筛、聚合物吸附剂等。
活性炭活性炭是一种具有极强吸附能力的吸附剂,其主要成分为碳。
活性炭的表面积大,孔隙结构丰富,能够吸附和储存大量气体或溶液中的物质。
活性炭广泛应用于水处理、空气净化、食品加工等领域。
分子筛分子筛是一种由具有一定孔隙结构和选择性吸附性能的晶体组成的吸附剂。
分子筛具有较高的吸附选择性,能够从混合物中选择性吸附特定分子。
分子筛广泛应用于催化剂、吸附分离、气体分离等领域。
聚合物吸附剂聚合物吸附剂是一种由聚合物制成的吸附材料,具有较强的吸附能力和吸附选择性。
聚合物吸附剂可以通过调节聚合物的结构和功能化处理来实现特定物质的吸附和分离。
聚合物吸附剂常用于医药、生物技术、环境保护等领域。
吸附剂选择在选择吸附剂时,需考虑多种因素,包括物质的性质、吸附剂的性能和应用环境等。
物质的性质吸附剂的选择首先需要根据待吸附物质的性质来确定。
例如,若待吸附的是气体,活性炭是一个较好的选择;若待吸附的是有机分子,分子筛可能更适合。
吸附剂的性能吸附剂的性能也是选择的关键因素之一。
不同的吸附剂具有不同的吸附能力、选择性和稳定性。
需根据实际需求来选择具备适当性能的吸附剂。
应用环境吸附剂的应用环境也需要考虑。
例如,若吸附剂用于水处理,需考虑水质的酸碱度、温度等因素对吸附剂的影响。
吸附剂的应用案例吸附剂的应用十分广泛,以下列举几个典型案例:活性炭在水处理中的应用活性炭广泛应用于水处理中,用于去除水中的有机物、异味和色度。
活性炭的大表面积和孔隙结构可以有效吸附水中的污染物,提高水质。
分子筛在气体分离中的应用分子筛广泛用于气体分离领域。
例如,分子筛可以根据气体分子的大小和极性选择性地吸附某种气体,实现气体的分离和纯化。
新型吸附剂
新型吸附剂
新型吸附剂通常指的是具有高效吸附性能、选择性能和再生性能的材料,用于从气体或液体中吸附目标物质。
这些吸附剂可以在各种工业、环境和科学应用中使用。
以下是一些常见的新型吸附剂:金属有机框架(MOFs):MOFs是一类由有机配体和金属离子组成的晶体结构材料。
它们具有高度可调的孔隙结构,可用于吸附气体、储存气体或分离混合物。
碳材料:碳纳米管、石墨烯和活性炭等碳材料具有大表面积和孔隙结构,使它们成为吸附剂的理想选择。
它们可用于去除污染物、气体分离和储能等领域。
离子液体:离子液体是一类带电离子的液体,在一些情况下具有优越的吸附性能。
它们可用于溶剂提取、气体吸附和催化反应等应用。
纳米材料:具有纳米尺寸的颗粒,如纳米颗粒和纳米纤维,具有高表面积和特殊的表面性质,适用于吸附和催化应用。
生物吸附剂:一些生物材料,如活性细菌、真菌或特定的植物纤维,也可用作吸附剂,对特定物质具有亲和性。
吸附剂的类型与选择(2021)
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention.(安全管理)单位:___________________姓名:___________________日期:___________________吸附剂的类型与选择(2021)吸附剂的类型与选择(2021)导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。
显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。
吸附是指气体或液体与多孔的固体颗粒表面接触,气体或液体分子与固体表面分子之间相互作用而停留在固体表面上,使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。
被吸附的气体或液体称为吸附质,吸附气体或液体的固体称为吸附剂。
当吸附质是水蒸气或水时,此固体吸附剂又称为固体干燥剂,也简称干燥剂。
根据气体或液体与固体表面之间的作用不同,可将吸附分为物理吸附和化学吸附两类。
物理吸附是由流体中吸附质分子与吸附剂表面之间的范德华力引起的,吸附过程类似气体液化和蒸气冷凝的物理过程。
其特征是吸附质与吸附剂不发生化学反应,吸附速度很快,瞬间即可达到相平衡。
物理吸附放出的热量较少,通常与液体气化热和蒸气冷凝热相当。
气体在吸附剂表面可形成单层或多层分子吸附,当体系压力降低或温度升高时,被吸附的气体可很容易地从固体表面脱附,而不改变气体原来的性状,故吸附和脱附是可逆过程。
工业上利用这种可逆性,通过改变操作条件使吸附质脱附,达到使吸附剂再生并回收或分离吸附质的目的。
吸附法脱水就是采用吸附剂脱除气体混合物中水蒸气或液体中溶解水的工艺过程。
通过使吸附剂升温达到再生的方法称为变温吸附(TSA)。
吸附剂的种类
吸附剂的种类吸附剂按照来源可以分为两大类天然吸附剂合成吸附剂天然吸附剂硅藻土,白土,天然沸石吸附容量小,选择性低价格便宜,因而选择一次性使用酸性白土S i O 2 50-70%,Al 2O 310-16%, Ca, Mg, Fe, K 和Na 等元素。
白土用于润滑油、石油重馏分的脱色和脱硫。
吸附剂的种类-1 活性碳类活性碳类吸附剂可以分为三种活性碳活性碳纤维碳分子筛1-1活性碳特点:Ø非极性的表面Ø疏水性和亲有机物性主要用于从气体或液体混合物中回收有机化合物。
如:在白糖脱色中吸附白糖中的有机物,污水处理,溶剂回收,汽车汽油的回收。
由木炭加工而成。
制备活性碳的原料•煤,包括烟煤,褐煤和无烟煤•炭,未活化的焦炭、木炭和骨炭•炭黑,含炭量高的有机物,如重油和气态烃类部分燃烧,炭黑可能有孔隙,也可能没有孔隙。
•纯炭:石墨和金刚石两种晶体形式活性碳的结构•活性碳的结构与石墨的晶体结构相似。
•石墨是由排成正六角形的炭原子形成的平面构成,它类似于苯的六角形,各平面的炭原子的间距为0.142nm,各平面层的间距为0.335nm。
•活性碳由三个石墨层组成,不规则。
石墨的晶体结构碳在升温过程中的变化•从室温升高至1000-2000°C时,含碳有机物中的水分、氢、氧等化合物逐渐放出,含炭量增加。
•随着非碳元素的逸出,发生脱氢,环化,缩合与交联等化学反应-碳化过程。
•随着非碳元素的减少,形成的芳环平面逐渐增大,排列逐步规整-石墨化过程。
有机物在不同温度下的变化活性碳结构示意图活性碳的孔•大孔,过渡孔,微孔•大孔和固体的表面直接接触,过渡孔是大孔的分支,微孔是过渡孔的分支。
•微孔的有效半径小于1.8-2.0nm,大小与分子相当,容积0.15-0.5ml/g。
•微孔的比表面积为总比表面积的95%以上。
几百至1000m2/g。
•过渡孔半径为50-100nm,面积占5%。
气体在其中产生毛细孔冷凝现象。
吸附剂知识普及(上)—选择和工业上常用的类别
吸附剂知识普及(上)—选择和工业上常用的类别何为吸附剂?就是可使活性成分附着在其颗粒表面,使液态微量化合物添加剂变为固态化合物,有利于实施均匀混合。
这篇文章将会详细的为您介绍吸附剂相关内容。
一、吸附剂的选择如何选择、使用和评价吸附剂,是吸附操作中必须解决的首要问题。
一切固体物质的表面,对于流体都具有物理吸附的作用,但合乎工业要求的吸附剂则应具备如下一些要求:1.具有大的比表面积吸附剂的有效表面积包括颗粒的外表面积和内表面积,而内表面积总是比外表面积大得多,例如硅胶的内表面积达500㎡/g,活性炭的内表面积达1000㎡/g,只有具有高度疏松结构和巨大暴露表面积的孔性物质,才能提供如此巨大的比表面积。
2.具有良好的选择性吸附作用例如活性炭吸附二氧化硫(或氨)的能力,远大于吸附空气的能力,故活性炭能从空气与二氧化硫(或氨)的混合气体中优先吸附二氧化硫(或氨),达到分离净化废气的目的。
3.吸附容量大吸附容量是指在一定的温度、吸附质浓度下,单位质量(或单位体积)吸附剂所能吸附的最大量。
吸附容量除与吸附剂表面积有关外,还与吸附剂的孔隙大小、孔径分布、分子极性及吸附剂分子上官能团性质等有关。
吸附容量大,可降低处理单位流体所需的吸附剂用量。
4.具有良好的机械强度和均匀的颗粒尺寸如果颗粒太大或不均匀,易造成短路和流速分布不均,引起气流返混降低吸附分离效率;如果颗粒太小,床层阻力过大,严重时会将吸附剂带出器外。
同时吸附剂是在温度、湿度、压力等操作条件变化的情况下工作的,这就要求吸附剂有良好的机械强度和适应性。
尤其是采用流化床吸附装置,吸附剂的磨损大,对机械强度的要求更高,否则将破坏吸附正常操作。
5.有足够的热稳定性及化学稳定性6.有良好的再生性能吸附剂在吸附后需再生使用,不间断地进行吸附与再生操作,再生效果的好坏往往是吸附技术能否使用的关键,要求吸附剂再生方法简单、再生活性稳定。
7.吸附剂的来源广泛、价格低廉。
实际中,很难找到一种吸附剂能同时满足上述所有要求,因而在选择吸附剂时要权衡多方面的因素。
执业药师考试辅导-吸附剂的常见种类
执业药师考试辅导-吸附剂的常见种类(2021最新版)作者:______编写日期:2021年__月__日这篇关于执业药师考试辅导-吸附剂的常见种类,是小编特地为大家整理的,希望对大家有所帮助!吸附剂的常见种类是执业药师考试的重要考点,主要内容总结如下:工业上常用的吸附剂有:硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等,另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。
气体吸附分离成功与否,极大程度上依赖于吸附剂的性能,因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。
硅胶硅胶是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒,分子式为SiO2.nH2O,为一种亲水性的极性吸附剂。
它是用硫酸处理硅酸钠的水溶液,生成凝胶,并将其水洗除去硫酸钠后经干燥,便得到玻璃状的硅胶,它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。
工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。
粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下,吸附量可达吸附剂重量的80%以上,而在低湿度条件下,吸附量大大低于细孔硅胶。
氧化铝活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成,它的性质取决于最初氢氧化物的结构状态,一般都不是纯粹的Al2O3,而是部分水合无定形的多孔结构物质,其中不仅有无定形的凝胶,还有氢氧化物的晶体。
由于它的毛细孔通道表面具有较高的活性,故又称活性氧化铝。
它对水有较强的亲和力,是一种对微量水深度干燥用的吸附剂。
在一定操作条件下,它的干燥深度可达露点-70℃以下。
活性炭活性炭是将木炭、果壳、煤等含碳原料经炭化、活化后制成的。
活化方法可分为两大类,即药剂活化法和气体活化法。
药剂活化法就是在原料里加入氯化锌、硫化钾等化学药品,在非活性气氛中加热进行炭化和活化医学|教育网搜集整理。
气体活化法是把活性炭原料在非活性气氛中加热,通常在700℃以下除去挥发组分以后,通入水蒸气、二氧化碳、烟道气、空气等,并在700~1200℃温度范围内进行反应使其活化。
活性炭含有很多毛细孔构造所以具有优异的吸附能力。
油气回收用吸附剂的选择浅析
油气回收用吸附剂的选择浅析本文分析了吸附剂的常规分类及在选择吸附剂时应考虑的几个因素。
这是相对较好的选择性,更大的油气吸附容量,更快的油气吸附速度,更好的再生效果,更高的强度,更好的兼容性,更低的价格,以及吸收剂本身具有不可燃和良好的传热特性。
标签:油气回收;吸附剂;选择一、一般吸附剂的分类(一)无机类吸附剂一些合成无机材料和绝大部分金属矿物质被当作吸附剂用。
其中一些已经被广泛使用,尽管它们的吸附性能很差。
这些无机吸附剂包括金属氯化物、氧化物、硅酸盐、硫酸盐、硅藻土、甚至碳酸氢钠和石灰,其中一些用于无水状态,一些用于含水状态。
另外,用于食用油和矿物油的处理,有许多合成的无机吸附剂,例如柱状粘土、磷酸铝和中孔吸附剂、酸化粘土和柱状粘土,可是没有广泛的运用。
氧化铝、硅和沸石是用于商业产品的无机吸附剂。
(1)活性氧化铝,活性氧化铝广泛用作催化剂和干燥剂,以及其它用途包括:通过催化重整去除气态碳氢化合物中的含氟离子、硫醇和水,以及从氢中去除HCl。
当活性氧化铝用于气相时,要预热到250摄氏度。
(2)沸石,大部分沸石是铝硅酸盐,可以认为是硅和氧化铝的混合物在一定的当量比下。
主要成分是氧化铝时,沸石是亲水的,主要成分是二氧化硅,沸石是疏水的。
沸石是一种晶体物质,具有多孔结构。
在这些晶体中,孔隙是微孔的,大小一致。
孔径很小,而且非常一致,所以它们通常被称为“分子筛”,而沸石通常被用来分离单个大小的分子。
所有商业沸石吸附剂都是由某种粘合剂粘在一起的。
(二)有机类吸附剂(1)活性炭,活性炭是最广泛使用的有机吸附剂,有效面积在300~500平方米/G之间。
这取决于基底材料的类型、激活模式和比重。
一些石油焦所获得的活性炭的表面积可以超过3000平方米/G。
活性炭材料包括木材,碳,泥炭,椰子壳,萨拉和回收轮胎。
活化后会产生大量的内部孔隙,吸附容量也会得到改善。
激活也会影響活性碳的表面属性。
活性炭的孔隙结构、表面性质和化学成分对其吸附性能有影响。
吸附剂的选择原则
吸附剂的选择原则吸附剂是指用于吸附过程中将溶质分子或离子从溶液或气体中移除的固体材料。
在实际应用中,选择合适的吸附剂非常重要,因为吸附剂的性能直接影响到吸附过程的效率和经济性。
下面是选择吸附剂的原则:1.选择具有高吸附能力的材料:这是选择吸附剂最重要的原则。
吸附剂必须能够从溶液或气体中有效地吸附目标物质。
一般来说,吸附剂的吸附能力应该与目标物质的亲和力相适应。
2.选择具有良好稳定性的材料:吸附剂在吸附过程中会与目标物质发生相互作用。
因此,吸附剂必须具有足够的稳定性,以保证吸附剂在吸附过程中不会发生失效、分解或变质。
3.选择具有适当孔隙结构的材料:吸附剂的孔隙结构直接影响到吸附剂的表面积和孔容量。
一般来说,孔隙结构应该具有足够的表面积和孔容量,以增加吸附剂与目标物质接触的机会,提高吸附效率。
4.选择具有良好再生性的材料:吸附剂在吸附过程中会逐渐饱和,因此需要定期进行再生。
选择具有良好再生性的吸附剂可以降低再生成本,并延长吸附剂的使用寿命。
5.考虑吸附剂与被吸附物质之间的相容性:吸附剂应该与被吸附物质之间有良好的相容性,以确保吸附剂能够有效地吸附目标物质。
6.考虑吸附剂的成本:吸附剂的成本在选择过程中也需要考虑。
选择成本相对较低的吸附剂可以降低吸附过程的成本,并提高经济效益。
7.考虑环境友好性:选择对环境友好的吸附剂是当前吸附技术发展的趋势之一、环境友好的吸附剂不会对环境造成污染,并且可以在再生或处理过程中进行有效的资源回收。
总之,在选择吸附剂的过程中,需要综合考虑吸附能力、稳定性、孔隙结构、再生性、相容性、成本和环境友好性等多个因素。
通过合理地权衡这些因素,可以选择到适用于具体吸附应用的吸附剂,提高吸附过程的效率和经济性。
五种吸附剂的原理和应用
五种吸附剂的原理和应用引言吸附剂是广泛应用于化工、环保、制药等领域的一种重要材料。
它们通过吸附固定目标物质,起到分离、净化和催化等作用。
本文将介绍五种常见的吸附剂,包括活性炭、分子筛、纳米材料、环氧树脂和离子交换剂。
将重点探讨它们的原理和应用。
1. 活性炭活性炭是一种具有大量微孔的多孔材料,具有较高的吸附性能。
其原理是通过物质在活性炭表面的吸附作用实现目标物质的分离。
活性炭广泛应用于水处理、空气净化、脱色和脱臭等领域。
•活性炭的吸附原理是通过表面微孔和宏孔提供的大表面积,吸附目标物质,并去除水中的有机污染物。
•活性炭广泛应用于水处理领域,如城市自来水厂的水处理、工业废水处理等。
•在空气净化方面,活性炭常用于吸附室内有害气体,提高室内空气质量。
•另外,活性炭还能用于食品工业中的脱色和脱臭,以及药物和化妆品工业中的净化过程。
2. 分子筛分子筛是一种孔径较小的多孔材料,其吸附原理是通过目标分子与分子筛孔道之间的相互作用来实现分离。
分子筛具有高效的分离性能和选择性,被广泛应用于石油化工、制药和化学等领域。
•分子筛的吸附原理是通过目标分子与分子筛中孔道吸附剂表面的相互作用(如吸附力、排斥力和交互作用力)实现分离。
•在石油化工领域,分子筛常用于提取和分离石油化工生产中的目标化合物,如乙烯和丙烯的分离。
•在制药领域,分子筛被用于提纯药物和去除杂质,达到分离和纯化的目的。
•在化学领域,分子筛可用于气相吸附和液相吸附,以分离和纯化目标物质。
3. 纳米材料纳米材料是具有纳米级尺寸的材料,其吸附原理是通过纳米材料表面的大面积和活性位点与目标物质之间的相互作用来实现吸附和分离。
纳米材料具有高比表面积、优异的吸附性能和催化性能等特点,在环境保护和生物医学等领域有广泛应用。
•纳米材料的吸附原理是通过纳米尺寸下的表面活性位点与目标物质之间的相互作用实现吸附和分离。
•纳米材料广泛应用于环境保护领域,如对有害气体和重金属的吸附和处理,以净化环境。
吸附薄层常用的吸附剂
吸附薄层常用的吸附剂吸附薄层是一种常用的分离技术,它通过吸附剂与待分离物质之间的相互作用,将目标物质从混合物中吸附出来。
吸附剂是吸附薄层的核心组成部分,它的选择直接影响到分离效果和工艺成本。
下面将介绍几种常用的吸附剂。
1. 活性炭:活性炭是一种广泛应用的吸附剂,具有高度的孔隙率和表面积。
其孔隙结构可以提供大量的吸附位点,有效吸附有机物质和某些无机物质。
活性炭广泛用于水处理、空气净化、食品加工等各个领域。
2. 分子筛:分子筛是一种具有特定孔径大小的吸附剂,其孔径大小决定了其对不同分子的吸附选择性。
分子筛通常用于分离混合物中的气体或液体,如石油化工中的脱水、脱碳和脱硫等。
3. 离子交换树脂:离子交换树脂是一种能够与待分离物质中的离子发生交换反应的吸附剂。
它广泛应用于水处理、药品提纯等领域,用于去除水中的离子、金属离子等杂质。
4. 硅胶:硅胶是一种多孔吸附剂,具有较大的表面积和孔隙率。
它广泛应用于色谱分析、干燥和脱水等领域,可用于分离和富集目标物质。
5. 活性氧化铝:活性氧化铝是一种高效吸附剂,具有较大的比表面积和孔隙结构。
它广泛应用于废气处理、溶剂回收、催化剂载体等领域。
6. 硅胶凝胶:硅胶凝胶是一种微孔吸附剂,具有较大的孔隙结构和吸附能力。
它广泛应用于分离和富集生物大分子、天然产物等领域。
7. 活性白土:活性白土是一种具有很高吸附能力的无机吸附剂,广泛应用于石油炼制、食品加工、药品提纯等领域。
8. 硅胶微球:硅胶微球是一种微米级的吸附剂,具有高度的吸附能力和选择性。
它可用于微生物分离、蛋白质纯化等领域。
9. 活性纳米碳:活性纳米碳是一种新型的吸附剂,具有高度的孔隙结构和表面积。
它在环境污染治理、废水处理等方面具有广阔的应用前景。
以上是一些常用的吸附薄层吸附剂,它们在不同领域中发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步,吸附剂的研究和开发也在不断推进,相信未来会有更多的新型吸附剂问世,为各个行业的分离和纯化提供更加高效和经济的解决方案。
吸附剂的类型
吸附剂的种类常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺等。
(1) 硅胶:是一种酸性吸附剂,适用于中性或酸性成分的柱色谱。
同时硅胶又是一种弱酸性阳离子交换剂,其表面上的硅醇基能释放弱酸性的氢离子,当遇到较强的碱性化合物,则可因离子交换反应而吸附碱性化合物。
硅胶作为吸附剂有较大的吸附容量,分离范围广,能用于极性和非极性化合物的分离,如有机酸、挥发油、蒽醌、黄酮、氨基酸、皂苷等,但不宜分离碱性物质。
天然物中存在的各类成分大都用硅胶进行分离。
(2) 氧化铝:有碱性氧化铝、中性氧化铝和酸性氧化铝。
①碱性氧化铝,因其中混有碳酸钠等成分而带有碱性,对于分离一些碱性成分,如生物碱类的分离颇为理想,但是碱性氧化铝不宜用于醛、酮、酯、内酯等类型的化合物分离,因为有时碱性氧化铝可与上述成分发生次级反应,如异构化、氧化、消除反应等。
②中性氧化铝是由碱性氧化铝除去氧化铝中碱性杂质再用水冲洗至中性得到的产物。
中性氧化铝仍属于碱性吸附剂的范畴,不适用于酸性成分的分离。
③酸性氧化铝是氧化铝用稀硝酸或稀盐酸处理得到的产物,不仅中和了氧化铝中含有的碱性杂质,并使氧化铝颗粒表面带有NO3-或Cl-的阴离子,从而具有离子交换剂的性质,酸性氧化铝适合于酸性成分的柱色谱。
(3) 活性炭:是使用较多的一种非极性吸附剂。
一般需要先用稀盐酸洗涤,其次用乙醇洗,再用水洗净,于80℃干燥后即可供柱色谱用。
柱色谱用的活性炭,最好选用颗粒活性炭,若为活性炭细粉,则需加入适量硅藻土作为助滤剂一并装柱,以免流速太慢。
(4) 聚酰胺:商品聚酰胺(polyamice) 均为高分子聚合物质,不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿及丙酮等常用有机溶剂,对碱较稳定,对酸尤其是无机酸稳定性较差,可溶于浓盐酸、冰醋酸及甲酸。
吸附剂
吸附剂(吸收剂)用以选择性吸附气体或液体混合物中某些组分的多孔性固体物质称吸附剂。
吸附剂通常制成球形、圆柱形或无定形的颗粒或粉末。
优良吸附剂应具有的特性主要是单位质量吸附剂具有较大的表面积,对吸附质具有较大的吸附能力(即平衡吸附量大)。
并且具有良好的选择性,即能优先吸附混合物中某些组分。
此外,还要求容易再生(即平衡吸附量对温度或压力的变化敏感),具有足够的强度和耐磨性等。
常用的吸附剂有:①活性白土、硅藻土等天然物质。
常用于油品和糖液的脱色精制;②活性炭。
由各种含炭物质经炭化和活化处理而成,耐酸碱但不耐高温,吸附性能良好,多用于气体或液体的除臭、脱色、以及溶剂蒸气回收和低分子烃类的分离;③硅胶。
由硅酸钠水溶液脱钠离子制成的坚硬多孔的凝胶颗粒,能大量吸收水分,吸附非极性物质量很少,常用于气体或有机溶剂的干燥以及石油制品的精制;④活性氧化铝。
由氧化铝的水合物加热脱水制成的多孔凝胶和晶体的混合物,常用于气体和有机物的干燥;⑤合成沸石。
又称分子筛,人工合成的硅铝酸盐,具有均匀的孔径,热稳定性高,选择性好,用于气体和有机溶剂的干燥及石油馏分的吸附分离等;⑥合成树脂。
具有巨型网状结构,常用的有非极性树脂,如苯乙烯-二乙烯基苯共聚体;极性树脂,如聚甲基丙烯酸酯,用于废水处理、维生素的分离、药剂的脱色和净制等。
1、吸附分离应用背景:吸附操作在化工、轻工、炼油、冶金和环保等领域都有着广泛的应用。
如气体中水分的脱除,溶剂的回收,水溶液或有机溶液的脱色、脱臭,有机烷烃的分离,芳烃的精制等。
2、吸附的定义及概念:固体物质表面对气体或液体分子的吸着现象称为吸附。
其中被吸附的物质称为吸附质,固体物质称为吸附剂。
3、吸附机理的分类:根据吸附质和吸附剂之间吸附力的不同,吸附操作分为物理吸附与化学吸附两大类。
⑴、物理吸附或称范德华吸附:它是吸附剂分子与吸附质分子间吸引力作用的结果,因其分子间结合力较弱,故容易脱附,如固体和气体之间的分子引力大于气体内部分子之间的引力,气体就会凝结在固体表面上,吸附过程达到平衡时,吸附在吸附剂上的吸附质的蒸汽压应等于其在气相中的分压。
吸附剂分类
吸附剂分类吸附剂是一种能够吸附和分离混合物中某些成分的材料。
根据其物理特性和用途,吸附剂可以分为多种不同的类型。
本文将介绍几种常见的吸附剂分类。
一、活性炭类吸附剂活性炭是一种具有高度发达孔隙结构的吸附剂,具有很强的吸附能力。
它广泛应用于水处理、空气净化、食品工业等领域。
活性炭可以吸附有机物、重金属离子、氯气等物质,有效去除水中异味和有害物质。
此外,活性炭还可以用于脱色、脱硫等工艺过程。
二、分子筛类吸附剂分子筛是一种具有高度规则孔道结构的吸附剂,可以选择性地吸附分子。
分子筛广泛应用于石油化工、气体分离、催化剂制备等领域。
它可以吸附和分离各种分子,如碳氢化合物、气体分子、有机溶剂等。
分子筛的孔径大小可以根据需要进行调整,以满足不同分子的吸附需求。
三、硅胶类吸附剂硅胶是一种由无机硅氧链构成的多孔材料,具有较大的比表面积和良好的吸附性能。
硅胶广泛应用于制药、化妆品、电子等领域。
它可以吸附和分离水分、有机物、杂质等。
硅胶可分为无水硅胶和水合硅胶两种类型,其中水合硅胶在相对湿度较高的环境下具有更好的吸附性能。
四、活性白土类吸附剂活性白土是一种具有高度活性和吸附能力的吸附剂,广泛应用于石油化工、食品加工、环境保护等领域。
它可以吸附和分离有机物、重金属离子、油脂等。
活性白土具有较大的比表面积和孔隙体积,能有效去除溶液中的杂质和颜色。
五、固体酸类吸附剂固体酸是一种具有酸性表面的吸附剂,可以吸附和催化反应物质。
固体酸广泛应用于化学工业、催化剂制备等领域。
它可以吸附和转化有机物、气体分子、催化剂中的杂质等。
固体酸的酸性强度和酸性中心数量可以根据需要进行调整,以满足吸附和反应的要求。
六、离子交换树脂类吸附剂离子交换树脂是一种具有离子交换功能的吸附剂,可以吸附和交换溶液中的离子。
离子交换树脂广泛应用于水处理、电子工业、制药等领域。
它可以吸附和分离金属离子、有机离子、阴离子等。
离子交换树脂的交换性能可以根据需要进行调整,以实现特定离子的选择性吸附和分离。
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2021年吸附剂的类型与选择Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.( 安全管理 )单位:______________________姓名:______________________日期:______________________编号:AQ-SN-08462021年吸附剂的类型与选择吸附是指气体或液体与多孔的固体颗粒表面接触,气体或液体分子与固体表面分子之间相互作用而停留在固体表面上,使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。
被吸附的气体或液体称为吸附质,吸附气体或液体的固体称为吸附剂。
当吸附质是水蒸气或水时,此固体吸附剂又称为固体干燥剂,也简称干燥剂。
根据气体或液体与固体表面之间的作用不同,可将吸附分为物理吸附和化学吸附两类。
物理吸附是由流体中吸附质分子与吸附剂表面之间的范德华力引起的,吸附过程类似气体液化和蒸气冷凝的物理过程。
其特征是吸附质与吸附剂不发生化学反应,吸附速度很快,瞬间即可达到相平衡。
物理吸附放出的热量较少,通常与液体气化热和蒸气冷凝热相当。
气体在吸附剂表面可形成单层或多层分子吸附,当体系压力降低或温度升高时,被吸附的气体可很容易地从固体表面脱附,而不改变气体原来的性状,故吸附和脱附是可逆过程。
工业上利用这种可逆性,通过改变操作条件使吸附质脱附,达到使吸附剂再生并回收或分离吸附质的目的。
吸附法脱水就是采用吸附剂脱除气体混合物中水蒸气或液体中溶解水的工艺过程。
通过使吸附剂升温达到再生的方法称为变温吸附(TSA)。
通常,采用某加热后的气体通过吸附剂使其升温再生,再生完毕后再用冷气体使吸附剂冷却降温,然后又开始下一个循环。
由于加热、冷却时间较长,故TSA多用于处理气体混合物中吸附质含量较少或气体流量很小的场合。
通过使体系压力降低使吸附剂再生的方法称为变压吸附(PSA)。
由于循环快速完成,通常只需几分钟甚至几秒钟,因此处理量较高。
天然气吸附法脱水通常采用变温吸附进行再生。
化学吸附是流体中吸附质分子与吸附剂表面的分子起化学反应,生成表面络合物的结果。
这种吸附所需的活化能大,故吸附热也大,接近化学反应热,比物理吸附太得多。
化学吸附具有选择性,而且吸附速度较陵,需要较长时间才能达到平衡。
化学吸附是单分子吸附,而且多是不可逆的,或需要很高温度才能脱附,脱附出来的吸附质分子又往往已发生化学变化,不复具有原来的性状。
固体吸附剂的吸附容量(当吸附质是水蒸气时,又称为湿容量)与被吸附气体(即吸附质)}的特性和分压、固体吸附剂的特性、比表面积、空隙率以及吸附温度等有关,故吸附容量(通常用kg吸附质/1OOkg吸附剂表示)可因吸附质和吸附剂体系不同而有很大差别。
所以,尽管某种吸附剂可以吸附多种不同气体,但不同吸附剂对不同气体的吸附容量往往有很大差别,亦即具有选择性吸附作用。
因此,可利用吸附过程这种特点,选择合适的吸附剂,使气体混合物中吸附容量较大的一种或几种组分被选择性地吸附到吸附剂表面上,从而达到与气体混合物中其他组分分离的目的。
在天然气凝液回收、天然气液化装置和汽车用压缩天然气(CNG)加气站中,为保证低温或高压系统的气体有较低的水露点,大多采用吸附法脱水。
此外,在天然气脱硫过程中有时也采用吸附法脱硫。
由于这些吸附法脱水、脱硫均为物理吸附,故下面仅讨论物理吸附,并以介绍天然气吸附法脱水为主。
吸附法脱水装置的投资和操作费用比甘醇脱水装置要高,故其仅用于以下场合:①高含硫天然气;②要求的水露点很低;③同时控制水、烃露点;④天然气中含氧。
如果低温法中的温度很低,就应选用吸附法脱水而不采用注甲醇的方法。
虽然许多固体表面对于气体或液体或多或少具有吸附作用,但用于天然气脱水的干燥剂应具有下列物理性质:①必须是多微孔性的,具有足够大的比表面积(其比表面积一般都在500~800m2 /g),比表面积愈大,其吸附容量愈大;②对天然气中不同组分具有选择性吸附能力,即对所要脱除的水蒸气具有较高的吸附容量,这样才能达到对其分离(即脱除)的目的;③具有较高的吸附传质速度,可在瞬间达到相平衡;④可经济而简便地进行再生,且在使用过程中能保持较高的吸附容量,使用寿命长;⑤颗粒大小均匀,堆积密度大,具有较高的强度和耐磨性;⑥具有良好的化学稳定性、热稳定性,价格便宜,原料充足等。
(一)吸附剂的类型目前,常用的天然气干燥剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛三类。
一些干燥剂的物理性质见表3-6。
表3-6一些干燥剂的物理性质①干燥剂硅胶Davison03活性氧化铝Alcoa(F-200)H、R型硅胶Kali-chemie分子筛Zeoehcm孔径/10-1nm10~901520~253,4,5,8,10堆积密度/(kg/m3)720705~770640~785690~750比热容/[kJ/(kg·K)]0.9211.0051.0470.963最低露点/℃-50~-96-50~-96-50~-96-73~-185设计吸附容量/%4~2011~1512~158~16再生温度/℃150~260175~260150~230220~290吸附热/(kJ/kg)2980289027904190(最大)①表中数据仅供参考,设计所需数据应由制造厂商提供1.活性氧化铝活性氧化铝是一种极性吸附剂,以部分水合与多孔的无定形Al2O3为主,并含有少量其他金属化合物,其比表面积可达250m2/g以上。
例如,F-200活性氧化铝的组成为:Al2O394%、H2O5.5%、Na2O0.3%及Fe2O30.02%。
由于活性氧化铝的湿容量大,故常用于水含量高的气体脱水。
但是,因其呈碱性,可与无机酸发生反应,故不宜用于酸性天然气脱水。
此外,因其微孔孔径极不均匀(见图3-13),没有明显的吸附选择性,所以在脱水时还能吸附重烃且在再生时不易脱除。
通常,采用活性氧化铝干燥后的气体露点可达-70℃。
2.硅胶硅胶是一种晶粒状无定形氧化硅,分子式为SiO2·nH2O,其比表面积可达300m2/g。
Davison03型硅胶的化学组成见表3-7。
表3-7硅胶化学组成(干基)名称SiO2Al2O3TiO2Fe2O3Na2OCaOZrO2其他组成/%99.710.100.090.030.020.010.010.03硅胶为极性吸附剂,它在吸附气体中的水蒸气时,其量可达自身质量的50%,即使在相对湿度为60%的空气流中,微孔硅胶的湿容量也达24%,故常用于水含量高的气体脱水。
硅胶在吸附水分时会放出大量的吸附热,易使其破裂产生粉尘。
此外,它的微孔孔径也极不均匀,没有明显的吸附选择性。
采用硅胶干燥后的气体露点可达-60℃。
3.分子筛目前常用的分子筛系人工合成沸石,是强极性吸附剂,对极性、不饱和化合物和易极化分子特别是水有很大的亲和力,故可按照气体分子极性、不饱和度和空间结构不同对其进行分离。
分子筛的热稳定性和化学稳定性高,又具有许多孔径均匀的微孔孔道和排列整齐的空腔,故其比表面积大(800~1000m2 /g),且只允许直径比其孔径小的分子进入微孔,从而使大小和形状不同的分子分开,起到了筛分分子的选择性吸附作用,因而称之为分子筛。
人工合成沸石是结晶硅铝酸盐的多水化合物,其化学通式为Mex/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O式中,Me为正离子,主要是Na+、K+和Ca2+等碱金属或碱土金属离子;x/n是价数为n的可交换金属正离子Me的数目;m是结晶水的摩尔数。
根据分子筛孔径、化学组成、晶体结构以及SiO2与Al2O3的物质的量之比不同,可将常用的分子筛分为A、X、Y和AW型几种。
A型基本组成是硅铝酸钠,孔径为0.4nm(4Å),称为4A分子筛。
用钙离子交换4A分子筛中钠离子后形成0.5nm(5Å)孔径的孔道,称为5A分子筛。
用钾离子交换4A分子筛中钠离子后形成0.3nm(3Å)孔径的孔道,称为3A分子筛。
X型基本组成也是硅铝酸钠,但因晶体结构与A型不同,形成约1.0nm(10Å)孔径的孔道,称为13X分子筛。
用钙离子交换13X分子筛中钠离子后形成约0.8n m(8Å)孔径的孔道,称为10X分子筛。
Y型与X型具有相同的晶体结构,但其化学组成(SiO2/Al2O3之比)与X型不同,通常多用作催化剂。
AW型为丝光沸石或菱沸石结构,系抗酸性分子筛,AW-500型孔径为0.5nm(5Å)。
几种常用分子筛化学组成见表3-8。
A、X和Y型分子筛晶体结构见图3-14。
表3-8几种常用分子筛化学组成型号Si02/Al203(物质的量之尝)孔径/10-1nm化学式3A23~3.3K7.2Na4.8 [(Al2O3)12 (SiO)12 ]·mH2O1224.2~4.7 Na12 [(AlO2)12(SiO)12 ]·mH2O5A24.9~5.6 Ca4.5Na3 [(AlO2)12 (SiO)12 ]·mH2O10X2.3~3.3 8~9Ca60Na26 [(AlO2 )86 (SiO)106 ]·mH2O13X2.3~3.3 9~0Na86 [(AlO2 )86 (SiO)106 ]·mH2ONaY3.3~69~10Na56[(AlO2)56(SiO)136]·mH2O由于分子筛表面有很多较强的局部电荷,因而对极性分子和不饱和分子具有很大的亲和力,是一种孔径均匀的强极性干燥剂。
水是强极性分子,分子直径为0.27~0.31nm,比A型分子筛微孔孔径小,因而A型分子筛是气体或液体脱水的优良干燥剂,采用分子筛干燥后的气体露点可低于-100℃。
在天然气处理过程中常见的几种物质分子的公称直径见表3-9。
表3-9中称为公称直径的原因,是因为这些分子并非球形,而且可在微孔孔道中被挤压。
表3-9常见的几种物质分子公称直径分子H2CO2N2H2OH2SCH3OHCH4C2H6C3H8nC4~nC22iC4~iC22公称直径/10-1 nm2.42.83.03.143.64.44.04.44.94.95.6目前,裂解气脱水多用3A分子筛,天然气脱水多用4A或5A分子筛。
天然气脱硫醇时可选用专用分子筛(例如RK-33型),pH值小于5的酸性天然气脱水时可选用AW型分子筛。
4.复合吸附剂复合吸附剂就是同时使用两种或两种以上的吸附剂。
如果使用复合吸附剂的目的只是脱水,通常将硅胶或活性氧化铝与分子筛在同一干燥器内串联使用,即湿原料气先通过上部的硅胶或活性氧化铝床层,再通过下部的分子筛床层。