分子筛孔径与吸附物质的类型

分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。

气体行业常用的分子筛型号;

A型:

钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A)

X型:

钙X(10X),钠X(13X)

Y型:

,钠Y,钙Y

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。干燥器在8-12℃下工作，在加温至350℃下冲气再生。

其化学组成通式为：

[M2(Ⅰ)M(Ⅱ)]O.Al2O3.nSiO2.mH2O式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子，多半是钠和钙，n称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自于铝酸钠和Al(HO)3等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石，一般n=2～10,m=0～9。

沸石的特点是具有分子筛的作用，它有均匀的孔径，如

3A、4A、

5A、10A细孔。有4A孔径的4A沸石可吸附甲烷、乙烷，而不吸附三个碳以上的正烷烃。它已广泛用于气体吸附分离、气体和液体干燥以及正异烷烃的分离。

3A分子筛

裂解气中一般含有400～700PPm的水份，这些水份在深冷分离操作时会结成冰，另外在高压和低温条件下，水还能与低碳烷烃（如：

CH

4、C2H6及C3H8等）生成白色结晶的烃水合物。而冰与烃水合物的晶体均可导致辞管道及设备堵塞，以至造成停车。因此，石油裂解气在深冷分离之前必须进行深度脱水干燥，使裂解气中的水含量降低到小于5PPm(即其露点低于-60℃)。目前国内处公认并普通采用的最为理想的深度干燥吸附剂为3A沸石分子筛。

不吸附较大的烃类分子（如：

C2H

6、C2H

4、C3H8及C3H6等），因而可以避免烯烃化合物在分子筛孔道内部结焦，从而延长吸附剂的使用寿命。

3A分子筛的孔径是3A，主要用于吸附水，不吸附直径大于3A的任何分子。

4A分子筛

吸附水，甲醇、乙醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯，不吸附直径大于4A的任何分子(包括丙烷)，对水的选择吸附性能高于任何其他分

子。是工业上用量最大的分子筛品种之一。主要用于氟里昂制冷剂的干燥及其它分子尺寸大于4.8A的物质的脱水干燥。

具体应用：

空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥；氩气的制取和净化；药品包装、电子元件和易变质物质的静态干燥；油漆、燃料、涂料中作为脱水剂。

5A分子筛.

5A制氧分子筛用途：

用于空分制氧上做高效的氧氮分离吸附剂，其生产的氧纯度可根据需要控制在50～90%之间。

5A脱蜡分子筛：

广泛用于石油化工、化工等脱蜡装置中。脱蜡后的油品质量具有低冰点的航空煤油的优良性能，分离出的石蜡可作为合成洗涤剂的化工原料。

13X分子筛：

孔径为10A，吸附小于10A任何分子，可用于催化剂协载体、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氢气体共吸附，主要应用于医药和空气压缩系统的干燥，根据不同的应用有不同的专业品种，吸附重烃。分子筛在低压下就大量吸附CO2，而且随压力升高吸附量变化不明显，在低压下脱附困难，故不能用作CO2的吸附剂。活性炭吸附CO2，分子筛吸附CO

具体应用：

空气分离装置中气体净化，脱除水和二氧化碳；天然气、液化石油气、液态烃的干燥和脱硫；一般气体深度干燥。

13X空分子筛是为满足深冷空分行业的特殊要求，进一步提高分子筛对二氧化碳和水的吸附能力，避免空分过程中出现冻塔现象而生产的专用分子筛，本

产品适用于各种大小的深冷空气分离装置，用于空分行业把空气中影响氮分离性能的少量CO2及H2O杂质彻底脱除，是空分行业专用的吸附剂。

Cu-13X分子筛用途：

该产品主要用于脱除航空煤油中极微量的有机硫（硫醇）。

Cu-13X分子筛用于航空煤油脱硫在下列工艺条件下：

①温度>130oC②压力2-3Kg/cm2③空速4时-1可把其中硫醇含量由

50PPm降至10PPm以下。

10X分子筛用途：

主要用于吸附分离芳烃及石蜡精制。

类型孔径尺寸nm 能吸附的分子不能吸附的分子

3A0.3H2O、NH3大于乙烷的分子直径

4A0.4C2H

4、C2H

6、C3H

6、SO

2、CO

2、H2S、C2H5OH大于丙烷的分子直径5A0.5C3H9～C22H46 n-C4H10,n-

C4H9OH 异构物、大于4个碳的环状物13X1.01.0nm以下的分子大于1.0nm的分子