第7章 2沸石分子筛.ppt

在空气分离过程中，用低温吸附法将氮、氧、 氢等气体分离后，可得到氦和氖的混合气，氖含量 约为75%，采用等温吸附方法进行氦和氖的分离 　　选用13X沸石作吸附剂，吸附温度为-196?C， 这时分离系数?=5.3 超纯氢的制备：电解氢中常含有氧、氮、氩、 二氧化碳、甲烷及微量的水分，用5A沸石在液氮温 度下进行高选择性吸附，可制备纯度为本7个“9”的 超纯氢 Fig. Diagram showing the He-Ne separation apparatus by pressure-swing process 13X zeolite as adsorbent temperature-=?196C? ? 气体分离 目的：利用5A沸石作为吸附剂，从直馏汽油、煤油和柴油馏分中分离 正构烷烃，以生产高辛烷值汽油、低冰点喷气燃料和低凝点柴油，分离出 的高纯度正构烷烃是生产易生物降解的洗涤剂、增塑剂、脂肪酸、合成蛋 白、仲醇及?－烯烃的原料 液相法工艺：UOP: Molex法　　　　　 　　气相法工艺：BP: NS-2法 UCC: Isosiv法 　　　　　Exxon: Ensorb法　　　 　　　　　 Texaco: TSF法 　　　　　 VEB LaunaWerke: Parex法 ? 沸石分子筛吸附脱蜡 Fig. “LINDOX” PSA system Molex法： 流程：液相模拟移动床技术 吸附剂：ADS-12，ADS-14，UCC生产 脱附剂：正戊烷 原料要求： 水含量5?10?6 ， 硫含量1?10?6， 氮含量1?10?6， 溴指数200 ，无氧 产品指标： 正构烷烃收率95％， 正构烷烃纯度98.5％， 芳烃含量0.14% Fig. Diagram showing the moving bed apparatus 7. 沸石分子筛的催化性能 沸石催化的工业应用是基于下列几个特性： a) 结构确定，并具有很好的热稳定性和水热稳定性 b) 分子筛特性 c) 高反应活性 d) 独特的选择性 e) 对含硫和含氮化合物具有高的抗中毒能力 f) 具有将高度分散的金属保留在骨架结构中的能力 g) 在固体上引起酸性非常强，而又不造成材料腐蚀的能力 沸石的催化反应 酸催化反应 双功能催化反应 氧化反应 碱催化反应 ? 沸石的催化反应 酸催化反应：裂化、异构化、烷基化、歧化、水合和脱水等 反应机理：正碳离子机理 正碳离子的生成： 正碳离子的反应： 裂化（?-断裂） 异构化 芳烃异构化和歧化 乙烯的水合 2-丙醇的脱水 双功能催化反应：金属起加氢和脱氢作用，沸石提供酸活性 Pt(Pd)/HM催化剂上烷烃的异构化 Ga/ZSM-5催化剂上烯烃环化制芳烃 氧化反应 催化剂：钛硅沸石(TS-1) 含过渡金属杂原子的分子筛(MeAlPO, MeSAPO, Me-MCM-41) 分子筛负载金属络合物 反应：苯酚的羟基化 烯烃的环氧化 环己烷氧化制环己酮 烷烃氧化 甲苯氧化制苯甲酸 有机合成反应 Beckmann重排反应：外表面硅烷化的高硅HZSM-5 烷基芳烃的酰化反应： 异丁烯和氨反应生成叔丁胺：HY沸石 异丁烯和甲醇反应生成MTBE：含硼沸石 氯化、溴化、碘化、硝基化等亲电取代反应 亲核加成反应：酸-烯烃、醇-羰基化合物、硫化氢-烯烃、磷化氢-烯烃等 碱催化剂反应： 制备：Y或L型沸石在NaCl溶液（0.01mol/l）中回流，进行离子交换， 以补充阳离子的不足；在氧气氛中干燥脱水；用叠氮酸钠（NaN3）的 甲醇溶液浸渍；在特殊的反应器中，在干燥的N2气流下，先后进行慢 速升温（1K/min）和快速升温（25K/min ），使NaN3发生热分解 523?673K）。 热分解后形成三种类型的沸石钠原子簇：