分子筛温度曲线的研究与事例分析教学总结

4a分子筛吸附剂吸附曲线理论说明1. 引言1.1 概述4A分子筛吸附剂作为一种重要的吸附材料，在工业领域中有着广泛的应用。

它具有高效的分离性能和选择性，可以用于去除空气中的水分和二氧化碳等杂质。

此外，4A分子筛吸附剂还可以用于石油化工过程中的部分脱除、空分设备中的气体干燥以及天然气解液器中等多个方面。

1.2 文章结构本篇文章将围绕着4A分子筛吸附剂的吸附曲线展开论述，结构主要包括引言、理论背景、实验方法和过程、分析与讨论以及结论。

在引言部分，我们将对文章进行概述，并明确目的和重点。

然后，在理论背景部分，我们将介绍4A分子筛吸附剂以及吸附曲线概念的基本知识，并探讨基于理论的吸附曲线模型。

接下来，在实验方法和过程部分，我们将详细描述样品制备、实验设备和条件，以及测量步骤和方法。

随后，在分析与讨论部分，我们将解释吸附曲线方程的意义，并对吸附剂对吸附物质的选择性进行分析，进一步探讨吸附曲线参数与吸附能力之间的关系。

最后，在结论部分，我们将总结主要研究发现，并展望研究结果的应用前景，同时提出进一步研究的方向建议。

1.3 目的本文旨在通过理论说明4A分子筛吸附剂的吸附曲线，深入理解该吸附剂在工业应用中的性能和特点。

通过对实验方法和数据进行分析与讨论，试图揭示4A分子筛吸附剂与被吸附物质之间的相互作用机制，并探讨影响吸附能力及选择性的因素。

通过本文的研究内容，预计可以为相关领域的科学研究以及工业应用提供有益参考和指导。

2. 理论背景:2.1 4A分子筛吸附剂简介4A分子筛吸附剂是一种广泛应用于工业领域的吸附材料。

它由合成的沸石型硅铝酸盐组成，具有特定的孔隙结构和表面活性点，可用于去除水分、氧气、二氧化碳等多种杂质。

4A分子筛吸附剂因其孔径大小为4Å（埃）而得名。

其独特的化学和物理性质使其在许多工业过程中发挥重要作用。

2.2 吸附曲线概念及意义吸附曲线是描述物质在固体表面上吸附过程的关系图。

它表示了单位时间内被固体表面吸附或解析的物质量与物质浓度之间的关系。

纯化器温度趋势分析对于稳定供气的重要性摘要对吸附器在一个运行周期不同阶段的温度趋势的特有形状形成原因进行分析及总结,给出温度曲线发生各种异常变化时,判断生产中存在问题的方法及相应的处理措施。

关键词:分子筛；吸附；再生；温度曲线趋势；冷吹峰值1.前言现代浮法玻璃生产线熔化端需要纯氧气作为天然气燃烧的助燃气，锡槽端需要高纯氮气作为锡液避免氧化的保护气。

高纯氮气氧气则由空气作为原料气进入空气分离装置运用低温深冷法精馏得来的。

而空气在进入冷箱精馏塔之前需要进行净化，目的是清除空气中的水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等杂质，防止它们进入到冷箱精馏塔内上冻堵塞和发生爆炸，从而影响空分设备给玻璃生产线正常平稳供气，其运行工况直接影响空分设备的平稳运转, 是空分装置的“咽喉”部位。

二．各阶段温度曲线分析我公司空分装置纯化器采用“变温吸附”法净化空气，内部填充分子筛和活性氧化铝做为吸附剂，利用常温吸附、高温解吸来连续净化空气，分为工作吸附和加热再生两个状态,吸附过程中，空气进、出吸附器的两条温度曲线被称为“吸附温度曲线”；再生过程中,污氮气进、出吸附器的两条温度曲线被称为“再生温度曲线”。

以下结合各阶段的曲线趋势,分析探讨。

1.吸附温度曲线趋势在正常情况下,空气进纯化器温度基本不变,因而温度曲线是一条水平的直线。

而空气出纯化器温度除刚开始的一段时间较高外,以后变化也极小,因而也近似是一条直线。

空气进出纯化器温度间差值约为4～6℃，这属于正常现象。

如果空气进吸附器温度升高,则温差也会相应增大,这是因为空气温度升高使得空气中水含量增多。

1.再生温度曲线趋势2.1卸压阶段( A-B)曲线纯化器在较高工作压力下完成吸附工作,而在较低的压力下进行脱附再生。

纯化器由吸附转为再生时,首先将纯化器内的压力降下来。

这使得分子筛静吸附容量减小,原来被吸附的水分子等,便有部分会从分子筛中解吸出来。

与吸附过程的放热效应相对应,脱附再生过程是个需要吸收热量的过程。

分子筛曲线2009-02-22 23:38分子筛纯化器利用常温吸附、高温解吸来达到连续净化空气的目的，在这一交变过程中，特别需要对其进、出口温度加以监控，以掌握其使用情况。

在吸附过程中，空气进、出纯化器的两条温度变化曲线被称为“吸附温度曲线”；在再生过程中，污氮气进、出纯化器的两条温度变化曲线被称为“再生温度曲线”。

1、吸附温度曲线：一般情况下，只要空气预冷系统正常，空气进纯化器温度就不会变化，因而温度曲线是一条水平的直线。

而空气出纯化器温度除刚开始的一段时间较高外，以后变化也极小，因而也近似是一条直线。

典型的吸附温度曲线如图1所示。

空气在经过纯化器后，温度会有所升高。

这是因为空气中的水分和二氧化碳被分子筛吸附，而吸附是个放热过程。

对于全低压流程空分设备而言，空气进纯化器压力在0.5Mpa（G）左右，空气进纯化器温度约为10～15℃左右。

在这种情况下，空气进出纯化器温度之差约为4～6℃。

如果空气进纯化器温度升高，则温差也相应会有所增大，这是因为空气温度升高使得空气中水含量增多。

如果在纯化器使用过程中（刚开始使用的一段时间除外），出纯化器空气温度突然升高，而进纯化器温度和压力却较为稳定，这种情况往往显示空气已经将空冷塔的水带入分子筛纯化器了（如安龙3200m3/h制氧机分子筛进水事故时，就出现了运行中的分子筛进水导致出纯化器空气温度突然升高的现象）。

在分子筛纯化器由再生转为使用，吸附工作刚开始的一段时间内，空气出纯化器温度较高，这时出口温度要比进口高出20℃以上。

这种现象除了是由于再生过程中的冷吹不彻底造成的以外，还由于纯化器在切换至使用前的升压过程中释放吸附热所造成的。

在空分设备中用于吸附水分和二氧化碳的13X分子筛，除对极性分子如水和二氧化碳等具有吸附能力外，对非极性的氮气和氧气也有一定的吸附作用。

升压过程是一个压力上升的过程，随着压力升高，分子筛的静吸附容量增大，更多的氮气和氧气被分子筛所吸附。

分子筛露点波动分析与研究作者：黄焜来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2015年第11期黄焜中国石油大港油田天然气公司天津300280摘要院天然气净化处理装置一般都设计有脱水单元以脱除天然气中的饱和水汽，避免水结成冰或形成天然气水合物堵塞管道和设备，同时降低天然气中酸性气体（H2S、CO2）对金属设备和管道的腐蚀，提高装置运行的安全性和可靠性。

分子筛脱水作为时下一种比较先进的脱水技术在工业生产中得到了广泛运用，它具有投资少、工艺简单、露点降较大等优点。

本文论述了分子筛脱水单元的运行特点，分析了露点波动的原因，提供了若干解决方法。

关键词院天然气净化；分子筛脱水；露点回升；解决方法0引言分子筛是一种硅铝酸盐晶体，在分子筛的微观结构中有许多微孔孔道和排列整齐的空腔，它们提供了很大的比表面积（800-1000㎡/g），而且只允许直径比孔径小的分子进入微孔，而比孔径大的分子则不能进入，从而使大小及形状不同的分子分开，起到了筛分分子的作用。

根据分子筛孔径、化学组成、晶体结构及SiO4与AlO4的摩尔比不同，常用的分子筛分为A、X和Y型，天然气脱水时多用4A与5A型。

分子筛脱水法是一种深度脱水方法，其露点降可达120益以上，即脱水后的干气露点可以降到-100益以下。

分子筛脱水属于吸附法脱水，吸附过程系物理吸附，物理吸附是由分子间的范德华力引起的，当分子筛体系压力降低或温度升高时，被吸附的气体可以很容易地从固体表面脱附，而不改变气体原来的性状，故吸附与脱附是可逆过程。

在分子筛脱水工艺中，无论是两塔、三塔或多塔，都必须完成三个循环：即吸附循环、加热（再生）循环及冷吹循环。

再生循环一般有开式、闭式两种，开式循环对原料气要求较高，而闭式循环则能够保证进入干燥剂床的再生气体的洁净度。

较高的再生温度可提高分子筛的平衡湿容量，降低脱水后干气的露点值，但是过高的温度会影响分子筛的使用寿命，为了兼顾两者，分子筛的再生温度一般控制在230耀320益。

水热法制备铝硅酸钠分子筛实验报告
本实验旨在通过水热法制备铝硅酸钠分子筛，并对其物理化学性质进行研究，进一步了解分子筛的结构和应用。

实验原理：
分子筛是一种具有高度有序孔道结构的晶体材料，具有广泛的应用价值。

铝硅酸钠分子筛是一种常用的分子筛，其结构由SiO4和AlO4四面体构成的三维骨架结构和孔道组成。

水热法制备铝硅酸钠分子筛的过程中，需要将硅酸钠和硅酸铝加入到一定比例的水溶液中，加热至一定温度下进行反应，然后在适当的条件下进行晶体生长，最终得到铝硅酸钠分子筛。

实验步骤：
1.准备硅酸钠和硅酸铝的水溶液，将两种化合物按照一定比例加入到去离子水中，搅拌至溶解。

2.将水溶液转移到高压釜中，加热至180℃，维持一定时间进行反应。

3.将反应产物冷却至室温，离心分离出固体产物。

4.对产物进行热重分析，测定其热稳定性。

5.对产物进行X射线衍射分析，确定其晶体结构。

6.对产物进行氮气吸附分析，测定其孔径大小和孔容。

实验结果：
通过实验测定，我们得到了制备的铝硅酸钠分子筛的物理化学性质。

热重分析结果表明，分子筛在500℃以下具有良好的热稳定
性。

X射线衍射分析结果表明，分子筛具有典型的铝硅酸钠分子筛结构，孔径大小为0.5-1.0nm，孔容为0.2-0.3cm/g。

氮气吸附分析结果表明，分子筛具有较高的比表面积和孔容，具有良好的吸附性能。

实验结论：
本实验通过水热法制备铝硅酸钠分子筛，并对其物理化学性质进行了研究。

结果表明，制备的铝硅酸钠分子筛具有良好的热稳定性、典型的铝硅酸钠分子筛结构、较高的比表面积和孔容、良好的吸附性能，具有广泛的应用价值。

纳米MCM—41分子筛微球的制备及结构表征摘要：以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，正硅酸四乙酯为硅源合成MCM-41分子筛。

利用XRD、SEM、FT-IR、TEM和N2吸附-脱附等表征手段探究不同的反应温度及老化时间对MCM-41分子筛形貌、粒径及结构的影响。

结果显示：当反应温度在20～80℃时，合成的纳米MCM-41分子筛的颗粒形貌呈球形，随着温度的升高，球形颗粒的直径逐渐增大，当温度升高到110℃时，MCM-41分子筛呈现出不规则的颗粒形貌；当老化时间为0～15h时，纳米MCM-41分子筛的单分散度较好，但随着老化时间的增加，粒径也在增加，同时颗粒团聚也比较严重。

通过对纳米球形MCM-41分子筛形成机理的分析，得出合成纳米MCM-41分子筛微球的最优条件。

关键词：纳米球形；MCM-41；形貌；反应温度0引言文献已经报道了用表面活性剂为模板剂合成球形MCM-41分子筛的方法[12-13]。

但是从吉布斯自由能（△G）方面来探究反应温度和老化时间对MCM-41分子筛形貌和粒径大小影响的文献还未见报道。

文献中合成的球形MCM-41分子筛的粒径从微米级到毫米级，较大的粒径就限制了它们的使用范围。

因此，合成纳米级的MCM-41分子筛是必要的，纳米级的MCM-41分子筛，具有小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子尺寸效应[14]，这使得纳米球形MCM-41分子筛有着更广阔应用前景[15]。

这些应用都要求纳米级的MCM-41分子筛具有较高的分散度[16-17]。

但是，无论是常规粒径的MCM-41分子筛，还是纳米级的MCM-41分子筛[18]，都存在团聚的问题。

因此，合成分散性较好的纳米MCM-41分子筛微球具有重要的科学意义和应用价值。

MCM-41分子筛是通过表面活性剂自组装技术形成的[1]，它的形貌、孔径及粒径受反应温度、pH 值，阳离子表面活性剂等因素的影响。

本研究中以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，正硅酸四乙酯为硅源，通过调节不同的反应温度、老化时间合成MCM-41分子筛。

分子筛再生过程节能优化方案姜长泓;王静【摘要】针对以往空分装置分子筛再生周期初期设定的情况,本文提出分子筛再生周期应具有针对性,即综合考虑分子筛吸附过程的结果、再生气流量、温度等因素调整分子筛再生周期.同时建立了分子筛再生过程的能量模型,通过计算确定不同分子筛再生时所需的能量,避免不必要的能源浪费.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2014(028)002【总页数】3页(P64-66)【关键词】分子筛;再生;能量模型【作者】姜长泓;王静【作者单位】长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春130012;长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春130012【正文语种】中文【中图分类】TQ116.11近几年，随着冶金工业、石油化工、煤化工等行业的迅猛发展，空分设备技术也得到了快速发展，规模大型化、运行成本低、设备操作稳定可靠等成为发展方向。

特大型空分设备数量越来越多。

空分设备用户的市场竞争也日益激烈，如何降低运行成本就显得尤为重要，同时，国家也积极倡导节能减排[1]。

如何节能亦成为空分装置研究的热点问题。

就空分设备纯化装置而言，在分子筛再生过程中就存在一定的能源浪费。

目前，国内几乎所有纯化装置中的分子筛在再生时都按照预先设定的加热时间及N2吹扫时间进行再生，这种既不考虑分子筛在上一周期的吸附结果，又不考虑当下吹扫氮气的流量及温度等因素的再生过程势必导致部分能源做了无用功。

这种不必要的能源浪费通过对分子筛吸附程度及再生过程中各能量结构的分析是完全可以避免的。

1.1 分子筛的吸附饱和度分子筛的吸附程度可以用分子筛的吸附饱和度来表示。

针对氧化铝和分子筛双层床结构的分子筛纯化器,它的切换时间取决于Al2O3和分子筛吸附饱和的时间。

Al2O3的最长循环时间可以根据当前空气温度、湿度、Al2O3对水的吸附能力及氧化铝的填充量计算得到。

根据分子筛填充量、分子筛的吸附能力、空气流量、床层高度等计算出分子筛达到吸附饱和时所需的时间tms，选取tal、tms中较小的作为分子筛纯化器切换周期tc。

实验报告微孔分⼦筛的制备与性能测试⼀、实验⽬的1、掌握⽔热合成、溶胶凝胶等⽅法制备微孔分⼦筛的原理及⽅法；2、掌握微孔分⼦筛结构、物理化学性质的表征测试技术。

⼆、实验原理1、分⼦筛简介：分⼦筛是⼀种新型的⾼效能、⾼选择性的吸附剂，是⽤铝、硅酸钠（钙）等化学药品⼈⼯合成的⼀种泡沸⽯。

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、内表⾯积很⼤的孔⽳。

其通式如下：分⼦筛加热到⼀定温度时,其结晶⽔脱去,就形成⼀定⼤⼩的孔洞,它具有很强的吸附能⼒,能把⼩于孔洞的分⼦吸进孔内,把⼤于孔洞的分⼦挡在孔外,从⽽把分⼦⼤⼩不同的混合物分离。

因为它具有这种筛分分⼦的作⽤,所以称为“分⼦筛”。

另外它还有优良的选择吸附性,能把吸进孔洞内的分⼦进⼀步分离开,以达到纯化物质的⽬的。

2、分⼦筛的性能：具有选择吸附的性能，具有催化活性和离⼦交换的特性。

可以通过阳离⼦交换改变⼀些孔径及性能。

分⼦筛具有很⾼的热稳定性,在700℃以下保持不破坏其晶格及性能,且具有很⾼的催化活性。

除了酸和浓碱之外(使⽤范围在pHS⼀11),对有机溶剂具有很强的抵抗⼒,遇⽔不会潮解。

分⼦筛使⽤后,经再⽣仍可继续使⽤,若使⽤得当,再⽣⽅法适宜,分⼦筛的寿命是很长的。

3、分⼦筛合成⽅法：a)⽔热合成法：SAPO分⼦筛采⽤⽔热合成，通常指在密闭体系中，以⽔为溶剂，在⼀定温度（100-1000摄⽒度）和⽔的⾃⽣压⼒下，与原始⽆聊进⾏反应。

硅溶胶、正硅酸⼄酯、⽔玻璃、硅溶胶等可做硅源，拟薄⽔铝⽯、氢氧化铝、异丙醇铝、氧化铝粉等可作为铝源，⽽磷源⼀般选⽤磷酸，模板剂⼀般使⽤有机胺和季铵盐类。

b)溶剂热合成法：在合成过程中，使⽤有机溶剂代替⽔，有机溶剂的介电常数较低，受酸碱的影响不⼤，在合成过程有利于单晶的成长，在有机溶剂中同样可以合成出分⼦筛。

c)⽓相转移合成法和⼲胶转化合成法：两种⽅法⽐较相似，⽓相转移合成法是指先将不含模板剂的分⼦筛原料先⽀撑⼲胶，其液体⽤⽔与有机胺，在⼀定温度下将制成的⼲胶制备成分⼦筛，⽽⼲胶转化合成法在合成过程中只需加⼊少量的⽔，这两种⽅法其反应物的利⽤率⾼，模板剂⽤量相⽐⽔热合成法降低，操作步骤简化，合成得到的产物结晶度⾼，⽽且易于分离。

分子筛温度曲线的研究与事例分析【摘要】分子筛温度曲线的研究与事例分析--------------------------------------------------------------------------------一、分子筛纯化器的工作原理及结构特点我国第六代制氧机的一个重要特点就是采用吸附法净化空气中的水分、二氧化碳、乙炔和其它碳氢化合物。

吸附法就是用活性氧化铝、分子筛等吸附剂在常温下将空气中所含的水分、二氧化碳这些吸附质吸附在其表面上（没有化学反应），加热再生时利用吸附剂高温下吸附容量减小的特性，再把吸附质解吸出来，从而达到连续净化空气的目的。

我厂1﹟、2﹟14000m3/h制氧机以及新建的23000m3/h制氧机的分子筛纯化系统均选用卧式双层床结构的纯化器，纯化器下部装填活性氧化铝，上部装填分子筛（四车间分子筛纯化器内活性氧化铝和13X分子筛的充装量分别为5000Kg和11000Kg，五车间的为12571Kg 和17512Kg，23000m3/h制氧机为15000Kg和20000Kg）。

空压机后经空冷塔冷却的低温饱和空气从纯化器下部进入分子筛，先由活性氧化铝将其所含的大部分水分吸附掉，然后再由分子筛吸附二氧化碳、乙炔和其它碳氢化合物。

双层床结构的分子筛纯化器相比只充填分子筛的单层床纯化器具有增强吸附效果、延长使用时间、降低再生能耗、延长使用寿命的特点。

具体分析如下：活性氧化铝对于含水量较高的空气，吸附容量比较大，而且对水分的吸附热也比分子筛小，其大量吸附水分后使空气温升较小，有利于后部分分子筛对二氧化碳的吸附，而且双层床纯化器净化空气的程度比单层床更高，空气的干燥程度可以由原来露点的-60℃降到-66～-70℃，净化后空气中的二氧化碳含量也更低；采用双层吸附床，可以延长纯化器的使用时间，经试验得出：双层床结构的分子筛纯化器比单床层结构的有效工作时间可延长25～30％；活性氧化铝解吸水分容易，而分子筛较为困难，分子筛再生时其冷吹峰值需要达到120℃以上才能保证其再生完善，而活性氧化铝只需要达到80℃左右即可，这样一来就可以降低整个系统的再生温度，从而节省了再生能耗（对于双层床结构的分子筛纯化器一般将冷吹峰值控制在100℃以上，作为其再生完善的主要标志）；活性氧化铝颗粒较大，且坚硬，机械强度较高，吸水不龟裂、粉化，所以双层床的活性氧化铝可以减少分子筛粉化，延长分子筛寿命，活性氧化铝处于加工空气入口处，还可以起到均匀分配空气的作用；铝胶还具有抗酸性，对分子筛能起到保护作用。