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沸石分子篩的應用

1.干燥及凈化領域的應用

（1）脫水。利用低硅鋁比的沸石分子篩（如 A型，X型等）的極性親水性，可以進行空氣的干燥。另外近年來將乙醇摻入汽油中替代部分汽油受到廣泛重視，作為燃料的乙醇要求其中的水含量低于 0.8%，而由于乙醇和水的共沸，使得通過精餾只能得到 95%的乙醇，對于含水量較低的乙醇脫水，沸石分子篩吸附脫水是最優的選擇。

（2）凈化空氣中的污染物。隨著工業的迅速發展，H2S、SO2、NOX以及甲醛的排放量日益增多，造成的污染給人們的生活和環境帶來了嚴重的危害。

2.吸附分離領域的應用

（1）混合二甲苯的分離。混合二甲苯一般用作溶劑和汽油摻合劑廉價出售，資源浪費十分嚴重。但混合二甲苯的四個異構體：乙苯、對二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯都是重要的化工原料，因此有必要將其逐一分離。

混合二甲苯的分離方法很多，如精餾法、精密精餾法、加壓結晶法、深冷結晶法等是傳統的分離方法，但它們的共同缺點是能耗大、設備龐大、操作要求高。

吸附分離法是一種高效的分離方法，其關鍵是吸附劑的制備。由于沸石分子篩其結構的特殊性及種類的多樣化，以沸石分子篩為吸附劑來分離混合二甲苯具有很好的應用前景

（2）N2/ O2的分離。在變壓吸附（PSA）法中，沸石分子篩是利用N2/O2兩氣體在其表面平衡吸附的差異，選擇性地吸附 N2。因為 N2的極化率較大，從而 N2與沸石分子篩中的陽離子及其極性表面作用強于 O2。LiA 型沸石分子篩具有更高的 N2/O2選擇比及 N2吸附容量，但熱穩定性較差。于是，Li+、堿土金屬混合陽離子交換后的 A型沸石分子篩具有較高的 N2/O2選擇分離系數、N2吸附容量和較高的熱穩定性。另外低硅鋁比的 X型沸石分子篩引起了人們的關注。人們對其進行了各種離子交換，其 N2/O2分離選擇性較高且熱穩定性較好。

（3）提高汽油辛烷值。由于異構烷烴的辛烷值大大高于正構烷烴，因此利用吸附分離法可以脫除正構烷烴。實際應用中一般將吸附分離與 C5/C6烷烴異構化相配合，將通過吸附分離出來的正構烷烴進行異構化，從而更大程度的提高汽油的辛烷值。A 型沸石分子篩中的鈉離子被鈣離子交換達 40%以上時，它的有效孔徑可增大至 0.5nm，能滿足此分離的要求，分離中烴類混合物通過吸附床層，正構烷烴由于分子外形尺寸小于沸石分子篩孔徑尺寸可以自由進入其孔道中被吸附，異構烷烴的分子尺寸較大不能進入，則流出吸附床層為富含異構烷烴高辛烷值的物料。吸附床層吸附飽和后，用脫附劑將正構烷烴脫附送去異構化反應。 [4]

催化領域的應用

沸石分子篩具有復雜多變的結構和獨特的孔道體系，是一種性能優良的催化劑。ZSM- 5 與Y型沸石分子篩共同作用應用于 FCC 反應，以獲得較高產率的汽油、丙烯和丁烯。MCM- 22 沸石分子篩在烷基化反應上具有顯著的優勢，例如 MCM- 22 作為液相烷基化催化劑催化苯和乙烯反應制備乙苯，不僅提高了乙苯選擇性，并且 MCM- 22 本身的穩定性高，用量少，可以在反應器中進行原位再生，而其它種類催化劑則必須從反應器中取出另行再生。在短鏈烷基取代芳烴的合成反應上，MCM- 56 有更好的活性，并且不容易失活。ZSM- 22 在許多工藝中用作催化劑，但主要是用于丁烯骨架異構和正庚烷異構化兩個方面。