恒业分子筛

上海恒业分子筛有限公司——实习报告

一．生产实习地点

上海恒业分子筛有限公司

二．公司背景

上海恒业化工有限公司（SEC）创办于1992年。公司坐落在上海奉贤区李窑工业区，拥有资产7000多万元，其中固定资产4000多万，占地50000平方米，建筑面积30000余平方，是中国最大的分子筛制造企业之一，本公司已通过方圆标志认证集团ISO9001：2000质量管理体系。公司支柱产品分子筛、氧化铝、硅胶、催化剂以及PSA-O2（VSP）、XH系列、镍基、银基、钯基催化剂等广泛应用于空分、石化、气体净化、中空玻璃、溶剂、制冷系统、汽车领域及油漆等行业。产品不但畅销国内市场，而且远销欧洲、美国、中东和亚洲等国家和地区。公司采用ISO9001：2000质量标准体系实行科学管理，设立了质量检测中心，技术研发中心等，公司年生产能力达8000吨。公司坚持研发创新、技术创新、产品创新、营销创新，不断向“产业经济规模化、经营体制集团化、资产运营资本化、市场营销国际化”的宏伟目标迈进。

三．实习内容

1.概述

分子筛有天然沸石和合成沸石两种。

天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质沉积岩在海相或湖相环境中发生反应而形成。目前已发现有1000多种沸石矿，较为重要的有35种，常见的有斜发

沸石、丝光沸石、毛沸石和菱沸石等。主要分布于美、日、法等国，中国也

发现有大量丝光沸石和斜发沸石矿床，日本是天然沸石开采量最大的国家。

因天然沸石受资源限制，从20世纪50年代开始，大量采用合成沸石。

2.分子筛的结构

天然沸石或人工合成的硅铝矿物，也就是分子筛，它们具有单一的晶体结构，并且，晶体结构中微孔取决于含有四元环或六元环连接的硅铝笼的排列，这些硅铝笼包含在分子筛骨架结构当中，它们一般通过规则的孔道连接，具有分子级尺寸大小。这种结构能够允许尺寸

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相当或比孔道尺寸小的分子通过，而将其他的分子阻挡在分子筛的外部，因此，它是一个非常出色的吸附剂。

3.分子筛的分类

低硅（Si/ Al=1.0～1.5）

中硅（Si/ Al=2.0～5.0）

高硅（Si/ Al=10～100）

全硅分子筛

通过本次实习，所了解的是低硅分子筛中的A 型（Si/Al≈ 1.0），其中又分为K型(3A型)，Na型(4A型)，Ca型(5A型)。3A和5A型分子筛都是以4A为原粉，通过混料成型等步骤而制得。

4.分子筛吸附原理

分子筛是人工水热合成的硅铝酸盐晶体,其硅铝比不同生成各种不同型号分子筛.如:A 型,X型,Y型等,并经过交换不同的金属阳离子则变成同类型不同类别的分子筛.依据晶体内部孔穴大小吸附或排斥不同的物质分子,同时根据不同物质分子极性或可极化度而决定吸附的次序,达到分离的效果,因而被形象的称为”分子筛”.分子筛的孔径分布是非常均一的,因而分

子筛比其他类型吸附剂更具有其独特的优越性。

5.分子筛特点

具有极高，深度干燥分离度

可以有效地避免分离时所产生共吸附现象，提高产品得率

可以在同一系统中同时完成干燥和物质的纯化

在较高的温度条件下，同样具有一定的吸附容量

分子筛系统较其他干燥和分离装置，设备投资低，运转成本低

6.分子筛作用

用来吸附水或者气体，吸附能力达到自身质量的20%

通过调节自身孔径大小进行选择性吸附

作为催化剂载体

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四．生产工艺流程及设备

1.混料

将原粉与粘结剂共混后放入锥形混合器，滚动搅拌使两种成分分散均匀。湿法成型时一般加入高岭土作为粘结剂，所得成品分子筛粒径可达1.6~2.5mm，抗压能力也大大提高，达到100N。干法成型时则加入凹凸棒作粘结剂。

2.成型

成型指将混好的料加入成型机（又称糖衣机）中随圆筒转动，在离心力的作用下原料粉末在滚动过程中相互包裹，直径不断增大，由细粉状变为颗粒状。成型分为湿法成型和干法成型，由于粘结剂和原粉需要在水存在的条件下才能发生粘结作用，因此，湿法成型是指在混料时已将适当水份混入原粉中，混合后的带水的原粉、粘结剂直接加入成型机圆筒中滚动成型。干法成型是指在混料时不加入水份，而在成型过程中边加原料边喷洒水份。

3.抛光

抛光是使颗粒表面光滑，使尺寸均匀。抛光机滚筒内壁呈一颗颗隆起的珠状，这样可使挤压力和接触面积更大，以达到良好的工艺效果。

抛光后，需经一道检验程序方可进行干燥活化。

4.干燥

经过抛光和检验的分子筛被运入带式烘箱，使其有足够长的时间将分子筛颗粒内的水份烘干，若残留有水份，则在活化时分子筛孔径内的水分子会撑大其颗粒直径，影响标准工艺结果，甚至使分子筛遭到破坏。干燥过后经过提升机和筛分程序，进入活化炉。

5.活化

活化装置是由液化气加热的一个倾斜的滚筒构成，活化温度达到600~700℃的高温。高温活化失去水后，晶体内部就形成了许多孔径大小均一的微孔，具有很强的吸附能力，能把有效直径小于其孔径的分子吸进孔内，而不能吸附大于其孔径的分子，从而能起筛分子的作

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用。而与原粉混合的粘土经高温活化后产生磁化，即具有一定的抗压强度。

6.离子交换

4A分子筛的基质是氧化钠、氧化铝、二氧化硅和结晶水，离子交换法通常在水溶液中将Na分子筛转变为含有所需阳离子的分子筛，3A分子筛是将4A分子筛中Na离子用K离子代替，孔径变为3×1010 m。5A分子筛是将4A分子筛中Na离子用Ca离子代替，孔径变为5×1010 m。离子交换是在第一次活化后进行的，交换完毕需再进行一次干燥活化，从而获得了不同规格的分子筛，以适应不同的产品需求。

7.包装

经过最后的振动筛，将尺寸不合格的产品回收，合格的产品经称重后封箱包装，并储存。

五．质量检验

1.穿透曲线测试仪

原理：

将定量的分子筛放入恒温箱的一根柱子内，然后不断向恒温箱通入CO2和N2的混合气体（其中含450ppm CO2），分子筛吸收CO2排出N2，通过测定箱内CO2的含量，可获知分子筛的吸附性能。随着分子筛的不断吸收，箱内CO2含量将不断增大，当分子筛孔径已全部发挥作用吸附了CO2，柱子将被穿透，CO2含量趋于饱和。此时记录穿透时间，即用来评价分子筛的动态吸附性，时间越长，说明分子筛的利用率越高。

2.X射线衍射仪

原理：

利用晶体学原理，将X射线照射至样品（粉末状）表面，通过表面反射信号得到XRD谱图，对比不同样品的谱图，可获知分子筛成分中有哪些相，即晶体的结构。晶体骨架越空旷，吸附性能越好。

3.卡尔费修水分测定仪

原理：

通过卡氏试剂，进行化学滴定，用电位计测得分子筛中吸附的水分含量，可用来反映反应进行的程度。

4.样品室

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陈列不同规格的样品。其中样品的颜色也各不相同，这主要是由于使用不同的粘结剂所引起的。

5.天平室（KTU动态测试单元）

原理：

在一定温度下，在一含有分子筛的密闭容器中充入一定量的纯N2，随着分子筛对N2的吸附，压力逐渐减小，通过压力传感器测得N2变化的速率和总量，即获得了分子筛对N2的动态吸附性。

分子筛的称取要在湿度一定的手套箱中进行，以防止水分或其他气体被吸附，影响其性能。

6.吸附室（DET）

原理：

测CO2

在石英弹簧下的空篮内悬挂一定量分子筛，石英弹簧外玻璃管内通入一定量的CO2，当分子筛吸附CO2后质量发生变化，由于弹簧的弹性系数一定，可通过测高仪测量长度变化测得分子筛样品的质量变化，可获知分子筛对CO2的静态吸附能力。（分子筛m = 篮子m –干样品m，吸附CO2 m = 吸附后篮子m –干样品m）

测H2O

用饱和食盐水干燥样品后，放入水湿度恒定（75%）的吸附缸，存放24小时，分子筛吸水饱和，测量吸附前后的质量差，可获知分子筛对H2O的静态吸附能力。

7.其他

用EDTA进行化学滴定，检测分子筛中Al离子和Na离子是否为1：1

振实密度仪测分子筛的堆重和密度，堆重越大，吸附总量越多

强度仪测分子筛的抗压强度，即多少压力可使颗粒破碎，抗压能力若太低，容易在使用过程中粉碎，堵塞通道

粉尘测试仪测分子筛的落粉度

火焰光度计测3A分子筛的例子交换度

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六．产品应用

1.3A分子筛（0.4K2O 0.6Na2O Al2O3

2.OSiO2 4.5H2O）

3A分子筛的孔径为3A，主要用于吸附水，不吸附直径大于3A的任何分子，根据工业上的应用特点，我们生产的分子筛具有更快的吸附速度、更多的再生次数、更高的抗碎强度及抗污染能力，提高了分子筛的利用效率并延长了分子筛的使用寿命，是石油、化工行业中气液相深度干燥、精炼、聚合所必需的首选干燥剂。

2.4A分子筛（Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O）

4A分子筛的孔径为4A，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。

3.5A分子筛

5A分子筛的孔径为5A，能吸附小于该孔径的任何分子，主要应用于正异构烃分离、变压吸附分离及水和二氧化碳的共吸附，基于5A分子筛的工业应用特点，我们生产的5A分子筛选择吸附性高、吸附速度快、特别适用于变压吸附，可适应各种大小的制氧、制氢、制二氧化碳等气体变压吸附装置，是变压吸附行业中的精品。

七．感想及总结

确切来讲这是我第一次进入企业，并参观车间生产线，亲临观看生产工艺流程。在学校里的理论学习或许比较深刻和透彻，但缺乏了实践的机会，可能就会显得有些枯燥乏味，这次的生产实习让我们体会到，实践出真知。唯有理论知识与生产实践相互结合起来，才会让我们意识到学以所用的巨大魅力。参观车间的生产流程线后，感觉到了每一个成品都需要经过的严格的工艺程序，而每一个工艺参数的确定都是经过了实验比较得出的最佳结果，这就需要充分发挥自己所学的理论知识。面对实践的考验，也就是对我们所学知识的检验，这是了解一个化工生产工艺过程的关键步骤，有机会进入到每个流程，这是在学校里不可能有的机会。此外，该企业分析实验室给我留下的印象比较深刻，实验室设备品种齐全，可测试样品不同方面不同环境下的性能，这对于不断提升产品性能，拓宽企业产品应用范围是十分有利的。