實習一上海恒業分子篩公司
一、實習地點：上海恒業分子篩公司
二、實習時間：6月26日
三、實習目的：
通過本次參觀了解分子篩的從發現到發展所經歷的過程、生產工藝流程及分子篩產品分類和基本效能，並了解生產過程中各環節所使用裝置的功能。
三、公司簡介：
上海恒業化工****，創辦於2023年。公司坐落在上海奉賢區李窯工業區,是集科研、開發、生產和經營於一體的綜合型企業，公司擁有資產7000多萬元,占地50000平方公尺,建築面積30000餘平方公尺,是中國最大的分子篩製造企業之一,公司通過中國方圓標誌認證公司iso9000：2000質量體系認證。
公司生產的中空玻璃專用分子篩已在中空玻璃、冰箱冷櫃等生產企業被首選採用。 公司以原材料加工成型為主，不涉及生產過程。公司以4a分子篩為原料生產3a和5a型分子篩。
公司支柱產品分子篩、氧化鋁、矽膠、催化劑以及psa-02（vsp），xh系列，鎳基，銀基、鈀基催化劑等，廣泛應用於空分，石化，氣體淨化，中空玻璃，溶劑、製冷系統，汽車領域及油漆等行業，產品不但暢銷國內市場，而且遠銷歐洲，美國，中東和亞洲等國家與地區。
公司技術力量強大，有博士，碩士等專業技術人員構成的隊伍，有多年從事化工產品資源研究與開發的資深專家，有不斷開發新產品的技術儲備，並在專案研究開發，生產工藝確定、質量標準提高、產品質量檢驗方面建立了一套科學完整的執行體系，有符合國家標準的多功能的生產車間及大型檢測、分析儀器組成的中心化驗室。
四、分子篩介紹
分子篩：是一種具有立方晶格的矽鋁酸鹽化合物，主要由矽鋁通過氧橋連線組成空曠的骨架結構，在結構中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態的水。
由於水分子在加熱後連續地失去，但晶體骨架結構不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有「篩分」分子的作用，故稱為分子篩。目前分子篩在冶金，化工，電子，石油化工，天然氣等工業中廣泛使用。
氣體行業常用的分子篩型號；
a型：鉀a(3a)，鈉a(4a)，鈣a(5a)
x型：鈣x(10x)，鈉x(13x)
y型：鈉y，鈣y
分子篩吸濕能力極強，用於氣體的純化處理，儲存時應避免直接暴露在空氣中。存放時間較長並已經吸濕的分子篩使用前應進行再生。分子篩忌油和液態水。
使用時應盡量避免與油及液態水接觸。工業生產中乾燥處理的氣體有，空氣，氫氣，氧氣，氮氣，氬氣等。用兩隻吸附乾燥器併聯，乙隻工作，同時另乙隻可以進行再生處理。
相互交替工作和再生，以保證裝置連續執行。乾燥器在8-12℃下工作，在加溫至350℃下衝氣再生。不同規格的分子篩再生溫度略有不同。
分子篩對某些有機氣相反應具有良好的催化作用。
又稱泡沸石或沸石，是一種結晶型的鋁矽酸鹽，其晶體結構中有規整而均勻的孔道，孔徑為分子大小的數量級，它只允許直徑比孔徑小的分子進入，因此能將混合物中的分子按大小加以篩分。故稱分子篩。沸石是具有（四面體）骨架結構的鋁矽鹽酸，其骨架中的每乙個氧原子都為相鄰的兩個四面體所共用。
這種結構形成了可為陽離子和水分子所佔據的大晶穴。這些陽離子和水分子有較大的移動性，可以進行陽離子交換和可逆的脫水。化學組成通式為[m2(ⅰ),m(ⅱ)]o·al2o3·nsio2·mh2o 式中m（ⅰ）和m（ⅱ）分別為一價和二價金屬（通常為鈉、鉀、鈣、鍶、鋇等），n成為沸石的矽鋁比，一般n=2-10(含烷基銨離子的沸石矽鋁比可高達20以上)，m=0-9。
分子篩在化學工業中作為固體吸附劑，被其吸附的物質可以解吸，分子篩用後可以再生。還用於氣體和液體的乾燥、純化、分離和**。20世紀60年代開始，在石油煉製工業中用作裂化催化劑，現在已開發多種適用於不同催化過程的分子篩催化劑。
種類根據沸石分子篩的**不同，有自然界中生成的天然沸石和人中製造的合成沸石兩大類。①天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰質沉積岩在海相或湖相環境中發生反應而形成。目前已發現有1000多種沸石礦，較為重要的有35種，常見的有斜發沸石、絲光沸石、毛沸石和菱沸石等。
主要分布於美、日、法等國，中國也發現有大量絲光沸石和斜發沸石礦床，日本是天然沸石開採量最大的國家。②因天然沸石受資源限制，從20世紀50年代開始，大量採用合成沸石。
性質分子篩為粉末狀晶體，有金屬光澤，硬度為3～5，相對密度為2～2.8，天然沸石有顏色，合成沸石為白色，不溶於水，熱穩定性和耐酸性隨著sio2/al2o3組成比的增加而提高。
（一）分子篩吸附效能特點：①較高的比表面和吸附容量：分子篩晶體的大量孔穴和孔道，使其具有很大的比表面積，因此色散力強。
結構比較空曠的沸石與活性炭的比表面積(800～1050m2/g)相近，結構空曠度較低的沸石也與微孔矽膠(500～600m2/g)相近，都明顯高於活性氧化鋁的比表面積(200～400m2/g)。又因為晶體內部各種構造形式的籠內充填著陽離子，並且矽(鋁)氧四面體骨架也有負電荷，在這些離子周圍形成強大的電場，從而還有強大的靜電引力。晶體內外表面過剩自由能所決定的色散力和這種靜電引力的存在，使得沸石有優良的吸附效能。
生產方法有水熱合成、水熱轉化和離子交換等法：
①水熱合成法用於製取純度較高的產品，以及合成自然界中不存在的分子篩。將含矽化合物（水玻璃、矽溶膠等）、含鋁化合物（水合氧化鋁、鋁鹽等）、鹼（氫氧化鈉、氫氧化鉀等）和水按適當比例混合，在熱壓釜中加熱一定時間，即析出分子篩晶體。合成過程可用下式表示：
工業生產流程中一般先合成na-分子篩，如13x型與10x型分子篩的合成。在水熱合成過程中新增某些新增劑可以改變最終產品的結構，如加入季胺鹽可得到zsm-5型分子篩。
②水熱轉化法在過量鹼存在時，使固態鋁矽酸鹽水熱轉化成分子篩。所用原料有高嶺土、膨潤土、矽藻土等，也可用合成的矽鋁凝膠顆粒。此法成本低，但產品純度不及水熱合成法。
③離子交換法通常在水溶液中將na－分子篩轉變為含有所需陽離子的分子篩，通式如下：
式中 z-表示陰離子骨架，me+表示需交換的陽離子，例如nh2-、ca2+、mg2+、zn2+等,原料通常為氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽。溶液中不同性質的陽離子交換到分子篩上的難易程度不同，稱為分子篩對陽離子的選擇順序，例如：13x型分子篩的選擇順序為ag+、cu2+、h+、ba2+、au3+、th4+、sr2+、hg2+、cd2+、zn2+、ni2+、ca2+、co2+、nh2-、k+、au2+、na+、mg2+、li+。
常用下列引數表示交換結果：交換度，即交換下來的na+量佔分子篩中原有na+量的百分數；交換容量,為每100克分子篩中交換的陽離子毫克當量數；交換效率，表示溶液中陽離子交換到分子篩上的質量百分數。為了製取合適的分子篩催化劑，有時尚需將交換所得產物與其他組分調配，這些組分可能是其他催化活性組分、助催化劑、稀釋劑或粘合劑等，調配好的物料經成型即可進行催化劑的活化。
由此構成的蛋白多醣聚合體曲折盤繞，形成多微孔的篩狀結構，稱為分子篩。分子篩只允許小於其微孔的物質通過，對大於其微孔的大分子物質、細菌等則具有屏障作用。使基質成為限制細菌等有害物質擴散的防禦屏障。
溶血性鏈球菌和癌細胞等能產生透明質酸酶，分解蛋白多醣，破壞基質結構，得以擴散。蛋白多醣聚合體上還結合著許多親水基團，能結合大量水分子，形成細胞外「儲水庫」。
天然沸石或人工合成的矽鋁礦物， 也就是分子篩， 它們具有單一的晶體結構，並且，晶體結構中微孔取決於含有四元環或六元環連線的矽鋁籠的排列，這些矽鋁籠包含在分子篩骨架結構當中，它們一般通過規則的孔道連線，具有分子級尺寸大小。這種結構能夠允許尺寸相當或比孔道尺寸小的分子通過，而將其他的分子阻擋在分子篩的外部，因此，它也是乙個非常出色的吸附劑。
五、工藝流程及各環節使用裝置及作用：
（一）a型分子篩的生產工藝流程圖
（二）工廠主要生產工藝流程：
（三）生產工藝流程各個環節的生產步驟及裝置：
（1）混料：
右圖是混料機：把分子篩原粉和對應粘土放入混料裝置中，使其混合均勻。其中濕法成型，水加到原料裡面，成型過程中不用再加水。
原料：分子篩原粉、粘土
4a分子篩作為加工原材料，粘土作為粘結劑。粘土包括高嶺土、凹凸棒土。濕法成型時用高嶺土，乾法成型時用凹凸棒土。
（2）成型：
右圖是成型機：作用是原粉加入粘結劑後定型成顆粒（有球形、條形、三片狀形和無定形，因為球體的表面積最大，所以成型以球形為主）；通過調節滾筒轉動的快慢調節顆粒成型的快慢，調劑時間來控制顆粒的半徑。
（3）拋光機：
與成型機不同在於桶內壁有乙個乙個的凹槽，通過分子篩之間及與內壁凹槽之間的摩擦擠壓使分子篩的表面變得光潔，這一步驟的作用是用以提高分子篩的產品效能。
（4）乾燥：
上圖為帶送烘箱（乾燥器），其作用是，通過傳送帶將拋光後的分子篩經過烘箱連續加熱將分子篩的含水量從35%下降到10~15%。
若不乾燥徹底，水蒸氣將會沖壞分子篩，經過烘箱的分子篩其總水份量應控制在25%，其中顏色為黑色的分子篩為烘乾不徹底所致。
生產的原料為沸石，自然界的沸石分子篩一般是由處在海邊或湖邊的火山灰形成的，當然也可以在水熱條件下合成。這類材料具有很重要的物理化學效能，這就是我們平時所說的分子篩材料。
（5）活化：
右圖為活化窯，其溫度應控制在600-700℃，其作用是高溫培燒，粘結劑磁化，分子篩含水量降到1.5%
（6）振動篩：
右圖為振動篩，通過振動篩分，從而保證分子篩顆粒的均勻性。若不符合標準尺寸的分子篩從另外一邊篩出，可將其粉碎成原粉再進行加工。
六、產品介紹及作用機理：
（1）a型分子篩
3a分子篩:
化學式：2/3k2o.1/3na2o.al2o3.2sio2.9/2h2o
適用範圍：乙烯純製及化工、石油、醫藥等工業用乾燥劑
4a分子篩:
化學式：na2o.al2o3.2sio2. 9/2h2o
適用範圍：各種化工氣體和液體、冷凍劑、藥品、電子材料及易變物質的乾燥，氬氣純化
5a分子篩:
化學式：3/4cao.1/4na2o.al2o3.2sio2.9/2h2o
適用範圍：化工、石油、天然氣和其他工業用氣體及液體的乾燥和精製
（2）x型分子篩
10x分子篩
化學式: 4/5cao·1/5na2o·al2o3·(2.8±0.2) sio2·(6-7)h2o
適用範圍： 除具有脫水乾燥作用外，主要用於脫除液體石臘中的芳烴，分離煤油，汽油餾份中的芳烴，以及石油餾份中的分離環烷烴
13x分子篩
化學式：na2o.al2o3.(2.8±0.2).sio2.(6-7)h2o
適用範圍：工業上用於一般的氣體乾燥，空分裝置原料的淨化（同時去除水和二氧化碳）以及液態碳氫化合物和天然氣的脫硫（支除硫化氫及硫醇）
（3）作用機理
分子篩的乙個重要作用是晶體的外表面吸附多種吸附物。對於分子篩的研究表明，其外表面提供了乙個精確的被吸附的分子尺寸。如果被吸附物的分子超過該尺寸，就不能進入晶體內部，只能被吸附在外表面。
表面吸附作用(也發生在非結晶體的表面，如矽膠，這是很弱的，而在晶體內部有成千上萬的晶體空隙和槽，進一步吸附分子。分子篩由矽、鋁和氧原子組成。這些分子的離子電荷在穩定的晶體中加起來的總和應是零。
為平衡正負負荷，加入鉀、鈉、鈣等正電荷離子。帶有正負離子的巨大的面被稱做吸附場。在吸附物與被吸附物之間有很強的吸引力，需要很大能量的(一般是熱能)才能消除吸引力，還原成篩子。
隨著被吸附物的濃度增加，密度電荷場增強以至於幾乎沒有幾層被吸附分子存在。最終，被吸附物接近滿負荷，孔被填滿，類似於毛細管冷凝。
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