ZSM-5分子筛简介:
1、ZSM-5沸石含有十元环,基本结构单元是由八个五元环组成的。其晶体结构属于斜方晶系,空间群Pnma,晶格常数a=20.1Å,b=19.9Å,c=13.4Å。
2、ZSM-5分子筛具有特殊的结构没有A型、X型和Y型沸石那样的笼,其孔道就是它的空腔。骨架由两种交叉的孔道系统组成,直筒形孔道是椭圆形,长轴为5.7~5.8 Å,短轴为5.1~5.2 Å。
3、ZSM-5分子筛另一种是“Z”字形横向孔道,截面接近圆形,孔径为5.4±0.2Å。属于中孔沸石。“Z”字形通道的折角为110度。钠离子位于十元环 孔道对称面上。其阴离子骨架密度约为1.79克/厘米3;ZSM-5沸石的晶体结构非常稳定。
4、ZSM-5沸石的化学组成可用氧化物表示为:Al2O3/SiO2/Na2O/H2O; ZSM-5沸石具有很高的硅铝比,根据需要可合成出不同硅铝比的分子筛而且可以在10至3000范围内变化。
5、ZSM-5沸石具有良好的耐酸性,它能耐除氢氟酸以外的各种酸。
6、ZSM-5具有高硅铝比,其表面电荷密度较小。而水是极性较强的分子,所以不易为ZSM-5所吸附。尽管水分子的直径小于正己烷,但ZSM-5对正己烷的吸附量一般大于水。
7、ZSM-5分子筛作为催化剂,只有比晶孔小的分子可以出入,催化反应的进行受着沸石晶孔大小的控制,沸石催化剂对反应物和产物分子的大小和形状表现出极大 的选择性。ZSM-5沸石十元环构成的孔道体系具有中等大小孔口直径,使它具有很好的择形选择性。所以,通常人们称ZSM-5分子筛为择形分子筛。
ZSM-5分子筛用途:
1、ZSM-5沸石的热稳定性很高。这是由骨架中有结构稳定的五元环和高硅铝比所造成。到目前为止,ZSM-5是已知沸石中热温定性最高者之一。所以将它用于高温过程是特别适宜的。
2、ZSM-5用作催化剂,采用类似于选择重整的工艺,可以增产芳烃,提高重整汽油的辛烷值,且液体产物中芳烃浓度达90%。
3、ZSM-5分子筛具有高水热稳定性、高比表面积、卓越的择形催化效果、很宽的硅铝比变化范围、独特的表面酸性和较低的结碳量。正是基于以上优点,使得ZSM-5分子筛被广泛的应用到炼油工业、精细化工及环境保护各个领域。
4、以ZSM-5分子筛为催化剂在205-225℃,在液相中将二甘醇合成1,4-二噁烷。
5、以ZSM-5分子筛为基础的著名工艺有:Mobil中馏分油脱腊工艺,即MDDW工艺;润滑油脱蜡工艺,即MLDW工艺;M-重整工艺;Mobil-Badger合成乙苯工艺;二甲苯异构化工艺;甲苯歧化工艺;甲醇制汽油工艺等。
6、OCC工艺,Propylur工艺,Superflex工艺,MOI工艺等在增产丙烯方面取得了进步,其核心技术关键是以改性ZSM-5为主要催化 剂,ZSM-5独特的酸性和选择性可以使烯烃通过低聚、裂化和歧化反应进行内部转化,增产丙烯等低碳烯烃,对缓解市场丙烯需求,合理利用C4、C5等起到 了很大作用。
ZSM-5分子筛粒度分布示意图: