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专家建议:推进分子筛的创新与应用

  文章加入时间:2018年5月


  在近日由中国通用机械工业协会气体分离设备分会主办的2018洛阳建龙(第五届)分子筛技术应用高峰论坛上,专家建议,要尽快开展新型分子筛生产技术攻关和成果集聚转化,推进分子筛的创新和应用。
  分子筛市场前景好
  中国化学会分子筛专业委员会秘书长、吉林大学教授闫文付表示,现代化工和石油加工过程约90%是催化过程,其中40%的催化反应所用催化剂为沸石分子筛。目前,分子筛已经在气体吸附分离、催化等领域广泛使用。
  “在国家发展新兴产业、去产能、节能减排等政策的推动下,2016年底以来,煤化工、石油炼化、冶金等行业对空分和其他气体分离设备需求旺盛,这也带动了吸附剂、催化剂的需求,分子筛市场增长可期。“中国通用机械工业协会气体分离设备分会秘书长徐建平说。
  国内分子筛生产企业产能规模和产值仍较小,产品结构单一且层次不高,普通吸附剂竞争激烈,能够生产高科技含量、高附加值吸附剂的企业较少;产业链条短,企业大都单纯从事分子筛的研发、生产、销售,不能直接为最终客户提供整套设备、技术工艺、工程等综合服务,缺乏向下游应用领域延伸开发的能力。
  对此,专家建议,分子筛企业要努力打破目前分子筛吸附剂与催化剂条块分割、重复研发的现状,立足于全球市场,积极开拓催化剂、吸附剂新的应用领域,提高产品档次。同时还要加强向下游企业、下游领域的渗透,通过横向和纵向联合,丰富和完整分子筛产业链。
  吸附材料:分离能力强
  对于采用低温精馏工艺的空分装置,分子筛吸附净化是装置前端一个重要的独立系统,其主要作用是吸附净化原料空气中水分、CO2、C2H2等杂质。洛阳建龙微纳新材料股份有限公司副总经理、总工程师魏渝伟表示,与前期的A型和13X型分子筛相比,洛阳建龙生产的新型的JLOX—300系列、JLPM3分子筛吸附容量显著提升,带来了企业经济效益的提升,也为空分装置长周期稳定运行以及精馏系统的安全可靠工作提供了保障。
  对于化工领域深冷空分制氧生产过程中常常伴随产生的CO2、碳氢化合物含量超标现象,洛阳建龙微纳新材料股份有限公司研发出第五代高性能分子筛。“这种新型分子筛对CO2的吸附容量明显增加,具有更高的静态和动态吸附容量,可提高分子筛整体比表面积、孔体积,进而提高分子筛吸附、解吸速率。此外,这种分子筛耐磨性良好,使用寿命大幅延长。”洛阳建龙副总经理魏渝伟说。
  据介绍,洛阳建龙生产的JLPH5型分子筛具有吸附容量大、吸附和脱附速率快、机械强度高等特点,并已在青岛石化7万吨/年聚丙烯装置中应用,实现了对丙烯和氮气的精准分离。武汉大学教授罗运柏介绍说,该装置此前排放约600Nm3/h的聚丙烯尾气,丙烯浓度50%,不满足山东省的排放要求,且年损耗丙烯840吨左右。2017年4月,采用洛阳建龙JLPH5分子筛的吸附分离尾气回收装置在青岛石化投用。装置平稳运行至今,尾气中VOCs含量<120mg/m3,分离后的尾气作为净化氮气全部回用。
  催化材料:反应活性高
  近年来,国家在油品升级、VOCs治理、废水处理等领域严格的环保要求使分子筛作为催化材料有了更广阔的用武之地。会上,闫文付介绍了吉林大学这方面的研究成果。
  针对2018年我国实行的国Ⅴ标准要求硫含量≤10μg/g ,吉林大学合成了具有多级孔结构的TS-1分子筛,具有优异的氧化脱硫反应活性,可在15分钟内将含硫物质完全脱除,满足国家标准要求。
  吉林大学还与多家公司合作开发出适用于脱硝、VOCs处理、土地盐碱化处理、废水处理、油水分离等的新型高性能分子筛。闫文付告诉记者,在脱硝方面,最主要的方法是NH3-SCR法,其主要的催化剂是Cu-CHA,吉林大学通过原位引入CuNi双金属,合成了纳米Cu-SAPO-34,提高了催化剂的高温活性;VOCs治理方面,目前国际上最先进的治理技术是分子筛转轮浓缩+蓄热燃烧技术,该技术的关键是开发高硅铝比的疏水性分子筛,吉林大学与洛阳建龙开展这方面的合作,目前100L中试实验已完成。
  此外,吉林大学还与中国辐射防护研究院、洛阳建龙在拓展分子筛应用方面开展了合作,高浓度含硼废水处理、含氟废水处理、 树脂湿法氧化废液固化等技术的研究工作正在进行中。

文章摘编自:中国化工报社·中化新网


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