活化沸石的物理性質(zhì)
2023.08.22
活化沸石是一族含水的具有連通孔道的呈架狀構(gòu)造的堿或堿土金屬的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物；活化沸石是具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦產(chǎn)資源，是從20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的新型非金屬工業(yè)原料。隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，人們加深了對(duì)活化沸石礦產(chǎn)的成礦地質(zhì)特征和工業(yè)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。由于活化沸石具有的物理化學(xué)性能，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等方面的使用日益廣泛。在其它領(lǐng)域里潛在的新用途也正在引起人們的高度重視。活化沸石的開發(fā)應(yīng)用研究工作已取得新成果并被廣泛的利用。
一切固體物質(zhì)表面的原子或分子和固體內(nèi)部的原子或分子所處的狀態(tài)是不同的。在固體內(nèi)部原子或分子所受的吸引力是對(duì)稱的，它均勻地分布在周圍的原子或分子上，處在力場(chǎng)飽和的平衡狀態(tài)；而表面的原子或分子所受的力則是不對(duì)稱的，也就是說(shuō)固體表面有過(guò)剩的表面自由能，即表面有吸附力場(chǎng)存在，這種吸附力稱為色散力，是固體表面對(duì)氣體或液體具有吸附作用的原因。當(dāng)氣體或液體進(jìn)入吸附力場(chǎng)作用范圍時(shí)，就會(huì)被吸附，從而降低固體表面的自由能。這種不飽和力場(chǎng)的作用范圍，大約相當(dāng)于分子直徑的大小，也就是幾埃左右。從上述情況可知，一切固體物質(zhì)的表面都有吸附作用。實(shí)際上，只有多孔物質(zhì)或磨得很細(xì)的物質(zhì)，由于具有很大的表面積，才有明顯的吸附作用，被稱為吸附劑。如活性炭、硅膠、活性氧化鋁和活化沸石等。
活化沸石催化劑在己內(nèi)酰胺組成中的使用
己內(nèi)酰胺的傳統(tǒng)工藝采用有毒的羥胺及腐蝕性強(qiáng)的,且發(fā)生很多副產(chǎn)品硫酸銨。新開發(fā)的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝是先將苯部分氫化為,然后在氫型ZSM-5沸石催化劑上水合為;脫氫為環(huán)已酮,再在鈦硅分子篩(TS-1)催化劑上與H2O2和NH3反響生成肟;肟 Beckmann重排成為己內(nèi)酰胺。
Eni chen公司于1995年和1996年開發(fā)了鈦硅分子篩,并用于肟生產(chǎn)進(jìn)程,替代了原有雜亂技術(shù),其副產(chǎn)物O2和H2O對(duì)環(huán)境無(wú)害。在Beckmann重排進(jìn)程中,傳統(tǒng)工藝以為催化劑。日本住友公司研討了以MFI結(jié)構(gòu)沸石為催化劑的流化床連續(xù)生產(chǎn)工藝,其催化劑為全硅分子篩,反響床層溫度為350℃。反響200h后,當(dāng)肟轉(zhuǎn)化率為99.6%時(shí),己內(nèi)酰胺選擇性為95.7%若在流化床后邊加一固定床,環(huán)已酮肟轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.9%以上。
