[發明專利]一種新型3A分子篩及其制備方法

在審

• 申請號: 201711429647.6
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108033460A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 孫玉坤;金雷;張秋雙;王治洪;梁勁
• 申請（專利權）人: 大連海鑫化工有限公司
• 主分類號: C01B39/14
• 分類號: C01B39/14;B01J20/30;C03C27/12
• 代理公司: 大連博晟專利代理事務所(特殊普通合伙) 21236
• 代理人: 于忠晶

本發明屬于分子篩領域，一種新型的3A分子篩，是將4A分子篩、金屬氧化物或金屬氫氧化物、稀土氧化物及粘結劑為原料混合，通過轉鍋噴灑含K鹽水溶液成型后再經過干燥、活化制備而成。本發明制備工藝簡單，低成本且環保。在原材料配料中減少4A原粉的使用量，選擇生產成本更加低廉的金屬氧化物或金屬氫氧化物做干燥劑有效成分，并添加一定量的稀土金屬氧化物來提高樣品的熱穩定性，加入粘結劑成分混合后，再利用含K+溶液噴灑成型，經干燥活化后制得新型的3A分子篩。

技術領域

本發明屬于分子篩領域，特別涉及A型分子篩及其制備工藝。

背景技術

隨著我國國民經濟的高速發展和科學技術的進步，對建筑節能的要求越來越嚴格。我國的建筑能耗約占全國能源消耗總量的1/4。建筑節能與諸多環節相關。國內外的實踐證明，提高建筑物圍護結構的保溫性能，特別是提高窗戶的保溫性能是防止建筑物熱量散失的最經濟、最有效的方法。中空玻璃在建筑上的應用起到了關鍵的作用。中空玻璃的生產技術最早起源于美國，由于它具有突出的獨特功能—節能，在北美、歐洲各國、日本、韓國和中國等國家得到迅速推廣、生產、應用。其國際市場日趨看好，美國在國際市場上是中空玻璃生產大國，也是消費大國之一。從國內市場來看，中空玻璃生產及使用量呈上升勢態：1995年70.3萬m2，1997年95.98萬m2，2000年使用量逾500萬m2。由此可以看出中空玻璃在國內外市場有著廣闊的發展前景。

中空玻璃是由玻璃密封膠、間隔框及干燥劑組成。其中用于中空玻璃的分子篩干燥劑有兩類：A類和X類，其主要作用是吸附空氣層內的濕氣，所以選用分子篩時就要考慮分子篩的吸水能力。在溫度為21℃，結露點為-40℃時，13X的吸水能力最高，每100克干燥劑可吸附水16克，4A次之，3A最小，每克吸附水13.5克，由此可以看出選用13X應是吸水效果最好的，但13X吸水同時也吸附空氣，這樣就會改變中空玻璃內的氣體量，從而造成玻璃的撓曲。而3A由于其孔徑較小，只吸附水，不吸附空氣，即選用可以在有效吸附中空玻璃濕氣的同時，又對玻璃不造成影響，因此研究3A分子篩有著極其重要的意義。

與此同時，對于如烯烴的一些需要干燥的體系，雖然4A、5A、13X分子篩有高吸水量被廣泛應用于各種干燥過程中，但這些分子篩在吸水的同時還能吸附其它分子，即某些烯烴的干燥體系只能用3A分子篩，因為3A分子篩只能吸附水分子而不吸附其它物質，故高效的3A分子篩有著廣闊的發展前景。

而現有型體3A分子篩主要有兩種生產工藝：一是傳統制備工藝，用合成4A沸石原粉與KCl溶液進行離子交換，得到3A沸石，再配入黏土，采用滾動和擠壓等成型工藝，制造成條形或球形產品，經過烘干和活化焙燒，得到分子篩產品；該工藝存在的最大問題是其KCl的消耗量巨大，生產1噸的3A沸石一般要消耗500~1000Kg氯化鉀，同時利用4A原粉進行交換，需要打漿、過濾、洗滌以及相應的設備來完成操作，過程繁瑣；二是針對上述工藝研究者們開發出的生產新工藝，如CN103721673A中介紹先將4A沸石和黏土礦物進行混合，然后造球、擠條成型，再經過烘干焙燒后再進行K+離子交換，經過二次烘干焙燒得到型體3A分子篩，該工藝雖然在一定程度上降低了KCl的使用量，但是仍然有交換洗滌過程及廢液產生。

CN105800638A在上述工藝的基礎上，又提出一種固態離子交換工藝：即由4A分子篩原粉與含鉀元素的電解質及粘土為原料，經加水混合成型后，直接焙燒而成。該工藝方案提供了一種低能耗和零排放的3A分子篩制備方法。但利用純相的3A分子篩干燥劑仍然存在生產成本高，且4A原粉的合成依舊存在廢水污染環境問題。

發明內容

本發明要解決的問題是：克服傳統3A分子篩生產工藝消耗鉀鹽量大，消耗能源多、污染嚴重等問題，借鑒固態離子交換工藝，調整物料配比、工藝方法，提供一種新型3A分子篩，產品穩定性優良，另外提供其制備工藝，生產成本低，環境友好。