在近日由中國通用機械工業協會氣體分離設備分會主辦的2018洛陽建龍(第五屆)分子篩技術應用高峰論壇上,專家建議,要盡快開展新型分子篩生產技術攻關和成果集聚轉化,推進分子篩的創新和應用。
分子篩市場前景好
中國化學會分子篩專業委員會秘書長、吉林大學教授閆文付表示,現代化工和石油加工過程約90%是催化過程,其中40%的催化反應所用催化劑為沸石分子篩。目前,分子篩已經在氣體吸附分離、催化等領域廣泛使用。
“在國家發展新興產業、去產能、節能減排等政策的推動下,2016年底以來,煤化工、石油煉化、冶金等行業對空分和其他氣體分離設備需求旺盛,這也帶動了吸附劑、催化劑的需求,分子篩市場增長可期。“中國通用機械工業協會氣體分離設備分會秘書長徐建平說。
國內分子篩生產企業產能規模和產值仍較小,產品結構單一且層次不高,普通吸附劑競爭激烈,能夠生產高科技含量、高附加值吸附劑的企業較少;產業鏈條短,企業大都單純從事分子篩的研發、生產、銷售,不能直接為最終客戶提供整套設備、技術工藝、工程等綜合服務,缺乏向下游應用領域延伸開發的能力。
對此,專家建議,分子篩企業要努力打破目前分子篩吸附劑與催化劑條塊分割、重復研發的現狀,立足于全球市場,積極開拓催化劑、吸附劑新的應用領域,提高產品檔次。同時還要加強向下游企業、下游領域的滲透,通過橫向和縱向聯合,豐富和完整分子篩產業鏈。
吸附材料:分離能力強
對于采用低溫精餾工藝的空分裝置,分子篩吸附凈化是裝置前端一個重要的獨立系統,其主要作用是吸附凈化原料空氣中水分、CO2、C2H2等雜質。洛陽建龍微納新材料股份有限公司副總經理、總工程師魏渝偉表示,與前期的A型和13X型分子篩相比,洛陽建龍生產的新型的JLOX—300系列、JLPM3分子篩吸附容量顯著提升,帶來了企業經濟效益的提升,也為空分裝置長周期穩定運行以及精餾系統的安全可靠工作提供了保障。
對于化工領域深冷空分制氧生產過程中常常伴隨產生的CO2、碳氫化合物含量超標現象,洛陽建龍微納新材料股份有限公司研發出第五代高性能分子篩。“這種新型分子篩對CO2的吸附容量明顯增加,具有更高的靜態和動態吸附容量,可提高分子篩整體比表面積、孔體積,進而提高分子篩吸附、解吸速率。此外,這種分子篩耐磨性良好,使用壽命大幅延長。”洛陽建龍副總經理魏渝偉說。
據介紹,洛陽建龍生產的JLPH5型分子篩具有吸附容量大、吸附和脫附速率快、機械強度高等特點,并已在青島石化7萬噸/年聚丙烯裝置中應用,實現了對丙烯和氮氣的精準分離。武漢大學教授羅運柏介紹說,該裝置此前排放約600Nm3/h的聚丙烯尾氣,丙烯濃度50%,不滿足山東省的排放要求,且年損耗丙烯840噸左右。2017年4月,采用洛陽建龍JLPH5分子篩的吸附分離尾氣回收裝置在青島石化投用。裝置平穩運行至今,尾氣中VOCs含量<120mg/m3,分離后的尾氣作為凈化氮氣全部回用。
催化材料:反應活性高
近年來,國家在油品升級、VOCs治理、廢水處理等領域嚴格的環保要求使分子篩作為催化材料有了更廣闊的用武之地。會上,閆文付介紹了吉林大學這方面的研究成果。
針對2018年我國實行的國Ⅴ標準要求硫含量≤10μg/g ,吉林大學合成了具有多級孔結構的TS-1分子篩,具有優異的氧化脫硫反應活性,可在15分鐘內將含硫物質完全脫除,滿足國家標準要求。
吉林大學還與多家公司合作開發出適用于脫硝、VOCs處理、土地鹽堿化處理、廢水處理、油水分離等的新型高性能分子篩。閆文付告訴記者,在脫硝方面,最主要的方法是NH3-SCR法,其主要的催化劑是Cu-CHA,吉林大學通過原位引入CuNi雙金屬,合成了納米Cu-SAPO-34,提高了催化劑的高溫活性;VOCs治理方面,目前國際上最先進的治理技術是分子篩轉輪濃縮+蓄熱燃燒技術,該技術的關鍵是開發高硅鋁比的疏水性分子篩,吉林大學與洛陽建龍開展這方面的合作,目前100L中試實驗已完成。
此外,吉林大學還與中國輻射防護研究院、洛陽建龍在拓展分子篩應用方面開展了合作,高濃度含硼廢水處理、含氟廢水處理、 樹脂濕法氧化廢液固化等技術的研究工作正在進行中。

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