一种新型3A分子筛及其制备方法技术

本发明专利技术属于分子筛领域，一种新型的3A分子筛，是将4A分子筛、金属氧化物或金属氢氧化物、稀土氧化物及粘结剂为原料混合，通过转锅喷洒含K盐水溶液成型后再经过干燥、活化制备而成。本发明专利技术制备工艺简单，低成本且环保。在原材料配料中减少4A原粉的使用量，选择生产成本更加低廉的金属氧化物或金属氢氧化物做干燥剂有效成分，并添加一定量的稀土金属氧化物来提高样品的热稳定性，加入粘结剂成分混合后，再利用含K

A new type of 3A molecular sieve and its preparation method

The invention belongs to the field of molecular sieve. A new type of 3A molecular sieve is made by mixing 4A molecular sieve, metal oxide or metal hydroxide, rare earth oxide and adhesive as raw materials. It is prepared by drying and activating by spraying K saline solution in a rotating pot. The invention has simple preparation process, low cost and environmental protection. To reduce the use of 4A raw powder in the raw material, select the more low cost metal oxide or metal hydroxide as the effective component of the desiccant, and add a certain amount of rare earth metal oxide to improve the thermal stability of the sample, then add the binder composition, and then use the K

【技术实现步骤摘要】
一种新型3A分子筛及其制备方法
本专利技术属于分子筛领域，特别涉及A型分子筛及其制备工艺。
技术介绍
随着我国国民经济的高速发展和科学技术的进步，对建筑节能的要求越来越严格。我国的建筑能耗约占全国能源消耗总量的1/4。建筑节能与诸多环节相关。国内外的实践证明，提高建筑物围护结构的保温性能，特别是提高窗户的保温性能是防止建筑物热量散失的最经济、最有效的方法。中空玻璃在建筑上的应用起到了关键的作用。中空玻璃的生产技术最早起源于美国，由于它具有突出的独特功能—节能，在北美、欧洲各国、日本、韩国和中国等国家得到迅速推广、生产、应用。其国际市场日趋看好，美国在国际市场上是中空玻璃生产大国，也是消费大国之一。从国内市场来看，中空玻璃生产及使用量呈上升势态：1995年70.3万m2，1997年95.98万m2，2000年使用量逾500万m2。由此可以看出中空玻璃在国内外市场有着广阔的发展前景。中空玻璃是由玻璃密封胶、间隔框及干燥剂组成。其中用于中空玻璃的分子筛干燥剂有两类：A类和X类，其主要作用是吸附空气层内的湿气，所以选用分子筛时就要考虑分子筛的吸水能力。在温度为21℃，结露点为-40℃时，13X的吸水能力最高，每100克干燥剂可吸附水16克，4A次之，3A最小，每克吸附水13.5克，由此可以看出选用13X应是吸水效果最好的，但13X吸水同时也吸附空气，这样就会改变中空玻璃内的气体量，从而造成玻璃的挠曲。而3A由于其孔径较小，只吸附水，不吸附空气，即选用可以在有效吸附中空玻璃湿气的同时，又对玻璃不造成影响，因此研究3A分子筛有着极其重要的意义。与此同时，对于如烯烃的一些需要干燥的体系，虽然4A、5A、13X分子筛有高吸水量被广泛应用于各种干燥过程中，但这些分子筛在吸水的同时还能吸附其它分子，即某些烯烃的干燥体系只能用3A分子筛，因为3A分子筛只能吸附水分子而不吸附其它物质，故高效的3A分子筛有着广阔的发展前景。而现有型体3A分子筛主要有两种生产工艺：一是传统制备工艺，用合成4A沸石原粉与KCl溶液进行离子交换，得到3A沸石，再配入黏土，采用滚动和挤压等成型工艺，制造成条形或球形产品，经过烘干和活化焙烧，得到分子筛产品；该工艺存在的最大问题是其KCl的消耗量巨大，生产1吨的3A沸石一般要消耗500~1000Kg氯化钾，同时利用4A原粉进行交换，需要打浆、过滤、洗涤以及相应的设备来完成操作，过程繁琐；二是针对上述工艺研究者们开发出的生产新工艺，如CN103721673A中介绍先将4A沸石和黏土矿物进行混合，然后造球、挤条成型，再经过烘干焙烧后再进行K+离子交换，经过二次烘干焙烧得到型体3A分子筛，该工艺虽然在一定程度上降低了KCl的使用量，但是仍然有交换洗涤过程及废液产生。CN105800638A在上述工艺的基础上，又提出一种固态离子交换工艺：即由4A分子筛原粉与含钾元素的电解质及粘土为原料，经加水混合成型后，直接焙烧而成。该工艺方案提供了一种低能耗和零排放的3A分子筛制备方法。但利用纯相的3A分子筛干燥剂仍然存在生产成本高，且4A原粉的合成依旧存在废水污染环境问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是：克服传统3A分子筛生产工艺消耗钾盐量大，消耗能源多、污染严重等问题，借鉴固态离子交换工艺，调整物料配比、工艺方法，提供一种新型3A分子筛，产品稳定性优良，另外提供其制备工艺，生产成本低，环境友好。本专利技术为解决上述问题所采用的技术方案是：一种新型3A分子筛，其是由4A分子筛原粉、金属氧化物或金属氢氧化物、稀土氧化物与粘结剂混合，通过喷洒含K+溶液成型后，再经过高温焙烧活化制得。所述的一种新型3A分子筛，其组成原料的重量份为：4A分子筛原粉40-80、金属氧化物或金属氢氧化物5-20、稀土氧化物0.2-2、粘结剂15-40。所述的一种新型3A分子筛，其组成原料的重量份为：4A分子筛原粉40-80、金属氧化物或金属氢氧化物10-15、稀土氧化物0.2-1、粘结剂20-30。所述含K+溶液为氯化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、硫酸钾中的一种及一种以上的混合溶液，其所含钾元素占新型3A分子筛的重量比例小于9.6％，优选地，含钾元素的重量比为3％-5％。本专利技术一种新型3A分子筛的制备方法，步骤包括：1)混合：将4A分子筛原粉、金属氧化物或金属氢氧化物、稀土氧化物及粘结剂按比例混合；2)成型：含K+溶液喷洒在转锅内混合物料上，滚动成型制得0.5-2.0mm直径颗粒；3)干燥：颗粒物质置于烘箱中，100±10℃，干燥1-2h；4)活化：干燥后的颗粒物质置于马弗炉中，550±25℃，活化1-2h，制得新型3A分子筛。本专利技术的有益效果是：原料配方合理简单，性能稳定提高，所制得的3A分子筛，(1)在25℃及一个标准大气压条件下，所述3A分子筛对水的选择吸附与对氮气的选择吸附性重量比大于100；(2)在25℃及一个标准大气压条件下，所述3A分子筛静态吸水率大于19%；(3)在25℃及一个标准大气压条件下，所述3A分子筛在相对湿度11%，静态吸水率大于16%；(4)所述的3A分子筛与水热离子交换法所得3A分子筛吸附性能相当。本专利技术的新型3A分子筛，主要应用中空玻璃夹层吸附剂。本专利技术制备工艺简单，低成本且环保。在原材料配料中减少4A原粉的使用量，选择生产成本更加低廉的金属氧化物或金属氢氧化物做干燥剂有效成分，并添加一定量的稀土金属氧化物来提高样品的热稳定性，加入粘结剂成分混合后，再利用含K+溶液喷洒成型，经干燥活化后制得新型的3A分子筛。附图说明：图1添加稀土氧化物前后3A分子筛（实施例3和4）的X射线粉末衍射（XRD）对比图谱。具体实施方式：下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术不仅限于具体实施例。实施例1：将4A原粉、氧化镧、棒土按重量比74:1:25混合，通过转锅喷K2CO3溶液成型球状产品，然后在干燥箱100±10℃，干燥1-2h，放入马弗炉550±25℃，活化1-2h，制成本专利技术的新型球形3A分子筛。实施例2：将4A原粉、氢氧化镁、氧化镧、棒土按重量比55:19:1:25混合，通过转锅喷K2CO3溶液成型球状产品，然后在干燥箱100±10℃，干燥1-2h，放入马弗炉550±25℃，活化1-2h，制成本专利技术的新型球形3A分子筛。表14A原粉及金属氧化物或金属氢氧化物的报价对比表原料价格（元/T）4A粉（助剂）3500（氢）氧化镁1500（氢）氧化铝3000表2添加金属氧化物或金属氢氧化物前后（实施例1和2）3A分子筛的24h静态吸水样品24h静态吸水（wt%）实施例1样品19.8实施例2样品19.7对比实施例1和2样品的原材料报价及24h静态吸水结果可知，在将部分4A分子筛原粉替换为金属氧化物或金属氢氧化物或金属氢氧化物后，在降低成本的同时，其吸附性能并未受到影响。实施例3：将4A原粉、氧化铝、膨润土按重量比60:15:25混合，通过转锅喷KCl溶液成型球状产品，然后在干燥箱100±10℃，干燥1-2h，放入马弗炉550±25℃，活化1-2h，制成本专利技术的新型球形3A分子筛。实施例4：将4A原粉、氧化铝、氧化镧、膨润土按重量比60:15:0.2:25混合，通过转锅喷KCl:溶液成型球状产品，然后在干燥箱100±10℃，干燥1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型3A分子筛，其特征在于：其是由4A分子筛原粉、金属氧化物或金属氢氧化物、稀土氧化物与粘结剂混合，通过喷洒含K

【技术特征摘要】
1.一种新型3A分子筛，其特征在于：其是由4A分子筛原粉、金属氧化物或金属氢氧化物、稀土氧化物与粘结剂混合，通过喷洒含K+溶液成型后，再经过高温焙烧活化制得。2.根据权利要求1所述的一种新型3A分子筛，其特征在于其组成原料的重量份为：4A分子筛原粉40-80、金属氧化物或金属氢氧化物5-20、稀土氧化物0.2-2、粘结剂15-40。3.根据权利要求1所述的一种新型3A分子筛，其特征在于其组成原料的重量份为：4A分子筛原粉40-80、金属氧化物或金属氢氧化物10-15、稀土氧化物0.2-1、粘结剂20-30。4.根据权利要求1所述的一种新型3A分子筛，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉坤，金雷，张秋双，王治洪，梁劲，
申请(专利权)人：大连海鑫化工有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21