LTA/CHA分子筛膜

LTA 与 CHA 分子筛膜是以有序微孔骨架为基础的无机膜材料,孔径分别约为 0.41 nm(LTA)和 0.38 nm(CHA)。两者兼具优异的热稳定性、化学稳定性以及突出的分子筛分性能。LTA 膜具有强亲水性,适用于脱水净化;CHA 膜具有独特的笼状孔道结构,针对原料高含水量的有机溶剂脱水有着很好的应用,可通过 Si/Al 比(典型范围 5–50)调节骨架酸位密度,从而兼顾分离与催化功能,在甲醇制烯烃(MTO)中也有应用前景。

LTA 与 CHA 分子筛膜——管式膜组件

性能概览

01

LTA 沸石分子筛膜

甲醇水体系

1–15 wt.% · 30–90 °C

> 300

分离因子

1–15 wt.%

原料水含量

02

LTA 沸石分子筛膜

乙醇水体系

1–15 wt.% · 30–100 °C

> 5,000

分离因子

1–15 wt.%

原料水含量

03

LTA 沸石分子筛膜

异丙醇水体系

1–15 wt.% · 30–100 °C

> 10,000

分离因子

1–15 wt.%

原料水含量

04

CHA 分子筛膜

甲醇体系

5–70 wt.% · 30–140 °C

> 300

分离因子

5–70 wt.%

原料水含量

05

CHA 分子筛膜

乙醇水体系

5–70 wt.% · 30–140 °C

> 10,000

分离因子

5–70 wt.%

原料水含量

06

CHA 分子筛膜

异丙醇水体系

5–70 wt.% · 30–140 °C

> 30,000

分离因子

5–70 wt.%

原料水含量

核心工程特性

定义新一代膜性能的先进技术实现。

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LTA 亲水性用于脱水

LTA 分子筛膜具有显著亲水性与有序 ~0.41 nm 微孔,可通过渗透汽化或蒸汽渗透实现乙醇、甲醇等有机溶剂的高通量、高选择性脱水。

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CHA 形状选择性与催化性能

CHA 膜具有独特的笼状孔道结构,孔径 ~0.38 nm,并具备形状选择性催化特性——适用于低碳烃分离及催化膜转化工艺。

thermostat

热稳定性与化学稳定性

无机沸石骨架在苛刻工艺条件下提供可靠的热稳定性与化学稳定性,可在工业脱水与气体净化环境中长期稳定运行。

science

精确合成控制

通过可控结晶与膜层致密化获得高膜密度与高分离选择性,以能量高效的分子筛分替代传统精馏与吸附分离流程。

工艺架构

组件结构与脱水机理

分离过程由有序 LTA 或 CHA 微孔网络中的分子筛分主导。单通道管式膜组件(内径/外径 8 / 12 mm,长度 500–1000 mm)单元件膜面积 0.037 m²,装填面积 0.7–1.9 m²,装填密度 50–80 m²/m³,广泛应用于乙醇/水、甲醇/水等有机溶剂脱水体系。

  • check_circleLTA:孔径 ~0.41 nm;亲水性脱水分离
  • check_circleCHA:孔径 ~0.38 nm 笼状孔道;形状选择性催化
  • check_circle单通道管式构型;单元件 0.037 m²;装填密度 50–80 m²/m³
LTA/CHA 管式分子筛膜组件结构

技术规格

参考脱水测试条件下 LTA 与 CHA 分子筛膜的标准规格参数。

参数LTACHA
膜尺寸(内径 / 外径 / 长度),mm8 / 12 / 500-1000
通道数单通道
单元件膜面积,m²0.037
装填膜面积,m²0.7-1.9
装填密度,m²/m³50-80
水通量~1.2 kg/m2/h~1 kg/m2/h
乙醇/水选择性> 5,000> 10,000
适用体系有机溶剂脱水;乙醇/水分离;甲醇/水分离

膜元件设计

膜元件规格

LTA 与 CHA 管式分子筛膜的标准尺寸及分离性能参数。

80cm长管状载体LTA沸石分子筛膜

80cm长管状载体LTA沸石分子筛膜
体系原料水含量实现渗透侧水含量分离因子测试温度
甲醇水体系1–15 wt.%> 95%> 30030–90 °C
乙醇水体系1–15 wt.%> 98%> 5,00030–100 °C
异丙醇水体系1–15 wt.%> 99%> 10,00030–100 °C

其他有机溶剂脱水,针对客户不同需求具体讨论。

80cm长管状载体CHA分子筛膜

80cm长管状载体CHA分子筛膜
体系原料水含量实现渗透侧水含量分离因子测试温度
甲醇水体系5–70 wt.%> 95%> 30030–140 °C
乙醇水体系5–70 wt.%> 99%> 10,00030–140 °C
异丙醇水体系5–70 wt.%> 99%> 30,00030–140 °C

其他有机溶剂脱水(如 1,4-丁二醇、酯类等)亦可适用,针对客户不同需求具体讨论。

工程应用

工程应用案例

对应纵向/横向科研项目的代表性工程应用。

项目亮点

CHA / LTA 分子筛膜在电子溶剂纯化与氨合成等领域的代表性项目。

本项目面向集成电路制造领域电子溶剂再生纯化需求。传统共沸提纯工艺需添加共沸剂、萃取剂,易引入烃类杂质,产品纯度受限,且分离能耗较高。

项目开发无外加助剂的分子筛膜纯化工艺,筛选优化高性能分子筛膜材料,针对电子级丙酮开展膜法脱水工艺研究,将溶剂水分由 5% 降至千分级水平,全程不引入外来杂质;相比传统工艺可实现显著节能,综合能耗有较大幅度下降。

同步协助完成工业化工艺方案设计与设备选型,配套技术论证与现场技术服务,助力客户实现超净高纯试剂循环再生,产出符合半导体应用标准的高纯溶剂。

本项目针对半导体行业电子级异丙醇再生提纯难题。传统提纯工艺需要添加共沸剂、萃取剂,易引入烃类杂质,难以满足电子试剂严苛纯度标准,同时精馏工艺能耗偏高。

项目基于分子筛膜开发无外加助剂的绿色纯化工艺,迭代优化膜材料性能,将异丙醇原料水分由 5% 降至 1000ppm 以内,全过程不产生外来试剂残留;对比传统工艺实现可观的能耗下降。

项目完成膜法工艺可行性论证,协助客户开展千吨级电子级异丙醇产线工艺设计与设备选型,配套技术咨询与现场技术服务,推动膜技术工业化落地,产出满足集成电路使用要求的高纯溶剂产品。

电子溶剂生产中乙醇–水存在共沸效应,传统精馏需添加夹带剂,易引入外来杂质,能耗高且溶剂损耗大。

本项目搭建无外加助剂分子筛膜提纯装置,完成装备方案设计与安装指导,对含水乙醇进行膜法脱水处理,产出乙醇质量分数可达 99.8% 以上,溶剂损耗控制在 1.5% 以内。对比传统共沸精馏,装置综合能耗实现明显下降。

项目同步完成能耗与经济性评估,开展膜应用技术人才培养,配套技术咨询与现场技术服务,助力客户实现无水乙醇绿色提纯,推动膜分离装备在电子溶剂领域工程化落地。

传统氨合成回路工艺中,合成气循环工段存在分离流程复杂、能耗较高的行业痛点。本项目面向撬装型中小型氨合成装置,开展分子筛膜合成气分离工艺应用研究,不涉及膜材料本体开发。

在 40–100℃ 工况区间,针对不同氨气浓度的合成气体系,完成多梯度压力条件下膜分离性能测试,多次重复试验获取气量、压力、分离效率等关键工艺数据,完成工艺条件优化。

输出完整的测试数据集为客户后续中试及工业化设计提供支撑,助力简化氨合成回路分离流程,实现合成气组分高效分离,帮助撬装氨合成装置实现工艺降能耗,推进膜分离技术在绿色合成氨领域的工程化应用。

科研项目

202010271

400吨/年无水乙醇膜法提纯装备技术开发

技术开发

20230352

高装填密度无机微孔膜的制备与应用技术

纵向科研

技术常见问题与资源

常见工程咨询与集成规划必备文档。

LTA 膜(~0.41 nm,亲水性)针对脱水分离与气体净化进行优化——水通量更高(~1.2 kg/m²/h),乙醇/水选择性超过 5,000。CHA 膜(~0.38 nm,笼状孔道)乙醇/水选择性更高(> 10,000),在低碳烃分离与形状选择性催化转化方面表现突出。

主要应用领域包括乙醇/水、甲醇/水脱水,以及更广泛的有机溶剂脱水工艺。工业用例还涵盖天然气净化及相关气体分离流程。

LTA 与 CHA 膜均以单通道管式构型供应(内径/外径 8 / 12 mm,长度 500–1000 mm),单元件膜面积 0.037 m²,装填面积 0.7–1.9 m²,装填密度 50–80 m²/m³。

精确合成控制可获得高膜密度与高选择性,以能量高效的分子筛分降低传统精馏与吸附分离流程的效率损失与高能耗问题。