本文采用了一种较高温度下的加压水热交换方法改性沸石分子筛，研究了反应体系温度压力（温度为设定温度，压力为自生成压力）、反应时间、氯化锂浓度对交换的影响。以硅溶胶、偏铝酸钠分别为硅源、铝源合成X型分子筛，并对其进行锂离子交换，评价其吸附分离效果。测量自主合成的制氧吸附剂的吸附参数，借助于Aspen Adsim模拟软件，建立吸附数学模型，完成三塔VPSA富氧工艺模拟，并考察循环时间、均压时间、产品气出口流量等对产品气氧浓度和收率的影响，优化工艺条件，为生产实践提供指导。温度影响分子筛的交换。在常压、100℃-0.26MPa（表压）、140℃范围内，随着温度的升高，分子筛Li⁺交换度增大，氮吸附容量增大，但同时过高的温度会部分破坏分子筛的结构，最佳反应温度和压力为130℃、0.2MPa（表压）；交换时间影响分子筛的交换效果和交换平衡。随着交换时间的延长，分子筛Li⁺交换度增大，氮吸附量增大，当达到交换平衡后，即便是延长交换时间，分子筛Li⁺交换度和氮吸附量也不再增大；氯化锂浓度影响分子筛的交换。在分子筛交换达到平衡前，随着氯化锂浓度的增大，分子筛Li⁺交换度和氮吸附量增大。经考察，得到离子交换的最佳条件：反应体系压力、温度为0.2MPa（表压）、130℃，锂离子浓度3mol/L，交换4次，每次6h。测得分子筛在室温、0.15MPa（绝压）下的氮吸附容量为1.02mmol/g，氮氧分离因子为6.1。分别以硅溶胶、偏铝酸钠为硅源、铝源，原料配比为SiO₂/Al₂O₃=2.5；Na²O/SiO₂=1.6；H₂O/Na²O=45；室温老化12h，100℃晶化3h，得到粉末状分子筛，对分子筛进行XRD扫描，证明合成的分子筛为X型，经过锂离子交换后，测得分子筛在室温、0.15MPa（绝压）下的氮吸附容量为0.98mmol/g，氮氧分离因子为6.3。循环时间、均压时间以及产品气出口流量等影响产品气氧浓度和收率，在三塔VPSA工艺模拟中，经优化，得到最佳循环时间为75s，均压时间为4s，产品气出口流量为64.8L/s。本文通过两种途径降低富氧工艺能耗：（1）降低吸附与解吸压力之比。吸附压力为147KPa、解吸压力为79KPa时，压力比为2.88，低于当前工业中常用的压力比3.4，更为节能。（2）采用常压进气方式。当吸附塔均压升完毕后，塔内压力仍然低于大气压，利用空气直接进气的方式给吸附塔升压，这部分原料气占总原料气量的27%，节能效果明显。在此工艺条件下，得到氧浓度为94.6%、氧收率为56.6%的产品气。