ما هو الفرق المنخل الجزيئي 3a 4a 5a 13x

ما هو المنخل الجزيئي؟

المناخل الجزيئية عبارة عن زيوليت بلوري اصطناعي يتم فيه ترتيب الذرات في نمط محدد. داخليًا ، يحتوي الهيكل على العديد من التجاويف المتصلة ببعضها بواسطة مسام أصغر ذات حجم موحد. هذه المسام قادرة فقط على قبول جزيئات التجاويف التي لها نفس الحجم والأصغر وتمريرها إليها ، ومن هنا جاء اسم المنخل الجزيئي.

تختلف خصائص امتصاص بخار الماء اختلافًا كبيرًا عن خصائص هلام السيليكا. المناخل الجزيئية يمكن أن تمتص ما يصل إلى 20٪ تقريبًا من وزن الماء قبل أن تزداد الرطوبة النسبية للهواء المحيط بشكل كبير. تؤدي أي زيادة أخرى إلى ارتفاع كبير في الرطوبة النسبية.

هذه الخصائص تمكن المناخل الجزيئية من الحفاظ على نقطة ندى منخفضة للغاية (-50 درجة مئوية لـ 10٪ من وزن الماء الممتز). تتمتع المادة أيضًا بالقدرة على امتصاص بخار الماء بسرعة وهي قادرة على الحفاظ على كفاءة امتصاص عالية في درجات حرارة عالية تصل إلى 90 درجة مئوية

المنخل الجزيئي عبارة عن مركب غير عضوي من سيليكات الألمنيوم ، والذي يمكنه تحمل درجات الحرارة العالية وثبات حراري جيد ، مما يوفر الراحة للتجديد ويمكن إعادة استخدامه عدة مرات. الهيكل العظمي لا يتحلل بالكائنات الدقيقة أو ما شابه ذلك. المكونات الرئيسية للجزء الهيكلي من المنخل الجزيئي هي رباعي السطوح السيليكون والأكسجين والألومنيوم والأكسجين رباعي السطوح. نظرًا لأن تكافؤ الألومنيوم هو 3 ، فإن تكافؤ ذرة أكسجين واحدة في رباعي السطوح من الألومنيوم والأكسجين AlO4 غير متوازن ، بحيث يتم ربط رباعي السطوح من الألومنيوم والأكسجين بالكامل. لها شحنة سالبة. من أجل الحفاظ على الحياد الكهربائي ، يجب أن تكون هناك أيونات معدنية موجبة الشحنة بالقرب من رباعي السطوح من أكسيد الألومنيوم لتعويض شحنتها السالبة. يتم إنشاء مجال كهربائي قوي بين أيونات المعادن موجبة الشحنة وإطار المنخل الجزيئي سالب الشحنة ، والذي له تأثير كبير على أداء الامتصاص للمنخل الجزيئي. قدرة امتصاص المناخل الجزيئية للمواد القطبية أقوى بكثير من قدرة المواد غير القطبية. في الوقت نفسه ، نظرًا لتأثير المجال الكهربائي القوي ، بالنسبة للمواد التي تحتوي على روابط مزدوجة أو روابط كبيرة ، فإنها تتمتع أيضًا بقدرة امتصاص كبيرة من خلال الاستقطاب المستحث. بشكل عام ، كلما زادت الشحنة التي يحملها الكاتيون ، كلما كان نصف القطر الأيوني أصغر ، وكلما زاد المجال الكهربائي المتولد ، زاد تأثير الحث على الروابط المزدوجة ، وزادت قدرة امتصاص هذه المواد.

تُستخدم المناخل الجزيئية كمواد ماصة صلبة في الصناعة الكيميائية ، ويمكن امتصاص المواد الممتصة ، ويمكن تجديد المناخل الجزيئية بعد الاستخدام. تستخدم أيضًا في تجفيف وتنقية وفصل واستعادة الغازات والسوائل. منذ الستينيات ، تم استخدامه كمحفز تكسير في صناعة تكرير البترول ، والآن تم تطوير مجموعة متنوعة من محفزات المنخل الجزيئي المناسبة لعمليات التحفيز المختلفة ، وهناك نوعان من المناخل الجزيئية: الزيوليت الطبيعي والزيوليت الصناعي. تتشكل معظم الزيوليت الطبيعي عن طريق تفاعل الطوف البركاني والصخور الرسوبية الطافية في البيئات البحرية أو البحيرات. في الوقت الحاضر ، هناك أكثر من 1960 نوع من خامات الزيوليت ، من بينها 1000 نوعًا أكثر أهمية ، والأكثر شيوعًا هي كلينوبتيلوليت ، موردينايت ، إريونايت وشبازيت. موزعة بشكل رئيسي في الولايات المتحدة واليابان وفرنسا ودول أخرى ، وجدت الصين أيضًا عددًا كبيرًا من رواسب موردينايت وكلينوبتيلوليت ، واليابان هي الدولة التي لديها أكبر كمية من تعدين الزيوليت الطبيعي. ② لأن الزيوليت الطبيعي محدود بالموارد ، عدد كبير تم استخدام الزيوليت الاصطناعي منذ الخمسينيات.

ما هو النوع الشائع من المنخل الجزيئي الزيوليت

المناخل الجزيئية متوفرة في أربعة أشكال عامة أولية ، 3A ، 4A ، 5A و 13X. كل شكل له خصائصه وتطبيقاته الخاصة ، وكلها تحتفظ بتفضيل قطبي لامتصاص الماء.

وفقًا لحجم المسام المختلفة ، يتم تعريف المنخل الجزيئي على أنه 3A و 4A و 5A و 13X. يتم تطبيقها في الصناعات الكيميائية والإلكترونية والبتروكيماوية والغاز الطبيعي ، إلخ.

الصيغة الكيميائية لـ 3A ، 4A ، 5A ، 13X

3A：2/3K₂O1₃·Na₂₂O·Al₂O₃·2SiO₂.·4.5H₂O

4A ： Na₂O · Al₂O₃ · 2SiO₂ · 4.5H₂O

5A：3/4CaO1/4Na₂OAl₂O₃·2SiO₂·4.5H₂O

13X ： نا₂يا آل₂O₃· 2.45SiO₂· 6.0H₂0

ترتبط عملية المنخل الجزيئي بحجم مسامها. حجم مسامها 0.3nm / 0.4nm / 0.5nm. يمكن لهذه المسام أن تمتص الجزيء الأصغر منها وكلما زاد حجمها يعني قدرة امتصاص أكبر. وتحدد أحجام المسام المختلفة نوع الجزيء الذي يمكن أن يمتصه. باختصار ، يمكن فقط امتصاص حجم الجزيء الذي يقل عن 0.3 نانومتر بواسطة 3A MS. يتبع كل من 4A و 5A هذا المبدأ أيضًا. يمكن أن يمتص المنخل الجزيئي المفرد الرطوبة بنسبة تصل إلى 22٪ من وزنه عند استخدامه كمجفف.

ما هو المنخل الجزيئي المختلف 3a 4a 5a 13x

3A المنخل الجزيئي mيمتص الماء بشكل أساسي ويستخدم بشكل أساسي في تجفيف الغاز المكسور بالبترول والأولفين وغاز المصفاة وغاز حقول النفط ، بالإضافة إلى المواد المجففة في الصناعات الكيميائية والصيدلانية والزجاج العازل وغيرها من الصناعات. تستخدم بشكل رئيسي لتجفيف السوائل (مثل الإيثانول) ، وتجفيف الزجاج العازل بالهواء ، وتجفيف الغاز المختلط بالنيتروجين والهيدروجين ، وتجفيف المبردات ، إلخ.

4A المناخل الجزيئية تستخدم بشكل أساسي لتجفيف الغاز الطبيعي والغازات والسوائل الكيميائية المختلفة ، المبردات ، المستحضرات الصيدلانية ، البيانات الإلكترونية والمواد المتطايرة ، تنقية الأرجون ، وفصل الميثان والإيثان والبروبان. تستخدم بشكل أساسي للتجفيف العميق للغازات والسوائل مثل الهواء والغاز الطبيعي والهيدروكربونات والمبردات ؛ تحضير وتنقية الأرجون. تجفيف ثابت للمكونات الإلكترونية والمواد القابلة للتلف ؛ عامل تجفيف في الدهانات والبوليستر والأصباغ والطلاء

5A المنخل الجزيئي يستخدم بشكل أساسي في تجفيف الغاز الطبيعي وإزالة الكبريت وإزالة ثاني أكسيد الكربون ؛ فصل النيتروجين والأكسجين لتحضير الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين ؛ إزالة شمع البترول لفصل الهيدروكربونات العادية عن الهيدروكربونات المتفرعة والهيدروكربونات الحلقية. ومع ذلك ، فإن مساحة السطح المحددة الكبيرة والامتصاص القطبي للمناخل الجزيئية 5A المتجددة يمكن أن يحقق امتصاصًا عميقًا للماء والأمونيا المتبقية. يدخل خليط النيتروجين والهيدروجين المتحلل إلى مجفف لإزالة الرطوبة المتبقية والشوائب الأخرى. يعتمد جهاز التنقية أبراج امتصاص مزدوجة ، يمتص أحدهما غاز تحلل الأمونيا الجاف ، والآخر يمتص الرطوبة والأمونيا المتبقية في حالة تسخين (بشكل عام 300-350) لتحقيق الغرض من التجديد.

13X جزيءغربال، المعروف أيضًا باسم المنخل الجزيئي من نوع الصوديوم X ، هو معدن قلوي ألومينوسيليكات ، والذي له قاعدة معينة وينتمي إلى فئة القواعد الصلبة. 3.64A أقل من 10A أي جزيء. يستخدم المنخل الجزيئي 13x بشكل أساسي في تنقية الغاز في وحدة فصل الهواء لإزالة الماء وثاني أكسيد الكربون. تجفيف وإزالة الكبريت من الغاز الطبيعي وغاز البترول المسال والهيدروكربونات السائلة. التجفيف العميق بالغاز.

كيف يتم تصنيع 3A و 5A من منخل جزيئي 4A؟

يتم الحصول عليها عن طريق استبدال أيونات الصوديوم في هيكل المنخل الجزيئي 4A (شكل الصوديوم من زيوليت من النوع A) بأيونات البوتاسيوم ، بحيث يتم تقليل حجم المسام الفعال إلى 3. يستخدم المنخل الجزيئي 3A بشكل أساسي كمجفف في غاز تكسير الزيت ، Olefins ، غاز التكرير ، غاز آبار النفط ، الصناعة الكيميائية ، الصيدلة ، الزجاج المعزول ، التجفيف السائل (الكحول) ، الزجاج المعزول ، تجفيف الغاز المختلط بالنيتروجين والهيدروجين ، تجفيف المجفف ، المبردات التجفيف ، إلخ. الرطوبة والجزيئات التي تقل عن 3 درجات مئوية يمكن إمتصاصها بواسطة منخل جزيئي 3A.

من هذا النموذج ، يتم الحصول على مناخل بأحجام مسامية 3Å و 5Å ، مبادلة أيونات الصوديوم بأيونات البوتاسيوم والكالسيوم ، على التوالي. يمكن أن يمتص المنخل الجزيئي 4A الرطوبة ، NH₃، ح₂S ، SO₂، ثاني أكسيد الكربون ، ج₂H₅أوه ، سي₂H₆C₂H₄ والجزيئات الأخرى تحت 4A. المنخل الجزيئي 4A مخصص بشكل أساسي لتجفيف الغاز الطبيعي ومعظم أنواع الغاز والسائل والمبردات والأدوية والمعدات الرقمية والمواد المتطايرة ، كما أنه قادر على تنقية الأرجون وفصل الميثان والإيثان والبروبان. تشمل التطبيقات الأخرى التجفيف العميق للهواء والهيدروكربونات ، كونها مواد مذابة في الدهانات ، والبوليستر ، والأصباغ ، والطلاء.

يتم الحصول عليها عن طريق استبدال أيونات الصوديوم في هيكل المنخل الجزيئي لـ 4A بأيونات الكالسيوم ، بحيث يمكن زيادة حجم المسام الفعال إلى 5Å. يمكن للمنخل الجزيئي 5A أن يمتص أي جزيئات أصغر من مسامها. إلى جانب خصائص 3A و 4A ، يمكن لـ 5A أيضًا أن تمتص C₃-C₄ ن-ألكان ، إيثيل كلوريد ، إيثيل بروميد ، بيوتانول ، إلخ. ويمكن استخدامه في فصل الهيدروكربونات n-isomeric ، وامتصاص الضغط المتأرجح ، والامتصاص المشترك للماء وثاني أكسيد الكربون. التطبيقات الرئيسية للمنخل الجزيئي 5A هي تجفيف الغاز الطبيعي ، وامتصاص الكبريت وثاني أكسيد الكربون ، وفصل النيتروجين والأكسجين ، والأكسجين ، والنيتروجين ، وإنتاج الهيدروجين. إلى جانب ذلك ، فإن إزالة شمع البترول ، وفصل الهيدروكربونات العادية عن الهيدروكربونات المتفرعة والحلقية هما أيضًا تخصصان لـ 2A. بالنسبة لتجديد 5A ، يمكن أن تساهم مساحة سطحها المحددة الكبيرة وقدرتها على الامتصاص في امتصاص عميق للماء والأمونيا. ثم تدخل الهيدروكربونات المتحللة إلى المجفف لإزالة الرطوبة المتبقية والشوائب الأخرى. تتكون معدات التنقية من برجين للامتصاص. أحدهما لغاز تحلل الأمونيا الجاف والآخر للرطوبة والأمونيا المتبقية تحت ظروف التجديد (عادة 5-300 ℃).

يُطلق على المنخل الجزيئي 13X أيضًا اسم المنخل الجزيئي من النوع X. إنه شكل الصوديوم للزيوليت X ، الذي تكون مسامه أكبر من مسام الزيوليت من النوع A (المنخل الجزيئي لـ 4A). إنه معدن قلوي ألومينوسيليكات ، له قلوية معينة وينتمي إلى فئة من القلويات الصلبة. حجم مسامها هو 10 ويمكن أن تمتص حجم الجزيئات بين 3.64 و 10. التطبيقات الرئيسية لـ 13X هي تنقية الغاز عن طريق امتصاص الرطوبة وثاني أكسيد الكربون في وحدة فصل الهواء ، والتجفيف وإزالة الكبريت للغاز الطبيعي والغاز الطبيعي المسال والهيدروكربون السائل ، والتجفيف العميق للغاز الطبيعي. يمكن استخدامه أيضًا كحامل محفز ، وامتصاص مشترك للماء وثاني أكسيد الكربون ، وامتصاص مشترك للماء و H₂غاز S.

الأنواع الأخرى الأقل شيوعًا من المناخل الجزيئية هي Molecular Sieve 10X ، والتي لها حجم مسام 8A وتستخدم لتجفيف وإزالة الكبريت من الغازات والسوائل وفصل الهيدروكربونات العطرية. يمكننا أيضًا العثور على المزيد من المناخل الجزيئية المحددة المصممة على زيوليت أخرى. تتوفر المناخل الجزيئية بأشكال مختلفة ، وحجم جزيئاتها ، كونها الأشكال الأكثر شيوعًا للكرات والكريات. تتمتع الكرات بالعديد من المزايا مثل أن كثافة حملها أعلى من الكريات ، لذلك في نفس الحجم نقوم بتحميل المزيد من المنتجات ، مما يطيل دورة حياة المادة الماصة. أيضًا ، نظرًا لعدم احتوائها على حواف حادة ، فهي أكثر مقاومة للتآكل ، مما يؤدي إلى تكوين أقل دقة ، وتجنب زيادة انخفاض الضغط في السرير.