Was ist der Unterschied Molekularsieb 3a 4a 5a 13x

Was ist Molekularsieb?

Molekularsiebe sind synthetische kristalline Zeolithe, in denen die Atome in einem bestimmten Muster angeordnet sind. Im Inneren weist die Struktur viele Hohlräume auf, die durch kleinere Poren einheitlicher Größe miteinander verbunden sind. Diese Poren können nur Moleküle gleicher und kleinerer Größe aufnehmen und in die Hohlräume leiten, daher der Name Molekularsieb.

Die Wasserdampfadsorptionseigenschaften unterscheiden sich stark von denen von Kieselgel. Molekularsiebe kann bis zu etwa 20 Gew.-% Wasser adsorbieren, bevor die relative Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft signifikant ansteigt. Jede weitere Erhöhung verursacht einen starken Anstieg der relativen Luftfeuchtigkeit.

Diese Eigenschaften ermöglichen es Molekularsieben, einen sehr niedrigen Taupunkt (–50°C für 10 Gew.-% adsorbiertes Wasser) aufrechtzuerhalten. Das Material hat auch die Fähigkeit, Wasserdampf schnell zu adsorbieren und ist in der Lage, eine hohe Adsorptionseffizienz bei hohen Temperaturen von bis zu 90°C aufrechtzuerhalten

Molekularsieb ist eine anorganische Aluminosilikatverbindung, die hohen Temperaturen standhalten kann und eine gute thermische Stabilität aufweist, die eine bequeme Regeneration bietet und viele Male wiederverwendet werden kann. Das Skelett wird nicht durch Mikroorganismen oder dergleichen zersetzt. Die Hauptkomponenten des Skelettteils des Molekularsiebs sind Silizium-Sauerstoff-Tetraeder und Aluminium-Sauerstoff-Tetraeder. Da die Wertigkeit von Aluminium 3 ist, ist die Wertigkeit eines Sauerstoffatoms im Aluminium-Sauerstoff-Tetraeder AlO4 nicht ausgeglichen, so dass der gesamte Aluminium-Sauerstoff-Tetraeder gebändert ist. Es hat eine negative Ladung. Um die elektrische Neutralität aufrechtzuerhalten, müssen positiv geladene Metallionen in der Nähe des Aluminiumoxid-Tetraeders vorhanden sein, um seine negative Ladung auszugleichen. Zwischen den positiv geladenen Metallionen und dem negativ geladenen Molekularsiebgerüst wird ein starkes elektrisches Feld erzeugt, das einen großen Einfluss auf die Adsorptionsleistung des Molekularsiebs hat. Die Adsorptionskapazität von Molekularsieben für polare Substanzen ist viel stärker als die von unpolaren Substanzen. Gleichzeitig besitzen sie durch die Einwirkung eines starken elektrischen Feldes für Substanzen mit Doppelbindungen oder großen π-Bindungen auch ein erhebliches Adsorptionsvermögen durch induzierte Polarisation. Im Allgemeinen gilt, je mehr Ladung das Kation trägt, desto kleiner der Ionenradius, desto stärker das erzeugte elektrische Feld, desto größer die Induktionswirkung auf Doppelbindungen und desto größer die Adsorptionskapazität für solche Substanzen.

Molekularsiebe werden als feste Adsorptionsmittel in der chemischen Industrie verwendet, und die adsorbierten Substanzen können desorbiert werden, und die Molekularsiebe können nach Gebrauch regeneriert werden. Wird auch zum Trocknen, Reinigen, Trennen und Rückgewinnen von Gasen und Flüssigkeiten verwendet. Seit den 1960er Jahren wird es als Cracking-Katalysator in der Erdölraffinerieindustrie verwendet, und jetzt wurde eine Vielzahl von Molekularsiebkatalysatoren entwickelt, die für verschiedene katalytische Prozesse geeignet sind. Es gibt zwei Arten von Molekularsieben: natürliches Zeolith und synthetisches Zeolith.① Die meisten natürlichen Zeolithe werden durch die Reaktion von vulkanischem Tuff und tuffhaltigem Sedimentgestein in Meeres- oder Seeumgebungen gebildet. Derzeit gibt es mehr als 1000 Arten von Zeolitherzen, von denen 35 wichtiger sind, die häufigsten sind Klinoptilolith, Mordenit, Erionit und Chabazit. Hauptsächlich in den Vereinigten Staaten, Japan, Frankreich und anderen Ländern verbreitet, fand China auch eine große Anzahl von Mordenit- und Klinoptilolith-Lagerstätten, Japan ist das Land mit der größten Menge an natürlichem Zeolithabbau.②Da natürlicher Zeolith durch Ressourcen begrenzt ist, eine große Anzahl von synthetischen Zeolithen werden seit den 1950er Jahren verwendet.

Was ist die übliche Art von Zeolith-Molekularsieb?

Molekularsiebe sind in vier primären generischen Formen erhältlich, 3A, 4A, 5A und 13X. Jede Form hat ihre eigenen spezifischen Eigenschaften und Anwendungen, und alle behalten eine polare Präferenz für die Adsorption von Wasser bei.

Je nach Porengröße wird Molekularsieb als 3A, 4A, 5A und 13X definiert. Sie werden in der chemischen, elektronischen, petrochemischen, Erdgasindustrie usw. angewendet.

Die chemische Formel von 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: Nein₂O · Al₂O₃2.45SiO₂· 6.0H₂0

Die Funktionsweise des Molekularsiebs hängt mit seiner Porengröße zusammen. Ihre Porengröße beträgt 0.3 nm/ 0.4 nm/ 0.5 nm. Diese Poren können das kleinere Molekül adsorbieren und je größer es wird, desto größer ist die Adsorptionskapazität. Und die unterschiedlichen Porengrößen entscheiden darüber, welche Art von Molekülen es aufnehmen kann. Kurz gesagt, nur Moleküle mit einer Größe unter 0.3 nm können von 3A MS adsorbiert werden. 4A und 5A folgen beide ebenfalls diesem Prinzip. Einzelnes Molekularsieb kann bis zu 22 % seines Gewichts Feuchtigkeit adsorbieren, wenn es als Trockenmittel verwendet wird.

Was ist anders Molekularsieb 3a 4a 5a 13x

3A Molekularsieb madsorbiert hauptsächlich Wasser und wird hauptsächlich zum Trocknen von Erdölkrackgas, Olefin, Raffineriegas und Ölfeldgas sowie als Trockenmittel in der Chemie-, Pharma-, Isolierglas- und anderen Industrien verwendet. Hauptsächlich zum Trocknen von Flüssigkeiten (z. B. Ethanol), Lufttrocknen von Isolierglas, Stickstoff- und Wasserstoff-Mischgastrocknung, Kältemitteltrocknung usw.

4A Molekularsiebe werden hauptsächlich zum Trocknen von Erdgas und verschiedenen chemischen Gasen und Flüssigkeiten, Kältemitteln, Pharmazeutika, elektronischen Daten und flüchtigen Substanzen, zum Reinigen von Argon und zum Trennen von Methan, Ethan und Propan verwendet. Hauptsächlich zur Tiefentrocknung von Gasen und Flüssigkeiten wie Luft, Erdgas, Kohlenwasserstoffe, Kältemittel; Vorbereitung und Reinigung von Argon; statische Trocknung von elektronischen Bauteilen und verderblichen Materialien; Dehydratisierungsmittel in Lacken, Polyestern, Farbstoffen und Beschichtungen

5A Molekularsieb wird hauptsächlich zur Erdgastrocknung, Entschwefelung und Kohlendioxidentfernung verwendet; Trennung von Stickstoff und Sauerstoff zur Herstellung von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff; Erdölentparaffinierung, um normale Kohlenwasserstoffe von verzweigten Kohlenwasserstoffen und zyklischen Kohlenwasserstoffen zu trennen. Die große spezifische Oberfläche und die polare Adsorption erneuerbarer 5A-Molekularsiebe können jedoch eine tiefe Adsorption von Wasser und restlichem Ammoniak erreichen. Das zersetzte Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch gelangt in einen Trockner, um Restfeuchte und andere Verunreinigungen zu entfernen. Die Reinigungsvorrichtung nimmt doppelte Adsorptionstürme an, einer absorbiert trockenes Ammoniakzersetzungsgas und der andere desorbiert Feuchtigkeit und restliches Ammoniak in einem erhitzten Zustand (im Allgemeinen 300-350), um den Zweck der Regeneration zu erreichen

13X-Molekülein Sieb, auch bekannt als Molekularsieb vom Natrium-X-Typ, ist ein Alkalimetallaluminosilikat, das eine gewisse Basizität aufweist und zu einer Klasse fester Basen gehört. 3.64 A ist weniger als 10 A jedes Moleküls. 13x Molekularsieb wird hauptsächlich in der Gasreinigung in der Luftzerlegungsanlage verwendet, um Wasser und Kohlendioxid zu entfernen. Trocknung und Entschwefelung von Erdgas, Flüssiggas und flüssigen Kohlenwasserstoffen. Allgemeine Gastieftrocknung.

Wie werden 3A und 5A aus 4A-Molekularsieb hergestellt?

Es wird erhalten, indem Natriumionen in der Molekularsiebstruktur von 4A (Natriumform von Zeolith Typ A) durch Kaliumionen ersetzt werden, so dass die effektive Porengröße auf 3 Å verringert wird. 3A-Molekularsieb wird hauptsächlich als Trockenmittel in Ölspaltgas, Olefinen, Raffineriegas, Ölbohrgas, chemischer Industrie, Pharmazie, Isolierglas, Flüssigkeitstrocknung (Alkohol), Isolierglas, Stickstoff- und Wasserstoff-Mischgastrocknung, Trockenmitteltrocknung und Kältemitteln verwendet Trocknen usw. Feuchtigkeit und Moleküle unter 3Å können durch 3A-Molekularsieb adsorbiert werden.

Aus dieser Form werden Siebe mit Porengrößen von 3 Å und 5 Å erhalten, wobei Natriumionen gegen Kalium- bzw. Calciumionen ausgetauscht werden. 4A Molekularsieb kann feuchteres NH adsorbieren₃, H₂S, SO₂, Kohlendioxid, C₂H₅OH, C₂H₆, C₂H₄ und andere Moleküle unter 4A. Das 4A-Molekularsieb dient hauptsächlich zum Trocknen von Erdgas, den meisten Arten von Gasen und Flüssigkeiten, Kältemitteln, Medikamenten, digitalen Geräten und flüchtigen Stoffen. Es ist auch in der Lage, Argon zu reinigen und Methan, Ethan und Propan zu trennen. Andere Anwendungen umfassen die Tiefentrocknung von Luft und Kohlenwasserstoffen als Ehydratoren in Farben, Polyestern, Farbstoffen und Beschichtungen.

Es wird erhalten, indem Natriumionen in der Molekularsiebstruktur von 4A durch Calciumionen ersetzt werden, so dass die effektive Porengröße auf 5 Å erhöht werden kann. 5 Ein Molekularsieb kann alle Moleküle adsorbieren, die kleiner als seine Pore sind. Neben den Eigenschaften von 3A und 4A kann 5A auch C adsorbieren₃-C₄ n-Alkan, Ethylchlorid, Ethylbromid, Butanol usw. Und es kann bei der Trennung von n-isomeren Kohlenwasserstoffen, Druckwechseladsorption und Co-Adsorption von Wasser und Kohlendioxid verwendet werden. Die Hauptanwendungen von 5A-Molekularsieben sind Erdgastrocknung, Schwefel- und CO2-Adsorption, Trennung von Stickstoff und Sauerstoff, Sauerstoff, Stickstoff- und Wasserstoffproduktion. Außerdem sind das Entparaffinieren von Erdöl und die Trennung normaler Kohlenwasserstoffe von verzweigten und zyklischen Kohlenwasserstoffen zwei Spezialgebiete von 5A. Was die Regenerierung von 5A betrifft, so können seine große spezifische Oberfläche und Adsorptionskapazität zu einer tiefen Adsorption von Wasser und Ammoniak beitragen. Zersetzte Kohlenwasserstoffe treten dann in den Trockner ein, um die verbleibende Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen zu entfernen. Die Reinigungsausrüstung besteht aus zwei Adsorptionstürmen. Einer für trockenes Ammoniak-Zersetzungsgas und der andere für Feuchtigkeit und verbleibendes Ammoniak unter Regenerierungsbedingungen (normalerweise 300-350℃).

13X-Molekularsieb wird auch als Typ-X-Molekularsieb bezeichnet. Es ist die Natriumform von Zeolith X, dessen Poren größer sind als die von Zeolith Typ A (das Molekularsieb von 4A). Es ist ein Alkalialumosilikat, das eine gewisse Alkalität besitzt und zur Klasse der festen Alkalien gehört. Seine Porengröße beträgt 10 Å und kann Moleküle mit einer Größe zwischen 3.64 Å und 10 Å adsorbieren. Die Hauptanwendungen von 13X sind Gasreinigung durch Adsorption von Feuchtigkeit und Kohlendioxid in Luftzerlegungsanlagen, Trocknung und Entschwefelung von Erdgas, LNG und flüssigem Kohlenwasserstoff, Tiefentrocknung von Normalgas. Es kann auch als Katalysatorträger, Co-Adsorption von Wasser und Kohlendioxid, Co-Adsorption von Wasser und H verwendet werden₂S-Gas.

Andere weniger gebräuchliche Arten von Molekularsieben sind das Molekularsieb 10X, das eine Porengröße von 8 Å hat und zum Trocknen und Entschwefeln von Gasen und Flüssigkeiten und zum Trennen von aromatischen Kohlenwasserstoffen verwendet wird. Wir können auch spezifischere Molekularsiebe finden, die auf anderen Zeolithen entwickelt wurden. Molekularsiebe sind in verschiedenen Formen und Partikelgrößen erhältlich, wobei die häufigsten Formen Kugeln und Pellets sind. Die Kugeln haben mehrere Vorteile, z. B. dass ihre Ladedichte höher ist als bei Pellets, sodass wir bei gleichem Volumen mehr Produkt laden und so die Lebensdauer des Adsorptionsmittels verlängern. Da sie keine scharfen Kanten haben, sind sie außerdem abriebfester, was zu einer weniger feinen Bildung führt, wodurch ein erhöhter Druckabfall im Bett vermieden wird.