Quelle est la différence entre les tamis moléculaires 3a 4a 5a 13x

Qu'est-ce qu'un tamis moléculaire ?

Les tamis moléculaires sont des zéolithes cristallines synthétiques dans lesquelles les atomes sont disposés selon un schéma défini. La structure interne comporte de nombreuses cavités reliées entre elles par des pores plus petits de taille uniforme. Ces pores ne peuvent accepter et faire passer dans les cavités que des molécules de taille identique ou inférieure, d'où le nom de tamis moléculaire.

Les caractéristiques d'adsorption de la vapeur d'eau sont très différentes de celles du gel de silice. Tamis moléculaires peut adsorber jusqu'à environ 20% en poids d'eau avant que l'humidité relative de l'air environnant n'augmente de manière significative. Toute augmentation supplémentaire entraîne une forte hausse de l'humidité relative.

Ces caractéristiques permettent aux tamis moléculaires de maintenir un point de rosée très bas (-50°C pour 10% en poids d'eau adsorbée). Le matériau a également la capacité d'adsorber rapidement la vapeur d'eau et de conserver une grande efficacité d'adsorption à des températures élevées allant jusqu'à 90°C.

Le tamis moléculaire est un composé inorganique d'aluminosilicate, qui peut résister à des températures élevées et possède une bonne stabilité thermique, ce qui facilite la régénération et peut être réutilisé de nombreuses fois. Le squelette n'est pas décomposé par les micro-organismes ou autres. Les principaux composants du squelette du tamis moléculaire sont le tétraèdre silicium-oxygène et le tétraèdre aluminium-oxygène. La valence de l'aluminium étant de 3, la valence d'un atome d'oxygène dans le tétraèdre aluminium-oxygène AlO4 n'est pas équilibrée, de sorte que l'ensemble du tétraèdre aluminium-oxygène est en bande. Il a une charge négative. Afin de maintenir la neutralité électrique, il doit y avoir des ions métalliques chargés positivement à proximité du tétraèdre d'oxyde d'aluminium pour compenser sa charge négative. Un champ électrique puissant est généré entre les ions métalliques chargés positivement et la structure du tamis moléculaire chargée négativement, ce qui a un impact considérable sur les performances d'adsorption du tamis moléculaire. La capacité d'adsorption des tamis moléculaires pour les substances polaires est beaucoup plus forte que celle des substances non polaires. Parallèlement, sous l'effet d'un champ électrique puissant, les substances contenant des doubles liaisons ou de grandes liaisons π ont également une capacité d'adsorption considérable grâce à la polarisation induite. En règle générale, plus le cation est chargé, plus le rayon ionique est petit, plus le champ électrique généré est fort, plus l'effet d'induction sur les doubles liaisons est important et plus la capacité d'adsorption de ces substances est élevée.

Les tamis moléculaires sont utilisés comme adsorbants solides dans l'industrie chimique. Les substances adsorbées peuvent être désorbées et les tamis moléculaires peuvent être régénérés après utilisation. Ils sont également utilisés pour le séchage, la purification, la séparation et la récupération des gaz et des liquides. Il existe deux types de tamis moléculaires : la zéolithe naturelle et la zéolithe synthétique.① La plupart des zéolithes naturelles sont formées par la réaction de tuf volcanique et de roches sédimentaires tuffacées dans des environnements marins ou lacustres. À l'heure actuelle, il existe plus de 1000 types de minerais zéolithiques, dont 35 sont plus importants, les plus courants étant la clinoptilolite, la mordénite, l'érionite et la chabazite. Principalement répartis aux États-Unis, au Japon, en France et dans d'autres pays, la Chine a également découvert un grand nombre de gisements de mordénite et de clinoptilolite, et le Japon est le pays qui exploite le plus de zéolites naturelles.②La zéolite naturelle étant limitée par les ressources, un grand nombre de zéolites synthétiques ont été utilisées depuis les années 1950.

Quel est le type courant de tamis moléculaire zéolitique ?

Les tamis moléculaires sont disponibles sous quatre formes génériques principales : 3A, 4A, 5A et 13X. Chaque forme a ses propres propriétés et applications spécifiques, et toutes conservent une préférence polaire pour l'adsorption de l'eau.

En fonction de la taille des pores, les tamis moléculaires sont définis comme 3A, 4A, 5A et 13X. Ils sont utilisés dans les industries chimiques, électroniques, pétrochimiques, du gaz naturel, etc.

La formule chimique de 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：Na₂O-Al₂O₃-2,45SiO₂-6.0H₂0

Le fonctionnement du tamis moléculaire est lié à la taille de ses pores. La taille des pores est de 0,3 nm/ 0,4 nm/ 0,5 nm. Ces pores peuvent adsorber les molécules plus petites qu'eux et plus ils sont grands, plus la capacité d'adsorption est importante. Ce sont les différentes tailles de pores qui déterminent le type de molécule qu'ils peuvent adsorber. En bref, seules les molécules dont la taille est inférieure à 0,3 nm peuvent être adsorbées par le MS 3A. Les tamis 4A et 5A suivent également ce principe. Le tamis moléculaire simple peut adsorber l'humidité jusqu'à 22% de son poids lorsqu'il est utilisé comme déshydratant.

Quelle est la différence entre le tamis moléculaire 3a 4a 5a 13x et le tamis moléculaire 3a 4a 5a 13x ?

3A tamis moléculaire mIl est principalement utilisé pour le séchage du gaz de craquage du pétrole, de l'oléfine, du gaz de raffinerie et du gaz de champ pétrolifère, ainsi que comme déshydratant dans les industries chimiques, pharmaceutiques, du verre isolant et d'autres industries. Principalement utilisé pour le séchage des liquides (tels que l'éthanol), le séchage à l'air du verre isolant, le séchage des gaz mélangés d'azote et d'hydrogène, le séchage des réfrigérants, etc.

Tamis moléculaires 4A sont principalement utilisés pour le séchage du gaz naturel et de divers gaz et liquides chimiques, de réfrigérants, de produits pharmaceutiques, de données électroniques et de substances volatiles, pour la purification de l'argon et la séparation du méthane, de l'éthane et du propane. Principalement utilisés pour le séchage en profondeur de gaz et de liquides tels que l'air, le gaz naturel, les hydrocarbures, les réfrigérants ; la préparation et la purification de l'argon ; le séchage statique des composants électroniques et des matériaux périssables ; l'agent de déshydratation dans les peintures, les polyesters, les teintures et les revêtements.

5A tamis moléculaire est principalement utilisé pour le séchage du gaz naturel, la désulfuration et l'élimination du dioxyde de carbone ; la séparation de l'azote et de l'oxygène pour préparer de l'oxygène, de l'azote et de l'hydrogène ; le déparaffinage du pétrole pour séparer les hydrocarbures normaux des hydrocarbures ramifiés et des hydrocarbures cycliques. Cependant, la grande surface spécifique et l'adsorption polaire des tamis moléculaires renouvelables 5A permettent une adsorption en profondeur de l'eau et de l'ammoniac résiduel. Le mélange azote-hydrogène décomposé entre dans un séchoir pour éliminer l'humidité résiduelle et les autres impuretés. Le dispositif de purification adopte des tours d'adsorption doubles, l'une absorbant le gaz sec de décomposition de l'ammoniac et l'autre désorbant l'humidité et l'ammoniac résiduel dans un état chauffé (généralement 300-350) pour atteindre l'objectif de régénération.

13X moléculetamis arLe tamis moléculaire 13x, également connu sous le nom de tamis moléculaire de type X, est un aluminosilicate de métal alcalin, qui possède une certaine basicité et appartient à une classe de bases solides. 3,64A est inférieur à 10A toute molécule.Le tamis moléculaire 13x est principalement utilisé dans la purification du gaz dans l'unité de séparation de l'air pour éliminer l'eau et le dioxyde de carbone.le séchage et la désulfuration du gaz naturel, du gaz de pétrole liquéfié et des hydrocarbures liquides. Séchage général de gaz en profondeur.

Comment les tamis moléculaires 3A et 5A sont-ils fabriqués à partir du tamis moléculaire 4A ?

Il est obtenu en remplaçant les ions sodium dans la structure du tamis moléculaire 4A (forme sodique de la zéolithe de type A) par des ions potassium, de sorte que la taille effective des pores est réduite à 3Å. Le tamis moléculaire 3A est principalement utilisé comme déshydratant dans le gaz de craquage du pétrole, les oléfines, le gaz de raffinerie, le gaz de puits de pétrole, l'industrie chimique, la pharmacie, le verre isolé, le séchage des liquides (alcool), le verre isolé, le séchage des gaz mixtes d'azote et d'hydrogène, le séchage des déshydratants, le séchage des fluides frigorigènes, etc. L'humidité et les molécules inférieures à 3Å peuvent être adsorbées par le tamis moléculaire 3A.

À partir de cette forme, on obtient des tamis dont les pores ont une taille de 3Å et 5Å et qui échangent des ions sodium contre des ions potassium et calcium, respectivement. Le tamis moléculaire 4A peut adsorber l'humidité, le NH₃, H₂S, SO₂le dioxyde de carbone, C₂H₅OH, C₂H₆, C₂H₄ et d'autres molécules sous 4A. Le tamis moléculaire 4A est principalement utilisé pour le séchage du gaz naturel, de la plupart des gaz et liquides, des réfrigérants, de la médecine, des équipements numériques et des matières volatiles. Il est également capable de purifier l'argon et de séparer le méthane, l'éthane et le propane. D'autres applications comprennent le séchage en profondeur de l'air et des hydrocarbures, en tant que déshydrateurs dans les peintures, les polyesters, les teintures et les revêtements.

Il est obtenu en remplaçant les ions sodium dans la structure du tamis moléculaire 4A par des ions calcium, de sorte que la taille effective des pores peut être portée à 5Å. Le tamis moléculaire 5A peut adsorber toutes les molécules plus petites que son pore. Outre les caractéristiques des tamis 3A et 4A, le tamis 5A peut également adsorber les molécules C₃-C₄ n-alcane, chlorure d'éthyle, bromure d'éthyle, butanol, etc. Il peut également être utilisé pour la séparation des hydrocarbures n-isomères, l'adsorption par variation de pression et la co-adsorption de l'eau et du dioxyde de carbone. Les principales applications du tamis moléculaire 5A sont le séchage du gaz naturel, l'adsorption du soufre et du CO2, la séparation de l'azote et de l'oxygène, la production d'oxygène, d'azote et d'hydrogène. En outre, le déparaffinage du pétrole et la séparation des hydrocarbures normaux des hydrocarbures ramifiés et cycliques sont également deux spécialités du 5A. En ce qui concerne la régénération du 5A, sa grande surface spécifique et sa capacité d'adsorption peuvent contribuer à l'adsorption en profondeur de l'eau et de l'ammoniac. Les hydrocarbures décomposés entrent ensuite dans un séchoir pour éliminer l'humidité restante et les autres impuretés. L'équipement de purification se compose de deux tours d'adsorption. L'une pour le gaz sec de décomposition de l'ammoniac et l'autre pour l'humidité et l'ammoniac restant dans des conditions de régénération (normalement 300-350℃).

Le tamis moléculaire 13X est également appelé tamis moléculaire de type X. Il s'agit de la forme sodique de la zéolithe X, dont les pores sont plus grands que ceux de la zéolithe de type A (le tamis moléculaire de 4A). Il s'agit d'un aluminosilicate de métal alcalin, qui présente une certaine alcalinité et appartient à une classe d'alcalins solides. La taille de ses pores est de 10Å et il peut adsorber des molécules dont la taille est comprise entre 3,64Å et 10Å. Les principales applications du 13X sont la purification du gaz par l'adsorption de l'humidité et du dioxyde de carbone dans l'unité de séparation de l'air, le séchage et la désulfuration du gaz naturel, du GNL et des hydrocarbures liquides, le séchage en profondeur du gaz normal. Il peut également être utilisé comme support de catalyseur, pour la co-adsorption de l'eau et du dioxyde de carbone, la co-adsorption de l'eau et du H₂Gaz S.

D'autres types de tamis moléculaires moins courants sont le tamis moléculaire 10X, qui a une taille de pore de 8A et qui est utilisé pour le séchage et la désulfuration des gaz et des liquides et la séparation des hydrocarbures aromatiques. On trouve également des tamis moléculaires plus spécifiques conçus sur d'autres zéolithes. Les tamis moléculaires sont disponibles sous différentes formes et tailles de particules, les formes les plus courantes étant les sphères et les pastilles. Les sphères présentent plusieurs avantages : leur densité de charge est plus élevée que celle des pastilles, ce qui permet de charger plus de produit dans le même volume, prolongeant ainsi le cycle de vie de l'adsorbant. De plus, comme elles n'ont pas d'arêtes vives, elles sont plus résistantes à l'attrition, ce qui se traduit par une formation moins fine, évitant ainsi une augmentation de la perte de charge dans le lit.