{"id":8419,"date":"2022-01-14T04:09:39","date_gmt":"2022-01-14T04:09:39","guid":{"rendered":"https:\/\/www.jalonzeolite.com\/?p=8419"},"modified":"2022-01-19T07:51:27","modified_gmt":"2022-01-19T07:51:27","slug":"the-design-of-molecular-sieve-adsorbent-bed-for-ethanol-dehydration","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jalonzeolite.com\/fr\/the-design-of-molecular-sieve-adsorbent-bed-for-ethanol-dehydration\/","title":{"rendered":"Conception d'un lit d'adsorbant \u00e0 tamis mol\u00e9culaire pour la d\u00e9shydratation de l'\u00e9thanol"},"content":{"rendered":"

Pour les gaz et les liquides, un tamis mol\u00e9culaire est un excellent absorbeur. L'activation de tamis mol\u00e9culaires de conception distincte permet \u00e0 de nombreux syst\u00e8mes d'\u00e9liminer efficacement les contaminants gazeux ou liquides ind\u00e9sirables. Elle permet \u00e9galement de s\u00e9parer les gaz ou les liquides en groupes de taille mol\u00e9culaire. Dans la distillation de l'\u00e9thanol au-del\u00e0 du seuil az\u00e9otropique de 95,6 % du volume, le tamis mol\u00e9culaire joue un r\u00f4le important. Avec l'utilisation de tamis mol\u00e9culaires synth\u00e9tiques<\/a>La proc\u00e9dure de d\u00e9shydratation de l'\u00e9thanol peut maintenant \u00eatre men\u00e9e avec une technologie am\u00e9lior\u00e9e au-del\u00e0 de cette limite az\u00e9otropique.<\/p>\n\n\n\n

Nous allons proc\u00e9der \u00e0 l'analyse d\u00e9taill\u00e9e de la conception du lit adsorbant \u00e0 tamis mol\u00e9culaire pour la d\u00e9shydratation de l'\u00e9thanol. C'est parti !<\/p>\n\n\n\n

Utilisation d'un lit de tamis mol\u00e9culaire pour la d\u00e9shydratation de l'\u00e9thanol<\/h2>\n\n\n\n
\"Tunnel
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Qu'est-ce qu'un lit \u00e0 tamis mol\u00e9culaire ?<\/h3>\n\n\n\n
\"Images
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Le Substances z\u00e9olithiques artificielles<\/a> Les trous de conception et de taille exactes et homog\u00e8nes sont connus sous le nom de tamis mol\u00e9culaires. Cela leur permet d'adsorber les gaz et les liquides en fonction de la taille des mol\u00e9cules et de leurs pr\u00e9f\u00e9rences en mati\u00e8re de perm\u00e9abilit\u00e9. Les z\u00e9olithes sont des solides cristallins hautement perm\u00e9ables que l'on trouve dans la nature et qui appartiennent \u00e0 la famille chimique des aluminosilicates.<\/p>\n\n\n\n

3A, 4A, 5A et 13X sont les quatre principales classifications des tamis mol\u00e9culaires. La dimension des pores du tamis mol\u00e9culaire est d\u00e9termin\u00e9e par le type, qui est d\u00e9termin\u00e9 par la version synth\u00e9tique de la mol\u00e9cule. Un tamis mol\u00e9culaire fonctionne en solubilisant les mol\u00e9cules de gaz ou de liquide plus petites que le diam\u00e8tre fonctionnel de ses pores et en rejetant les mol\u00e9cules plus grandes que les trous.<\/p>\n\n\n\n

Quelle est la fonction du tamis mol\u00e9culaire dans la d\u00e9shydratation de l'\u00e9thanol ?<\/h3>\n\n\n\n
\"Point
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La distillation conventionnelle de l'\u00e9thanol ne permet d'atteindre qu'une puret\u00e9 d'environ 96 % d'\u00e9thanol, les 4 % restants \u00e9tant de l'eau, en raison de l'az\u00e9otrope g\u00e9n\u00e9r\u00e9 lorsqu'il est combin\u00e9 \u00e0 l'eau. Pour \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme un carburant de qualit\u00e9, l'\u00e9thanol doit \u00eatre d\u00e9shydrat\u00e9 \u00e0 au moins 99,9%. Un tamis mol\u00e9culaire 3A, construit sp\u00e9cifiquement avec des ouvertures de la taille de 3 angstr\u00f6ms, est utilis\u00e9 pour adsorber les mol\u00e9cules d'eau, tandis que les plus grosses mol\u00e9cules d'\u00e9thanol sont rejet\u00e9es, afin d'atteindre ce degr\u00e9 de puret\u00e9. Pour atteindre ce degr\u00e9 de puret\u00e9, on utilise un tamis mol\u00e9culaire 3A. proc\u00e9dure efficace<\/a> d\u00e9shydrate l'\u00e9thanol jusqu'au niveau de puret\u00e9 n\u00e9cessaire pour qu'il puisse \u00eatre appel\u00e9 \"fuel grade\", car il n'y a pas de rivalit\u00e9 pour la sorption.<\/p>\n\n\n\n

Au cours de la proc\u00e9dure de production<\/a>Le diam\u00e8tre des pores dans les deux particules de tamis mol\u00e9culaire est soigneusement contr\u00f4l\u00e9. Pour contr\u00f4ler la taille de l'ouverture des pores, les ions sodium, calcium et potassium peuvent \u00eatre \u00e9chang\u00e9s \u00e0 l'int\u00e9rieur des particules. Cela permet aux mol\u00e9cules de gaz et de liquide de s'adsorber de pr\u00e9f\u00e9rence. Prenons l'exemple d'un parking : votre v\u00e9hicule mesure 2,5 m\u00e8tres de haut, mais la toiture du garage ne mesure que 2,5 m\u00e8tres. Vous ne pourrez pas faire entrer votre voiture dans le garage, quels que soient vos efforts. L'adsorption de particules dans les ouvertures d'un tamis mol\u00e9culaire fonctionne selon le m\u00eame principe.<\/p>\n\n\n\n

Types courants de tamis mol\u00e9culaires utilis\u00e9s pour la d\u00e9shydratation de l'\u00e9thanol<\/h2>\n\n\n\n
\"Conteneurs
Source :Unsplash<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Dans une vari\u00e9t\u00e9 d'utilisations commerciales et alimentaires, la proc\u00e9dure de d\u00e9shydratation par tamis mol\u00e9culaire n\u00e9cessite un degr\u00e9 \u00e9lev\u00e9 de puret\u00e9. Le type de tamis mol\u00e9culaire le plus efficace pour le s\u00e9chage de l'\u00e9thanol est le type 3A. La vapeur d'\u00e9thanol hydrat\u00e9 est achemin\u00e9e via le lit de tamis mol\u00e9culaire au cours de la proc\u00e9dure de d\u00e9shydratation de l'\u00e9thanol. L'eau est absorb\u00e9e par les pores de l'adsorbant lorsque les vapeurs traversent le lit de tamis au cours de l'\u00e9tape initiale. La proc\u00e9dure d'adsorption se poursuit jusqu'\u00e0 ce que l'adsorption probable de l'eau par les vapeurs soit termin\u00e9e ou que le tamis mol\u00e9culaire soit satur\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

L'eau est transf\u00e9r\u00e9e de la vapeur d'\u00e9thanol humide au tamis mol\u00e9culaire activ\u00e9 via une zone o\u00f9 la teneur en humidit\u00e9 est r\u00e9duite de l'entr\u00e9e \u00e0 la sortie. Cette zone de transition principale comporte un lit actif pour le transit de la d\u00e9shydratation et un autre pour la r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration. Utiliser des portes et des automatismes puissants<\/a>L'\u00e9thanol pur peut \u00eatre utilis\u00e9 comme carburant pour l'automobile et d'autres usages une fois qu'il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9shydrat\u00e9 \u00e0 l'aide de tamis mol\u00e9culaires. L'\u00e9thanol pur peut \u00eatre utilis\u00e9 comme carburant pour l'automobile et d'autres usages apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 d\u00e9shydrat\u00e9 \u00e0 l'aide de tamis mol\u00e9culaires.<\/p>\n\n\n\n

Quelle quantit\u00e9 de tamis mol\u00e9culaire faut-il utiliser ? <\/h2>\n\n\n\n
\"Ancienne
Source :Unsplash<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

La capacit\u00e9 de s\u00e9chage des tamis mol\u00e9culaires est d'environ 20% \u00e0 25% de leur propre masse. Pour la proc\u00e9dure de d\u00e9shydratation, versez des tamis mol\u00e9culaires \u00e9quivalant \u00e0 3 \u00e0 4 fois la quantit\u00e9 pr\u00e9vue de solvant organique, et agitez le tout de temps en temps pendant environ 24 heures. <\/p>\n\n\n\n

Conception la plus efficace d'un lit de tamis mol\u00e9culaire pour la d\u00e9shydratation de l'\u00e9thanol<\/h2>\n\n\n\n
\"Conception
Source :Unsplash<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

La conception et le fonctionnement d'un m\u00e9canisme de tamis mol\u00e9culaire sont influenc\u00e9s par un certain nombre de facteurs. La capacit\u00e9 d'adsorption d'un contaminant est d\u00e9termin\u00e9e par sa temp\u00e9rature fonctionnelle et sa pression partielle, ainsi que par le type de tamis mol\u00e9culaire (3A, 4A, 5A, 13X). Les limites de d\u00e9bit et de diminution de la pression, en combinaison avec le volume d'adsorption, sont essentielles pour d\u00e9terminer le meilleur sch\u00e9ma d'\u00e9coulement, la cin\u00e9tique de transfert de poids et, par appendice, la conception du conteneur.<\/p>\n\n\n\n

La taille des conteneurs est \u00e9galement influenc\u00e9e par la dimension des pores du tamis mol\u00e9culaire, ainsi que par la disposition du lit (en fonction de l'\u00e9paisseur de l'adsorbant et compos\u00e9 de granul\u00e9s g\u00e9ants, de petits granul\u00e9s ou d'un lit divis\u00e9). La diminution de la pression et la dispersion du flux, ainsi que les besoins en activit\u00e9 de r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration, seront influenc\u00e9s par le rapport diam\u00e8tre-hauteur choisi.<\/p>\n\n\n\n

Il y a deux possibilit\u00e9s de conception de l'\u00e9l\u00e9ment de d\u00e9shydratation<\/a>Les installations de distillation d'alcool peuvent \u00eatre con\u00e7ues de mani\u00e8re int\u00e9gr\u00e9e ou autonome, en fonction des param\u00e8tres de la mati\u00e8re premi\u00e8re de l'\u00e9thanol hydrat\u00e9 et de la disponibilit\u00e9 d'une installation de distillation de l'alcool.<\/p>\n\n\n\n

1. Conception int\u00e9gr\u00e9e<\/h3>\n\n\n\n
\"Conception
Source :Unsplash<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Les machines int\u00e9gr\u00e9es de d\u00e9shydratation de l'alimentation en vapeur sont connect\u00e9es \u00e0 un syst\u00e8me de distillation et acceptent la vapeur d'\u00e9thanol hydrat\u00e9 directement \u00e0 partir de la tour de rectification. Le flux de r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration, \u00e9galement appel\u00e9 flux de purge, est r\u00e9introduit dans la distillation pour la r\u00e9cup\u00e9ration de l'\u00e9thanol.<\/p>\n\n\n\n

Par rapport aux unit\u00e9s d\u00e9coupl\u00e9es, la diff\u00e9rence la plus significative est la suivante avantage du syst\u00e8me int\u00e9gr\u00e9<\/a> est une r\u00e9duction significative de la consommation d'\u00e9nergie. L'int\u00e9gration thermique innovante et efficace de Vogelbusch de la dessiccation avec les syst\u00e8mes de distillation\/rectification\/\u00e9vaporation r\u00e9duit consid\u00e9rablement les d\u00e9penses d'exploitation.<\/p>\n\n\n\n

La pression minimale requise pour l'alimentation est de 0,5 bar.<\/p>\n\n\n\n

2. Conception autonome<\/h3>\n\n\n\n
\"Parapluie
Source :Unsplash<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

L'\u00e9thanol hydrat\u00e9 liquide provenant du stockage est s\u00e9ch\u00e9 \u00e0 l'aide d'une alimentation liquide autonome. \u00e9quipement de s\u00e9chage<\/a>. Dans une minuscule colonne de recyclage, l'\u00e9thanol hydrat\u00e9 est \u00e9vapor\u00e9. Le canal de r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration, \u00e9galement appel\u00e9 flux de purge, est achemin\u00e9 vers la chambre de recyclage pour l'extraction de l'\u00e9thanol.<\/p>\n\n\n\n

Une conception appropri\u00e9e de la r\u00e9cup\u00e9ration de chaleur, tenant compte des param\u00e8tres de la mati\u00e8re premi\u00e8re et de l'utilit\u00e9, permet de r\u00e9duire la consommation d'\u00e9nergie de la chambre de s\u00e9chage de l'\u00e9thanol.<\/p>\n\n\n\n

Le principe de la proc\u00e9dure<\/h3>\n\n\n\n
\"Notes
Source :Unsplash<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

La technique d'adsorption utilis\u00e9e pour la d\u00e9shydratation par tamis mol\u00e9culaire utilise les \u00e9l\u00e9ments suivants z\u00e9olithe synth\u00e9tique<\/a>La z\u00e9olithe est une substance fragile et tr\u00e8s poreuse. La m\u00e9thode est bas\u00e9e sur le fait que l'attraction de la z\u00e9olithe pour l'eau change avec la pression. L'attraction de l'eau par la z\u00e9olithe est d\u00e9termin\u00e9e par la pression partielle de l'eau dans l'entr\u00e9e, qui peut \u00eatre modifi\u00e9e en changeant la force.<\/p>\n\n\n\n

La proc\u00e9dure d'adsorption par variation de pression (PSA)<\/h3>\n\n\n\n
\"Usine
Source :Pinterest<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Il n'y a pas de condensation car la vapeur surchauff\u00e9e est inject\u00e9e dans le lit de tamis mol\u00e9culaire. La vapeur d'\u00e9thanol s'\u00e9coule \u00e0 travers le lit tandis que la vapeur est absorb\u00e9e dans les ouvertures de la z\u00e9olithe.<\/p>\n\n\n\n

Lorsque le lit de tamis mol\u00e9culaire est imbib\u00e9 d'eau et qu'une br\u00e8che est proche, il doit \u00eatre r\u00e9activ\u00e9 : l'eau est \u00e9limin\u00e9e de la surface de la z\u00e9olithe en abaissant la pression exerc\u00e9e sur celle-ci.<\/p>\n\n\n\n

A adsorption par variation de pression<\/a> Une installation \u00e0 deux lits de tamis mol\u00e9culaire est utilis\u00e9e pour obtenir une production constante. Un lit est en cours de d\u00e9shydratation, tandis que l'autre est r\u00e9g\u00e9n\u00e9r\u00e9 sous vide. La pression du lit est r\u00e9duite tout au long de l'activation, et l'eau d\u00e9sorb\u00e9e est \u00e9vacu\u00e9e du lit avec les vapeurs de sortie de l'autre lit de s\u00e9chage. Ce canal de purge ou de r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration est ensuite d\u00e9liquescent et pomp\u00e9 vers la distillerie pour l'extraction de l'\u00e9thanol.<\/p>\n\n\n\n

L'ensemble de la proc\u00e9dure est automatis\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Comment am\u00e9liorer le fonctionnement des unit\u00e9s de d\u00e9shydratation<\/h2>\n\n\n\n
\"Point
Source :Unsplash<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Am\u00e9lioration de la proc\u00e9dure de tamisage mol\u00e9culaire<\/h3>\n\n\n\n
\"Fl\u00e8che
Source :Unsplash<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n