Apa perbedaan saringan molekuler 3a 4a 5a 13x

Apa itu saringan molekuler?

Saringan molekuler adalah zeolit ​​kristal sintetik yang atom-atomnya tersusun dalam pola tertentu. Secara internal, struktur memiliki banyak rongga yang saling terhubung oleh pori-pori yang lebih kecil dengan ukuran yang seragam. Pori-pori ini hanya dapat menerima dan lolos ke molekul rongga dengan ukuran yang sama dan lebih kecil, oleh karena itu dinamakan saringan molekuler.

Sifat adsorpsi uap air sangat berbeda dengan silika gel. Saringan molekuler dapat menyerap hingga sekitar 20% berat air sebelum kelembaban relatif udara sekitar meningkat secara signifikan. Setiap peningkatan lebih lanjut menyebabkan kenaikan besar dalam kelembaban relatif.

Karakteristik ini memungkinkan saringan molekuler untuk mempertahankan titik embun yang sangat rendah (-50 °C untuk 10% berat air yang teradsorpsi). Bahan ini juga memiliki kemampuan untuk menyerap uap air dengan cepat dan mampu mempertahankan efisiensi adsorpsi yang tinggi pada suhu tinggi hingga 90°C.

Saringan molekuler adalah senyawa anorganik aluminosilikat, yang dapat menahan suhu tinggi dan memiliki stabilitas termal yang baik, yang memberikan kemudahan untuk regenerasi dan dapat digunakan kembali berkali-kali. Kerangka tidak terurai oleh mikroorganisme atau sejenisnya. Komponen utama dari bagian kerangka saringan molekuler adalah tetrahedron silikon-oksigen dan tetrahedron aluminium-oksigen. Karena valensi aluminium adalah 3, valensi satu atom oksigen dalam tetrahedron aluminium-oksigen AlO4 tidak seimbang, sehingga seluruh tetrahedron aluminium-oksigen terikat. Ini memiliki muatan negatif. Untuk menjaga netralitas listrik, harus ada ion logam bermuatan positif di sekitar aluminium oksida tetrahedron untuk mengimbangi muatan negatifnya. Medan listrik yang kuat dihasilkan antara ion logam bermuatan positif dan kerangka saringan molekul bermuatan negatif, yang memiliki dampak besar pada kinerja adsorpsi saringan molekuler. Kapasitas adsorpsi saringan molekuler untuk zat polar jauh lebih kuat daripada zat non-polar. Pada saat yang sama, karena pengaruh medan listrik yang kuat, untuk zat yang mengandung ikatan rangkap atau ikatan besar, mereka juga memiliki kapasitas adsorpsi yang cukup besar melalui polarisasi terinduksi. Umumnya, semakin banyak muatan yang dibawa kation, semakin kecil jari-jari ion, semakin kuat medan listrik yang dihasilkan, semakin besar efek induksi pada ikatan rangkap, dan semakin besar kapasitas adsorpsi untuk zat tersebut.

Saringan molekuler digunakan sebagai adsorben padat dalam industri kimia, dan zat yang teradsorpsi dapat didesorbsi, dan saringan molekuler dapat diregenerasi setelah digunakan. Juga digunakan untuk pengeringan, pemurnian, pemisahan dan pemulihan gas dan cairan. Sejak tahun 1960-an, telah digunakan sebagai katalis perengkahan dalam industri penyulingan minyak bumi, dan sekarang berbagai katalis saringan molekuler yang cocok untuk proses katalitik yang berbeda telah dikembangkan. Ada dua jenis saringan molekuler: zeolit ​​alam dan zeolit ​​sintetis.① Sebagian besar zeolit ​​alam terbentuk dari reaksi tufa vulkanik dan batuan sedimen tufaan di lingkungan laut atau danau. Saat ini, ada lebih dari 1000 jenis bijih zeolit, di antaranya 35 yang lebih penting, yang umum adalah klinoptilolit, mordenit, erionit, dan chabazit. Terutama didistribusikan di Amerika Serikat, Jepang, Prancis dan negara-negara lain, Cina juga menemukan sejumlah besar deposit mordenit dan klinoptilolit, Jepang adalah negara dengan jumlah penambangan zeolit ​​alam terbesar.②Karena zeolit ​​alam dibatasi oleh sumber daya, sejumlah besar zeolit ​​sintetis telah digunakan sejak tahun 1950-an.

Apa jenis saringan molekul zeolit ​​yang umum?

Saringan Molekuler tersedia dalam empat bentuk generik utama, 3A, 4A, 5A dan 13X. Setiap bentuk memiliki sifat dan aplikasi spesifiknya sendiri, dan semuanya mempertahankan preferensi polar untuk adsorpsi air.

Menurut ukuran pori yang berbeda, saringan molekuler didefinisikan sebagai 3A, 4A, 5A dan 13X. Mereka diterapkan pada industri kimia, elektronik, petrokimia, gas alam, dll.

Rumus kimia 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：Tidak₂HAI·Al₂O₃·2.45SiO₂· 6.0H₂0

Operasi ayakan molekuler dihubungkan dengan ukuran porinya. Ukuran pori mereka adalah 0.3nm/ 0.4nm/ 0.5nm. Pori-pori ini dapat mengadsorbsi molekul yang lebih kecil darinya dan semakin besar maka semakin besar pula kapasitas adsorpsinya. Dan ukuran pori yang berbeda menentukan jenis molekul yang dapat diserapnya. Singkatnya, hanya molekul berukuran di bawah 0.3nm yang dapat diserap oleh 3A MS. 4A dan 5A keduanya mengikuti prinsip ini juga. Saringan molekul tunggal dapat menyerap kelembaban hingga 22% dari beratnya saat digunakan sebagai pengering.

Apa perbedaan saringan molekuler 3a 4a 5a 13x

Saringan molekuler 3A mhanya menyerap air dan terutama digunakan untuk mengeringkan gas retak minyak bumi, olefin, gas kilang dan gas ladang minyak, serta pengering dalam kimia, farmasi, kaca isolasi dan industri lainnya. Terutama digunakan untuk pengeringan cairan (seperti etanol), pengeringan udara dari kaca isolasi, pengeringan gas campuran nitrogen dan hidrogen, pengeringan refrigeran, dll.

Saringan molekuler 4A terutama digunakan untuk mengeringkan gas alam dan berbagai gas dan cairan kimia, refrigeran, farmasi, data elektronik dan zat yang mudah menguap, memurnikan argon, dan memisahkan metana, etana, dan propana. Terutama digunakan untuk pengeringan gas dan cairan seperti udara, gas alam, hidrokarbon, refrigeran; persiapan dan pemurnian argon; pengeringan statis komponen elektronik dan bahan yang mudah rusak; agen dehidrasi dalam cat, poliester, pewarna dan pelapis

Saringan molekuler 5A terutama digunakan untuk pengeringan gas alam, desulfurisasi dan penghilangan karbon dioksida; pemisahan nitrogen dan oksigen untuk menyiapkan oksigen, nitrogen dan hidrogen; petroleum dewaxing untuk memisahkan hidrokarbon normal dari hidrokarbon bercabang dan hidrokarbon siklik. Namun, luas permukaan spesifik yang besar dan adsorpsi polar dari saringan molekuler 5A terbarukan dapat mencapai adsorpsi dalam air dan sisa amonia. Campuran nitrogen-hidrogen yang terurai memasuki pengering untuk menghilangkan sisa kelembaban dan kotoran lainnya. Perangkat pemurnian mengadopsi menara adsorpsi ganda, satu menyerap gas dekomposisi amonia kering, dan yang lainnya menyerap kelembaban dan sisa amonia dalam keadaan panas (umumnya 300-350) untuk mencapai tujuan regenerasi

molekul 13Xsaringan, juga dikenal sebagai saringan molekuler tipe natrium X, adalah aluminosilikat logam alkali, yang memiliki kebasaan tertentu dan termasuk dalam kelas basa padat. 3.64A kurang dari 10A molekul apa pun. Saringan molekul 13x terutama digunakan dalam pemurnian Gas di unit pemisahan udara untuk menghilangkan air dan karbon dioksida. Pengeringan dan desulfurisasi gas alam, gas minyak cair dan hidrokarbon cair. Pengeringan dalam gas umum.

Bagaimana 3A dan 5A dibuat dari Saringan Molekul 4A?

Itu diperoleh dengan mengganti ion natrium dalam struktur ayakan molekul 4A (bentuk natrium zeolit ​​tipe A) dengan ion Kalium, sehingga ukuran pori efektif berkurang menjadi 3Å. Saringan molekuler 3A terutama digunakan sebagai pengering dalam gas perengkahan minyak, Olefin, gas kilang, gas sumur minyak, industri kimia, farmasi, kaca terisolasi, pengeringan cair (alkohol), kaca terisolasi, pengeringan gas campuran nitrogen & hidrogen, pengeringan pengering, pendingin pengeringan, dll. Kelembaban dan molekul di bawah 3Å dapat diserap oleh saringan molekuler 3A.

Dari bentuk ini, diperoleh saringan ukuran pori 3Å dan 5Å, masing-masing menukar ion natrium dengan ion Kalium dan Kalsium. Saringan molekuler 4A dapat menyerap kelembaban, NH₃, H₂S, JADI₂, karbon dioksida, C₂H₅OH, C₂H₆, C₂H₄ dan molekul lain di bawah 4A. 4A saringan molekuler terutama untuk pengeringan gas alam, sebagian besar jenis gas dan cairan, pendingin, obat-obatan, peralatan digital dan bahan yang mudah menguap, itu juga mampu pemurnian argon dan pemisahan metana, etana dan propana. Aplikasi lain termasuk pengeringan udara dan hidrokarbon dalam, menjadi ehidrator dalam cat, poliester, pewarna, dan pelapis.

Itu diperoleh dengan mengganti ion natrium dalam struktur saringan molekuler 4A dengan ion Kalsium, sehingga ukuran pori efektif dapat ditingkatkan menjadi 5Å. Saringan molekuler 5A dapat menyerap molekul apa pun yang lebih kecil dari porinya. Selain karakteristik 3A dan 4A, 5A juga dapat mengadsorbsi C₃-C₄ n-alkana, etil klorida, etil bromida, butanol, dll. Dan dapat digunakan dalam pemisahan hidrokarbon n-isomer, adsorpsi ayunan tekanan, dan adsorpsi bersama air dan karbon dioksida. Aplikasi utama saringan molekuler 5A adalah pengeringan gas alam, adsorpsi sulfur dan CO2, pemisahan produksi nitrogen & oksigen, oksigen, nitrogen dan hidrogen. Selain itu, petroleum dewaxing, pemisahan hidrokarbon normal dari hidrokarbon bercabang dan siklik juga merupakan dua spesialisasi 5A. Adapun regenerasi 5A, luas permukaan spesifiknya yang besar dan kapasitas adsorbennya dapat berkontribusi pada adsorpsi yang dalam terhadap air dan amonia. Hidrokarbon yang terdekomposisi kemudian memasuki pengering untuk menghilangkan sisa kelembaban dan kotoran lainnya. Peralatan pemurnian terdiri dari dua menara adsorpsi. Satu untuk gas dekomposisi amonia kering dan yang lainnya untuk kelembaban dan sisa amonia dalam kondisi regenerasi (biasanya 300-350℃).

Saringan molekuler 13X juga disebut sebagai saringan molekuler tipe X. Ini adalah bentuk natrium dari zeolit ​​X, yang pori-porinya lebih besar daripada zeolit ​​tipe A (saringan molekuler 4A). Ini adalah aluminosilikat logam alkali, yang memiliki alkalinitas tertentu dan termasuk dalam kelas alkali padat. Ukuran porinya adalah 10Å dan dapat menyerap ukuran molekul antara 3.64Å dan 10Å. Aplikasi utama 13X adalah pemurnian gas dengan menyerap uap air dan karbon dioksida di unit pemisahan udara, pengeringan dan desulfurisasi untuk gas alam, LNG dan hidrokarbon cair, pengeringan dalam gas normal. Ini juga dapat digunakan sebagai pembawa katalis, co-adsorpsi air dan karbon dioksida, co-adsorpsi air dan H₂gas.

Jenis saringan molekuler lainnya yang kurang umum adalah Saringan Molekuler 10X, yang memiliki ukuran pori 8A dan digunakan untuk pengeringan dan desulfurisasi gas dan cairan serta pemisahan hidrokarbon aromatik. Kami juga dapat menemukan saringan molekuler yang lebih spesifik yang dirancang pada zeolit ​​lainnya. Saringan molekuler tersedia dalam berbagai bentuk, dan ukuran partikelnya, menjadi bentuk bola dan pelet yang paling umum. Bola memiliki beberapa keunggulan seperti kepadatan muatannya lebih tinggi daripada pelet, sehingga dalam volume yang sama kami memuat lebih banyak produk, memperpanjang siklus hidup adsorben. Juga, karena mereka tidak memiliki tepi yang tajam, mereka lebih tahan terhadap gesekan, yang menghasilkan formasi yang kurang halus, menghindari peningkatan penurunan tekanan di tempat tidur.