Чем отличается молекулярное сито 3a 4a 5a 13x

Что такое молекулярное сито?

Молекулярные сита - это синтетические кристаллические цеолиты, в которых атомы расположены по определенной схеме. Внутри структура имеет множество полостей, соединенных между собой более мелкими порами одинакового размера. Эти поры способны принимать и пропускать только молекулы такого же и меньшего размера, отсюда и название молекулярное сито.

Характеристики адсорбции водяного пара сильно отличаются от характеристик силикагеля. Молекулярные сита может адсорбировать до примерно 20% воды по весу, прежде чем относительная влажность окружающего воздуха значительно увеличится. Любое дальнейшее увеличение приводит к значительному росту относительной влажности.

Эти характеристики позволяют молекулярным ситам поддерживать очень низкую точку росы (-50°C для 10% по весу адсорбированной воды). Материал также обладает способностью быстро адсорбировать водяной пар и способен поддерживать высокую эффективность адсорбции при высоких температурах до 90°C.

Молекулярное сито представляет собой алюмосиликатное неорганическое соединение, которое выдерживает высокую температуру и обладает хорошей термостабильностью, что обеспечивает удобство регенерации и возможность многократного повторного использования. Скелет не разлагается микроорганизмами и т.п. Основными компонентами скелетной части молекулярного сита являются кремний-кислородный тетраэдр и алюминий-кислородный тетраэдр. Поскольку валентность алюминия равна 3, валентность одного атома кислорода в алюминиево-кислородном тетраэдре AlO4 не уравновешена, поэтому весь алюминиево-кислородный тетраэдр является полосатым. Он имеет отрицательный заряд. Чтобы сохранить электрическую нейтральность, вблизи тетраэдра оксида алюминия должны находиться положительно заряженные ионы металла, которые компенсируют его отрицательный заряд. Между положительно заряженными ионами металла и отрицательно заряженным каркасом молекулярного сита возникает сильное электрическое поле, которое оказывает огромное влияние на адсорбционные характеристики молекулярного сита. Адсорбционная способность молекулярных сит для полярных веществ гораздо выше, чем для неполярных. В то же время под действием сильного электрического поля вещества, содержащие двойные связи или большие π-связи, также обладают значительной адсорбционной способностью за счет индуцированной поляризации. Как правило, чем больше заряд катиона, чем меньше ионный радиус, чем сильнее создаваемое электрическое поле, тем больше индукционный эффект на двойные связи и тем больше адсорбционная способность для таких веществ.

Молекулярные сита используются в качестве твердых адсорбентов в химической промышленности, адсорбированные вещества могут быть десорбированы, а молекулярные сита могут быть регенерированы после использования. Также используются для сушки, очистки, разделения и восстановления газов и жидкостей. С 1960-х годов он используется в качестве катализатора крекинга в нефтеперерабатывающей промышленности, и в настоящее время разработаны различные катализаторы молекулярных сит, подходящие для различных каталитических процессов. Существует два типа молекулярных сит: природный цеолит и синтетический цеолит.① Большинство природных цеолитов образуются в результате реакции вулканического туфа и туфообразных осадочных пород в морской или лакустринной средах. В настоящее время насчитывается более 1000 видов цеолитовых руд, среди которых 35 являются более важными, распространенными из них являются клиноптилолит, морденит, эрионит и хабазит. В основном они распространены в США, Японии, Франции и других странах, в Китае также обнаружено большое количество месторождений морденита и клиноптилолита, Япония является страной с наибольшим объемом добычи природного цеолита.②Поскольку природный цеолит ограничен в ресурсах, с 1950-х годов используется большое количество синтетических цеолитов.

Какой распространенный тип цеолитового молекулярного сита

Молекулярные сита выпускаются в четырех основных формах: 3A, 4A, 5A и 13X. Каждая форма имеет свои специфические свойства и области применения, и все они сохраняют полярное предпочтение для адсорбции воды.

В зависимости от размера пор молекулярные сита подразделяются на 3A, 4A, 5A и 13X. Они применяются в химической, электронной, нефтехимической, газовой промышленности и т.д.

Химическая формула 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

Работа молекулярного сита связана с размером его пор. Размер пор составляет 0,3 нм/ 0,4 нм/ 0,5 нм. Эти поры могут адсорбировать молекулы меньшего размера, чем они сами, и чем они больше, тем больше адсорбционная способность. Именно разные размеры пор определяют, какую молекулу он может адсорбировать. Короче говоря, только молекулы размером менее 0,3 нм могут быть адсорбированы 3A MS. 4A и 5A также следуют этому принципу. Одиночные молекулярные сита могут адсорбировать влагу в количестве до 22% от своего веса при использовании в качестве влагопоглотителя.

Чем отличается молекулярное сито 3a 4a 5a 13x

Молекулярное сито 3A mхорошо адсорбирует воду и в основном используется для сушки нефтяного крекинг-газа, олефинов, газа нефтепереработки и промыслового газа, а также в качестве влагопоглотителя в химической, фармацевтической, стекольной и других отраслях промышленности. В основном используется для сушки жидкостей (например, этанола), воздушной сушки стеклопакетов, сушки смешанных газов азота и водорода, сушки хладагентов и т.д.

Молекулярные сита 4A В основном используются для осушки природного газа и различных химических газов и жидкостей, хладагентов, фармацевтических препаратов, электронных данных и летучих веществ, очистки аргона, разделения метана, этана и пропана. В основном используется для глубокой сушки газов и жидкостей, таких как воздух, природный газ, углеводороды, хладагенты; подготовки и очистки аргона; статической сушки электронных компонентов и скоропортящихся материалов; обезвоживающего агента в красках, полиэфирах, красителях и покрытиях

5A молекулярное сито в основном используется для осушки природного газа, сероочистки и удаления углекислого газа; разделения азота и кислорода для получения кислорода, азота и водорода; депарафинизации нефти для отделения нормальных углеводородов от разветвленных углеводородов и циклических углеводородов. Однако благодаря большой удельной поверхности и полярной адсорбции молекулярных сит из возобновляемого материала 5A можно добиться глубокой адсорбции воды и остаточного аммиака. Разложившаяся азотно-водородная смесь поступает в сушилку для удаления остаточной влаги и других примесей. В устройстве очистки используются двойные адсорбционные башни, одна из которых поглощает сухой газ разложения аммиака, а другая десорбирует влагу и остаточный аммиак в нагретом состоянии (обычно 300-350) для достижения цели регенерации

13X молекуласито, также известный как молекулярное сито натрия X типа, является алюмосиликатом щелочного металла, который имеет определенную основность и относится к классу твердых оснований. 3.64A меньше, чем 10A любой молекулы.13x молекулярное сито в основном используется в очистке газа в блоке разделения воздуха для удаления воды и диоксида углерода.Осушка и сероочистка природного газа, сжиженного нефтяного газа и жидких углеводородов. Общая глубокая осушка газа.

Как из молекулярного сита 4A получают 3A и 5A?

Его получают путем замены ионов натрия в структуре молекулярного сита 4А (натриевая форма цеолита типа А) на ионы калия, благодаря чему эффективный размер пор уменьшается до 3Å. Молекулярное сито 3A в основном используется в качестве осушителя в газовом крекинге нефти, олефинов, газа нефтепереработки, газа нефтяных скважин, химической промышленности, фармации, изоляционного стекла, сушки жидкости (спирта), изоляционного стекла, сушки смешанного газа азота и водорода, сушки влагопоглотителя, сушки хладагентов и т.д. Влага и молекулы размером менее 3Å могут быть адсорбированы молекулярным ситом 3A.

Из этой формы получаются сита с размерами пор 3Å и 5Å, обменивающие ионы натрия на ионы калия и кальция соответственно. Молекулярные сита 4A могут адсорбировать влагу, NH₃, H₂S, SO₂, углекислый газ, C₂H₅OH, C₂H₆, C₂H₄ и других молекул под 4A. Молекулярное сито 4A в основном используется для осушки природного газа, большинства видов газа и жидкости, хладагентов, медицины, цифрового оборудования и летучих веществ, оно также способно очищать аргон и разделять метан, этан и пропан. Другие области применения включают глубокую сушку воздуха и углеводородов, а также использование в качестве эгидраторов в красках, полиэфирах, красителях и покрытиях.

Его получают путем замены ионов натрия в структуре молекулярного сита 4А на ионы кальция, благодаря чему эффективный размер пор может быть увеличен до 5Å. Молекулярное сито 5А может адсорбировать любые молекулы, размер которых меньше размера его пор. Помимо характеристик 3A и 4A, 5A также может адсорбировать C₃-C₄ н-алканы, хлористый этил, бромистый этил, бутанол и т.д. Оно также может использоваться для разделения n-изомерных углеводородов, адсорбции при колебаниях давления, совместной адсорбции воды и углекислого газа. Основными областями применения молекулярных сит 5A являются осушка природного газа, адсорбция серы и CO2, разделение азота и кислорода, производство кислорода, азота и водорода. Кроме того, депарафинизация нефти, отделение нормальных углеводородов от разветвленных и циклических углеводородов - также две специализации 5A. Что касается регенерации 5A, то его большая удельная поверхность и адсорбирующая способность могут способствовать глубокой адсорбции воды и аммиака. Разложившиеся углеводороды затем поступают в сушилку для удаления оставшейся влаги и других примесей. Очистное оборудование состоит из двух адсорбционных башен. Одна предназначена для сухого газа разложения аммиака, а другая - для влаги и оставшегося аммиака в условиях регенерации (обычно 300-350℃).

Молекулярное сито 13X также называют молекулярным ситом типа X. Это натриевая форма цеолита X, поры которого крупнее, чем у цеолита типа A (молекулярное сито 4A). Это алюмосиликат щелочного металла, который обладает определенной щелочностью и относится к классу твердых щелочей. Размер его пор составляет 10Å, и он может адсорбировать молекулы размером от 3,64Å до 10Å. Основными областями применения 13X являются очистка газа путем адсорбции влаги и углекислого газа в воздухоразделительной установке, осушка и сероочистка природного газа, СПГ и жидких углеводородов, глубокая осушка обычного газа. Он также может использоваться в качестве носителя катализатора, для совместной адсорбции воды и углекислого газа, совместной адсорбции воды и H₂С газом.

Другие менее распространенные типы молекулярных сит - Molecular Sieve 10X с размером пор 8A, которые используются для осушки и сероочистки газов и жидкостей, а также для отделения ароматических углеводородов. Мы также можем найти более специфические молекулярные сита, созданные на основе других цеолитов. Молекулярные сита выпускаются в различных формах и размерах своих частиц, наиболее распространенные формы - сферы и гранулы. Сферы имеют ряд преимуществ, например, их плотность загрузки выше, чем у гранул, поэтому в тот же объем мы загружаем больше продукта, продлевая срок службы адсорбента. Кроме того, поскольку у них нет острых краев, они более устойчивы к истиранию, что приводит к меньшему образованию мелких частиц, что позволяет избежать увеличения перепада давления в слое.