Минеральные адсорбенты, фильтрующие вещества и осушители
Молекулярные сита представляют собой кристаллические алюмосиликаты металлов, имеющие трехмерную взаимосвязанную сеть тетраэдров из диоксида кремния и оксида алюминия. Природная гидратационная вода удаляется из этой сети путем нагревания, в результате чего образуются однородные полости, которые избирательно адсорбируют молекулы определенного размера.
В газофазных процессах обычно используется сито с размером ячейки от 4 до 8 меш, тогда как в жидкофазных процессах распространен сито с размером ячейки от 8 до 12 меш. Порошковые формы сит 3A, 4A, 5A и 13X подходят для специализированных применений.
Молекулярные сита, давно известные своей способностью к сушке (даже до 90 °C), недавно продемонстрировали свою полезность в органическом синтезе, часто позволяя выделять желаемые продукты из реакций конденсации, которые, как правило, протекают в условиях неблагоприятного равновесия. Было показано, что эти синтетические цеолиты удаляют воду, спирты (включая метанол и этанол) и HCl из таких систем, как синтез кетимина и енамина, конденсация сложных эфиров и превращение ненасыщенных альдегидов в полиеналы.
| Тип | 3A |
| Композиция | 0,6 K2O: 0,40 Na2O : 1 Al2O3 : 2,0 ± 0,1 SiO2 : x H2O |
| Описание | Форма 3A образуется путем замещения ионов натрия, присущих структуре 4A, катионами калия, что уменьшает эффективный размер пор до ~3 Å, за исключением диаметров >3 Å, например, этана. |
| Основные приложения | Промышленная дегидратация потоков ненасыщенных углеводородов, включая крекинг-газ, пропилен, бутадиен, ацетилен; сушка полярных жидкостей, таких как метанол и этанол. Адсорбция молекул, таких как NH3 и H2O, из потока N2/H2. Считается универсальным осушителем в полярных и неполярных средах. |
| Тип | 4A |
| Композиция | 1 Na2O: 1 Al2O3: 2,0 ± 0,1 SiO2 : x H2O |
| Описание | Эта натриевая форма представляет собой семейство молекулярных сит типа А. Эффективный диаметр пор составляет 4 Å, что исключает молекулы с эффективным диаметром >4 Å, например, пропан. |
| Основные приложения | Предпочтительно для статического обезвоживания в замкнутых жидкостных или газообразных системах, например, при упаковке лекарств, электрических компонентов и скоропортящихся химикатов; для удаления воды в полиграфических и пластмассовых системах, а также для сушки насыщенных углеводородных потоков. Адсорбируемые вещества включают SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 и C3H6. В целом считается универсальным осушителем в полярных и неполярных средах. |
| Тип | 5A |
| Композиция | 0,80 CaO : 0,20 Na2O : 1 Al2O3: 2,0 ± 0,1 SiO2: x H2O |
| Описание | Замена катионов натрия на двухвалентные ионы кальция создают отверстия диаметром около 5 Å, которые исключают молекулы с эффективным диаметром >5 Å, например, все четырехъуглеродные кольца и изосоединения. |
| Основные приложения | Разделение нормальных парафинов от разветвленных и циклических углеводородов; удаление H2S, CO2 и меркаптанов из природного газа. Адсорбируемые молекулы включают nC4H10, nC4H9OH, C3H8–C22H46 и дихлордифторметан (Фреон 12®). |
| Тип | 13X |
| Композиция | 1 Na2O: 1 Al2O3: 2,8 ± 0,2 SiO2: xH2O |
| Описание | Натриевая форма представляет собой основную структуру семейства типа X с эффективным размером пор в диапазоне 910¼. Например, не адсорбирует (C4F9)3N. |
| Основные приложения | Промышленная сушка газа, очистка воздуха, подаваемого на очистные сооружения (одновременное удаление H2O и CO2), и очистка жидких углеводородов/природного газа от примесей (удаление H2S и меркаптанов). |
Дата публикации: 16 июня 2023 г.
