¿Cuál es la diferencia entre los tamices moleculares 3A, 4A, 5A y 13X?
¿Qué es un tamiz molecular?
Un tamiz molecular es un tipo de adsorbente mineral, agente filtrante y secante.
agente que puede absorber determinadas moléculas, que también se denomina tamiz molar.
Es un aluminosilicato cristalino sintético (zeolita), que puede soportar altas temperaturas y tiene una gran estabilidad térmica, por lo que puede regenerarse cómodamente y reutilizarse repetidamente.
La estructura interna tiene muchas cavidades interconectadas por poros que se miden en angstroms y tienen un tamaño uniforme similar al de las moléculas pequeñas. Eso significa que las moléculas más grandes no pueden entrar a través del material ni ser absorbidas, pero las más pequeñas sí.
Los tamices moleculares se utilizan principalmente para la adsorción, la catálisis, el secado, el vacío, la separación y la purificación y se utilizan ampliamente en la industria del petróleo y el gas, la industria petroquímica, la industria de procesos, la industria de la construcción, la industria metalúrgica, la electrónica, la defensa nacional, la industria de protección del medio ambiente, la industria farmacéutica, la agricultura, la industria ligera, etc.
¿Cómo adsorben moléculas los tamices moleculares?
Un tamiz molecular es un aluminosilicato metálico cristalino con una red de interconexión tridimensional de tetraedros de sílice y alúmina.
Los tetraedros de alúmina tienen carga negativa; para mantener la neutralidad eléctrica, debe haber iones metálicos con carga positiva cerca para contrarrestar su carga negativa. El fuerte campo eléctrico entre los iones metálicos cargados positivamente y la estructura del tamiz molecular cargada negativamente tiene una gran influencia en el rendimiento de adsorción del tamiz molecular.
La capacidad de adsorción del tamiz molecular para las sustancias polares es mucho mayor que la de las sustancias no polares. Al mismo tiempo, debido a la acción de un fuerte campo eléctrico, los materiales que contienen dobles enlaces o grandes enlaces π también tienen una capacidad de adsorción considerable a través de la polarización inducida. En general, cuanto más carga lleva el catión, cuanto menor es el radio del ion, cuanto más fuerte es el campo eléctrico generado, mayor es el efecto de inducción sobre el doble enlace y mayor es la capacidad de adsorción de dichas sustancias.
¿Cuál es la diferencia entre tamiz molecular y gel de sílice?
Aunque es similar al gel de sílice, es más eficaz debido a su composición cristalina.
El tamiz molecular mantiene un punto de rocío muy bajo (-50°C para 10% en peso de agua adsorbida). A bajos niveles de humedad, el tamiz molecular tiene una excelente capacidad de adsorción, pero el gel de sílice rinde peor.
A temperatura ambiente (25°C) y humedad relativa 40%, ambos tienen capacidades de retención de humedad similares. Pero el tamiz molecular tiene una mayor tasa de adsorción en comparación con cantidades similares de gel de sílice.
A temperaturas elevadas, la capacidad de adsorción del gel de sílice disminuye. En cambio, un tamiz molecular tiene excelentes propiedades de retención de humedad debido a su estructura cristalina que capta fuertemente el agua incluso a temperaturas elevadas de hasta 90°C.
¿Cuáles son los tipos más comunes de tamices moleculares?
Existen cuatro tipos principales de tamices moleculares: 3A, 4A, 5A y 13X. El tipo depende de la fórmula química de la molécula y determina el tamaño de los poros del tamiz molecular.
La fórmula química es la siguiente:
3A: 0,45 K2O-0,55 Na2O-Al2O3-2SiO2-4,5H2O
4A: Na2O-Al2O3-2SiO2-4.5H2O
5A: 0,7 CaO-0,3 Na2O-Al2O3-2 SiO2-4,5H2O
13X: Na2O-Al2O3-(2,8±0,2) SiO2-(6~7)H2O
El tamaño de los poros de las zeolitas 3A,4A y 5A es de 0,3nm/ 0,4nm/ 0,5nm, mientras que el tamaño de los poros de la zeolita 13X es de 10nm. Estos poros pueden adsorber moléculas más pequeñas que ellos, y unos poros más grandes significan que la capacidad de adsorción es mayor. Un solo tamiz molecular puede absorber 22% de su peso en humedad cuando se utiliza como desecante.
¿Cuál es la diferencia entre la aplicación de los tamices moleculares 3A 4A 5A 13X?
El tamiz molecular 13X, también conocido como tamiz molecular de sodio X, es un silicato de aluminio de metal alcalino con cierto grado de alcalinidad y pertenece a la clase de base sólida. Se utiliza habitualmente para el secado de gases comerciales, la purificación de la alimentación de plantas de aire (eliminación simultánea de H2O y CO2) y la desulfuración de hidrocarburos líquidos/gas natural (eliminación de H2S y mercaptanos).
son desecantes necesarios para el refinado, la polimerización y el secado profundo de gases y líquidos químicos en las industrias petrolera y química. Se utiliza para secar materiales como etanol, aire, refrigerantes, gas natural e hidrocarburos insaturados. Estos últimos incluyen gas craqueado, acetileno, etileno, propileno y butadieno.
se utilizan preferentemente para la deshidratación estática en sistemas cerrados de líquidos o gases, como el envasado de productos farmacéuticos, componentes electrónicos y productos químicos perecederos; la eliminación de agua y el secado de corrientes saturadas de hidrocarburos en sistemas de impresión y plásticos. Las especies adsorbidas incluyen SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 y C3H6.
se utilizan habitualmente en la industria petrolera, sobre todo para la purificación de corrientes de gas, y en los laboratorios químicos para la separación de compuestos y el secado de materiales de partida de reacciones. Se utilizan principalmente como adsorbentes para gases y líquidos. Se utilizan para secar gas natural y para la desulfuración y descarbonización de gases. También se utilizan para separar mezclas de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, así como n-hidrocarburos de cera de aceite de hidrocarburos ramificados y policíclicos.
¿Cómo se fabrican 3A y 5A a partir del tamiz molecular 4A?
La producción de 4A es relativamente sencilla y no requiere ni altas presiones ni temperaturas especialmente elevadas. Las soluciones acuosas de silicato sódico y aluminato sódico se mezclan/agitan a 80 °C durante cierto tiempo y, a continuación, se "activan" mediante "cocción" a 400 °C. Los tamices 4A se utilizan como precursores de los tamices 3A y 5A mediante el intercambio de cationes sodio por potasio (para 3A) o calcio (para 5A).
