Quelle est la différence entre les tamis moléculaires 3A, 4A, 5A et 13X ?
Qu'est-ce qu'un tamis moléculaire ?
Un tamis moléculaire est un type d'adsorbant minéral, d'agent filtrant et de séchage.
agent capable d'absorber certaines molécules, également appelé tamis.
Il s'agit d'un aluminosilicate cristallin synthétique (zéolite), qui peut résister à des températures élevées et possède une grande stabilité thermique, ce qui permet de le régénérer facilement et de le réutiliser à plusieurs reprises.
La structure interne comporte de nombreuses cavités reliées entre elles par des pores mesurés en angströms et dont la taille uniforme est similaire à celle des petites molécules. Cela signifie que les plus grosses molécules ne peuvent pas pénétrer dans le matériau ou être absorbées, mais que les plus petites peuvent le faire.
Les tamis moléculaires sont principalement utilisés pour l'adsorption, la catalyse, le séchage, le vide, la séparation et la purification. Ils sont largement utilisés dans l'industrie du pétrole et du gaz, l'industrie pétrochimique, l'industrie des procédés, l'industrie de la construction, l'industrie métallurgique, l'électronique, la défense nationale, l'industrie de la protection de l'environnement, l'industrie pharmaceutique, l'agriculture, l'industrie légère, etc.
Comment les tamis moléculaires adsorbent-ils les molécules ?
Les tamis moléculaires sont des aluminosilicates métalliques cristallins présentant un réseau tridimensionnel de tétraèdres de silice et d'alumine.
Les tétraèdres d'alumine ont une charge négative. Pour maintenir la neutralité électrique, il faut qu'il y ait des ions métalliques chargés positivement à proximité pour contrebalancer sa charge négative. Le fort champ électrique entre les ions métalliques chargés positivement et la structure du tamis moléculaire chargée négativement a une grande influence sur la performance d'adsorption du tamis moléculaire.
La capacité d'adsorption des substances polaires par les tamis moléculaires est beaucoup plus forte que celle des substances non polaires. Parallèlement, sous l'action d'un champ électrique puissant, les matériaux contenant des doubles liaisons ou de grandes liaisons π ont également une capacité d'adsorption considérable grâce à la polarisation induite. En général, plus le cation est chargé, plus le rayon de l'ion est petit, plus le champ électrique généré est fort, plus l'effet d'induction sur la double liaison est important et plus la capacité d'adsorption de ces substances est grande.
Quelle est la différence entre le tamis moléculaire et le gel de silice ?
Par rapport au gel de silice, bien qu'il soit similaire au gel de silice, il est plus efficace en raison de sa composition cristalline.
Le tamis moléculaire maintient un point de rosée très bas (-50°C pour 10% en poids d'eau adsorbée). A faible taux d'humidité, le tamis moléculaire a une excellente capacité d'adsorption, alors que le gel de silice est moins performant.
À température ambiante (25°C) et à une humidité relative de 40%, les deux ont des capacités de rétention d'humidité similaires. Mais le tamis moléculaire a un taux d'adsorption plus élevé par rapport à des quantités similaires de gel de silice.
À des températures élevées, la capacité d'adsorption du gel de silice diminue. Un tamis moléculaire, en revanche, possède d'excellentes propriétés de rétention de l'humidité en raison de sa structure cristalline qui capte fortement l'eau, même à des températures plus élevées, jusqu'à 90°C.
Quels sont les types de tamis moléculaires les plus courants ?
Il existe quatre principaux types de tamis moléculaires : 3A, 4A, 5A et 13X. Le type dépend de la formule chimique de la molécule et détermine la taille des pores du tamis moléculaire.
La formule chimique est la suivante :
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
La taille des pores des zéolithes 3A, 4A et 5A est de 0,3 nm/ 0,4 nm/ 0,5 nm, tandis que la taille des pores de la zéolithe 13X est de 10 nm. Ces pores peuvent adsorber des molécules plus petites qu'eux, et des pores plus grands signifient que la capacité d'adsorption est plus grande. Un seul tamis moléculaire peut absorber 22% de son poids en humidité lorsqu'il est utilisé comme déshydratant.
Quelle est la différence entre les applications des tamis moléculaires 3A 4A 5A 13X ?
Le tamis moléculaire 13X, également connu sous le nom de tamis moléculaire de sodium X, est un silicate d'aluminium alcalin présentant un certain degré d'alcalinité et appartenant à la classe des solides de base. Il est couramment utilisé pour le séchage des gaz commerciaux, la purification de l'alimentation des usines de traitement de l'air (élimination simultanée de H2O et de CO2) et la désulfuration des hydrocarbures liquides/gaz naturel (élimination de H2S et des mercaptans).
sont des déshydratants nécessaires au raffinage, à la polymérisation et au séchage en profondeur des gaz et liquides chimiques dans les industries pétrolières et chimiques. Il est utilisé pour sécher des matériaux tels que l'éthanol, l'air, les réfrigérants, le gaz naturel et les hydrocarbures insaturés. Ces derniers comprennent le gaz craqué, l'acétylène, l'éthylène, le propylène et le butadiène.
sont de préférence utilisés pour la déshydratation statique dans des systèmes liquides ou gazeux fermés, tels que l'emballage de produits pharmaceutiques, de composants électroniques et de produits chimiques périssables ; l'élimination de l'eau et le séchage de flux d'hydrocarbures saturés dans les systèmes d'impression et de plastique. Les espèces adsorbées comprennent le SO2, le CO2, le H2S, le C2H4, le C2H6 et le C3H6.
sont couramment utilisés dans l'industrie pétrolière, en particulier pour la purification des flux gazeux, et dans les laboratoires chimiques pour la séparation des composés et le séchage des matériaux de départ des réactions. Ils sont principalement utilisés comme adsorbants pour les gaz et les liquides. Ils sont utilisés pour le séchage du gaz naturel et pour la désulfuration et la décarbonisation des gaz. Ils sont également utilisés pour séparer les mélanges d'oxygène, d'azote et d'hydrogène, ainsi que les n-hydrocarbures de l'huile et de la cire des hydrocarbures ramifiés et polycycliques.
Comment les tamis moléculaires 3A et 5A sont-ils fabriqués à partir du tamis moléculaire 4A ?
La production de 4A est relativement simple et ne nécessite ni haute pression ni températures particulièrement élevées. Des solutions aqueuses de silicate de sodium et d'aluminate de sodium sont mélangées/agitées à 80 °C pendant un certain temps, puis "activées" par "cuisson" à 400 °C. Les tamis 4A sont utilisés comme précurseurs des tamis 3A et 5A par échange de cations entre le sodium et le potassium (pour le 3A) ou le calcium (pour le 5A).
