Características e tipos de peneiras moleculares.
As peneiras moleculares têm uma capacidade de absorção de umidade extremamente forte (por isso são amplamente utilizadas como dessecantes). Para tratamento de purificação de gás, deve-se evitar que sejam diretamente expostas ao ar durante o armazenamento. As peneiras moleculares que foram armazenadas por um longo tempo e absorveram umidade devem ser regeneradas antes do uso. As peneiras moleculares são incompatíveis com óleo e água líquida. Quando em uso, o contato com óleo e água líquida deve ser evitado tanto quanto possível. Na produção industrial, os gases que são secos incluem ar, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, argônio, etc. Dois secadores de adsorção são conectados em paralelo. Um está funcionando enquanto o outro pode ser regenerado. Eles funcionam e se regeneram alternadamente para garantir a operação contínua do equipamento. O secador funciona a 8 - 12 °C e é regenerado pela purga de gás a 350 °C. As temperaturas de regeneração de diferentes especificações de peneiras moleculares são ligeiramente diferentes. As peneiras moleculares têm bons efeitos catalíticos em algumas reações orgânicas da fase gasosa.
Também conhecido como zeólita ou zeólita, é um aluminossilicato cristalino. Em sua estrutura cristalina, existem canais regulares e uniformes com diâmetros de poros na ordem do tamanho molecular. Ele só permite a entrada de moléculas menores que o diâmetro do poro. Portanto, ele pode peneirar as moléculas em uma mistura de acordo com seus tamanhos. Por isso, é chamado de peneira molecular. Há mais de 200 anos, B. Cronstedt nomeou pela primeira vez o aluminossilicato como zeólita. A fórmula geral da composição química é: onde M e n são íons metálicos e suas valências; x é o número de moléculas de dióxido de silício; y é o número de moléculas de água; p é o número de átomos de alumínio; q é o número de átomos de silício. Na indústria química, as peneiras moleculares são usadas como adsorventes sólidos. As substâncias adsorvidas por elas podem ser dessorvidas. As peneiras moleculares podem ser regeneradas após o uso. Eles também são usados para secagem, purificação, separação e recuperação de gases e líquidos. Desde a década de 1960, eles têm sido usados como catalisadores de craqueamento na indústria de refino de petróleo. Agora, uma variedade de catalisadores de peneira molecular adequados para diferentes processos catalíticos foram desenvolvidos.
Existem dois tipos de peneiras moleculares: zeólita natural e zeólita sintética.
1. A maioria das zeólitas naturais é formada pela reação de tufo vulcânico e rochas sedimentares tufáceas em um ambiente marinho ou lacustre. Atualmente, mais de 1000 tipos de minérios de zeólita foram encontrados. Existem 35 relativamente importantes. Os mais comumente vistos são clinoptilolita, mordenita, erionita e chabazita. Eles são distribuídos principalmente em países como Estados Unidos, Japão e França. A China também encontrou um grande número de depósitos de mordenita e clinoptilolita. O Japão é o país com a maior exploração de zeólitas naturais.
2. Devido às limitações de recursos das zeólitas naturais, desde a década de 1950, um grande número de zeólitas sintéticas tem sido amplamente utilizado (veja a tabela).
As peneiras moleculares comerciais são frequentemente classificadas por números de prefixo de acordo com peneiras moleculares com diferentes estruturas cristalinas. Por exemplo, peneiras moleculares do tipo 3A, tipo 4A e tipo 5A. O tipo 4A é a categoria A na tabela com um diâmetro de poro de 4 Å. A peneira molecular do tipo A contendo Na+ é denotada como Na-A. Se o Na+ for substituído por K+, o diâmetro do poro é de cerca de 3 Å, que é uma peneira molecular do tipo 3A. Se mais de 1/3 do Na+ em Na-A for substituído por Ca2+, o diâmetro do poro é de cerca de 5 Å, que é uma peneira molecular do tipo 5A.
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