Молекулярное сито — это материал с порами одинакового или равного размера. Диаметр этих пор очень похож на молекулы небольшого размера. Таким образом, молекулы, диаметр которых превышает диаметр пор, не могут проникать или поглощаться, в то время как молекулы меньшего размера могут. Смесь молекул разного размера будет проходить через сито или матрицу, так что молекулы с большей молекулярной массой сначала покинут основание, а затем молекулы меньшего размера. Молекулярное сито разделяет молекулы в зависимости от их размеров, что называется хроматографией. Как силикагель или активированный оксид алюминия, он также используется в качестве осушителя в промышленных процессах. Диаметр пор сита измеряется в ангстремах (Å) или нанометрах (нм). На рынке доступны различные типы молекулярных сит.
Молекулярные сита высокоэффективны для удаления воды из жидкостей и газов. Они даже более эффективны, чем влагопоглотители, такие как активированный оксид алюминия или силикагель, из-за их кристаллического состава. Молекулярные сита могут создавать практически безводные продукты. Они играют важную роль в криогенных операциях, когда газ необходимо сжижать или предотвращать замерзание. Вода должна быть полностью поглощена. Основные области применения молекулярных сит включают осушение газового потока в нефтяной промышленности и осушение растворителей в лаборатории, а также различные каталитические применения.Они также используются для взаимодействия с воздухом и для очистки жидкости. По сравнению с любой другой системой, использование молекулярных сит для удаления примесей из жидкости или газа очень просто, поскольку они могут быть сконструированы в соответствии с размером примеси, которую требуется фильтровать. Простота использования и высокая эффективность являются наиболее важными аспектами, которые делают молекулярное сито более важным решением, чем любой другой вид осушителя, доступный на рынке. Кстати, цеолит купить в москве вы можете на страницах специализированного сайта.
Материалы молекулярного сита
Молекулярные сита могут быть из микропористых, мезопористых или макропористых материалов.
Микропористые материалы
Эти материалы имели диаметр менее 20 Å, что составляет около 2 нм.
- Цеолиты: диаметр цеолита LTA составляет 3-4 Å
- Пористое стекло: более 10 Å
- Активированный уголь: 0-20 Å
- Галлуазит: расстояние 1 нм для гидратированной глины; 0,7 нм для мета-галлуазита или обезвоженной глины
Мезопористый материал
Молекулы этой категории имеют диаметр от 2 до 50 нм (20-500 Å).
- Диоксид кремния, который используется для изготовления силикагеля, имеет диаметр около 24 Å.
Макропористый материал
Эти материалы имеют диаметр более 50 нм.
- Мезопористый диоксид кремния: 200-1000 Å (20-100 нм)
Применение молекулярного сита
Нефтяная промышленность
Молекулярные сита широко используются в нефтяной промышленности. Основное применение молекулярных сит — в установках для сушки газового потока. Например, в производстве сжиженного природного газа (СПГ) содержание воды в газе должно быть менее одного промилле. Если его больше, то вероятность засорения потока из-за льда может увеличиться.
Лаборатория
В лабораториях молекулярные сита используются для сушки растворителей. Эти сита доказали свое превосходство над любым традиционным методом сушки, который часто является осушителем.
Каталитические операции:
Цеолиты или молекулярные сита используются в различных каталитических процессах. Они используются для катализа таких процессов, как изомеризация, алкилирование и эпоксидирование. Молекулярные сита используются в крупномасштабных промышленных процессах, таких как гидрокрекинг и жидкостный каталитический крекинг.
Агрегаты для фильтрации воздуха и воды
Они используются в системах подачи воздуха и воды в фильтрующих устройствах, например, в подводных масках, используемых аквалангистами или пожарными. В таких применениях воздух подается воздушным компрессором. В зависимости от характера применения, он заполняется молекулярным ситом, активированным углем или обоими. Эти фильтры удаляют твердые частицы и продукты выхлопа компрессора из системы подачи воздуха для дыхания.
Одобрение FDA
Управление ПО САНИТАРНОМУ НАДЗОРУ ЗА КАЧЕСТВОМ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И МЕДИКАМЕНТОВ США одобрило молекулярный алюмосиликат натрия для его прямого контакта с расходными материалами еще в 2012 году. До этого утверждения Европа использовала молекулярное сито в различных фармацевтических применениях. Дальнейшие независимые испытания также показали, что молекулярное сито отвечает всем государственным требованиям. Но просеивающая промышленность не желает финансировать более сложные испытания.
Регенерация молекулярного сита
Для регенерации молекулярных сит используются три различные процедуры.
- Изменение давления с помощью кислородных концентраторов.
- Нагрев и продувка газом-носителем, который также используется при обезвоживании этанола.
- Нагрев сита внутри высоковакуумной установки.
В отличие от силикагеля, который можно регенерировать, нагревая его до температуры 120 ° C в обычной печи, диапазон температур молекулярного сита варьируется от 175 °C до 315 ° C в зависимости от типа используемого молекулярного сита.
Как выбрать молекулярное сито?
Теперь, когда мы закончили с различными типами, размерами и областями применения молекулярных сит, нам нужно знать, как правильно выбрать молекулярное сито для вашего конкретного применения. На рынке представлены молекулярные сита нескольких форм и размеров. Но молекулярные сита в форме сферических шариков имеют преимущество перед любой другой формой, поскольку они обеспечивают очень низкий перепад давления. Это также не уменьшит силу проходящего через него потока, поскольку сферическая структура не имеет острых краев, а также является очень прочной структурой, что означает, что сила, необходимая для раздавливания сферического шарика молекулярного сита, выше на единицу площади. Несколько молекулярных сит обеспечивают меньшую теплоемкость, что приводит к снижению энергопотребления.
Еще одним важным преимуществом использования сферической формы по сравнению с любой другой формой является то, что объемная плотность этой формы будет намного выше, чем у любой другой формы. Для абсорбционных применений площадь, необходимая для молекулярного сита, уменьшится. Таким образом, во время удаления пятен используйте молекулярное сито с шариками, загружайте больше абсорбента в тот же объем и избегайте любых модификаций емкости.