Войти
Герметичный контейнер, обычно заполненный силикагелем и другими молекулярными ситами, используемый в качестве осушителя в контейнерах для лекарств, чтобы сохранить их содержимое сухим. 
Флаконы мезопористого кремнезема Молекулярное сито представляет собой материал с порами (очень маленькие отверстия) одинакового размера. Эти диаметры пор аналогичны по размеру маленьким молекулам, и, следовательно, большие молекулы не могут проникать или адсорбироваться, в то время как более мелкие молекулы могут. Когда смесь молекул мигрирует через неподвижный слой пористого полутвердого вещества, называемого ситом (или матрицей), компоненты с наибольшей молекулярной массой (которые не могут пройти в молекулярные поры) покидают слой первыми, а затем последовательно уменьшающимися молекулами. Некоторые молекулярные сита используются в эксклюзионной хроматографии - методе разделения, при котором молекулы сортируются по размеру. Другие молекулярные сита используются в качестве осушителей (некоторые примеры включают активированный уголь и силикагель ).
Диаметр молекулярного сита измеряется в ангстремах (Å) или нанометрах (нм). Согласно обозначениям IUPAC, микропористые материалы имеют диаметр пор менее 2 нм (20 Å), а макропористые материалы имеют диаметр пор более 50 нм (500 Å); мезопористая категория, таким образом, лежит в середине с диаметром пор от 2 до 50 нм (20-500 Å).
Молекулярные сита могут быть из микропористого, мезопористого или макропористого материала.
Молекулярные сита часто используются в нефтяной промышленности, особенно для сушки газовых потоков. Например, в отрасли сжиженного природного газа (СПГ) содержание воды в газе необходимо снизить до менее 1 ppmv, чтобы предотвратить засорение, вызванное льдом.
В лаборатории для сушки растворителя используются молекулярные сита. «Сита» превосходят традиционные методы сушки, в которых часто используются агрессивные осушители.
Под термином цеолиты молекулярные сита используются в широком спектре каталитических применений. Они катализируют изомеризацию, алкилирование и эпоксидирование и используются в крупномасштабных промышленных процессах, включая гидрокрекинг и каталитический крекинг с псевдоожиженным слоем.
Они также используются для фильтрации воздуха, подаваемого в дыхательные аппараты, например, те, которые используются аквалангистами и пожарными. В таких случаях воздух подается воздушным компрессором и проходит через картриджный фильтр, который, в зависимости от области применения, заполняется молекулярным ситом и / или активированным углем, и, наконец, используется для зарядки резервуаров с воздухом для дыхания. Такая фильтрация может удалять частицы и продукты выхлопа компрессора из подаваемого воздуха для дыхания.
FDA США с 1 апреля 2012 г. одобрило алюмосиликат натрия для прямого контакта с расходными материалами в соответствии с 21 CFR 182.2727. До этого утверждения Европа использовала молекулярные сита с фармацевтическими препаратами, и независимые испытания показали, что молекулярные сита соответствуют всем государственным требованиям, но промышленность не желала финансировать дорогостоящие испытания, необходимые для утверждения правительством.
Способы регенерации молекулярных сит включают изменение давления (как в концентраторах кислорода), нагревание и продувку газом-носителем (как при дегидратации этанола ) или нагревание в высоком вакууме. Температуры регенерации колеблются от 175 ° C до 315 ° C в зависимости от типа молекулярного сита. Напротив, силикагель можно регенерировать, нагревая его в обычной печи до 120 ° C (250 ° F) в течение двух часов. Однако некоторые типы силикагеля «лопаются» при воздействии достаточного количества воды. Это вызвано разрушением сфер кремнезема при контакте с водой.
| Модель | Диаметр пор ( Ангстрем ) | Насыпная плотность (г / мл) | Адсорбированная вода ( % масс. ) | Истирание или истирание, Вт (% мас.) | Применение |
|---|---|---|---|---|---|
| 3Å | 3 | 0,60–0,68 | 19–20 | 0,3–0,6 | Высушивание из крекинга нефтяного газа и алкенов, селективной адсорбции Н 2 О в изолированном стекле (IG) и полиуретан, сушка этанола топлива для смешивания с бензином. |
| 4Å | 4 | 0,60–0,65 | 20–21 | 0,3–0,6 | Адсорбция воды в алюмосиликате натрия, одобренном FDA (см. Ниже), используемом в качестве молекулярного сита в медицинских контейнерах для сохранения содержимого сухим и в качестве пищевой добавки с номером E-554 (агент против слеживания) ; Предпочтительно для статической дегидратации в закрытых жидкостных или газовых системах, например, при упаковке лекарств, электрических компонентов и скоропортящихся химикатов; удаление воды в печатных и пластмассовых системах и сушка потоков насыщенных углеводородов. Адсорбированные частицы включают SO 2, CO 2, H 2 S, C 2 H 4, C 2 H 6 и C 3 H 6. Обычно считается универсальным сушильным агентом в полярных и неполярных средах; разделение природного газа и алкенов, адсорбция воды в полиуретане, нечувствительном к азоту |
| 5Å-DW | 5 | 0,45–0,50 | 21–22 | 0,3–0,6 | Обезжиривание и понижение температуры застывания авиационного керосина и дизельного топлива, отделение алкенов. |
| 5Å малый обогащенный кислородом | 5 | 0,4–0,8 | ≥23 | Специально разработан для медицинского или здорового генератора кислорода | |
| 5Å | 5 | 0,60–0,65 | 20–21 | 0,3–0,5 | Осушение и очистка воздуха; обезвоживание и обессеривание природного газа и сжиженного нефтяного газа ; кислород и водород производство пути адсорбции при переменном давлении процесса |
| В 10 раз | 8 | 0,50–0,60 | 23–24 | 0,3–0,6 | Высокоэффективная сорбция, используемая при сушке, обезуглероживании, десульфуризации газа и жидкостей и отделении ароматических углеводородов. |
| 13X | 10 | 0,55–0,65 | 23–24 | 0,3–0,5 | Осушение, десульфуризация и очистка нефтяного и природного газа |
| 13X-AS | 10 | 0,55–0,65 | 23–24 | 0,3–0,5 | Обезуглероживание и осушение при разделении воздуха, отделение азота от кислорода в концентраторах кислорода |
| Cu-13X | 10 | 0,50–0,60 | 23–24 | 0,3–0,5 | Облегчение (удаление тиолов ) авиационного топлива и соответствующих жидких углеводородов |
Молекулярные сита 3A производятся путем катионного обмена калия на натрий в молекулярных ситах 4A (см. Ниже).
Молекулярные сита 3Å не адсорбируют молекулы, диаметр которых превышает 3 Å. Характеристики этих молекулярных сит включают высокую скорость адсорбции, способность к частой регенерации, хорошее сопротивление раздавливанию и устойчивость к загрязнению. Эти особенности могут улучшить как эффективность, так и срок службы сита. Молекулярные сита 3Å являются необходимым влагопоглотителем в нефтяной и химической промышленности для очистки нефти, полимеризации и глубинной химической сушки газа и жидкости.
Молекулярные сита 3Å используются для сушки ряда материалов, таких как этанол, воздух, хладагенты, природный газ и ненасыщенные углеводороды. К последним относятся крекинг-газ, ацетилен, этилен, пропилен и бутадиен.
Молекулярное сито 3Å используется для удаления воды из этанола, который впоследствии может быть использован непосредственно в качестве биотоплива или косвенно для производства различных продуктов, таких как химические вещества, продукты питания, фармацевтические препараты и многое другое. Поскольку обычная дистилляция не может удалить всю воду (нежелательный побочный продукт при производстве этанола) из технологических потоков этанола из-за образования азеотропа с концентрацией около 95,6% по массе, гранулы молекулярного сита используются для разделения этанола и воды на молекулярном уровне путем адсорбируя воду шариками и позволяя этанолу свободно проходить. Когда шарики наполняются водой, можно регулировать температуру или давление, позволяя воде высвободиться из шариков молекулярного сита.
Молекулярные сита 3Å хранят при комнатной температуре и относительной влажности не более 90%. Они герметично закрыты при пониженном давлении и хранятся вдали от воды, кислот и щелочей.
Производство 4Å относительно несложно и не требует ни высокого давления, ни особенно высоких температур. Зерноуборочная водные растворы силиката натрия и алюминат натрия при 80 ° С смесью / агитировать за время, затем «активировать» на «выпечку» при 400 ° С 4A сита служат в качестве предшественника 3A и 5A сит через катионный обмен из натрия для калия (для 3А) или кальций (для 5А)
Молекулярные сита 4Å широко используются для сушки лабораторных растворителей. Они могут поглощать воду и другие молекулы с критическим диаметром менее 4 Å, такие как NH 3, H 2 S, SO 2, CO 2, C 2 H 5 OH, C 2 H 6 и C 2 H 4. Он широко используется при сушке, рафинировании и очистке жидкостей и газов (например, для приготовления аргона).
Флакон с молекулярными ситами 4Å. Эти молекулярные сита используются в качестве вспомогательных средств для моющих средств, поскольку они могут производить деминерализованную воду посредством обмена ионов кальция, удалять и предотвращать отложение грязи. Они широко используются для замены фосфора. Молекулярное сито 4Å играет важную роль в замене триполифосфата натрия в качестве вспомогательного моющего средства, чтобы уменьшить воздействие моющего средства на окружающую среду. Его также можно использовать как мылообразующее средство и в зубной пасте.
Молекулярные сита 4Å могут очищать сточные воды от катионных частиц, таких как ионы аммония, Pb 2+, Cu 2+, Zn 2+ и Cd 2+. Благодаря высокой селективности по NH 4 + они успешно применяются в полевых условиях для борьбы с эвтрофикацией и другими эффектами в водных путях из-за чрезмерного количества ионов аммония. Молекулярные сита 4Å также использовались для удаления ионов тяжелых металлов, присутствующих в воде из-за промышленной деятельности.
Молекулярные сита 5A производятся путем катионного обмена кальция на натрий в молекулярных ситах 4A (см. Выше).
Пять молекулярных сит Ангстрема (5Å) часто используются в нефтяной промышленности, особенно для очистки газовых потоков и в химической лаборатории для разделения соединений и сушки исходных материалов реакции. Они содержат крошечные поры точного и однородного размера и в основном используются в качестве адсорбента для газов и жидкостей.
Пять молекулярных сит Ангстрема используются для осушки природного газа, а также для его обессеривания и декарбонизации. Их также можно использовать для отделения смесей кислорода, азота и водорода и н-углеводородов масла и парафина от разветвленных и полициклических углеводородов.
Пять молекулярных сит Ангстрема хранятся при комнатной температуре и относительной влажности менее 90% в картонных бочках или картонной упаковке. Молекулярные сита не должны подвергаться прямому воздействию воздуха и воды, следует избегать кислот и щелочей.
Молекулярные сита доступны в различных формах и размерах. Но сферические шарики имеют преимущество перед другими формами, поскольку они обеспечивают меньший перепад давления, устойчивы к истиранию, так как не имеют острых краев, и обладают хорошей прочностью, т.е. сила раздавливания, требуемая на единицу площади, выше. Некоторые гранулированные молекулярные сита обладают более низкой теплоемкостью, что снижает потребность в энергии во время регенерации.
Другое преимущество использования гранулированных молекулярных сит заключается в том, что насыпная плотность обычно выше, чем у других форм, таким образом, для тех же требований к адсорбции требуемый объем молекулярного сита меньше. Таким образом, при устранении узких мест можно использовать гранулированные молекулярные сита, загрузить больше адсорбента в том же объеме и избежать каких-либо модификаций емкости.
 | У Схолии есть тематический профиль Молекулярное сито. |
