O que é peneira molecular?
Peneiras moleculares são zeólitos cristalinos sintéticos nos quais os átomos são organizados em um padrão definido. Internamente, a estrutura tem muitas cavidades interligadas por poros menores de tamanho uniforme. Esses poros permitem somente a passagem para as cavidades, moléculas do mesmo tamanho ou menores, daí o nome peneira molecular.
As características de adsorção de vapor de água são muito diferentes da Sílica Gel. Peneiras moleculares podem adsorver cerca de 20% em peso de água antes que a umidade relativa do ar circundante aumente significativamente. Qualquer aumento adicional causa um grande aumento da umidade relativa.
Essas características permitem que as peneiras moleculares mantenham um ponto de orvalho muito baixo (-50°C para 10% em peso de água adsorvida). O material também consegue adsorver rapidamente vapor de água e consegue manter alta eficiência de adsorção a altas temperaturas de até 90°C
Peneira molecular é um composto inorgânico aluminossilicato, que pode suportar alta temperatura com boa estabilidade térmica, proporcionando conveniência para a regeneração e pode ser reutilizado muitas vezes.
São utilizadas como adsorventes sólidos na indústria química, e as substâncias adsorvidas podem ser dessorvidas, e as peneiras moleculares podem ser regeneradas após o uso. Também utilizado para secagem, purificação, separação e recuperação de gases e líquidos. Desde a década de 1960, tem sido usado como um catalisador na indústria de refino de petróleo, e agora uma variedade de catalisadores de peneira molecular adequados para diferentes processos catalíticos foram desenvolvidos.
Existem duas categorias de peneiras moleculares: zeólito natural e zeólito sintético.(1) A maioria dos zeólitos naturais são formados a partir da precipitação de fluídos contidos nos poros existentes nas rochas sedimentares, tal como nas ocorrências hidrotermais, ou pela alteração de vidros vulcânicos. Atualmente, existem mais de 1000 tipos de minérios zeólitos, entre os quais 35 são mais importantes, os comuns são clinoptilolite, mordenita, erionita e chabazite.
Quais os tipos mais comuns de peneira molecular ?
Peneiras moleculares estão disponíveis em quatro formas genéricas primárias, 3A, 4A, 5A e 13X. Cada formulário tem suas próprias propriedades e aplicações específicas, e todos mantêm uma preferência polar por adsorção de água.
Conforme o tamanho diferente dos poros, a peneira molecular é definida como 3A, 4A, 5A e 13X. São aplicadas a indústrias químicas, eletrônicas, petroquímicas, de gás natural, etc.
A fórmula química da 3A, 4A, 5A, 13X:
3A: 2/3k²O10· Na²²O· Al²Oי·2SiO².· 4.5H²O
4A: Na²O· Al²Oי·2SiO²·4.5H²O
5A: 3/4CaO1/4Na²OAl²O·2SiO²·4.5H²O
13X: Na2O· Al2O3·2.45SiO2·6.0H20
A operação da peneira molecular está ligada ao tamanho dos poros. O tamanho dos poros é de 0,3nm/ 0,4nm/ 0,5nm. Esses poros podem adsorver a molécula menor que eles e quanto maior ela fica significa maior capacidade de adsorção. E são os diferentes tamanhos de poros que decidem que tipo de molécula pode adsorver. Em suma, apenas o tamanho dessas moléculas abaixo de 0,3nm pode ser adsorvida por 3A; 4A e 5A ambos seguem este princípio também. Uma peneira molecular única pode adsorver umidade em até 20% de seu peso quando é usada como dessecante.
Características:
3A: Adsorve principalmente água sendo usado para a secagem de gás em refinarias de petróleo, bem como dessecante em vidro químico, farmacêutico, isolante e outras indústrias. Usado para secagem de líquidos (como etanol), secagem de ar de vidro isolante, secagem de gás misturado de nitrogênio e hidrogênio, secagem de refrigerante, etc.
4A: são usadas principalmente para secar gás natural e vários gases, e líquidos químicos, refrigerantes, fármacos, eletrônicos e substâncias voláteis, purificar argônio e separar metano, etano e propano. Utilizado para secagem profunda de gases e líquidos como ar, gás natural, hidrocarbonetos, refrigerantes; preparação e purificação de argônio; secagem estática de componentes eletrônicos e materiais perecíveis; agente desidratante em tintas, poliésteres, corantes e revestimentos.
5A: é usada principalmente para secagem de gás natural, dessulfurização e remoção de dióxido de carbono; separação de nitrogênio e oxigênio para produção de oxigênio, nitrogênio e hidrogênio; . No entanto, a grande área de superfície específica e a adsorção polar de peneiras moleculares renováveis 5A podem alcançar a adsorção profunda de água e amônia residual. A mistura de nitrogênio-hidrogênio decomposta entra em uma secadora para remover umidade residual e outras impurezas. O dispositivo de purificação adota torres de dessorção dupla, uma absorve gás de decomposição de amônia seca, e as outras dessorvem umidade e amônia residual em um estado aquecido (geralmente 300-350) para alcançar o propósito de regeneração.
13X:, também conhecida como peneira molecular tipo sódio X, é uma peneira metálica alcalina, com uma certa basicidade e pertence a uma classe de bases sólidas. 13x, é usada principalmente para produção de oxigênio, purificação de gás na unidade de separação do ar para remover água e dióxido de carbono. Secagem e dessulfurização de gás natural, gás liquefeito e hidrocarbonetos líquidos.