Características y tipos de tamices moleculares.
Los tamices moleculares tienen una capacidad de absorción de humedad extremadamente fuerte (por lo que se utilizan ampliamente como desecantes). Para el tratamiento de purificación de gases, se debe evitar que estén expuestos directamente al aire durante el almacenamiento. Los tamices moleculares que han estado almacenados durante mucho tiempo y han absorbido humedad deben regenerarse antes de su uso. Los tamices moleculares son incompatibles con el aceite y el agua líquida. Cuando se utilizan, se debe evitar el contacto con el aceite y el agua líquida tanto como sea posible. En la producción industrial, los gases que se secan incluyen aire, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, argón, etc. Dos secadores de adsorción están conectados en paralelo. Uno está funcionando mientras el otro puede regenerarse. Trabajan y se regeneran alternativamente para garantizar el funcionamiento continuo del equipo. El secador funciona a 8 - 12 °C y se regenera purgando el gas a 350 °C. Las temperaturas de regeneración de las diferentes especificaciones de tamices moleculares son ligeramente diferentes. Los tamices moleculares tienen buenos efectos catalíticos en algunas reacciones orgánicas en fase gaseosa.
También conocido como zeolita o zeolita, es un aluminosilicato cristalino. En su estructura cristalina, hay canales regulares y uniformes con diámetros de poro del orden del tamaño molecular. Solo permite la entrada de moléculas más pequeñas que el diámetro del poro. Por lo tanto, puede tamizar las moléculas de una mezcla según sus tamaños. De ahí que se le llame tamiz molecular. Ya hace más de 200 años, B. Cronstedt nombró por primera vez al aluminosilicato como zeolita. La fórmula general de composición química es: donde M y n son iones metálicos y sus valencias; x es el número de moléculas de dióxido de silicio; y es el número de moléculas de agua; p es el número de átomos de aluminio; q es el número de átomos de silicio. En la industria química, los tamices moleculares se utilizan como adsorbentes sólidos. Las sustancias adsorbidas por ellos pueden desorberse. Los tamices moleculares pueden regenerarse después de su uso. También se utilizan para el secado, purificación, separación y recuperación de gases y líquidos. Desde la década de 1960, se han utilizado como catalizadores de craqueo en la industria de refinación de petróleo. Actualmente, se han desarrollado diversos catalizadores de tamiz molecular adecuados para diferentes procesos catalíticos.
Existen dos tipos de tamices moleculares: la zeolita natural y la zeolita sintética.
1. La mayoría de las zeolitas naturales se forman por la reacción de tobas volcánicas y rocas sedimentarias tobáceas en un ambiente marino o lacustre. En la actualidad, se han encontrado más de 1000 tipos de menas de zeolitas. Hay 35 relativamente importantes. Las más comunes son la clinoptilolita, la mordenita, la erionita y la chabazita. Se distribuyen principalmente en países como Estados Unidos, Japón y Francia. China también ha encontrado una gran cantidad de depósitos de mordenita y clinoptilolita. Japón es el país con la mayor explotación de zeolitas naturales.
2. Debido a las limitaciones de recursos de zeolitas naturales, desde la década de 1950 se ha utilizado ampliamente una gran cantidad de zeolitas sintéticas (véase la tabla).
Los tamices moleculares comerciales suelen clasificarse por números de prefijo según los tamices moleculares con diferentes estructuras cristalinas. Por ejemplo, tamices moleculares de tipo 3A, tipo 4A y tipo 5A. El tipo 4A es la categoría A en la tabla con un diámetro de poro de 4 Å. El tamiz molecular de tipo A que contiene Na+ se denota como Na-A. Si el Na+ se reemplaza por K+, el diámetro de poro es de aproximadamente 3 Å, lo que es un tamiz molecular de tipo 3A. Si más de 1/3 del Na+ en Na-A se reemplaza por Ca2+, el diámetro de poro es de aproximadamente 5 Å, lo que es un tamiz molecular de tipo 5A.
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