ADSORBENTI MINERALI, AGENTI FILTRANTI E AGENTI ESSICCANTI
I setacci molecolari sono alluminosilicati metallici cristallini dotati di una rete tridimensionale di tetraedri di silice e allumina interconnessa. L'acqua di idratazione naturale viene rimossa da questa rete mediante riscaldamento, producendo cavità uniformi che adsorbono selettivamente molecole di una dimensione specifica.
Un setaccio da 4 a 8 maglie viene normalmente utilizzato nelle applicazioni in fase gassosa, mentre quello da 8 a 12 maglie è comune nelle applicazioni in fase liquida. Le forme in polvere dei setacci 3A, 4A, 5A e 13X sono adatte per applicazioni specializzate.
Noti da tempo per la loro capacità di essiccazione (anche fino a 90 °C), i setacci molecolari hanno recentemente dimostrato la loro utilità nelle procedure di sintesi organica, consentendo spesso l'isolamento dei prodotti desiderati da reazioni di condensazione governate da equilibri generalmente sfavorevoli. È stato dimostrato che queste zeoliti sintetiche rimuovono acqua, alcoli (inclusi metanolo ed etanolo) e HCl da sistemi come la sintesi di chetimmine ed enammine, la condensazione di esteri e la conversione di aldeidi insature in polienali.
| Tipo | 3A |
| Composizione | 0,6 K2O: 0,40 Na2O: 1 Al2O3: 2,0 ± 0,1SiO2: x H2O |
| Descrizione | La forma 3A è realizzata sostituendo gli ioni sodio intrinseci della struttura 4A con cationi potassio, riducendo la dimensione effettiva dei pori a ~3Å, escludendo i diametri >3Å, ad esempio l'etano. |
| Principali applicazioni | Disidratazione commerciale di flussi di idrocarburi insaturi, tra cui gas di cracking, propilene, butadiene e acetilene; essiccazione di liquidi polari come metanolo ed etanolo. Adsorbimento di molecole come NH3 e H₂O da un flusso di N₂/H₂. Considerato un agente essiccante di uso generale in mezzi polari e non polari. |
| Tipo | 4A |
| Composizione | 1 Na2O: 1 Al2O3: 2,0 ± 0,1 SiO2 : x H2O |
| Descrizione | Questa forma di sodio rappresenta la famiglia di setacci molecolari di tipo A. L'apertura effettiva dei pori è di 4Å, escludendo quindi le molecole con diametro effettivo >4Å, ad esempio il propano. |
| Principali applicazioni | Preferito per la disidratazione statica in sistemi chiusi liquidi o gassosi, ad esempio nel confezionamento di farmaci, componenti elettrici e prodotti chimici deperibili; per la rimozione dell'acqua in sistemi di stampa e di lavorazione delle materie plastiche e per l'essiccazione di flussi di idrocarburi saturi. Le specie adsorbite includono SO₂, CO₂, H₂S, C₂H₂, C₂H₄ e C₂H₄. Generalmente considerato un agente essiccante universale in mezzi polari e non polari. |
| Tipo | 5A |
| Composizione | 0,80 CaO : 0,20 Na2O : 1 Al2O3: 2,0 ± 0,1 SiO2: x H2O |
| Descrizione | Gli ioni calcio bivalenti al posto dei cationi sodio danno aperture di ~5Å che escludono molecole con diametro effettivo >5Å, ad esempio tutti gli anelli a 4 atomi di carbonio e gli isocomposti. |
| Principali applicazioni | Separazione di paraffine normali da idrocarburi a catena ramificata e ciclici; rimozione di H₂S, CO₂ e mercaptani da gas naturale. Le molecole adsorbite includono nC₂H₂O, nC₂H₂OH, da C₂H₂ a C₂H₂ e diclorodifluorometano (Freon 12®). |
| Tipo | 13X |
| Composizione | 1 Na2O: 1 Al2O3: 2,8 ± 0,2 SiO2: xH2O |
| Descrizione | La forma sodica rappresenta la struttura di base della famiglia di tipo X, con un'apertura effettiva dei pori nell'intervallo 910¼. Non assorbe (C4F9)3N, ad esempio. |
| Principali applicazioni | Essiccazione commerciale del gas, purificazione dell'aria di alimentazione delle piante (rimozione simultanea di H2O e CO2) e addolcimento di idrocarburi liquidi/gas naturale (rimozione di H2S e mercaptano). |
Data di pubblicazione: 16 giugno 2023
