ADSORBENTI MINERALI, AGENTI FILTRANTI E AGENTI ESSICCANTI
I setacci molecolari sono alluminosilicati metallici cristallini che presentano una rete tridimensionale interconnessa di tetraedri di silice e allumina. L'acqua di idratazione naturale viene rimossa da questa rete mediante riscaldamento, creando cavità uniformi che adsorbono selettivamente molecole di una specifica dimensione.
Nelle applicazioni in fase gassosa si utilizza normalmente un setaccio con maglie da 4 a 8, mentre nelle applicazioni in fase liquida si impiega comunemente un setaccio con maglie da 8 a 12. Le versioni in polvere dei setacci 3A, 4A, 5A e 13X sono adatte ad 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 nei processi 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 sono in grado di rimuovere acqua, alcoli (inclusi metanolo ed etanolo) e HCl da sistemi quali la sintesi di chetimine ed enammine, le condensazioni 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 si ottiene sostituendo i cationi di potassio agli ioni di sodio presenti nella struttura 4A, riducendo la dimensione effettiva dei pori a circa 3 Å, escludendo diametri superiori a 3 Å, ad esempio l'etano. |
| Applicazioni principali | 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 4 Å, escludendo quindi molecole con diametro effettivo >4 Å, ad esempio il propano. |
| Applicazioni principali | Ideale per la disidratazione statica in sistemi chiusi di liquidi o gas, ad esempio nel confezionamento di farmaci, componenti elettrici e prodotti chimici deperibili; per il recupero dell'acqua nei sistemi di stampa e lavorazione delle materie plastiche e per l'essiccazione di flussi di idrocarburi saturi. Le specie adsorbite includono SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 e C3H6. 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 creano aperture di circa 5 Å che escludono molecole con diametro effettivo > 5 Å, ad esempio tutti gli anelli a 4 atomi di carbonio e gli isocomposti. |
| Applicazioni principali | Separazione delle paraffine normali dagli idrocarburi a catena ramificata e ciclici; rimozione di H2S, CO2 e mercaptani dal gas naturale. Le molecole adsorbite includono nC4H10, nC4H9OH, da C3H8 a C22H46 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 dei pori effettiva nell'intervallo 910¼. Non adsorbirà (C4F9)3N, ad esempio. |
| Applicazioni principali | Essiccazione di gas a livello commerciale, purificazione dell'aria in ingresso agli impianti (rimozione simultanea di H2O e CO2) e desolforazione di idrocarburi liquidi/gas naturale (rimozione di H2S e mercaptani). |
Data di pubblicazione: 16 giugno 2023
