Синтетические цеолиты

Цеолиты — это синтетические или природные минералы (алюмосиликаты)

Цеолиты как минералы были открыты свыше 200 лет тому назад. Было обнаружено, что минерал стильбит при нагревании вспучивается. Этот минерал был назван цеолитом (по-гречески «кипящий камень»). В настоящее время известно более тридцати природных цеолитов.

Сравнительно редкое распространение природных цеолитов и разрозненность месторождений затрудняли до последнего времени их применение в промышленных масштабах. В то же время уникальная способность цеолитов поглощать молекулы одних веществ и не сорбировать другие в зависимости от их геометрических размеров (критический диаметр и длина молекул) поставила перед исследователями задачу создания синтетических аналогов природных цеолитов. Селективность адсорбции цеолитами обусловлена наличием тонких пор строго определенного размера, поэтому их часто называют молекулярными ситами.

Кристаллическая решетка цеолитов состоит из кремний-алюмо-кислородных кубооктаэдров, связанных в простой кубической координации (цеолиты тип А) или в более рыхлой тетраэдральной координации, типа фожазита (цеолиты тип Х). Наибольшее практическое значение получилисинтетические цеолиты типа NaA, CaA, NaХ, СаХ. Диаметр пор в молекулярных ситах определяется размером атома катиона. Сама структура — микропористая и размер пор близок к размерам малых молекул. Поэтому цеолиты пригодны для разделения газов и самых легких углеводородов. Максимальная рабочая температура: 500-6000С. Активацию цеолитов (удаление гидратационной воды) осуществляют нагреванием в течении 4-5 часов при температуре 350-4500С.

Цеолиты NaA

Основные свойства синтетических цеолитов NaA(4A) приведены в таблице:

Характеристики

Наименование показателя
NaA

Марка цеолитов
4A

Название по классификации США
около 4

Размер пор, ангстрем
Вода, аммиак, сероводород, углекислый газ, метан, а также низшие (С2-С3) алкановые, диеновые и ацетиленовые углеводороды нормального строения и низшие спирты.

Сорбирование веществ, в соответствии с величиной эффективного диаметра пор
Для статического обезвоживания газов и жидкостей, для обезвоживания насыщенных углеводородных газов из потока.

Применение цеолитов
750-800

Внутренняя удельная поверхность, м2/г

Цеолит NA-X

Основные свойства синтетических цеолитов NaX(13X) приведены в таблице: Наименование показателя
Характеристики

Марка цеолитов
NaX

Название по классификации США
13X

Размер пор, ангстрем
9-10

Сорбирование веществ, в соответствии с величиной эффективного диаметра пор
Вода, аммиак, сероводород, углекислый газ, метан, метил- и этилмеркаптаны, окись этилена, этиламин, диборан, изопарафины и олефины, одноядерные, многоядерные простейшие и сложные нафтеновые и ароматические углеводороды и их производные (например: циклогексан, бензол, нафталин, триэтилбензол, метадихлорбензол), меркаптаны, тиофен, фуран, хинолин, пиридин, хлороформ, четыреххлористый углерод, фреоны, пентаборан, декаборан.

Применение цеолитов
Для промышленного обезвоживания и очистки газообразных и жидких углеводородов.

Внутренняя удельная поверхность, м2/г
1030

Цеолиты CaA

Основные свойства синтетических цеолитов CaA(5A) приведены в таблице:

Наименование показателя
Характеристики

Марка цеолитов
CaA

Название по классификации США
5A

Размер пор, ангстрем
5

Сорбирование веществ, в соответствии с величиной эффективного диаметра пор
Вода, аммиак, сероводород, углекислый газ, метан, метил- и этилмеркаптаны, окись этилена, этиламин, диборан, а также нормальные углеводороды и спирты до С20.

Применение цеолитов
Для разделения низкокипящих и легких углеводородных газов; для отделения нормальных парафинов от разветвленных и циклических углеводородов.

Внутренняя удельная поверхность, м2/г
750-800