¿Para qué se utilizan los tamices moleculares?

¿Para qué se utilizan los tamices moleculares?

¿Qué son los tamices moleculares?

Los tamices moleculares son materiales con orificios de tamaño uniforme (orificios muy pequeños). Estos poros son similares en tamaño a las moléculas pequeñas, por lo que las moléculas grandes no pueden entrar ni ser adsorbidas, mientras que las moléculas más pequeñas sí pueden. A medida que la mezcla molecular migra a través de un lecho fijo de material semisólido poroso llamado tamiz (o matriz), los componentes con el mayor peso molecular (incapaces de entrar en el poro molecular) primero abandonan el lecho y luego pasan a través de moléculas sucesivas más pequeñas. Algunas zeolitas se utilizan en cromatografía de exclusión por tamaño, una técnica de separación que clasifica las moléculas por su tamaño. Otros tamices moleculares se utilizan como desecantes (algunos ejemplos incluyen carbón activado y gel de sílice). 

El tamaño de poro del tamiz molecular se mide en angstroms (A) o nanómetros (nm). Según la representación de la IUPAC, el tamaño de poro de los materiales microporosos es inferior a 2 nm (20 A), y el de los materiales macroporosos es superior a 50 nm (500 A). Por tanto, la categoría mesoporosa se encuentra en el medio, con tamaños de poro que van de 2 a 50 nm (20-500 A). 

¿Para qué se utilizan los tamices moleculares? 

Los tamices moleculares se utilizan habitualmente en la industria petrolera, especialmente para secar el flujo de aire. Por ejemplo, en la industria del gas natural licuado (GNL), el contenido de agua del gas debe reducirse a menos de 1 ppmv para evitar obstrucciones causadas por el hielo o los clatratos de metano. 

En el laboratorio, se utilizan tamices moleculares para secar disolventes. Se ha demostrado que estos tamices son superiores a las técnicas de secado tradicionales, que suelen utilizar desecantes corrosivos. 

Bajo el término zeolita, los tamices moleculares se utilizan en una amplia gama de aplicaciones catalíticas. Catalizan la isomerización, la alquilación y la epoxidación y se utilizan en procesos industriales a gran escala, incluidos el hidrocraqueo y el craqueo catalítico por fluidización. 

También se utilizan para filtrar el suministro de aire para los dispositivos respiratorios, como los que utilizan los buceadores y los bomberos. En estas aplicaciones, el aire es suministrado por un compresor de aire y pasa a través de un filtro de cartucho, que se llena con tamiz molecular y/o carbón activado, según la aplicación, y finalmente se utiliza para llenar el tanque de aire respirable. Este filtro elimina las partículas del suministro de aire respirable y de los productos de escape del compresor.

Tipos comunes de tamiz molecular: 

Tamiz molecular 3A: 

El tamiz molecular 3A no adsorbe moléculas con diámetros mayores a 3 A. Estos tamices moleculares se caracterizan por una rápida velocidad de adsorción, regeneración frecuente, buena resistencia a la rotura y buena resistencia a la contaminación. Estas características mejoran la eficiencia y la vida útil del tamiz. El tamiz molecular 3A es un desecante necesario para la refinación, polimerización y secado profundo de gases y líquidos químicos en la industria química y del petróleo. 

El tamiz molecular 3A se utiliza para secar una variedad de materiales, como etanol, aire, refrigerantes, gas natural e hidrocarburos insaturados. Entre estos últimos se incluyen gas craqueado, acetileno, etileno, propileno y butadieno. 

El tamiz molecular 3A se utiliza para eliminar el agua del etanol, que luego se puede utilizar directamente como biocombustible o indirectamente para producir una variedad de productos, como productos químicos, alimentos, medicamentos, etc. Debido a la formación de azeótropos con una concentración de aproximadamente el 95.6 % (en peso), la destilación ordinaria no puede eliminar toda el agua (subproductos no deseados en la producción de etanol) de la corriente de proceso de etanol, por lo que se utilizan perlas de tamiz molecular para separar el etanol y el agua a nivel molecular mediante el siguiente método: Se adsorbe agua en las perlas para permitir que el etanol pase libremente. Una vez que las perlas están llenas de agua, se puede controlar la temperatura o la presión para liberar el agua de las perlas de tamiz molecular. 

Tamiz molecular 4A: 

Disolvente de secado 

El tamiz molecular 4A se utiliza ampliamente en el secado de solventes de laboratorio. Puede absorber agua y otras moléculas con un diámetro crítico menor a 4 A, como NH3, H2S, SO2, CO2, etc. Se utiliza ampliamente en el secado, refinado y purificación de líquidos y gases (como la preparación de argón).

Aditivos para poliéster 

Estos tamices moleculares se utilizan como complemento de los detergentes, ya que pueden producir agua ablandada mediante el intercambio de iones de calcio, eliminando y evitando la acumulación de suciedad. Se utilizan ampliamente como sustituto del fósforo. El tamiz molecular 4A desempeña un papel importante en la sustitución del tripolifosfato de sodio como aditivo de los detergentes para reducir el impacto de estos en el medio ambiente. También se puede utilizar como agente formador de jabón y en la pasta de dientes.

Tratamiento de residuos peligrosos 

El tamiz molecular 4A puede purificar el ion amonio, Pb2+, Cu2+, Zn2+ y sustancias catiónicas Cd2+ de las aguas residuales. Debido a su alta selectividad al NH4+, se han aplicado con éxito en este campo para combatir la eutrofización de los canales y otros efectos causados ​​por el exceso de iones amonio. Debido a las actividades industriales, un tamiz molecular 4A también se utiliza para eliminar los iones de metales pesados ​​presentes en el agua. 

Tamiz molecular 5A: 

Los tamices moleculares 5A se utilizan habitualmente en la industria petrolera, especialmente en la purificación de flujos de aire y en laboratorios químicos para la separación de compuestos y el secado de materiales de partida de reacciones. Contienen poros diminutos de tamaño preciso y uniforme y se utilizan principalmente como adsorbentes de gases y líquidos. 

El tamiz molecular 5A se utiliza para secar gas natural y desulfurizar y descarbonizar el gas. También se puede utilizar para separar mezclas de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, así como hidrocarburos oleófobos, de hidrocarburos ramificados y policíclicos. 

¿Qué es el adsorbente de tamiz molecular? 

El adsorbente del tamiz molecular es un silicato de aluminio cristalino, conocido como zeolita. Su estructura única permite eliminar el agua del cristal, dejando una estructura cristalina porosa. Estos poros o jaulas tienen una alta afinidad para reabsorber agua u otras moléculas polares.

Precio de tamices moleculares

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