Penapis Molekul 3A No. CAS: 308080-99-1 (biasa)
Molecular Sieve 3Aialah aluminosilikat logam alkali dengan saiz liang yang dikawal dengan tepat kira-kira 3 angstrom (0.3 nm). Ia adalah bentuk pertukaran kalium bagi struktur 4A, yang secara berkesan menyekat penjerapannya hanya kepada molekul kecil seperti air (diameter kinetik ~2.65 Å) sambil mengecualikan sepenuhnya hidrokarbon yang lebih besar seperti etana atau etilena. Selektiviti saiz ini menjadikannya bahan pengering piawai industri untuk mengeringkan aliran tak tepu yang sangat reaktif (contohnya, gas retak, propilena, butadiena) dan cecair polar seperti etanol dan metanol, di mana ia boleh mencapai takat embun air yang sangat rendah tanpa menjerap bersama olefin yang berharga.
1. Gambaran Umum
Molecular Sieve 3A adalah zeolit sintetik (aluminosilikat kristal) dengan bukaan liang kira-kira 3 Angstrom (0.3 nm). Ia adalah bentuk pertukaran kalium bagi zeolit Jenis A (4A). Saiz liang ini secara selektif menyerap molekul dengan diameter kinetik berkesan kurang daripada 3Å sambil mengecualikan molekul yang lebih besar. 3A direka khusus untuk mengeringkan hidrokarbon tak tepu dan cecair polar di mana penjerapan bersama bendalir proses mesti diminimumkan.
2. Ciri Utama
Saiz Liang 3Å yang Tepat – Menyerap air (diameter kinetik ~2.65Å) tetapi mengecualikan molekul yang lebih besar seperti etilena, propilena, dan metanol.
Kapasiti Penjerapan Air yang Tinggi – Biasanya 19-21% wt/wt pada 25°C, 60% RH.
Selektiviti yang Cemerlang – Meminimumkan penjerapan bersama hidrokarbon, mengurangkan kehilangan produk.
Kekuatan Mekanikal yang Tinggi – Tersedia dalam bentuk manik (sfera) atau pelet (ekstrudat) dengan penghasilan habuk yang rendah.
Kestabilan Terma & Kimia – Mampu menahan suhu penjanaan semula sehingga 250-300°C.
3. Spesifikasi Utama dengan Penjelasan
| Parameter | Nilai Biasa | Penjelasan |
|---|---|---|
| Saiz Liang | 3 Å (0.3 nm) | Mengecualikan molekul yang lebih besar daripada ~3Å (contohnya, C₂H₄, C₃H₆, CH₃OH, C₂H₅OH). |
| Kapasiti Penjerapan Air | ≥19-21% wt/wt (25°C, 60% RH) | Mengukur kapasiti pengeringan; lebih tinggi lebih baik untuk pengeringan mendalam. |
| Ketumpatan pukal | 0.65 – 0.75 g/mL (manik) | Mempengaruhi berat muatan vesel dan pengiraan penurunan tekanan. |
| Kekuatan Hancur | ≥20 – 80 N/manik (berbeza mengikut saiz) | Menunjukkan ketahanan mekanikal; mengelakkan penjanaan habuk. |
| Kehilangan pada Pencucuhan (LOI) | ≤1.5 – 2.0% (550°C) | Kandungan air selepas pengaktifan; lebih rendah menunjukkan tahap pengaktifan yang lebih tinggi. |
| Penjerapan Statik (RH=60%) | ≥19% | Ujian industri standard untuk kapasiti penjerapan. |
| Penjerapan Dinamik (C₂H₄, 25°C) | ≤0.3% | Mengukur ko-adsorpsi hidrokarbon (mesti rendah). |
| Saiz Zarah | 1.6-2.5mm, 2.5-5mm, 8x12 mesh, dsb. | Manik lebih kecil = kinetik lebih cepat; manik lebih besar = penurunan tekanan lebih rendah. |
| Kehilangan Geseran | ≤0.1-0.5% | Mengukur kecenderungan habuk; kehausan rendah penting untuk jangka hayat lapisan yang panjang. |
| Suhu Penjanaan Semula | 200-300°C | Suhu yang diperlukan untuk mengeluarkan air yang terserap. |
4. Aplikasi
| Kawasan Aplikasi | Kegunaan Khusus |
|---|---|
| Pengeringan Olefin (Kegunaan Utama) | Pengeringan etilena, propilena, butadiena, dan hidrokarbon tak tepu lain. 3A menghalang penjerapan bersama dan pempolimeran olefin. |
| Pengeringan Bahan Penyejuk | Pengeringan bahan penyejuk (R-134a, R-410A, R-32) dalam sistem penyaman udara dan penyejukan. |
| Pengeringan Gas Asli & LPG | Pengeringan mendalam gas asli, LPG (propana, butana) untuk mengelakkan pembentukan hidrat. |
| Penghidratan Etanol | Menghasilkan etanol kontang (campuran petrol) – memecahkan azeotrop dengan air. |
| Pengeringan Pelarut | Pengeringan pelarut polar (aseton, metanol, THF, asetonitril) di mana 4A akan menyerap bersama pelarut. |
| Unit Kaca Bertebat (IG) | Bahan pengering dalam tingkap kaca bertebat tertutup untuk mengelakkan pengabusan. |
| Pengeringan Udara & Gas | Pengeringan udara termampat, CO₂, dan gas lengai di mana penjerapan hidrokarbon minimum diperlukan. |
Mengapa 3A dan bukannya 4A atau 13X?
| Aplikasi | Mengapa 3A Diutamakan |
|---|---|
| Pengeringan Etilena/Propilena | 4A menyerap olefin; 3A mengecualikannya → kurang kehilangan produk |
| Dehidrasi Etanol | 3A menyerap air tetapi mengecualikan etanol (diameter kinetik ~4.3Å) |
| Pengeringan Bahan Penyejuk | 3A tidak menyerap molekul bahan penyejuk → tiada kehilangan prestasi |
| Kaca Bertebat | 3A mengelakkan pengabusan tanpa menyerap gas penebat (Ar, Kr) |
5. Perbandingan Gred/Jenis
| Tipe | Bentuk | Saiz Zarah | Kekuatan Hancur | Kegunaan Lazim |
|---|---|---|---|---|
| Manik 3A (Sfera) | Sfera | 1.6-2.5mm, 2.5-5mm, 4-6 jejaring | ≥20-80 N | Katil padat, kadar aliran tinggi, penurunan tekanan rendah |
| Pelet 3A (Ekstrudat) | Silinder | 1.6mm, 3.2mm diameter | ≥20-40 N | Bekas lebih kecil, katil aliran jejari |
| Serbuk 3A | Serbuk halus | <45 µm (325 mesh) | N/A | Aditif polimer, salutan, pengering komposit |
| 3A dengan Pengikat | Manik/Pelet | Standard | Lebih tinggi | Aplikasi tekanan mekanikal tinggi (cth., katil bergerak) |
| 3A Tanpa Pengikat | Manik/Pelet | Standard | Lebih Rendah | Kapasiti penjerapan maksimum, bahan lengai minimum |
Setara Saiz Jejaring:
| Saiz Jejaring (AS) | Diameter (mm) | Aplikasi Lazim |
|---|---|---|
| 8×12 | 1.7 – 2.4 mm | Kinetik pantas, tujuan umum |
| 4×8 | 2.4 – 4.8 mm | Bekas besar, penurunan tekanan rendah |
| 6×10 | 2.0 – 3.4 mm | Pengeringan olefin standard |
| 10×20 | 0.85 – 2.0 mm | Katil lebih kecil, PSA kitaran pantas |
6. Panduan Pembelian
Pilih mengikut Aplikasi:
Pengeringan etilena/propilena → Manik 3A, 1.6-2.5mm atau 8×12 mesh, kekuatan hancur tinggi.
Penyahhidratan etanol → Manik atau pelet 3A, kapasiti penjerapan tinggi (>20%).
Pengeringan penyejuk → Manik 3A, habuk rendah, diperakui untuk keserasian penyejuk.
Kaca bertebat → Manik 3A, habuk rendah, pembungkusan unit IG khusus (beg polimer).
Pengeringan pelarut (skala makmal) → Manik atau pelet 3A, 8×12 mesh, serbuk halus rendah.
Parameter Kualiti Utama untuk Disahkan:
Kapasiti penjerapan air – Hendaklah ≥19% (minimum 18% untuk spesifikasi industri).
Kekuatan hancur – Lebih tinggi lebih baik untuk jangka hayat lapisan yang panjang (minimum 20 N untuk manik 1.6mm).
Kehilangan pengausan – Hendaklah ≤0.2% untuk aplikasi kritikal.
Penjerapan bersama hidrokarbon – Untuk pengeringan olefin, minta data penjerapan etilena atau propilena (<0.3%).
Pengaktifan & Penjanaan Semula:
Pengaktifan (sebelum digunakan): Panaskan pada 200-300°C selama 2-4 jam dalam aliran gas lengai atau vakum.
Penjanaan semula in-situ: Panaskan pada 200-250°C dengan aliran gas kering panas (N₂ atau udara kering).
Jangan melebihi 300°C – pemanasan berlebihan yang berpanjangan boleh merosakkan struktur kristal.
Sejukkan hingga <50°C sebelum mendedahkan kepada cecair proses untuk mengelakkan kejutan terma.
Penyimpanan:
Simpan dalam bekas kedap udara – sangat higroskopik, akan menyerap lembapan dari udara.
Jangka hayat (belum dibuka): 12-24 bulan dalam pembungkusan tertutup.
Setelah dibuka, gunakan segera atau tutup semula dengan ketat. Jana semula sebelum digunakan jika terdedah kepada udara selama >1 jam.
Pengesahan Pembekal:
Minta CoA yang mengesahkan saiz liang, kapasiti air, kekuatan hancur, dan taburan saiz zarah.
Untuk aplikasi olefin, minta keputusan ujian ko-penjerapan hidrokarbon.
Sahkan jenis pengikat (pengikat tanah liat standard; pengikat bukan organik untuk aplikasi suhu tinggi).
7. Soalan Lazim
S: Apakah perbezaan antara penapis molekul 3A, 4A, dan 5A?
A: 3A (saiz liang 3Å) – ditukar dengan kalium, mengecualikan molekul >3Å (etilena, propilena, etanol).
4A (saiz liang 4Å) – bentuk natrium, menyerap C₂H₄, C₃H₆, etanol, dll.
5A (saiz liang 5Å) – ditukar dengan kalsium, menyerap parafin biasa (C₄–C₆).
Gunakan 3A semasa mengeringkan hidrokarbon tak tepu atau etanol; gunakan 4A untuk pengeringan umum (udara, bahan pendingin); gunakan 5A untuk pemisahan parafin biasa.
S: Bolehkah 3A dijana semula?
J: Ya. Panaskan hingga 200-300°C selama 2-4 jam di bawah aliran gas kering atau vakum. Penjanaan semula berganda mungkin dilakukan (ratusan kitaran) jika lapisan tidak tercemar. Prestasi menurun secara beransur-ansur selepas banyak kitaran.
S: Adakah 3A selamat untuk aplikasi makanan/perubatan?
J: Ya, jika diaktifkan dan dibungkus dengan betul. 3A tidak toksik dan digunakan dalam pengeringan farmaseutikal (pembuatan API) dan pengeluaran etanol gred makanan. Pastikan pembekal menyediakan pensijilan gred makanan/farmaseutikal jika diperlukan.
8. Penghantaran, Pensijilan & Perkhidmatan
Pembungkusan:
Bekas kecil: 1kg, 5kg, 25kg beg kerajang aluminium tertutup atau tong HDPE.
Beg industri: 150kg bersih dram keluli, 140-150kg beg kertas (dengan lapisan PE).
Pukal: 500kg-1000kg guni super atau penghantaran lori pneumatik.
Unit IG: Beg polimer pra-dos (contohnya, 1.5kg/beg untuk tingkap kaca dwilapis).
Masa Utama: Barang stok: 2-5 hari perniagaan; saiz khas: 2-4 minggu.
Dokumentasi: CoA (kapasiti, kekuatan hancur, pengausan, LOI), MSDS, TDS, dan (untuk pasaran tertentu) sijil REACH, RoHS, atau sentuhan makanan.
Pensijilan: ISO 9001 (pembuatan), sesetengah pembekal menyediakan ISO 14001 dan ISO 45001.
Penghantaran: Tidak diklasifikasikan sebagai barang berbahaya. Pastikan kering semasa pengangkutan (pelapik kalis air diperlukan). Elakkan kelembapan melampau.
| Sifat Kimia Penapis Molekul 3A |
| suhu penyimpanan. | suhu bilik |
| bentuk | Serbuk atau Kristal |
| warna | Kuning hingga kuning-hijau |
| Keterlarutan Air | Tidak larut dalam air. |
| Sensitif | Higroskopik |
| Rujukan Pangkalan Data CAS | 308080-99-1 |
| Maklumat Keselamatan |
| Kod Bahaya | Xi,Xn |
| Penyata Risiko | 36/37/38-20 |
| Kenyataan Keselamatan | 26-36 |
| WGK Jerman | 3 |
| RTECS | ZG6800000 |
| TSCA | Ya |
| Kod HS | 28421000 |
| Kelas Penyimpanan | 13 - Pepejal Tidak Mudah Terbakar |
