Қытайлық адсорбенттер: олар қайда қолданылады? 

Адамдар қытайлық адсорбенттер туралы айтқанда, көптеген адамдар бірден аяқ киім сөмкелеріндегі арзан кремний гельдерін ойлайды. Бұл, әрине, қолданба, бірақ айсбергтің ұшы. Іс жүзінде спектр өнеркәсіптік шығарындыларды тазартудан бастап фармацевтикадағы изомерлердің ең жақсы бөлінуіне дейін ауытқиды. Мұнда қытайлық өндірушілер ұзақ уақыт бойы қуып жетіп қана қоймай, кейбір тауашалар бойынша қарқынды белгілеп келеді, әсіресе тиімділік пен шығындар арасындағы тепе-теңдікке қатысты. Әділдік үшін, он жыл бұрын жағдай басқаша болғанымен - шу көп болды және ойындардың сапасы әрдайым тұрақты болмады. Енді, егер сіз кіммен жұмыс істеу керектігін білсеңіз, еуропалық аналогтардан кем түспейтін материалдарды алуға болады және килограммына немесе адсорбциялық қабілеттіліктің бірлігіне баға бойынша олар бірнеше есе жоғары болады. Бірақ негізгі фраза «егер сіз кіммен жұмыс істеу керектігін білсеңіз?». Бұл туралы кейінірек.

Силикагель ғана емес: материалдардың негізгі ассортименті

Бірден i-ні белгілейік. «Қытайлық адсорбенттер?» әдетте үш үлкен топты білдіреді: цеолиттер (молекулалық електер), белсендірілген көмірлер және сол оксидті сорбенттер (силикагель, алюминий оксиді). Цеолиттер ең қызықты сегмент болуы мүмкін. Қытайлық өндірушілер оларды өте нақты кеуек өлшемдерімен синтездеуді үйренді - 3-тен? 10-ға дейін? Бұл сыни. Мысалы, цеолит 4А немесе 13Х компрессорлық станцияларда табиғи газды немесе ауаны кептіру үшін қолданылады. Бұрын олар UOP немесе CECA-дан сатып алған, бірақ қазір олар Қытайға қарайды. Бірақ бір нюанс бар: барлық зауыттар партиядан партияға дейін кристалдық құрылымның тұрақтылығын қамтамасыз ете алмайды. Осыған байланысты динамикалық қуат 15-20%-ға төмендеген жағдайларды көрдім.

Белсендірілген көмірлер - бұл басқа әңгіме. Бұл жерде Қытай әлемдік алпауыт. Бірақ бұл қарапайым емес. Көмір мен көмір әртүрлі. Ағынды суларды тазартуға арналған ұнтақ (PAC) бір нәрсе, бірақ органикалық булардың адсорбциясы үшін жоғары механикалық беріктігі бар түйіршіктелген (GAC) мүлдем басқа. Қытайлық жеткізушілер біріншісінде күшті, бірақ соңғысымен проблемалар болды - абразивтілік жоғары, әсіресе қозғалатын адсорберлерде. Бірақ прогресс бар. Қазірдің өзінде бензол адсорбциясы 35-40% деңгейінде кокос қабығынан GAC жасайтын өндіріс орындары бар, бұл өте лайықты.

Және оксидтер. Силикагель қапшықтағы шарлар ғана емес. Реттелетін кеуек өлшемі 30-100 болатын мезокеуекті силикагель? үлкен органикалық молекулаларды бөлуге арналған қуатты құрал, мысалы, витаминдер өндірісінде. Қытай мұнда өте бәсекеге қабілетті нұсқаларды ұсынады. Өсімдік майын тазарту жобасы есімде, онда олар өзгертілген беті бар қытайлық силикагельді пайдаланды - ол өзінің қымбат неміс әріптесіне қарағанда пигментті және сабын қалдықтарын тиімдірек жояды. Бірақ үш түрлі зауыттан үлгілерді іріктеу және сынау үшін көп уақыт қажет болды.

Өнеркәсіптің негізгі салалары: мұнай-химиядан тамақ өңдеуге дейін

Сала бойынша алатын болсақ, мұнай-газ секторы бірінші тұтынушы болып табылады. Газды құбырлар арқылы тасымалдау алдында сусыздандыру классикалық болып табылады. Онда адсорбциялық тандемдер жұмыс істейді: біріншіден, сепараторларда ауыр ылғал жойылады, содан кейін цеолиттердің көмегімен ұсақ кептіру. Қытайдың 4А және 13Х молекулярлық елеуіштері мұнда, әсіресе Азия мен Африкадағы кен орындарында көбірек қолданылуда. CAPEX бойынша үнемдеу айтарлықтай. Бірақ инженерлер әрқашан «улануға» төзімділікке қарайды. — егер газдың құрамында күкіртсутек немесе ауыр көмірсутектер болса, цеолит қуаттылығын тез жоғалтуы мүмкін. Кейбір қытайлық өндірушілер H2S төзімділігі жоғары ион алмастырғыш модификациясы бар цеолиттерді ұсынады. Олар оны зертханада сынады - бұл жұмыс істеген сияқты, бірақ 5 жыл жұмыс істеуге арналған далалық деректер әлі де аз.

Химия және фармацевтика өнеркәсібі - бұл тазарту және бөлу саласы. Мұнда цеолиттер де, мамандандырылған полимер сорбенттер де қолданылады. Мысалы, пара- және метаксилолды бөлу. Бұрын бұл дерлік эксклюзивті UOP технологиясы болды. Қазір олардың цеолиттерінің осы процеске арналған қытайлық аналогтары (мысалы, BaX немесе K-BaX сияқты) белсенді түрде сыналуда. Мен оларды толығымен бірдей деп айтпаймын, бірақ өнімнің тазалық талаптары сәл төмен болатын кейбір қондырғылар үшін олар өте қолайлы. Фармацевтикада хроматография үшін жоғары таза силикагель қолданылады. Қытайлық компаниялар бұл нарыққа шығуда, бірақ жол ұзақ - оларға GMP сәйкестігі мен көптеген құжаттама қажет.

Қоршаған ортаны қорғау - бұл үлкен нарық. Көміртекті адсорберлерде ұшпа органикалық қосылыстарды (VOC) алу, цеолиттерді пайдалана отырып, күкірт диоксидінен шығарындыларды тазарту, ағынды суларды фенолдардан, бояғыштардан, ауыр металдардан тазарту. Мұнда қытайлық материалдар бағасы жағынан теңдессіз. Бірақ тағы да, бу регенерациясы бар стационарлық жүйелер үшін беріктігі жоғары көмірді іздеген дұрыс, әйтпесе алты ай регенерациядан кейін құрылғыда көмір шаңы болады. Мен жиһаз фабрикасында бір еріткіш қалпына келтіру қондырғысымен жағымсыз тәжірибе алдым - көміртекті саптаманы мерзімінен бұрын өзгертуге тура келді.

Тамақ және сусындар өнеркәсібі. Қаптама желілерінде ауамен кептіру, кофені кофеинсіздандыру, сыра мен шырынды тазарту, иісті кетіру. Мұнда материал қауіпсіздігіне қойылатын талаптар ең қатал. FDA сертификаты немесе баламасы болуы керек. Оларды әрбір қытайлық зауыт қамтамасыз ете алмайды. Бірақ, мысалы, тағамдық силикагельді немесе кокос қабығынан белсендірілген көмірді шығаратын кейбір өндірушілер бұл тауашаны мықтап басып алды. Олардың өнімдерін бүкіл әлем бойынша минералды суды құю желілерінен табуға болады.

Жабдықтаушыларды таңдау және олармен жұмыс істеудің практикалық аспектілері

Бұл, бәлкім, ең маңызды бөлігі. Қалай таңдауды жіберіп алмау керек? Бірінші ереже - ешқашан «қытайлық адсорбент» сатып алмау. Alibaba-дағы ең төмен бағамен. Бұл бас ауруы үшін рецепт. Сізге арнайы сорбенттер бойынша маманданған, сапаны бақылауға арналған жеке зертханасы бар және жарнамалық емес нақты деректермен егжей-тегжейлі техникалық деректер парақтарын (TDS) бере алатын сенімді жеткізуші қажет: жай ғана «арнайы бетінің ауданы > 1000 м2/г» ғана емес, сонымен қатар кеуектер көлемінің таралу қисықтары, белгілі бір заттар үшін адсорбция изотермалары (азот, су, механикалық беріктік туралы деректер), бензол туралы деректер.

Екіншіден, үлгілерді сұрауды және сынақтан өткізуді ұмытпаңыз. Сонымен қатар, мүмкіндігінше технологиялық жағдайларыңызға жақын жағдайларда сынақтан өткізіңіз. Ацетон буын алу үшін көміртегі қажет болса, беттің нақты ауданын өлшеумен шектелмеңіз. Динамикалық режимде сынақ адсорбциясын жүргізіңіз, шығыс қисығын сызыңыз және нақты динамикалық сыйымдылықты есептеңіз. Бізде өте жақсы BET параметрлері бар көмірдің микрокеуектердің дұрыс бөлінбеуіне байланысты мәлімделгеннен 30% төмен қуаттылық көрсеткен жағдай болды.

Үшіншіден, қаптама мен логистикаға назар аударыңыз. Адсорбенттер, әсіресе цеолиттер мен белсендірілген көмірлер гигроскопиялық болып табылады. Олар полиэтилен төсемімен жабылған қапшықтарда жеткізілуі керек. Мен цеолит партиясы кәдімгі қағаз пакеттерге қалай келгенін және теңізде тасымалдау кезінде ылғалды сіңіретінін көрдім - оның адсорбциялық қабілеті апатты түрде төмендеді, оны адсорберлерге тиеу алдында да қалпына келтіру керек болды.

Кейс-стади: жобаға кешенді көзқарас

Жеткізуші ұнтақ пакеттерін сатушы ғана емес, технологиялық серіктес болған кезде жақсы. Сізге компанияның мысалын келтірейінChengdu Yizhi Technology Co.(олардың веб-сайтыhttps://www.yzkjhx.ru). Бұл кездейсоқ сауда үйі емес, химиялық компания жасаған жобалау институты. Осындай құрылыммен бетпе-бет келген кезде жұмыс басқаша құрылымдалады. Кезінде бір электр станциясы үшін сутегін СО және СО2 ізінен терең тазарту мәселесін шештік. Көп қабатты адсорбер қажет болды.

бастап мамандарChengdu Yizhi Technology Co.тек цеолит пен белсендірілген глиноземді ұсынбады. Олар инженер жіберді, ол бізбен бірге газдың толық құрамын, қысымын, температурасын, қажетті қалдық концентрациясын зерттеді. Осыған сүйене отырып, олар процесті модельдеді, қабаттардың қатынасын және серпіліс жылдамдығын есептеді. Олардың өздері адсорбенттерді өндіруі және өзгертуі маңызды, сондықтан олар оларды «баптау». біздің жағдайымызда цеолиттің қасиеттері - қысымның төмендеуін азайту үшін кристалл өлшемін сәл ұлғайту.

Нәтижесінде жүйе үш жыл жұмыс істеп тұр, регенерация циклдері қалыпты жұмыс істеп тұр. Әрине, бұл олардың сәтсіздіктері жоқ дегенді білдірмейді. Басқа меркаптанды жою жобасында олар ұсынған металл сіңдірілген цеолит күтілгеннен қысқа қызмет ету мерзімін көрсетті - учаскедегі шикізаттың құрамы аздап өзгерген сияқты. Бірақ олар жұмсалған сорбентті тез талдап, балама ұсынды. Ол құнды.

Трендтер және болашақта не іздеу керек

Өнеркәсіп қайда бара жатыр? Біріншіден, бұл гибридті және функционалдық материалдар. Кез келген цеолит емес, каталитикалық адсорбция үшін бетінде металл нанобөлшектері бар цеолит. Мысалы, күкіртсутекті бір мезгілде жою және оның элементтік күкіртке дейін тотығуы үшін. Қытайдың ғылыми-зерттеу институттары осы тақырып бойынша мақалаларды белсенді түрде жариялауда, ал кейбір әзірлемелер коммерциялық деңгейге жетіп жатыр.

Екіншіден, СО2 сіңіруге арналған адсорбенттер. Тақырып қызу. Материалдардың жаңа кластары әзірленуде - металл-органикалық қаңқалық құрылымдар (МОҚ), модификацияланған полимерлер. Әзірге олар қымбат, бірақ қытайлық өндірушілер өздерінің қуаттылығымен және шығындарды төмендетуге бағытталғандықтан, алдағы онжылдықта осы салада ойын өзгерте алады.

Үшіншіден, жақсартылған кинетикалық сипаттамалары бар «ақылды» сорбенттер. Адсорбция жылдамдығы көбінесе шектеуші фактор болып табылады. Иерархиялық кеуектерді құру (микро+мезокеуектер) молекулалардың дәнге тезірек тереңірек таралуына мүмкіндік береді. Бұл сорбентті пайдалану тиімділігін арттырады. Мен Қытайдан осындай материалдардың тәжірибелік топтамаларын көрдім - бұл әсерлі.

Түпнұсқа қарапайым.Қытайлық адсорбенттерәлемдік тәжірибеде өз позицияларын берік ұстанды. Оларды пайдалану тек экономикалық тұрғыдан ғана емес, сонымен қатар техникалық тұрғыдан да - әртүрлі салаларда, газ шығарындыларын шикі тазартудан бастап жоғары технологиялық бөлу процестеріне дейін негізделген. Табыстың кілті - жеткізушіні сауатты таңдау, мұқият тестілеу және сорбенттің өнім емес, технологиялық жүйенің бөлігі екенін түсіну. Және кейде, жағдай сияқтыChengdu Yizhi Technology Co., Ltd., сіз жалпы мақсаттағы каталогтан емес, нақты тапсырмаңызға қажетті материалды есептеуден бастап жеткізуге дейін бүкіл жүйені құруға көмектесетін серіктесті таба аласыз.