ADSORBANTS MINÉRAUX, AGENTS DE FILTRATION ET AGENTS DE SÉCHAGE
Les tamis moléculaires sont des aluminosilicates métalliques cristallins présentant un réseau tridimensionnel interconnecté de tétraèdres de silice et d'alumine. L'eau d'hydratation naturelle est éliminée de ce réseau par chauffage afin de créer des cavités uniformes qui adsorbent sélectivement des molécules d'une taille spécifique.
On utilise généralement un tamis de 4 à 8 mesh pour les applications en phase gazeuse, tandis que celui de 8 à 12 mesh est courant pour les applications en phase liquide. Les tamis 3A, 4A, 5A et 13X, sous forme de poudre, conviennent à des applications spécifiques.
Reconnus depuis longtemps pour leur capacité de séchage (jusqu'à 90 °C), les tamis moléculaires ont récemment démontré leur utilité dans les procédés de synthèse organique, permettant fréquemment l'isolement de produits désirés issus de réactions de condensation régies par des équilibres généralement défavorables. Il a été montré que ces zéolites synthétiques éliminent l'eau, les alcools (dont le méthanol et l'éthanol) et l'acide chlorhydrique de systèmes tels que les synthèses de cétimines et d'énamines, les condensations d'esters et la conversion d'aldéhydes insaturés en polyénals.
| Taper | 3A |
| Composition | 0,6 K2O : 0,40 Na2O : 1 Al2O3 : 2,0 ± 0,1 SiO2 : x H2O |
| Description | La forme 3A est obtenue en substituant des cations potassium aux ions sodium inhérents de la structure 4A, réduisant ainsi la taille effective des pores à ~3Å, à l'exclusion des diamètres >3Å, par exemple l'éthane. |
| Principales applications | Déshydratation industrielle des flux d'hydrocarbures insaturés, notamment le gaz de craquage, le propylène, le butadiène et l'acétylène ; séchage des liquides polaires tels que le méthanol et l'éthanol. Adsorption de molécules comme NH₃ et H₂O à partir d'un flux N₂/H₂. Considéré comme un agent desséchant polyvalent pour les milieux polaires et non polaires. |
| Taper | 4A |
| Composition | 1 Na2O : 1 Al2O3 : 2,0 ± 0,1 SiO2 : x H2O |
| Description | Cette forme sodique représente la famille A des tamis moléculaires. L'ouverture effective des pores est de 4 Å, excluant ainsi les molécules de diamètre effectif supérieur à 4 Å, comme le propane. |
| Principales applications | Privilégié pour la déshydratation statique dans les systèmes liquides ou gazeux clos, par exemple pour le conditionnement de médicaments, de composants électriques et de produits chimiques périssables ; pour la déshydratation dans les systèmes d’impression et de plasturgie et le séchage des flux d’hydrocarbures saturés. Les espèces adsorbées comprennent le SO₂, le CO₂, le H₂S, le C₂H₄, le C₂H₆ et le C₃H₆. Généralement considéré comme un agent desséchant universel en milieux polaires et non polaires. |
| Taper | 5A |
| Composition | 0,80 CaO : 0,20 Na2O : 1 Al2O3 : 2,0 ± 0,1 SiO2 : x H2O |
| Description | Les ions calcium divalents à la place des cations sodium donnent des ouvertures d'environ 5 Å qui excluent les molécules de diamètre effectif > 5 Å, par exemple tous les cycles à 4 carbones et les composés iso. |
| Principales applications | Séparation des paraffines normales des hydrocarbures à chaîne ramifiée et cycliques ; élimination du H₂S, du CO₂ et des mercaptans du gaz naturel. Les molécules adsorbées comprennent le nC₄H₁₀, le nC₄H₉OH, le C₃H₈ à C₂₂H₄₆ et le dichlorodifluorométhane (Fréon 12®). |
| Taper | 13X |
| Composition | 1 Na2O : 1 Al2O3 : 2,8 ± 0,2 SiO2 : xH2O |
| Description | La forme sodique représente la structure de base de la famille de type X, avec une ouverture de pore effective de l'ordre de 910¼. Elle n'adsorbe pas, par exemple, (C4F9)3N. |
| Principales applications | Séchage commercial des gaz, purification de l'air alimentant les usines (élimination simultanée de H2O et de CO2) et adoucissement des hydrocarbures liquides/gaz naturel (élimination de H2S et de mercaptan). |
Date de publication : 16 juin 2023
