Kinesiska adsorbenter: var används de? 

När man pratar om kinesiska adsorbenter tänker många direkt på billiga silikageler i skopåsar. Detta är naturligtvis en applikation, men toppen av isberget. Faktum är att spektrumet sträcker sig från rening av industriella utsläpp till den finaste separationen av isomerer i läkemedel. Och kinesiska tillverkare här har länge inte bara kommit ikapp, utan även i vissa nischer satt takten, särskilt när det kommer till balansen mellan effektivitet och kostnad. Även om situationen, för att vara rättvis, för tio år sedan var annorlunda - det var mycket oväsen och kvaliteten på spelen var inte alltid stabil. Nu, om du vet vem du ska arbeta med, kan du få material som inte är sämre än europeiska analoger, och till ett pris per kilogram eller per enhet av adsorptionskapacitet kommer de att vara flera gånger högre. Men nyckelfrasen är "om du vet vem du ska arbeta med?". Mer om detta senare.

Inte bara silikagel: huvudsortimentet av material

Låt oss pricka i:et direkt. Under "Kinesiska adsorbenter?" betyder vanligtvis tre stora grupper: zeoliter (molekylsilar), aktivt kol och samma oxidsorbenter (kiselgel, aluminiumoxid). Zeoliter är kanske det mest intressanta segmentet. Kinesiska tillverkare har lärt sig att syntetisera dem med mycket specifika porstorlekar - från 3? till 10?. Detta är kritiskt. Till exempel används zeolit ​​4A eller 13X för att torka naturgas eller luft vid kompressorstationer. Tidigare köpte de från UOP eller CECA, men nu vänder de sig allt mer mot Kina. Men det finns en nyans: inte alla fabriker kan säkerställa stabiliteten i kristallstrukturen från batch till batch. Jag har sett fall där den dynamiska kapaciteten på grund av detta minskade med 15-20%.

Aktivt kol är en annan historia. Här är Kina en global jätte. Men det är inte så enkelt. Kol och kol är olika. Pulveriserad (PAC) för avloppsvattenrening är en sak, men granulär (GAC) med hög mekanisk hållfasthet för adsorption av organiska ångor är en helt annan. Kinesiska leverantörer är starka på det förra, men det har funnits problem med det senare – nötningen är hög, särskilt i rörliga adsorberare. Men det finns framsteg. Nu finns det redan produktionsanläggningar som gör GAC från kokosnötskal med bensenadsorption på en nivå av 35-40%, vilket är mycket värdigt.

Och oxider. Kiselgel är inte bara bollar i påsar. Mesoporös kiselgel med justerbar porstorlek 30-100? är ett kraftfullt verktyg för att separera stora organiska molekyler, till exempel vid framställning av vitaminer. Kina erbjuder mycket konkurrenskraftiga alternativ här. Jag minns ett projekt för att rena vegetabilisk olja, där man använde kinesisk kiselgel med en modifierad yta - den tog bort pigment- och tvålrester mer effektivt än sin dyra tyska motsvarighet. Men det tog lång tid att välja ut och testa prover från tre olika fabriker.

Nyckelindustrier: från petrokemi till livsmedelsförädling

Om vi tar det branschvis är olje- och gassektorn den främsta konsumenten. Uttorkning av gas före transport genom rörledningar är en klassiker. Adsorption tandem fungerar där: först avlägsnas tung fukt i separatorer, sedan fintorkning med zeoliter. Kinesiska molekylsilar 4A och 13X används i allt större utsträckning här, särskilt på fält i Asien och Afrika. Besparingarna på CAPEX är betydande. Men ingenjörer tittar alltid på motstånd mot "förgiftning". — om gasen innehåller svavelväte eller tunga kolväten kan zeoliten snabbt tappa kapacitet. Vissa kinesiska tillverkare erbjuder zeoliter med jonbytesmodifiering, som är mer resistenta mot H2S. De testade det i laboratoriet - det verkar fungera, men det finns fortfarande lite fältdata för 5 års drift.

Den kemiska och farmaceutiska industrin är riket för fin rening och separation. Både zeoliter och specialiserade polymersorbenter används här. Till exempel separationen av para- och metaxylen. Tidigare var detta en nästan exklusiv UOP-teknik. Nu testas kinesiska analoger av deras zeoliter för denna process (till exempel BaX eller K-BaX) aktivt. Jag kommer inte säga att de är helt identiska, men för vissa installationer där kraven på produktens renhet är något lägre är de idealiska. I läkemedel används kiselgel med hög renhet för kromatografi. Kinesiska företag går in på denna marknad, men vägen är lång - de behöver GMP-efterlevnad och berg av dokumentation.

Miljöskydd är en enorm marknad. Fånga upp flyktiga organiska föreningar (VOC) på koladsorbenter, rena utsläpp från svaveldioxid med zeoliter, rena avloppsvatten från fenoler, färgämnen, tungmetaller. Här är kinesiska material oöverträffade i pris. Men igen, för stationära system med ångregenerering är det bättre att leta efter kol med hög hållfasthet, annars kommer du efter sex månaders regenerering att ha koldamm i enheten. Jag hade en obehaglig upplevelse med en lösningsmedelsåtervinningsenhet på en möbelfabrik - jag var tvungen att byta kolmunstycket i förväg.

Livsmedels- och dryckesindustrin. Lufttorkning i förpackningslinjer, koffeinfri kaffe, klarning av öl och juice, avlägsnande av lukt. Här är kraven på materialsäkerhet som hårdast. Måste vara FDA-certifierad eller motsvarande. Inte varje kinesisk fabrik kan tillhandahålla dem. Men de som kan, till exempel, vissa tillverkare av livsmedelsklassad kiselgel eller aktivt kol från kokosnötsskal, har ockuperat denna nisch hårt. Deras produkter kan hittas på mineralvattentappningslinjer runt om i världen.

Praktiska aspekter av att välja och arbeta med leverantörer

Detta är förmodligen den viktigaste delen. Hur missar man inte valet? Den första regeln är att aldrig köpa "kinesisk adsorbent?" till lägsta pris på Alibaba. Detta är ett recept för huvudvärk. Du behöver en pålitlig leverantör som specialiserar sig specifikt på sorbenter, som har ett eget laboratorium för kvalitetskontroll och kan tillhandahålla detaljerade tekniska datablad (TDS) med verkliga, inte reklamdata: inte bara "specifik yta > 1000 m2/g", utan porstorleksfördelningskurvor, adsorptionsisotermer för specifika ämnen (kväve, bensen och krosshållfasthet), data för bensen.

För det andra, se till att begära och testa prover. Testa dessutom under förhållanden så nära dina tekniska som möjligt. Om du behöver kol för att fånga upp acetonånga, begränsa dig inte till att mäta specifik yta. Utför testadsorption i dynamiskt läge, rita ut utgångskurvan och beräkna den verkliga dynamiska kapacitansen. Vi hade ett fall där kol med utmärkta BET-parametrar visade en kapacitet som var 30 % lägre än vad som deklarerats på grund av olämplig mikroporfördelning.

För det tredje, var uppmärksam på förpackning och logistik. Adsorbenter, speciellt zeoliter och aktivt kol, är hygroskopiska. De måste levereras i förseglade påsar med polyetenfoder. Jag såg hur en sats zeolit ​​anlände i vanliga papperspåsar och absorberade fukt under sjötransporter - dess adsorptionskapacitet sjönk katastrofalt, den måste regenereras redan innan den laddades i adsorbatorer.

Fallstudie: ett integrerat förhållningssätt till ett projekt

Det är bra när leverantören inte bara är en säljare av påsar med pulver, utan en teknikpartner. Låt mig ge dig ett exempel på ett företagChengdu Yizhi Technology Co.(deras hemsida ärhttps://www.yzkjhx.ru). Detta är inte ett slumpmässigt handelshus, utan ett designinstitut skapat av ett kemiföretag. När man står inför en sådan struktur är arbetet uppbyggt annorlunda. Vi löste en gång problemet med djuprening av väte från spår av CO och CO2 för ett kraftverk. En adsorberare i flera skikt behövdes.

Specialister frånChengdu Yizhi Technology Co.erbjöd inte bara zeolit och aktiverad aluminiumoxid. De skickade en ingenjör som tillsammans med oss ​​studerade hela gasens sammansättning, tryck, temperatur och den restkoncentration som krävs. Utifrån detta modellerade de processen, beräknade förhållandet mellan lager och genombrottshastigheten. Det är viktigt att de själva producerar och modifierar adsorbenter, så att de kan "skräddarsy" dem. egenskaper hos zeolit ​​under våra förhållanden - öka kristallstorleken något för att minska tryckfallet.

Som ett resultat av detta har systemet varit i drift i tre år, regenereringscyklerna körs normalt. Naturligtvis betyder det inte att de inte har misslyckanden. I ett annat projekt för borttagning av merkaptan visade deras föreslagna metallimpregnerade zeolit ​​en kortare livslängd än förväntat - tydligen hade sammansättningen av råvaran på platsen ändrats något. Men de analyserade snabbt den förbrukade sorbenten och föreslog ett alternativ. Det är värdefullt.

Trender och vad du ska leta efter i framtiden

Vart är branschen på väg? För det första är dessa hybridmaterial och funktionaliserade material. Inte vilken zeolit ​​som helst, utan en zeolit ​​med metallnanopartiklar avsatta på ytan för katalytisk adsorption. Till exempel för att samtidigt avlägsna vätesulfid och dess oxidation till elementärt svavel. Kinesiska forskningsinstitut publicerar aktivt artiklar om detta ämne, och en del utvecklingar når redan den kommersiella nivån.

För det andra adsorbenter för att fånga upp CO2. Ämnet är hett. Nya materialklasser utvecklas - metallorganiska ramverksstrukturer (MOFs), modifierade polymerer. De är dyra för tillfället, men kinesiska tillverkare, med sin kapacitet och fokus på att sänka kostnaderna, kan bli spelväxlare inom detta område under det kommande decenniet.

För det tredje, "smarta" sorbenter med förbättrade kinetiska egenskaper. Adsorptionshastigheten är ofta den begränsande faktorn. Skapandet av hierarkiska porer (mikro + mesoporer) tillåter molekyler att diffundera djupare in i kornet snabbare. Detta ökar effektiviteten vid användning av sorbent. Jag såg experimentella partier av sådana material från Kina - det är imponerande.

Summan av kardemumman är enkel.Kinesiska adsorbenterhar fast tagit sina positioner i världspraktiken. Deras användning är motiverad inte bara ekonomiskt utan också tekniskt - inom en mängd olika områden, från rå rening av gasutsläpp till högteknologiska separationsprocesser. Nyckeln till framgång är ett kompetent val av leverantör, noggrann testning och förståelse för att sorbenten inte är en produkt, utan en del av ett tekniskt system. Och ibland, som fallet är medChengdu Yizhi Technology Co., Ltd., kan du hitta en partner som hjälper till att bygga hela detta system, från beräkning till leverans av exakt det material som behövs för din specifika uppgift, och inte från en allmän katalog.