Adsorben Cina: di mana digunakan? 

Ketika berbicara tentang adsorben Cina, banyak orang langsung berpikir tentang silika gel murah di tas sepatu. Tentu saja ini hanyalah sebuah penerapan, namun hanya puncak gunung es. Faktanya, spektrumnya berkisar dari pemurnian emisi industri hingga pemisahan isomer terbaik dalam obat-obatan. Dan pabrikan Tiongkok di sini telah lama tidak hanya mengejar ketertinggalan, namun juga menentukan langkah di beberapa bidang, terutama dalam hal keseimbangan antara efisiensi dan biaya. Meskipun, sejujurnya, sepuluh tahun yang lalu situasinya berbeda - terdapat banyak kebisingan dan kualitas permainan tidak selalu stabil. Sekarang, jika Anda tahu dengan siapa harus bekerja, Anda bisa mendapatkan bahan yang tidak kalah dengan bahan-bahan Eropa, dan dengan harga per kilogram atau per unit kapasitas adsorpsi akan beberapa kali lebih tinggi. Namun kalimat kuncinya adalah “jika Anda tahu dengan siapa Anda harus bekerja?”. Lebih lanjut tentang ini nanti.

Tidak hanya silika gel: rangkaian bahan utama

Mari kita beri tanda i segera. Di bawah “Adsorben Tiongkok?” biasanya berarti tiga kelompok besar: zeolit ​​​​(penyaring molekul), karbon aktif dan sorben oksida yang sama (gel silika, aluminium oksida). Zeolit ​​mungkin merupakan segmen yang paling menarik. Pabrikan Cina telah belajar mensintesisnya dengan ukuran pori yang sangat spesifik - mulai 3? sampai jam 10?. Ini sangat penting. Misalnya zeolit ​​​​4A atau 13X digunakan untuk mengeringkan gas alam atau udara di stasiun kompresor. Sebelumnya, mereka membeli dari UOP atau CECA, namun kini mereka semakin melirik ke Tiongkok. Namun ada nuansanya: tidak semua pabrik dapat menjamin stabilitas struktur kristal dari batch ke batch. Saya telah melihat kasus di mana kapasitas dinamis turun 15-20% karena hal ini.

Karbon aktif adalah cerita yang berbeda. Di sini Tiongkok adalah raksasa global. Tapi itu tidak sesederhana itu. Batubara dan batu bara berbeda. Bubuk (PAC) untuk pengolahan air limbah adalah satu hal, tetapi granular (GAC) dengan kekuatan mekanik yang tinggi untuk adsorpsi uap organik adalah hal lain. Pemasok Tiongkok kuat dalam hal yang pertama, namun ada masalah dengan yang kedua - abrasi yang tinggi, terutama pada penyerap bergerak. Tapi ada kemajuan. Saat ini sudah ada fasilitas produksi yang membuat GAC dari tempurung kelapa dengan tingkat adsorpsi benzena 35-40% yang sangat layak.

Dan oksida. Silica gel bukan sekadar bola-bola di dalam tas. Silica gel mesopori dengan ukuran pori yang dapat disesuaikan 30-100? adalah alat yang ampuh untuk memisahkan molekul organik besar, misalnya dalam produksi vitamin. Tiongkok menawarkan opsi yang sangat kompetitif di sini. Saya ingat sebuah proyek untuk memurnikan minyak nabati, di mana mereka menggunakan silika gel Cina dengan permukaan yang dimodifikasi - ini menghilangkan sisa pigmen dan sabun lebih efektif daripada produk Jerman yang mahal. Namun butuh waktu lama untuk memilih dan menguji sampel dari tiga pabrik berbeda.

Industri utama: dari petrokimia hingga pengolahan makanan

Jika dilihat dari sisi industri, sektor migas merupakan konsumen nomor satu. Dehidrasi gas sebelum diangkut melalui pipa adalah hal klasik. Tandem adsorpsi bekerja di sana: pertama, uap air yang banyak dihilangkan dalam pemisah, kemudian pengeringan halus menggunakan zeolit. Saringan molekuler Tiongkok 4A dan 13X semakin banyak digunakan di sini, terutama di bidang di Asia dan Afrika. Penghematan CAPEX sangat signifikan. Namun para insinyur selalu melihat resistensi terhadap “keracunan”. — jika gas mengandung hidrogen sulfida atau hidrokarbon berat, zeolit ​​​​dapat dengan cepat kehilangan kapasitasnya. Beberapa pabrikan China menawarkan zeolit ​​​​dengan modifikasi pertukaran ion, yang lebih tahan terhadap H2S. Mereka mengujinya di laboratorium - tampaknya berhasil, tetapi data lapangan selama 5 tahun beroperasi masih sedikit.

Industri kimia dan farmasi adalah bidang pemurnian dan pemisahan yang baik. Zeolit ​​​​dan sorben polimer khusus digunakan di sini. Misalnya pemisahan para- dan metaxylene. Sebelumnya, ini merupakan teknologi UOP yang hampir eksklusif. Sekarang analog zeolit ​​​​China untuk proses ini (misalnya, seperti BaX atau K-BaX) sedang diuji secara aktif. Saya tidak akan mengatakan bahwa keduanya benar-benar identik, tetapi untuk beberapa instalasi yang persyaratan kemurnian produknya sedikit lebih rendah, keduanya ideal. Dalam bidang farmasi, silika gel dengan kemurnian tinggi digunakan untuk kromatografi. Perusahaan-perusahaan Tiongkok memasuki pasar ini, namun jalannya masih panjang - mereka memerlukan kepatuhan terhadap GMP dan segudang dokumentasi.

Perlindungan lingkungan adalah pasar yang sangat besar. Menangkap senyawa organik volatil (VOC) pada penyerap karbon, memurnikan emisi sulfur dioksida menggunakan zeolit, memurnikan air limbah dari fenol, pewarna, logam berat. Di sini, harga bahan-bahan Cina tidak ada bandingannya. Namun sekali lagi, untuk sistem stasioner dengan regenerasi steam sebaiknya mencari batubara dengan kekuatan tinggi, jika tidak setelah enam bulan regenerasi Anda akan memiliki debu batubara di dalam perangkat. Saya mempunyai pengalaman yang tidak menyenangkan dengan salah satu unit pemulihan pelarut di pabrik furnitur - saya harus mengganti nosel karbon lebih cepat dari jadwal.

Industri makanan dan minuman. Pengeringan udara di jalur pengemasan, dekafeinasi kopi, klarifikasi bir dan jus, penghilangan bau. Di sini persyaratan keamanan material adalah yang paling ketat. Harus bersertifikat FDA atau setara. Tidak semua pabrik di Tiongkok dapat menyediakannya. Tapi mereka yang bisa, misalnya, beberapa produsen gel silika food grade atau karbon aktif dari tempurung kelapa, telah menempati ceruk ini dengan ketat. Produk mereka dapat ditemukan di lini pembotolan air mineral di seluruh dunia.

Aspek praktis dalam memilih dan bekerja dengan pemasok

Ini mungkin bagian terpenting. Bagaimana tidak ketinggalan pilihan? Aturan pertama adalah jangan pernah membeli “adsorben Cina?” dengan harga terendah di Alibaba. Ini adalah resep untuk sakit kepala. Anda memerlukan pemasok terpercaya yang berspesialisasi khusus dalam sorben, memiliki laboratorium sendiri untuk pengendalian kualitas dan dapat memberikan lembar data teknis (TDS) terperinci dengan data nyata, bukan data iklan: bukan hanya “luas permukaan spesifik > 1000 m2/g”, tetapi kurva distribusi ukuran pori, isoterm adsorpsi untuk zat tertentu (nitrogen, benzena, air), data kekuatan mekanik untuk abrasi dan penghancuran.

Kedua, pastikan untuk meminta dan menguji sampel. Selain itu, ujilah dalam kondisi yang sedekat mungkin dengan kondisi teknologi Anda. Jika Anda membutuhkan karbon untuk menangkap uap aseton, jangan batasi diri Anda hanya dengan mengukur luas permukaan tertentu. Lakukan uji adsorpsi dalam mode dinamis, plot kurva keluaran, dan hitung kapasitansi dinamis nyata. Kami mempunyai kasus dimana batubara dengan parameter BET yang sangat baik menunjukkan kapasitas 30% lebih rendah dari yang dinyatakan karena distribusi mikropori yang tidak tepat.

Ketiga, memperhatikan pengemasan dan logistik. Adsorben, terutama zeolit ​​​​dan karbon aktif, bersifat higroskopis. Mereka harus disediakan dalam kantong tertutup dengan lapisan polietilen. Saya melihat bagaimana sekumpulan zeolit ​​​​tiba dalam kantong kertas biasa dan menyerap kelembapan selama transportasi laut - kapasitas adsorpsinya turun drastis, dan harus diregenerasi bahkan sebelum dimasukkan ke dalam penyerap.

Studi kasus: pendekatan terpadu terhadap suatu proyek

Ada baiknya bila pemasoknya bukan sekedar penjual kantong bedak, tapi mitra teknologi. Izinkan saya memberi Anda contoh sebuah perusahaanChengdu Yizhi Technology Co.(situs web mereka adalahhttps://www.yzkjhx.ru). Ini bukan rumah dagang sembarangan, tapi lembaga desain yang dibuat oleh perusahaan kimia. Ketika Anda dihadapkan pada struktur seperti itu, pekerjaannya disusun secara berbeda. Kami pernah memecahkan masalah pemurnian mendalam hidrogen dari sisa-sisa CO dan CO2 untuk satu pembangkit listrik. Diperlukan penyerap multilapis.

Spesialis dariChengdu Yizhi Technology Co.tidak hanya menawarkan zeolit ​​dan alumina aktif. Mereka mengirimkan seorang insinyur yang, bersama kami, mempelajari komposisi lengkap gas, tekanan, suhu, dan konsentrasi sisa yang diperlukan. Berdasarkan hal ini, mereka memodelkan proses, menghitung rasio lapisan, dan kecepatan terobosan. Penting bagi mereka untuk memproduksi dan memodifikasi adsorben sendiri, sehingga mereka dapat “menyesuaikannya”. sifat zeolit ​​​​dalam kondisi kami - sedikit meningkatkan ukuran kristal untuk mengurangi penurunan tekanan.

Hasilnya, sistem sudah beroperasi selama tiga tahun, siklus regenerasi berjalan normal. Tentu saja, ini tidak berarti mereka tidak mengalami kegagalan. Dalam proyek penghilangan merkaptan lainnya, zeolit ​​yang diresapi logam yang mereka usulkan menunjukkan masa pakai yang lebih pendek dari yang diharapkan - tampaknya komposisi bahan baku di lokasi tersebut sedikit berubah. Namun mereka dengan cepat menganalisis sorben bekas dan mengusulkan alternatif. Itu berharga.

Tren dan apa yang harus diwaspadai di masa depan

Ke mana arah industri ini? Pertama, ini adalah material hibrida dan difungsikan. Bukan sembarang zeolit, tetapi zeolit ​​​​dengan nanopartikel logam yang diendapkan di permukaan untuk adsorpsi katalitik. Misalnya, untuk penghilangan hidrogen sulfida secara simultan dan oksidasinya menjadi unsur belerang. Lembaga penelitian Tiongkok secara aktif menerbitkan artikel tentang topik ini, dan beberapa perkembangan telah mencapai tingkat komersial.

Kedua, adsorben untuk menangkap CO2. Topiknya sedang hangat. Kelas bahan baru sedang dikembangkan - struktur kerangka logam-organik (MOF), polimer yang dimodifikasi. Harganya saat ini mahal, namun pabrikan Tiongkok, dengan kapasitas dan fokus mereka dalam menurunkan biaya, dapat menjadi pengubah permainan di bidang ini dalam dekade berikutnya.

Ketiga, sorben “pintar” dengan karakteristik kinetik yang ditingkatkan. Kecepatan adsorpsi seringkali menjadi faktor pembatas. Penciptaan pori-pori hierarkis (mikro + mesopori) memungkinkan molekul berdifusi lebih dalam ke dalam butiran dengan lebih cepat. Ini meningkatkan efisiensi penggunaan sorben. Saya melihat kumpulan percobaan bahan-bahan tersebut dari Tiongkok - sungguh mengesankan.

Intinya sederhana.Adsorben Cinatelah dengan tegas mengambil posisi mereka dalam praktik dunia. Penggunaannya dibenarkan tidak hanya secara ekonomi, tetapi juga secara teknis - di berbagai bidang, mulai dari pemurnian emisi gas mentah hingga proses pemisahan berteknologi tinggi. Kunci suksesnya adalah pilihan pemasok yang kompeten, pengujian menyeluruh dan pemahaman bahwa sorben bukanlah suatu produk, tetapi bagian dari sistem teknologi. Dan terkadang, seperti halnyaChengdu Yizhi Technology Co, Ltd., Anda dapat menemukan mitra yang membantu membangun keseluruhan sistem ini, mulai dari perhitungan hingga pengiriman bahan yang dibutuhkan untuk tugas spesifik Anda, dan bukan dari katalog tujuan umum.