분자체 13X의 주요 응용 분야 6가지
분자체 13X는 일반적인 건조만으로는 충분하지 않을 때 사용됩니다. 큰 기공 크기와 극성 분자에 대한 강한 친화력 덕분에 산업용 가스 및 액체 흐름에서 물, 이산화탄소, 질소 및 특정 황 화합물을 포집할 수 있습니다.
이러한 특성 덕분에 공기 분리, 산소 발생, 천연가스 처리, 수소 정제, 탄소 포집 및 정유 공정에 유용하게 사용됩니다.
목차
분자체 13X란 무엇인가요?
13X는 X형 제올라이트의 나트륨 형태입니다. 유효 기공 크기는 약 10Å, 즉 1나노미터입니다. 이러한 큰 기공 구조 덕분에 3A, 4A 또는 5A 제올라이트 기공에는 쉽게 들어갈 수 없는 분자들을 흡수할 수 있습니다.
주요 공격 대상은 다음과 같습니다.
- 수증기
- 이산화탄소
- 질소
- 암모니아
- 알코올 및 기타 산소 함유 화합물
- 선택된 황 화합물
- 크기가 더 큰 탄화수소 불순물
13X as having one of the highest theoretical capacities among common molecular sieve adsorbents, along with good mass-transfer performance. It also confirms its ability to adsorb water, nitrogen, CO₂ and sulfur compounds. (Technical reference:https://zeochem.com/wp-content/uploads/2023/10/ZEOCHEM-Adsorbents-Brochure-r5a.pdf)
| 제품 정보 | 세부 |
|---|---|
| 제품 | 분자체 13X |
| CAS 번호 | 63231-69-6 |
| HS 코드 | 3824999999 |
| 사용 가능한 양식 | 분말, 압출 펠릿 및 구형 비드 |
| 대략적인 모공 개구부 | 10 Å |
| 주요 기능 | 탈수, 정제 및 가스 분리 |
1. 극저온 공기 분리 사전 정화
극저온 공기 분리 장치는 냉각 상자 내부로 물이나 이산화탄소가 유입되는 것을 허용하지 않습니다. 둘 다 저온에서 얼어붙어 열교환기 및 증류 장비의 흐름을 방해할 수 있기 때문입니다.
공기 전처리 장치에는 분자체 13X가 설치되어 다음과 같은 물질을 포집합니다.
- 잔류 수분
- 이산화탄소
- 선택된 탄화수소
- 기타 미량 오염 물질
일반적인 시스템은 첫 번째 층에 활성 알루미나를 사용하여 대량의 물을 처리하고, 그 위에 13X를 사용하여 CO₂와 잔류 수분을 제거합니다.
이는 다음과 같은 것을 예방하는 데 도움이 됩니다.
- 냉장고가 얼어붙음
- CO₂ 돌파구
- 열교환기 막힘
- 상승하는 차압
- 더 짧은 생산 주기
- 예기치 못한 ASU 폐쇄
13X APG를 비롯한 다양한 공기 정화 등급의 흡착제는 극저온 산소 및 질소 분리 공정 전에 널리 사용됩니다. 흡착 용량, 재생 효율, 비드 강도는 모두 작동 주기 길이에 영향을 미칩니다.
2. PSA 및 VPSA 산소 발생
PSA 및 VPSA 산소 생산 설비에서 13X는 압축 공기에서 질소를 선택적으로 흡착합니다. 산소는 흡착력이 약하여 생성물 흐름으로 흡착층을 통과합니다.
이 과정은 간단한 순서를 따릅니다.
- 압축 공기가 흡착기로 들어갑니다.
- 질소는 제올라이트에 의해 흡착됩니다.
- 산소가 풍부한 가스가 용기 밖으로 나간다.
- 침대의 압력이 낮아졌습니다.
- 질소가 방출됩니다.
- 흡착제가 다음 주기 사용 준비가 완료되었습니다.
이 프로세스는 다음과 같은 곳에서 사용됩니다.
- 산업용 산소 발생기
- 폐수 폭기
- 유리 생산
- 금속 가공
- 양식
- 오존 공급 시스템
- 중앙 산소 공급 시스템
Experimental adsorption data show that 13X takes up more nitrogen than oxygen under comparable test conditions, which supports its use in oxygen enrichment. (Research data:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352340920305321)
표준 13X는 PSA 산소 생산에 사용할 수 있습니다. 그러나 고효율 시스템에서는 질소 선택성이 더 강한 LiX, LiLSX 또는 CaX 등급을 사용할 수 있습니다. 따라서 흡착제는 필요한 산소 생산량, 압력 사이클 및 에너지 목표에 맞춰 선택해야 합니다.
3. 천연가스 및 LNG 정제
정제되지 않은 천연가스에는 물, CO₂, H₂S, COS, 메탄올, 메르캅탄 및 중질 탄화수소가 포함될 수 있습니다. 이러한 불순물은 부식, 수화물 형성, 규격 미달 가스 발생 및 하류 저온 설비의 문제를 야기할 수 있습니다.
분자체 13X는 다음과 같은 용도로 사용할 수 있습니다:
- 심층 천연가스 탈수
- CO₂ 제거
- COS 흡착
- 미량 오염물질 제거 연마
- LNG 및 NGL 공급 준비
- 경질 탄화수소 가스 처리
LNG 액화 및 NGL 회수 전에 심층 건조는 특히 중요합니다. 잔류수는 얼음이나 가스 하이드레이트를 형성할 수 있으며, 과잉 CO₂는 극저온 구역 내부에서 얼어붙을 수 있습니다.
공급 원료의 오염 물질 또한 중요합니다. 오일 미스트, BTX, 압축기 잔류물 및 중질 탄화수소는 기공을 막고 재생 과정에서 열 잔류물을 생성하며 베드 수명을 단축시킬 수 있습니다.
4. PSA 수소 정제
수증기 메탄 개질, 정유 공정 부산물 또는 화학 생산에서 얻은 조수소에는 다음이 포함될 수 있습니다.
- 물
- 이산화탄소
- 일산화탄소
- 메탄
- 질소
- 경질 탄화수소
PSA 수소 발생 장치는 이러한 흡착 강도의 차이를 이용하여 수소와 불순물을 분리합니다. 수소는 흡착층을 더 쉽게 통과하는 반면, 흡착력이 강한 물질은 분자체 및 기타 흡착층 재료에 남아 있게 됩니다.
13X는 일반적으로 적층형 PSA 시스템에서 물과 CO₂를 포집하는 데 사용됩니다. 활성 알루미나, 활성탄, 실리카겔 및 기타 제올라이트를 첨가하여 다양한 오염 물질을 처리할 수 있습니다.
일반적인 설정은 다음과 같습니다.
- 정유소 수소 회수
- 증기 개질기 수소 정제
- 암모니아 퍼지 가스 회수
- 메탄올 퍼지 가스 처리
- 석유화학 수소 시스템
- 화학 합성 가스 정제
우수한 PSA 성능은 정적 흡착 용량 이상의 요소에 달려 있습니다. 빠른 물질 전달, 낮은 마모율, 그리고 일관된 입자 크기는 과도한 압력 강하 없이 짧은 사이클을 지원하는 데 도움이 됩니다.
5. 이산화탄소 포집 및 가스 정제
제올라이트 13X는 이산화탄소에 대한 친화력이 높아 PSA, VSA 및 TSA 탄소 포집에 대해 널리 연구되고 있습니다.
관련 직무는 다음과 같습니다:
- 천연가스에서 CO₂ 제거
- 바이오가스 정제
- 매립지 가스 정화
- 연도 가스 탄소 포집
- 산업용 가스 정제
- 극저온 분리 전 원료 준비
In one published adsorption study, a 13X sample achieved a CO₂ equilibrium loading of approximately 3.755–4.857 mol/kg at a maximum CO₂ pressure of 1 bar. The tests were performed at 293, 313 and 333 K. (Research data: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352340920305321)
이 결과는 13배의 CO₂ 친화도를 보여주지만, 모든 상용 제품의 보장된 작동 성능으로 간주해서는 안 됩니다. 동적 성능은 다음과 같은 요소에도 영향을 받습니다.
- 사료 농도
- 수분 함량
- 흡착 온도
- 작동 압력
- 사이클 시간
- 재생 조건
- 흡착열
- 경쟁적 흡착
물은 13X에 강하게 결합하기 때문에 특히 중요합니다. 습한 공급물은 CO₂가 반응기에 도달하기 전에 사용 가능한 용량의 상당 부분을 차지할 수 있습니다.
6. LPG, 정제 가스 및 메르캅탄 제거
13X의 큰 기공은 특정 황 화합물 및 더 큰 불순물을 흡착할 수 있도록 합니다. LPG, 정제 가스 및 경질 탄화수소 정화 시스템에 사용할 수 있습니다.
일반적인 업무는 다음과 같습니다.
- 중금속 메르캅탄 제거
- LPG 감미료 지원
- 정유 공장 가스 건조
- 경질 탄화수소 정제
- 에어로졸 등급 LPG 처리
- 석유화학 원료 정제
이 대회는 다음과 같은 결과를 가져올 수 있습니다:
- 초기 메르캅탄 연구의 획기적인 발전
- 더 높은 재생 의무
- 탄소 침전물
- 업무능력 저하
- 재생 중 핫스팟
- 흡착제 수명 단축
따라서 베드를 설계하기 전에 탄화수소 및 황에 대한 완전한 분석이 필요합니다.
한눈에 보는 6가지 활용법
| 산업용 | 주요 흡착물 | 프로세스 값 |
|---|---|---|
| 극저온 공기 사전 정화 | H₂O, CO₂ 및 미량 탄화수소 | 냉장고가 얼거나 막히는 것을 방지합니다. |
| PSA/VPSA 산소 생성 | N₂, H₂O 및 CO₂ | 산소가 풍부한 흐름을 생성합니다. |
| 천연가스 및 LNG 처리 | H₂O, CO₂, COS 및 선택된 불순물 | 이슬점을 조절하고 극저온 장비를 보호합니다. |
| PSA 수소 정제 | H₂O, CO₂ 및 기타 오염 물질 | 고순도 수소 회수를 지원합니다. |
| 이산화탄소 포집 및 가스 정제 | 이산화탄소 | 메탄 함량이 높은 가스의 품질을 개선하고 탄소 포집을 지원합니다. |
| LPG 및 정유 정제 | 메르캅탄, H₂O 및 일부 탄화수소 | 사료 품질을 향상시키고 하류 시스템을 보호합니다. |
HONREL 분자체 13X 형태
HONREL은 세 가지 형태의 실물 제품을 제공합니다.
13배 분자체 분말
분말은 주로 배합 흡착제, 촉매 및 기타 산업 제품의 원료로 사용됩니다. 일반적으로 기존의 고정층 반응기에 직접 투입되지는 않습니다.
| 재산 | 최고급 제품 | 인증 제품 |
|---|---|---|
| 모습 | 백색 분말, 기계적 불순물 없음 | 백색 분말, 기계적 불순물 없음 |
| 정적 수분 흡착 | ≥32.5% | ≥32.0% |
| 0°C에서의 정적 CO₂ 흡착 | 27.5% 이상 | 26.5% 이상 |
| 25°C에서의 정적 CO₂ 흡착 | 23.5% 이상 | 22.5% 이상 |
| 포장 제품의 수분 함량 | ≤22.5% | ≤23.0% |
| pH | ≤11.0 | ≤11.0 |
| 0.045mm 체에 남은 잔류물 | ≤0.5% | ≤0.5% |
| 탭 밀도 | ≥0.60 g/mL | ≥0.60 g/mL |
정적 수분 흡착은 35°C ± 1°C 및 상대 습도 75% 조건에서 24시간 동안 테스트되었습니다.
압출형 분자체 13X
압출 성형품은 마모율이 낮고, 압력 강하가 일정하며, 기계적 강도가 요구되는 충전층에 적합합니다.
| 재산 | 직경 1.5~1.7mm | 직경 3.0~3.3mm |
|---|---|---|
| 정적 수분 흡착, 최고 등급 | 26.0% 이상 | 26.0% 이상 |
| 정적 수분 흡착, 적합 | 24.0% 이상 | 24.0% 이상 |
| 0°C에서의 정적 CO₂ 흡착, 최고 등급 | ≥19.0% | ≥19.0% |
| 25°C에서의 정적 CO₂ 흡착, 최상급 | ≥17.5% | ≥17.5% |
| 파괴력, 최고 수준 | ≥30 N/스트립 | ≥45 N/스트립 |
| 일등반 중도탈락률 | ≤0.10% | ≤0.20% |
| 느슨한 부피 밀도, 1등급 | ≥0.61 g/mL | ≥0.61 g/mL |
| 포장 제품의 수분 함량 | ≤1.5% | ≤1.5% |
크기가 작은 압출물은 확산 경로가 짧지만, 베드 압력 강하가 더 클 수 있습니다. 크기가 큰 펠릿은 일반적으로 개별 파쇄 강도가 더 높으므로 더 깊거나 더 큰 용기에 사용하는 것이 좋습니다.
구형 분자체 13X
구형 비드는 균일한 로딩을 지원하며 순환식 흡착 시스템에 널리 사용됩니다.
| 재산 | 직경 1.6~2.5mm | d 3.0–5.0 mm |
|---|---|---|
| 정적 수분 흡착, 최고 등급 | 26.0% 이상 | 26.0% 이상 |
| 정적 수분 흡착, 적합 | 24.0% 이상 | 24.0% 이상 |
| 0°C에서의 정적 CO₂ 흡착, 최고 등급 | 20.0% 이상 | 20.0% 이상 |
| 25°C에서의 정적 CO₂ 흡착, 최상급 | 18.5% 이상 | 18.5% 이상 |
| 파괴력, 최고 수준 | ≥30 N/입자 | ≥85 N/입자 |
| 일등반 중도탈락률 | ≤0.10% | ≤0.10% |
| 느슨한 부피 밀도, 1등급 | ≥0.64 g/mL | ≥0.64 g/mL |
| 입자 크기 기준 준수, 최고 수준 | ≥98.0% | ≥98.0% |
| 포장 제품의 수분 함량 | ≤1.5% | ≤1.5% |
흡착기가 제대로 작동하려면 무엇이 중요할까요?
정적 흡착 값은 품질 관리에 유용하지만, 플랜트 성능을 완벽하게 예측하지는 못합니다.
수술대는 다음과 같은 요인들의 영향을 받습니다:
- 동적 작업 능력
- 돌파구 시간
- 가스 속도
- 물질 전달 영역 길이
- 입구 온도
- 재생 온도
- 냉각 효율
- 압력 강하
- 병상 배분
- 오염물질 부하
- 탄환 손상
정적 CO₂ 값이 높은 물질이라도 재생이 불완전하거나 공급 원료에 물, 기름 또는 중질 탄화수소가 포함된 경우 짧은 사이클을 제공할 수 있습니다.
적절한 형태와 크기 선택하기
다른 흡착제 또는 촉매 제형에 혼합할 경우 분말 형태의 재료를 사용하십시오.
빠른 흡착 속도가 중요하고 시스템이 추가적인 압력 강하를 감당할 수 있는 경우, 더 작은 비드 또는 압출물을 사용하십시오.
용기가 깊거나 가스 흐름이 많거나 압력 강하가 적고 기계적 강도가 높은 것이 우선일 때는 더 큰 입자를 사용하십시오.
등급을 선택하기 전에 다음 정보를 제공해 주세요:
- 사료 조성
- 표적 오염물질
- 유입 농도
- 필수 콘센트 사양
- 유량
- 압력
- 흡착 온도
- 재생 방법
- 사이클 시간
- 선박 크기
HONREL은 13X가 적합한지 또는 자사 제품 중 다른 재료가 적합한지 검토할 수 있습니다. 촉매 원료 범위가 프로세스에 더 적합할 것입니다.
결론
분자체 13X의 주요 용도는 극저온 공기 사전 정화, PSA 산소 발생, 천연가스 처리, 수소 정화, CO₂ 포집 및 정유 또는 LPG 정화입니다.
10Å의 기공 크기를 가진 이 소재는 광범위한 흡착 능력을 제공하지만, 성공적인 작동은 공급 원료, 사이클 설계, 재생 및 입자 형태에 따라 달라집니다. 분말, 압출물 및 구형 비드는 서로 대체 가능한 제품으로 취급해서는 안 됩니다.
전체 내용을 살펴보세요 제품군 또는 HONREL 기술팀에 문의하세요. 흡착 목표, 입자 크기, 투입량 및 공정 조건을 논의합니다.
