জিওলাইট আণবিক চালনীর সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত কী?
সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত (SiO2/আলও3মোলার অনুপাত) জিওলাইট আণবিক চালনীর মূল কার্যক্ষমতার জন্য একটি মূল নিয়ন্ত্রক পরামিতি, সরাসরি তাদের কাঠামোর স্থায়িত্ব, অ্যাসিড সাইট বিতরণ এবং ছিদ্র টপোলজিকে প্রভাবিত করে। আসুন জেনে নিই ধরন-বৈশিষ্ট্য, গঠন-বিভিন্ন সিলিকন-অ্যালুমিনিয়াম অনুপাতের সাথে জিওলাইট আণবিক চালনার পারফরম্যান্স সম্পর্ক, সেইসাথে পেট্রোকেমিক্যালস, পরিবেশগত সুরক্ষা ইত্যাদিতে তাদের প্রয়োগের সামঞ্জস্যতা।
সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাতের সংজ্ঞা
- সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত বলতে সিলিকন-অক্সিজেন টেট্রাহেড্রন (SiO) এর মোলার অনুপাত বা পারমাণবিক অনুপাত (Si/Al) বোঝায়4) থেকে অ্যালুমিনিয়াম-অক্সিজেন টেট্রাহেড্রন (AlO4) আণবিক চালনী কাঠামোর মধ্যে। এবং এর মান কাঠামোর চার্জের ঘনত্ব এবং ক্যাটেশন ক্ষতিপূরণের উপায় নির্ধারণ করে।
- নিম্ন সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাতের আণবিক চালনীর কাঠামোতে উচ্চ নেতিবাচক চার্জের ঘনত্ব রয়েছে এবং এর জন্য প্রচুর পরিমাণে ক্যাটেশন ক্ষতিপূরণ প্রয়োজন। উচ্চ সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাতের আণবিক চালনির কাঠামো শক্তিশালী Si-O-Si বন্ড দ্বারা প্রভাবিত, এবং এর টপোলজিক্যাল গঠন অত্যন্ত তাপীয় স্থিতিশীল। সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত অ্যাসিড শক্তি, ছিদ্রের আকার বিতরণ এবং আণবিক চালনির হাইড্রোফোবিসিটি নিয়ন্ত্রণ করে, এটি বিভিন্ন শিল্প পরিস্থিতির জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
জিওলাইট আণবিক চালনীর শ্রেণীবিভাগ
|
ক্লাস |
সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত |
টাইপ |
ফ্রেমওয়ার্ক |
বৈশিষ্ট্য |
|
নিম্ন Si/Al |
1.0~2.0 |
A |
এলটিএ |
শক্তিশালী পোলার শোষণ, গভীর শুকানো |
|
মাঝারি-নিম্ন Si/Al |
2.0~3.0 |
X |
FAU |
ম্যাক্রোপোরাস শোষণ, গ্যাস বিচ্ছেদ |
|
মাঝারি-উচ্চ Si/Al |
3.0~12.0 |
Y |
FAU/MOR |
অনুঘটক ক্র্যাকিং, অ্যাসিড অনুঘটক |
|
উচ্চ Si/Al |
>12.0 |
ZSM-5, USY, বিটা |
MFI/BEA |
আকৃতি নির্বাচনী অনুঘটক, উচ্চ তাপমাত্রা বা হাইড্রোথার্মাল প্রতিরোধের |
সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাতের রেগুলেশন মেকানিজম
- অ্যাসিডিটি নিয়ন্ত্রণ: অ্যালুমিনিয়াম পরমাণুগুলি ব্রোন্সটেড অ্যাসিড সাইটগুলির উত্স, এবং সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত সরাসরি অ্যাসিডের ঘনত্ব এবং শক্তিকে প্রভাবিত করে: যখন সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত 20 থেকে 150 পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন দুর্বল অ্যাসিড সাইটগুলির মোট পরিমাণ (120 ডিগ্রি ডিগ্রীতে ডিসোর্পশন) এবং 4p0 ডিগ্রীতে শক্তিশালী অ্যাসিড সাইট HZSM-5 40% হ্রাস পায়। উচ্চ সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাতের শক্তিশালী অ্যাসিড সাইটগুলির অনুপাত (যেমন ZSM-5-300) হ্রাস পায়, যা হাইড্রোজেন স্থানান্তর পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াকে বাধা দেয় এবং প্রোপিলিন নির্বাচনীতা 81.5% বৃদ্ধি পায়।
- ছিদ্র গঠন এবং শোষণ কর্মক্ষমতা: যখন ZSM-22 আণবিক চালনীর সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত 40 থেকে 130 পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন ছিদ্রের পরিমাণ প্রথমে 0.25 সেন্টিমিটারে বৃদ্ধি পায়3/g এবং তারপর 0.18 সেমিতে সঙ্কুচিত হয়3/g, because the framework shrinkage is aggravated under high silicon conditions. ZSM-5 molecular sieve with a silica alumina ratio of >টলিউইনের জন্য 100-এর শোষণ ক্ষমতা 41 mg/g, যা ZSM-5 এর তুলনায় 70% বেশি যার একটি সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত 38, কারণ বর্ধিত হাইড্রোফোবিসিটি জলের অণুর প্রতিযোগিতামূলক শোষণকে হ্রাস করে।
- তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং হাইড্রোথার্মাল স্থায়িত্ব: কম-সিলিকন Y-টাইপ (SiO2/আল2O3=2) 660 ডিগ্রিতে কঙ্কালের পতনের মধ্য দিয়ে যায়, যখন উচ্চ-সিলিকন ZSM-5 (SiO)2/আল2O3>30) 900 ডিগ্রি পর্যন্ত তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে। যখন Cu/SSZ-13 অনুঘটকের সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত 6 থেকে 16 পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন ডিলুমিনেশন হার হ্রাসের কারণে, 800 ডিগ্রি / 16 ঘণ্টায় হাইড্রোথার্মাল চিকিত্সার পরে SCR কার্যকলাপ ধরে রাখার হার 45% থেকে 85% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়।
শিল্প অ্যাপ্লিকেশনে সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত অভিযোজন কৌশল
- ফ্লুইড ক্যাটালিটিক ক্র্যাকিং (FCC): যখন USY আণবিক চালনীর সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত 6-8 হয়, তখন কোক সিলেক্টিভিটি 2.5 শতাংশ পয়েন্ট কমে যায় এবং হালকা তেলের ফলন 3% বৃদ্ধি পায়।
- মিথানল থেকে ওলেফিনস (MTO): যখন SAPO-34 আণবিক চালনীর সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত 0.3-0.5 হয়, তখন ইথিলিন/প্রপিলিন সিলেক্টিভিটি 80% ছুঁয়ে যায়। অত্যধিক উচ্চ সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বনের কার্বন জমাকে ত্বরান্বিত করে এবং নিষ্ক্রিয়করণ ঘটায়।
- VOCs শোষণ: বেনজিন সিরিজের জন্য 300 এর সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত সহ ZSM-5 আণবিক চালনীর শোষণ ক্ষমতা হল 120 mg/g, এবং অনুপ্রবেশের সময় 66 মিনিট পর্যন্ত বাড়ানো হয়, যা সক্রিয় কার্বনের 40 mg/g থেকে ভাল।
- NOx অপসারণ: যখন Cu/LTA অনুঘটকের সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত 16-23 হয়, তখন 600 ডিগ্রিতে হাইড্রোথার্মাল বার্ধক্যের পরে NOx রূপান্তর হার 90% এ থাকে, যার উচ্চ কার্যকলাপ এবং স্থায়িত্ব উভয়ই রয়েছে।
- নিয়ন্ত্রিত ওষুধ মুক্তি: নিম্ন সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত (1.5~2.0) টাইপ A জিওলাইট আণবিক চালনী ছিদ্র আকার নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে আইবুপ্রোফেনের টেকসই মুক্তি অর্জন করে, যার 24 ঘন্টা মুক্তির হার 95%।
- CO2ক্যাপচার: অ্যামাইন-কার্যকর টাইপ X জিওলাইট আণবিক চালনি (সিলিকা অ্যালুমিনা অনুপাত 2.5) একটি CO বজায় রাখে2আর্দ্র অবস্থায় 12 wt% এর শোষণ ক্ষমতা, এবং এর জল প্রতিরোধ ক্ষমতা 3 গুণ বৃদ্ধি পায়।
