中国ゼオライト吸着剤: 応用? 

中国製ゼオライトと聞くと、多くの人が最初に思い浮かべるのは、安価な猫砂か、せいぜいある種の基本的な乾燥剤です。ここに最大の落とし穴と大きな誤解があります。実際、石油化学から精製ガス精製に至るまで、その用途の範囲は非常に広いため、全く異なる製品が共通の名前の下に隠されており、その選択は価格ではなくプロセスの理解にかかっています。さらに言いますが、多くの場合、用途の失敗は、ゼオライトの種類、形状、細孔サイズ、原料の起源を詳しく調べずにゼオライトを購入したという事実が原因です。カタログにはあまり書かれないニュアンスを、艶なしで理解してみましょう。

粉だけじゃない：種類と落とし穴

それで、ゼオライト。実際的に重要な主な区分は、天然と合成です。中国にはクリノプチロライトなどの天然鉱床が豊富にあります。これらは、改善剤として農業、水族館の養殖、および廃水中の重金属の吸着によく使用されます。価格は魅力的ですが、バッチごとの組成の不均一性、合成類似体と比較して低い吸着容量、そして最も重要な細孔サイズなどの制限を理解することが重要です。自然のものでは不規則であることがよくあります。

本格的な工業プロセス、特に石油精製 (異性化、分解) や短サイクル非加熱吸着 (PSA) 法による酸素の製造では、主にタイプ A、X、Y、ZSM-5 の合成ゼオライトが必要となります。これは、中国メーカーが過去 10 ～ 15 年間で大きな飛躍を遂げた分野です。以前は、UOP、CECA (現在はアルケマ) が優勢でしたが、現在は中国の類似製品、たとえば空気乾燥用の 13X ゼオライトや炭化水素分離用の 5A が激しい競争を繰り広げています。しかし、アナログは同じことを意味するわけではありません。

私たちが苦労して学んだ重要な点は、分析証明書は神聖なものですが、それだけでは十分ではありません。私たちはかつて、冷媒乾燥用にゼオライト 4A のバッチを購入しました。パスポートによると、耐水性、耐摩耗性など、すべてが完璧です。しかし、仕事中にほこりをかぶるようになり、6か月後には効率が急激に低下しました。問題は結合剤、つまり結晶を粒子にまとめる物質そのものにあることが判明しました。一部の中国のサプライヤー、特に有名ではないサプライヤーは、それをケチったり、最適とは言えない組成を使用したりしています。これにより、周期的な負荷がかかると顆粒が破壊されます。したがって、現在ではゼオライト自体のデータだけでなく、バ​​インダーに関する情報も常に要求しており、可能であれば、実際の条件下でパイロットバッチをテストし、吸脱着サイクルをシミュレートしています。

実際に機能する場所: ケーススタディ

最も広く普及しており、わかりやすい例の 1 つは、空気圧工具の前や食品包装内での空気乾燥です。ここに君臨するのはゼオライト13Xです。ここでは中国のサプライヤーが強い。しかし、微妙な点があります。食品産業にとって、原材料の純度と不純物の移行がないことは非常に重要です。すべての工場が適切な証明書 (たとえば、FDA またはヨーロッパの同等の証明書) を持っているわけではありません。私たちは協力しました成都宜之科技有限公司(彼らのウェブサイトはyzkjhx.ru) まさにこの順序に従っています。彼らは、本格的な認可資本を持つ設計機関として位置づけられており、重要なことは、ゼオライトに関する彼らの資料には、一般的な表現だけでなく、製品と接触する化学的不活性性に関する具体的な試験報告書が添付されていることです。これでは、手工芸品はすぐに廃止されます。

別のケースは、例えば CO2 や硫黄化合物からのガス流の精製です。ここでは、多くの場合銀または他の金属のイオンを含む、表面が改質されたゼオライトがすでに必要です。中国企業はこの分野の開発を積極的に進めている。バイオガス浄化プロジェクトを思い出します。標準 13X は硫化水素が存在するため適していませんでした。中国のサプライヤー（名前は言いませんが、最も成功した経験ではありませんでした）は、促進剤付きの特別なゼオライトを提供しました。紙の上では素晴らしいですね。実際には、その再生（復元）には当社の装置に含まれる温度よりも高い温度が必要であり、これがサイクルコストの増加につながりました。結論: 修飾ゼオライトを扱う場合、吸着パラメーターだけでなく、明確で実証済みの再生モードも詳細に調整する必要があります。

3 番目の例は触媒作用です。 ZSM-5 ゼオライトは多くのプロセスの中心です。中国は現在、最大の生産国の一つとなっている。しかし、触媒作用には構造だけでなく、酸性度や熱安定性も重要です。ここで、メーカーが異なるとこれらのパラメーターの校正方法が異なるという事実に直面します。例えば ​​UOP からのゼオライトについて計算された反応器メーカーからのデータは、必ずしも中国製品に直接転送できるわけではありません。技術体制の微調整が必​​要です。これは欠陥ではなく、安価な代替品を探すのではなく、エンジニアリング上の課題として考慮する必要がある機能にすぎません。

人々が尋ねないが尋ねるべきこと: 物流と再活性化

適切なゼオライトを選択するだけでは十分ではありません。どのように配達されますか?吸湿性のある素材です。適切な防湿を行わずに通常の容器で輸送すると（梱包にかかる費用を節約しようとする場合にこれが起こります）、すでに部分的に水分が浸み込んだ状態で到着する可能性があります。吸着剤に流し込んだのですが、効果がありません。第一のルールは、積み込む直前にパッケージを開封し、固着や余分なほこりがないか目視で確認することです。

実践的な 2 番目のポイントは、起動前の再アクティベーション (一次アクティベーション) です。多くの説明書には、不活性ガス流中で300℃で焼成と書かれています。しかし実際には、ゼオライトが輸送中に濡れた場合、急激な加熱により水分の急速な蒸発により顆粒が破壊される可能性があります。徐々に温度を上昇させる必要があります。当社は独自のプロトコルを開発しました。まず、中程度の熱 (約 100 ～ 120°C) で真空引きして水分の大部分を除去し、その後で完全に焼成します。このニュアンスはマニュアルではほとんど説明されていません。それには経験が伴い、時には吸着剤のバッチが失われることもあります。

そして３つ目は使用済みゼオライトの処理です。中性ガスの乾燥に使用されている場合は、多くの場合、何度でも再生できます。しかし、有機溶剤や重金属などを吸着してしまうと、それはすでに廃棄物になってしまいます。ちなみに、一部の中国のサプライヤーは、このような飽和ゼオライトの受け入れと再生のためのサービスを提供しており、費用対効果が高い可能性があります。この質問を事前に明確にする価値があります。

サプライヤー: エンジニアリング会社と再販業者を区別する方法

市場は飽和状態です。同じような巨人もいる成都宜之科技有限公司、説明から判断すると、それはまさに資本金1億2,000万元の設計技術研究所です。このような企業は通常、吸着剤を開発およびテストするための独自の研究所を持ち、未知の工場からの製品を単にパッケージ化するわけではないため、これは重要です。彼らのウェブサイトyzkjhx.ru- 実際、これはデータを備えた技術ポータルであり、すでに専門家向けの方向性を示しています。

そして商社もたくさんあります。彼らと協力することもできますが、より厳密に質問する必要があります。製品はどこの工場で作られたものですか?プラント技術者に連絡を取ることはできますか? (一般的な証明書ではなく) アプリケーション固有のテスト レポートはありますか?言い訳が始まったら、これは警鐘です。私たちはかつてそのような仲介業者を通じてアルゴン乾燥用のモレキュラーシーブを購入したことがあります。印刷が曲がった袋に入っており、バッチ番号はありませんでした。うまくいきませんでした。多くの調査の結果、それは強度管理を通過しなかった、本製品からの副産物であるスクリーニングであることが判明しました。

理想的な選択肢は、サプライヤーがバッグを販売するだけでなく、技術計画について話し合い、吸着剤の量、耐用年数、再生方法の計算を提供する準備ができている場合です。これは深刻さの指標です。化学技術研究所から成長した企業（これは中国ではよくある話です）は、この言語を話す傾向があります。

将来を見据えて: ニッチなアプリケーションとトレンド

現在、専門化への明らかな傾向が見られます。ゼオライト 13X がもう足りません。高速サイクル PSA にはバインダー含有量の低い 13X、または通常のワックスに対する選択性が向上したゼオライト 5A が必要です。中国メーカーはこの分野で積極的に取り組んでいる。脱着を改善した揮発性有機化合物 (VOC) の吸着、蓄熱、さらには薬物担体としての医療用途向けの製品が登場しています。

もう 1 つの興味深い点はフォームファクターです。高速吸着器の圧力損失を低減するために、標準的な顆粒（ボール、シリンダー）に加えて、押出形状（三角形、四芒星）の需要が高まっています。またはその逆 - 複合膜を作成するための粉末に。ここでは、中国の技術は同等であり、価格は西側の競合他社よりも柔軟であることがよくあります。

次は何でしょうか？石油化学やグリーンケミストリー向けの高効率触媒ゼオライトの分野では競争が激化すると思います。また、環境への関心を考慮すると、排ガスから、あるいは大気から直接 CO2 を回収するためにゼオライトが求められるでしょう。そしてここでは、中国製吸着剤の組成、安定性、価格が重要な役割を果たすことになります。重要なことは、バルク製品の購入としてではなく、システム全体の動作が依存する技術コンポーネントの選択として選択に取り組むことです。そうすれば、中国産ゼオライト吸着剤の使用は効果的であり、重要なことに、予測可能である。