Στην αφυδάτωση αιθανόλης, τα μοριακά κόσκινα ζεόλιθου χρησιμοποιούνται κυρίως για να ξεπεραστεί ο περιορισμός του αζεοτροπικού σημείου και να παραχθεί άνυδρη αιθανόλη ή αιθανόλη υψηλής καθαρότητας μέσω διεργασιών υγρής-φάσης ή αερίου-. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως στη βιοαιθανόλη, την ιατρική, τα τρόφιμα και άλλες χημικές βιομηχανίες.
Γιατί η αιθανόλη πρέπει να αφυδατωθεί;
Κατά τη διαδικασία παραγωγής, το νερό παράγεται αναπόφευκτα όταν λαμβάνεται αιθανόλη. Η αιθανόλη σχηματίζει ένα αζεοτροπικό μείγμα με το νερό, το οποίο δεν μπορεί να υπερβεί τη συγκέντρωση του 95,6% υπό κανονικές συνθήκες απόσταξης.
Και σε βιομηχανικές εφαρμογές, η αιθανόλη υψηλής καθαρότητας είναι συχνά απαραίτητη προϋπόθεση. Επομένως, απαιτείται αφυδάτωση με αιθανόλη ή καθαρισμός με αιθανόλη για να σπάσει τα αζεοτροπικά όρια και να αποκτήσει ένα πιο εκλεπτυσμένο τελικό προϊόν.
Μοριακό κόσκινο ζεόλιθου για αφυδάτωση με αιθανόλη
Το μοριακό κόσκινο ζεόλιθου τύπου 3Α έχει επισημανθεί στην αφυδάτωση αιθανόλης, προσροφά κατά προτίμηση μόρια πολικού νερού και δεν έχει σχεδόν καθόλου προσρόφηση σε μόρια αιθανόλης και είναι η πρώτη επιλογή για αφυδάτωση αιθανόλης.
Η διάμετρος ενός μορίου νερού είναι περίπου 2,8 Α, ενώ η διάμετρος ενός μορίου αιθανόλης είναι περίπου 4,4 Α, έτσι οι μικροπόροι (με διάμετρο περίπου 3Α) των μοριακών κόσκινων ζεόλιθου 3Α επιτρέπουν στα μόρια του νερού να εισέλθουν στα κανάλια προσρόφησης, αλλά απωθούν τα μεγαλύτερα μόρια. Επομένως, το μοριακό κόσκινο 3Α μπορεί να προσροφήσει επιλεκτικά νερό, λαμβάνοντας τελικά αιθανόλη υψηλής καθαρότητας.
Διαδικασία αφυδάτωσης με αιθανόλη μοριακού κόσκινου
Η χρήση μοριακού κόσκινου για την απομάκρυνση του νερού σε επίπεδο PPM είναι σήμερα μια από τις πιο ώριμες και αποτελεσματικές τεχνολογίες στη βιομηχανία αφυδάτωσης αιθανόλης. Σε σύγκριση με άλλες διεργασίες αφυδάτωσης αιθανόλης, το μοριακό κόσκινο έχει μεγάλα οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη.
Διαδικασία αφυδάτωσης TSA: Η αιθανόλη υγρής φάσης διέρχεται από την κλίνη προσρόφησης, θερμαίνεται για εκρόφηση και αναγέννηση. Είναι κατάλληλο για εφαρμογές μικρής και μεσαίας-κλίμακας και χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα με λειτουργίες παρτίδας και μεγάλους κύκλους παραγωγής.
Διαδικασία αφυδάτωσης PSA: Η αιθανόλη αερίου φάσης εισέρχεται στο σύστημα προσρόφησης υπό πίεση. Κατά την αποσυμπίεση, το νερό απελευθερώνεται, αναγεννώντας το μοριακό κόσκινο. Είναι κατάλληλο για βιομηχανικά συστήματα αφυδάτωσης αιθανόλης μεγάλης κλίμακας-που απαιτούν συνεχή παραγωγή.
Πλεονεκτήματα μοριακού κόσκινου για αφυδάτωση με αιθανόλη
Τεχνολογική υπεροχή: Η μονάδα αφυδάτωσης μοριακού κόσκινου έχει τα δυνατά σημεία της απλότητας και του χαμηλού κόστους εγκατάστασης. Τα μοριακά κόσκινα είναι εύκολο να αναγεννηθούν και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, η οποία μπορεί να επιτρέψει τη συνεχή παραγωγή.
Λειτουργία και συντήρηση: Η μονάδα αφυδάτωσης μοριακού κόσκινου μπορεί να σχεδιαστεί με διπλούς πύργους ή πολλαπλούς πύργους για εναλλακτική προσρόφηση και αναγέννηση. Διαθέτει αυτόματο έλεγχο, απλή λειτουργία και εύκολη συντήρηση.
Καθαρότητα και αποτελεσματικότητα: Η καθαρότητα της αιθανόλης του τελικού προϊόντος μπορεί να φτάσει το 99,5%~99,9% (άνυδρη αιθανόλη). Η τεχνολογία αφυδάτωσης μοριακού κόσκινου έχει γίνει το βιομηχανικό πρότυπο για την παραγωγή άνυδρης αιθανόλης, προωθώντας πράσινες αναβαθμίσεις στις βιομηχανίες βιοκαυσίμων και χημικών.
Οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον: Η όλη διαδικασία δεν περιέχει τοξικά πρόσθετα, καμία απόρριψη αποβλήτων, γεγονός που εξοικονομεί ενέργεια και βελτιώνει σημαντικά την απόδοση της αφυδάτωσης σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους.