Adsorventes chineses: tecnologias e aplicações? 

Quando as pessoas falam sobre adsorventes chineses, muitas pessoas pensam imediatamente em carvão ativado barato a granel. Mas isto é apenas a ponta do iceberg, e tal simplificação interfere enormemente na avaliação verdadeira do que está acontecendo neste mercado agora. Nos últimos dez anos, os fabricantes chineses deram um grande salto de sorventes simples para materiais funcionais complexos, e esse processo nem sempre é linear - tem seus próprios becos sem saída e avanços inesperados.

Dos “pós” às estruturas: evolução da tecnologia

Anteriormente, o principal produto eram adsorventes em pó e granulados à base de carbono ou zeólitas. A tecnologia era frequentemente ?importada? ou adaptado. Agora o foco mudou para o controle da estrutura porosa. Não estamos falando apenas da área superficial específica, digamos, 1.000 m2/g, mas de como os microporos e mesoporos estão distribuídos. Os laboratórios chineses aprenderam a gerir muito bem este processo para zeólitas como ZSM-5 ou 13X, selecionando a composição do gel e as condições de cristalização para uma tarefa específica - por exemplo, para secar gás natural com alto teor de CO2.

Mas aqui reside um erro comum na hora de escolher. Você vê na especificação “alta capacidade de adsorção?” no nitrogênio, mas na prática o material no processo real, por exemplo, na limpeza de vapores orgânicos com alta umidade, “engasga”. Porque essa mesma capacidade foi alcançada graças aos poros, que são os primeiros a encher-se de água. Tive que lidar com isso por experiência própria - eles compraram um lote, ao que parece, de acordo com excelentes dados do passaporte, mas a eficiência caiu pela metade. Acontece que o fabricante otimizou o material para condições “secas”. exames laboratoriais.

Uma história separada é a síntese de peneiras moleculares de carbono (CMS). As empresas chinesas, especialmente aquelas que cresceram a partir de institutos de investigação, fizeram grandes progressos neste domínio. Eles podem calibrar com bastante precisão o tamanho dos poros em um nível de 0,3-0,9 nm, o que é crítico para a separação de, por exemplo, nitrogênio e oxigênio. Mas a tecnologia é caprichosa: o menor desvio na temperatura de carbonização ou na composição do precursor - e todo o lote é rejeitado. Conheço uma fábrica em Shandong que passou três anos estabilizando esse processo, perdendo um monte de matéria-prima.

Principais aplicações: onde são realmente fortes

Se antes as principais exportações iam para a metalurgia ou para a simples purificação de água, agora os nichos tornaram-se muito mais escassos. Um dos pontos de crescimento épetroquímica e processamento de gás. As zeólitas chinesas para recuperação de paraxileno ou separação de parafinas normais e isoparafinas não são mais cópias, mas muitas vezes materiais com propriedades modificadas, por exemplo, com maior resistência ao envenenamento por enxofre. Eles são usados ​​ativamente em refinarias nacionais.

Outra direção promissora éproteção ambiental, mas não em um sentido geral, mas especificamente na captura de compostos orgânicos voláteis (VOCs) de fluxos complexos de múltiplos componentes. Aqui, fibras de carbono impregnadas e sorventes poliméricos específicos são combinados. A eficiência é alta, mas há uma nuance na regeneração. Alguns materiais compósitos após 5-7 ciclos de aquecimento a vapor perdem a integridade estrutural e começam a acumular poeira.

É interessante observar o desenvolvimento de adsorventes para a indústria eletrônica - para secagem e purificação de gases inertes utilizados na produção de chips. Os requisitos são proibitivos. Os fabricantes chineses ainda não são líderes, mas já existem várias empresas cujos produtos estão a ser qualificados em fábricas de segundo e terceiro níveis. É uma questão de tempo e investimento em produção mais limpa.

Aspectos práticos de escolha e trabalho com materiais

Trabalhando com esses materiais, você entende que o passaporte é apenas o começo de um diálogo. O diálogo com os tecnólogos do fabricante é extremamente importante. É um bom sinal quando eles começam a fazer perguntas esclarecedoras sobre a composição do fluxo, temperatura, pressão, ciclo. Se eles simplesmente lançarem uma lista de preços, isso será um sinal de alarme.

Uma das aulas práticas é a resistência mecânica. Adsorventes granulares chineses muitas vezes “perdidos” no início de 2010. em abrasão e esmagamento. Agora a situação está melhor, mas é preciso verificar. Certa vez, colocamos o zeólito em um adsorvedor alto com ciclos de pressão frequentes. Após seis meses, a queda de pressão aumenta. Ao abrir, descobriu-se que as camadas inferiores haviam se transformado em partículas finas e poeira. O fabricante então corrigiu os erros adicionando uma etapa de endurecimento especial dos grânulos.

Outro ponto é embalagem e logística. Um adsorvente de alta qualidade é higroscópico. Um saco com camada interna incorreta ou danificada pode fazer com que o material chegue com muita umidade e deverá ser seco antes do carregamento, o que nem sempre é conveniente. Parece uma coisa pequena, mas no campo cria muitos problemas.

O papel dos institutos e empresas especializadas

A força motriz por detrás do progresso não foram os gigantes, mas sim empresas de design e tecnologia altamente especializadas, muitas vezes derivadas de universidades ou centros de investigação governamentais. Eles são mais flexíveis e prontos para serem desenvolvidos para um pedido específico. Apenas um exemplo de tal estrutura éTecnologia Co. de Chengdu Yizhi.É um instituto de design estabelecido com base na Chengdu Huaxi Chemical Technology Co. A julgar por suas atividades e portfólio no siteyzkjhx.ru, eles se concentram não na produção em massa, mas na engenharia e no desenvolvimento de soluções usando tecnologias de adsorção, incluindo PSA (adsorção controlada por pressão) e TSA (adsorção regenerativa de temperatura).

Esses institutos geralmente possuem sua própria base de pesquisa e instalações piloto. Eles podem oferecer não apenas a “compra de zeólita”, mas a elaboração de todo o esquema tecnológico: seleção do sorvente, cálculo dos adsorventes, modos de regeneração. Esta é uma transição importante da venda de um produto para a venda de uma solução. Para o cliente final, especialmente ao criar uma nova produção, esta abordagem é muitas vezes preferível.

De acordo com as informações,Tecnologia Co. de Chengdu Yizhi, Ltd.foi fundada em 2013 com um capital social de 120 milhões de yuans, o que mostra as sérias intenções e o apoio da empresa-mãe. Tais organizações actuam frequentemente como uma ponte entre a investigação básica em instituições académicas e a indústria, transformando amostras de laboratório em produtos comerciais.

Olhando para o futuro e os desafios atuais

Para onde tudo vai? Uma tendência óbvia são os materiais híbridos e multifuncionais. Por exemplo, um catalisador adsorvente que não apenas captura uma substância, mas também a decompõe in situ durante a regeneração. Pesquisadores chineses publicam ativamente nesta área. A segunda é aumentar a seletividade para misturas complexas, o que requer um aprofundamento no design de poros supramoleculares.

O principal desafio, na minha opinião, não é tecnológico, mas sim reputacional. Após a era do “barato e alegre”, leva muito tempo para provar a estabilidade da qualidade e confiabilidade lote após lote. Esta é uma questão de disciplina de produção e sistema de controle. As empresas que investiram nisso já assumiram a liderança.

E a última coisa é a própria ecologia da produção. Os próprios métodos para sintetizar alguns adsorventes podem ser bastante “sujos”. A pressão da regulamentação nacional e dos clientes internacionais está a crescer. Portanto, o futuro pertence àqueles que conseguem aliar elevadas características do produto aos princípios verdes de sua produção. Esta é talvez a próxima fronteira para toda a indústria.