{"id":2302,"date":"2023-10-19T13:24:14","date_gmt":"2023-10-19T05:24:14","guid":{"rendered":"http:\/\/www3.laiko.net\/all\/application-of-zsm-5-zeolite\/"},"modified":"2023-10-19T13:26:58","modified_gmt":"2023-10-19T05:26:58","slug":"application-of-zsm-5-zeolite","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/aplicacao-do-zeolito-zsm-5\/","title":{"rendered":"Aplica\u00e7\u00e3o da ze\u00f3lita ZSM-5"},"content":{"rendered":"
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Aplica\u00e7\u00e3o da ze\u00f3lita ZSM-5<\/h1>\n

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Introdu\u00e7\u00e3o da Ze\u00f3lita ZSM-5<\/h2>\n

O ZSM-5, Zeolite Socony Mobil #5, \u00e9 um catalisador fabricado pela primeira vez por Argauer e Landolt em 1969 e patenteado pela Mobil Oil Company em 1975. \u00c9 um zeolito de aluminossilicato que pertence \u00e0 fam\u00edlia dos zeolitos pentasil. A sua f\u00f3rmula qu\u00edmica \u00e9 NanAlnSi96-nO192-16H2O (0<\/p>\n

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O ZSM-5 \u00e9 um catalisador importante, pelo que apresenta um elevado desempenho catal\u00edtico e \u00e9 amplamente aplicado em processos importantes numa vasta gama de ind\u00fastrias. Na ind\u00fastria de refina\u00e7\u00e3o de petr\u00f3leo, o ZSM-5 \u00e9 utilizado para isomeriza\u00e7\u00e3o, alquila\u00e7\u00e3o e aromatiza\u00e7\u00e3o de hidrocarbonetos devido \u00e0 sua elevada estabilidade t\u00e9rmica e hidrot\u00e9rmica entre os catalisadores de \u00e1cidos s\u00f3lidos. E o hidrocraqueamento e a hidroisomeriza\u00e7\u00e3o podem fornecer uma ampla gama de produtos qu\u00edmicos de alta qualidade, incluindo gasolina, diesel e gasolina. Em suma, o elevado desempenho deste ze\u00f3lito torna-o um material verdadeiramente indispens\u00e1vel em muitas ind\u00fastrias.<\/p>\n

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A estrutura molecular do ze\u00f3lito ZSM-5<\/p>\n

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S\u00edntese do ze\u00f3lito ZSM-5<\/h2>\n

Existem muitos m\u00e9todos de s\u00edntese para a peneira molecular de ze\u00f3lito ZSM-5, e as mat\u00e9rias-primas e propor\u00e7\u00f5es tamb\u00e9m s\u00e3o diferentes. O m\u00e9todo de s\u00edntese mais comum \u00e9 o m\u00e9todo de s\u00edntese hidrot\u00e9rmica. A mat\u00e9ria-prima \u00e9 um composto que cont\u00e9m sil\u00edcio e alum\u00ednio, e o r\u00e1cio pode ser sintetizado a partir de um r\u00e1cio baixo de sil\u00edcio e alum\u00ednio at\u00e9 ao sil\u00edcio total. Na produ\u00e7\u00e3o industrial, as mat\u00e9rias-primas utilizam geralmente vidro de \u00e1gua e sulfato de alum\u00ednio como fonte de sil\u00edcio e fonte de alum\u00ednio para a produ\u00e7\u00e3o, e o processo adopta o m\u00e9todo de sementeira de cristais ou o m\u00e9todo dirigido por modelos. De acordo com o ambiente de cristaliza\u00e7\u00e3o, divide-se em s\u00edntese de sistema hidrot\u00e9rmico e sistema n\u00e3o hidrot\u00e9rmico; de acordo com o tipo de agente modelo, divide-se em s\u00edntese de amina org\u00e2nica e sistema de amina inorg\u00e2nica. Embora as fontes de sil\u00edcio, as fontes de alum\u00ednio, os modelos, etc. utilizados nestes m\u00e9todos de s\u00edntese n\u00e3o sejam os mesmos, a s\u00edntese utiliza o rearranjo estrutural do sil\u00edcio e do alum\u00ednio para formar a forma\u00e7\u00e3o de cristais ZSM-5.<\/p>\n

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Aplica\u00e7\u00f5es da ze\u00f3lita ZSM-5<\/h2>\n

O arranjo da estrutura cristalina, a uniformidade do tamanho do canal e a acidez determinaram as caracter\u00edsticas do ZSM-5.<\/p>\n

\u00a0tem poros de tamanho uniforme, o que \u00e9 vantajoso quando as mol\u00e9culas maiores do que o tamanho de um canal n\u00e3o se podem formar no ze\u00f3lito, exceto, por vezes, nas intersec\u00e7\u00f5es. O tamanho dos poros do ze\u00f3lito ZSM-5 tamb\u00e9m \u00e9 particularmente adequado para a forma\u00e7\u00e3o de alcenos C7 e C8 e sua cicliza\u00e7\u00e3o nos compostos arom\u00e1ticos correspondentes. Esta propriedade \u00fanica do ZSM-5 limita a forma\u00e7\u00e3o de compostos arom\u00e1ticos dic\u00edclicos e tric\u00edclicos como precursores de coque<\/p>\n

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A propriedade especial - seletividade de forma - torna o ze\u00f3lito comercial particularmente adequado. O termo \"seletividade de forma\" foi cunhado por Weisz e Frilette em 1960 para descrever as propriedades catal\u00edticas \u00fanicas das peneiras moleculares com poros.<\/p>\n

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\u30101\u3011 N\u00e3o foi at\u00e9 mais tarde que a disponibilidade do ze\u00f3lito de poro m\u00e9dio sint\u00e9tico 6A estendeu a gama de seletividade de forma. Em \u00faltima an\u00e1lise, \u00e9 a homogeneidade e o tamanho moderado dos poros do ZSM-5, bem como a possibilidade de formar mol\u00e9culas de produto, que tornam os ze\u00f3litos da fam\u00edlia Pentasil adequados para a cat\u00e1lise seletiva de forma. A ze\u00f3lita ZSM-5 distingue-se da maioria das outras peneiras moleculares pelo facto de a sua seletividade de forma ter uma gama din\u00e2mica muito ampla.<\/p>\n

\u30102\u3011 Em geral, a seletividade de forma pode ser dividida nas seguintes categorias: (1) seletividade de reagente, (2) seletividade de estado de transi\u00e7\u00e3o restrita e (3) seletividade de produto.<\/p>\n

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(1) Seletividade do reagente<\/p>\n

A seletividade do reagente significa que apenas um determinado tipo de mol\u00e9cula reagente (de tamanho pequeno em compara\u00e7\u00e3o com outras mol\u00e9culas) se difunde atrav\u00e9s do orif\u00edcio do catalisador. Por exemplo, o processo de desparafinagem de destilados da Mobil \u00e9 um processo de sele\u00e7\u00e3o da forma do reagente, no qual apenas a parafina reta ou ligeiramente ramificada presente no destilado pode entrar no po\u00e7o de ZSM-5, onde \u00e9 quebrada em produtos mais leves. Isto resulta num produto menos \"ceroso\" com um ponto de fluidez mais baixo.<\/p>\n

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(2) Seletividade restrita do estado de transi\u00e7\u00e3o<\/p>\n

Isto ocorre quando as mol\u00e9culas do reagente e do produto s\u00e3o suficientemente pequenas para se difundirem atrav\u00e9s do canal, mas o intermedi\u00e1rio da rea\u00e7\u00e3o \u00e9 maior do que o reagente ou o produto e est\u00e1 sujeito a restri\u00e7\u00f5es especiais. Nestas condi\u00e7\u00f5es, s\u00e3o preferidos os estados de transi\u00e7\u00e3o monomoleculares em vez dos bimoleculares. O exemplo mais importante da limita\u00e7\u00e3o da seletividade do estado de transi\u00e7\u00e3o \u00e9 a aus\u00eancia de cozedura precoce dos ze\u00f3litos ZSM-5. Esta seletividade de forma desempenha um papel central no craqueamento seletivo dos alcanos nos ze\u00f3litos ZSM-5. Por exemplo, a tens\u00e3o espacial do maior complexo de estado de transi\u00e7\u00e3o necess\u00e1rio para o craqueamento do 3-metil pentano em ZSM-5 \u00e9 a raz\u00e3o proposta para a sua menor atividade do que o n-hexano. A convers\u00e3o de metanol em gasolina (MTG) \u00e9 outro exemplo importante da seletividade da forma do estado de transi\u00e7\u00e3o, em que o espa\u00e7o dispon\u00edvel na cavidade do ZSM-5 determina o complexo de rea\u00e7\u00e3o bimolecular m\u00e1ximo que pode ser formado.<\/p>\n

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(3) Seletividade do produto<\/p>\n

Isto ocorre quando uma parte do produto formado no orif\u00edcio \u00e9 demasiado grande para se difundir e aparecer como o produto observado. Estes produtos s\u00e3o convertidos em mol\u00e9culas mais pequenas (por equil\u00edbrio, por exemplo) ou acabam por desativar o catalisador, bloqueando os poros. A despropor\u00e7\u00e3o do m-xileno \u00e9 o melhor exemplo. Nos produtos de alquila\u00e7\u00e3o, o 1,3, 5-trimetilbenzeno forma-se preferencialmente em rela\u00e7\u00e3o \u00e0s macromol\u00e9culas 1,3, 5-trimetilbenzeno. Da mesma forma, na isomeriza\u00e7\u00e3o do xileno, os is\u00f3meros para s\u00e3o formados preferencialmente aos is\u00f3meros orto.<\/p>\n

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Uma das caracter\u00edsticas \u00fanicas de seletividade de forma do H-ZSM-5 \u00e9 a sua para-seletividade em reac\u00e7\u00f5es de substitui\u00e7\u00e3o electrof\u00edlica, como a alquila\u00e7\u00e3o e a despropor\u00e7\u00e3o de alquil arom\u00e1ticos. Ajustando a atividade \u00e1cida do ze\u00f3lito e controlando os par\u00e2metros de difus\u00e3o, \u00e9 poss\u00edvel obter uma elevada para-seletividade.<\/p>\n

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Conclus\u00e3o<\/strong><\/h2>\n

As propriedades acima mencionadas do ze\u00f3lito ZSM-5 fazem dele um excelente catalisador para uma variedade de processos industriais, incluindo o craqueamento seletivo da forma, como a forma\u00e7\u00e3o de M, a desparafinagem de destilados e os processos de desparafinagem de lubrificantes. Os processos de aromatiza\u00e7\u00e3o, como a forma\u00e7\u00e3o de M-2, a cicliza\u00e7\u00e3o, a aromatiza\u00e7\u00e3o e a convers\u00e3o de metanol em gasolina (MTG), tamb\u00e9m beneficiam da s\u00edntese do ze\u00f3lito ZSM-5, bem como da isomeriza\u00e7\u00e3o do xileno, da despropor\u00e7\u00e3o do tolueno, da s\u00edntese do etilbenzeno e da transforma\u00e7\u00e3o selectiva do p-etil tolueno. N\u00e3o h\u00e1 d\u00favida de que o ze\u00f3lito ZSM-5 \u00e9 um material muito valioso em muitas ind\u00fastrias.<\/p>\n

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Refer\u00eancias<\/em><\/p>\n

\u30101\u3011. V. J. Frilette, P. B. Weisz, R. L. Golden, J. Catal. 1962, 1:301-306.<\/p>\n

\u30102\u3011. N. Y. Chen, W. E. Garwood, Avan\u00e7os em Qu\u00edmica, 1973, 121:575-582.<\/p>\n

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Application of ZSM-5 Zeolite Introduction of ZSM-5 Zeolite ZSM-5, Zeolite Socony Mobil #5, is a catalyst first made by Argauer and Landolt in 1969 and patented by Mobil Oil Company in 1975. It is an aluminosilicate zeolite that belongs to the pentasil family of zeolites. Its chemical formula is NanAlnSi96\u2013nO192\u00b716H2O (0 ZSM-5 is an important , so ZSM-5 exhibits high catalytic performance and is widely applied to important processes across a broad range of industries. In the petroleum refining industry, ZSM-5 is used for isomerization, alkylation, and aromatization of hydrocarbons due to its high thermal and hydrothermal stability among solid…<\/p>\n","category_list":"All<\/a>, Blog<\/a>","author_info":{"name":"adminn","url":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/author\/adminn\/"},"comments_num":"0 comments","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2302","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2302"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2302\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2416,"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2302\/revisions\/2416"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2302"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2302"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.laiko.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2302"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}