تكسير الامونيا لتحضير الهيدروجين
المؤلف:
GEORGE T . AUSTIN
المصدر:
SHREV ‘ S CHEMICAL PROCESS INDUSTRIES
الجزء والصفحة:
ص 188
6-8-2016
5158
تكسير الامونيا :
يمكن تحضير مزيج مؤلف من حجم واحد من النتروجين وثلاثة حجوم من الهيدروجين من تكسير الامونيا او تفكيكها . وبمكن استخدام الغاز الممزوج للهدرجة لان النتروجين خامل . وتتم العملية بتبخير امونيا الاسطوانات السائلة ، وتسخينها الى درجة 870 مئوية ، وامرارها من فك مادة حفازة نشطة ، ثم تبريدها في المبادلات الحرارية حيث قد يتبخر الغاز الداخل . تنتج الاسطوانة الواحدة سعة 78 كغ من الامونيا اللامائية 190 م3 من الامونيا المكسرة . وهذا يكافئ محتويات 33 اسطوانة من الهيدروجين .
تنقية الهيدروجين :
ازالة أول أكسيد الكربون : تخفض عادة التراكيز العالية من اول اكسيد الكربون بواسطة تفاعل الغاز مع الماء لإنتاج الهيدروجين ، انظر الصورة ادناه . واستخدمت الازالة تجاربا بالغسل في محلول مركب من املاح الامونيوم والنحاس.
ازالة ثاني اكسية الكربون وسلفيد الهيدروجين :
استخدمت تجاريا كثير من المعالجات لإزالة الغازات الحمضية . 
1- المعالجة بأحادي الايثانول امين (MEA ) او طريقة الغربوتول (girbotol) : تجري مفاعلة محلول احادي الايثانول امين المائي مع 2CO في وعاء امتصاص تحت الضغط وعند درجة حرارة الغرفة. وبعدئذ يسخن المحلول ويلقم الى عمود التنشيط حيث يتفكك المعقد MEA.O2 وينزع مع بخار درجة حرارته 90 - 120 مئوية وقريباً من الضغط الجوي . يغادر 2CO والبخار عمود التنشيط من اعلاه ، ويغادر المحلول المتجدد ( المنشط ) من قاعه ، فيبرد ، ويضخ عائداً الى جهاز الامتصاص . وفيما يلي التفاعلان الكيميائيان .
وعلى خلاف انماط الامتصاص الفزيائي في معالجات ازالة CO2 ، ممكن للمعالجة بأحادي الايثانول امين ان تخفف تركز في غاز المعالجة الى اقل من 0.01 % حجماً . المشكلة الرئيسية التي ترافق استخدام محلول أحادي الايثانول أمين هي ثأثيره الأكال على معدات المعالجة . ويكون التآكل اكثر شدة عند درجات
جدول 1-1 :مقارنة بدائل إنتاج الهيدروجين
|
التحسين
البخاري
|
تغويز
الفحم
|
التحليل
بالكهرباء
|
التحليل الحراري الكيميائي
|
|
70
|
60-65
|
23 (كهرل بوليمري صلب)
الكهرباء العامة)
|
حد أعلى 55
|
|
|
|
21-25 (KOH)
|
|
|
الدورة
|
تقنية ناضجة متيسرة
|
تقنية موثوقة مثبتة
|
مراحل البحث
|
|
الغاز الطبيعي
أيونات الخفيفة الأخرى
|
تأثيرات تعدين الفحم ؛ يحتمل إن يكون تلوث الهواء من الكهرباء أقل من الفحم
|
مشاكل التلوث بتوليد الكهرباء
|
المردود العالي يعني استخداماً أقل للمصادر . احتمال انطلاق غازات ضارة
|
|
الحقيقة حالياً في الولايات
|
أرخص بديل وأكثره أماناً وأقربه صلة الى تحسين الميثان
|
صفر حجم المصنع ، إمكانية استخدام الوقود اللاأحفوري
|
احتمال استخدام الوقود اللاأحفوري
|
|
ضئيلة على المدى سبب محدودية مورد
|
القيد النهائي هو استنزاف مصادر الفحم ، يحتاج الى مصنع ذي حجم كبير
|
صغر حجم المصنع ، إمكانية استخدام الوقود اللاأحفوري
|
مشاكل المواد في تلوث المفاعلات ، مصنع كبير معقد
|
|
7.17
|
10.02
|
21.05
|
______
|
الحرارة العالية وعندما يكون تركيز الغاز الحمضي اعظمي في المحلول . ويمكن ضبط التآكل باستخدام الستانلس ستيل في المواضع المقلقة وبتحديد تركيز احادي الايثانول امين في المحلول المائي ليتناسب مع محتوى CO2 في المحلول ، عن طريق استبعاد الاكسجين من النظام ، وبإزالة نواتج الاكسدة والانحلال باستخدام التقطير الفرعي (Side - Stream) . ويستخدم نظام اخر مثبط للتآكل (الوقاية الامينية) ، الذي يقلل من مشكلة التآكل الى حد كبير بوصفه مشكلة تشغيل حتى مع زيادة احمال CO2 .
2- المعالجة الساخنة بكربونات البوتاسيوم : المعالجة التي قام بتطويرها في الاصل مكتب مينز Mines ، تفيد خصوصا في ازالة كميات كبيرة من CO2 . ومع انه يمكنها ان تزيله حتى اقل من 0.1 % من حجم الغاز الذي نقوم بتنقيته ، لكنها عادة اقتصادية اكثر مع مستويات نقاوة 1 % او اكثر . ينخفض استهلاك البخار ، وبستغنى عن المبادلات الحرارية عن طريق امتصاص CO2 تحت الضغط في محلول قريب الى نقطة غليانه وتجديده بدرجة الحرارة نفسها انما بضغط قريب من الضغط الجوي . تم التوصل الى تحسين المعالجات عن طريق استخدام الاضافات التحفيزية ومعززاتها الى المحلول ، كما في معالجة غياماركو- فتروك Giammarco - Vetrocok ومعالجة كاتاكرب Catacarb.
3- المعالجة الفيزيائية بالمذيبات : هي معالجات يزال فيها CO2 بواسطة محلول فيزيائي في مذيب كثيرا ما يكون مسجلا . ونماذج هذا الصنف من المعالجة هي المعالجة بالركتيزول Rectisol Process ، التي يستخدم فيها الميثانول البارد (- 60 مئوية تقريباً) ـ والمعالجة بمذيب الفلور ، وتستخدم مذيبا عضويا لا مائيا مثل كربونات البروبلين Propylene Carbonate ، والمعالجة بالسلفينول Sulfinol التي تستخدم مذيباً عضوياً ، والمعالجة بالسليكسول Selexol Process التي تستخدم Dimethyl Ether Poly Ethylene Glycol والمعالجة بالبوريزول Purisol التي تستخدم N- Methyl – 2- Pyrrolidone.
استخدمت المحاليل للأمونيا لإزالة CO2 و H2S ، وخصوصاً في وحدات تركيب الأمونيا حيث تتوفر هذه المادة . واستخدم الماء ايضاً ، ولكن ذوبانية CO2 ضعيفة ، تتطلب التشغيل بضغط عال ، وتكون خسارات الهيدروجين كبيرة بسبب هذه الذوبانية .
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
