Prozesu Kimiko Industrialak: Sufrea, Fosfatoak eta Nitrogenoa

Hidrogeno Ekoizpena eta Gasen Purifikazioa

Metanoaren Erreforma eta Purifikazioa

• Sufreak, ohantze adsorbente baten bidez, katalizatzailearen bizitza baliagarrian eragina du, NiO erreakzioa baitu.
• Metano molekularen haustura katalitiko bateratuan lurrun gehiago gehitzen da, metanoa H₂ eta CO₂ bihurtuz.
• Erreforma honetan, H₂ eta airea nahasten dira metanoa erretzeko.
• Gasen purifikazioa sintesi hoztean CO₂ bihurtzen da, H₂ ekoizpena optimizatzeko.
• CO₂ absortzailean, hainbat ohantze adsorbitzailek K₂CO₃ bikarbonatoa ekoizten dute.
• Ondoren, CO₂ absortzio prozesua metanizaziora pasatzen da, non CO₂ eta CO oxigenoa (O₂) eliminatzen diren.
• Metanizazio fasearen ondoriozko gasak konpresorean konprimitzen dira, eta hemendik lortzen dira erabili beharreko gasak.
• Gas hauek erreaktorean sartzen dira katalizatzaile batekin.

Azido Sulfurikoaren Ekoizpena (Kontaktu Prozesua)

Erreakzio exotermiko itzulgarria denez, berotrukea beharrezkoa da tenperatura egokia izateko.

Absortzio bikoitzak eta lau ohantzeek ingurumen arrazoiengatik dira beharrezkoak. Absortzioa azido sulfurikoarekin egiten da, urak ez baitu SO₃ bustitzen.

%100eko azidoak SO₃ gehiago absorbatu dezake, "OLEUM" (Azido Sulfuriko Erretzailea) ekoitziz.

1. SO₂ bero-trukagailu batean hozten da.
2. Ondoren, ohantze erreaktorean sartzen da, %60-65eko konbertsioa duen SO₃ lortuz.
3. Berriz ere bero-trukagailuan hoztu eta ohantze erreaktorean sartzen da, %88-92ko konbertsioa duen SO₃ lortuz.
4. Prozesua bi aldiz errepikatzen da, %99,7ko konbertsioa duen SO₃ lortu arte.
5. Azkenik, absortzio dorre batean sartzen da eta ondoren beste batean, %98ko konbertsioa duen azido sulfurikoa lortuz.

Fosfato Naturalen Prestaketa

Prestaketa Metodoak

1. Prozesu Termikoa

1. Fosfato kaltzikoa, harea eta ikatza labe elektrikoan kaltzinatzen dira fosforoa lortzeko.
2. Fosforoaren konbustioa airea eta lurrunarekin egiten da.
3. Bukaerako hidratazioa azido kontzentratua lortzeko.

Aspektu kritikoak: Energia kontsumo handia eta fosforoak eragindako uren kutsadura.

2. Prozesu Hezea

Zuzenean, mineralak azido sulfurikoarekin eta urarekin erreakzionatzen du, azido fluorhidrikoa eta igeltsua ekoizteko.

Ko-produktuak: H₂SiF₆ (erabilgarria) eta igeltsua (ez da erabilgarria).

Aspektu kritikoak: Igeltsuaren produkzio handia eta iragazketa jarraia zailtzen duela.

Subproduktu erabilgarriak: H₂SiF₆, fluorosilikatoak eta uranioa.

Gasen Banaketa Krio-Genikoa (N₂ eta O₂)

N₂ eta O₂ gasek irakite-puntu desberdina dutenez, erraz bana daitezke. Gainera, zutabearen bi zatiak presio desberdinetan lan egiten dute, 1 eta 5 bar-en artean.

• Beheko lurrun-andelaren likidoa goiko zutabera bidaltzen da, hozten duen deskonpresio batekin.
• Beheko lurrunak kondentsatu egiten dira eta beroa goiko lurrun-andelari ematen diote.
• Horrela, zatiaren errefluxua sortzen da.
• Beste zati bat V₃-an deskonprimatzen da (hoztuz) eta goiko zatiaren errefluxua sortzeko bidaltzen da.

O₂ likidoa lor daiteke, eta Ar (Argona) ere bana daiteke zutabean aldaketa batzuk eginez gero.

Nitrogenoaren Zikloa eta Finkapena

Nitrogenoaren Ziklo Naturala

Nitrogenoa ongarrien konposatu garrantzitsua da. Airea da nitrogeno-iturri nagusia.

1. Nitrogeno atmosferikoa landareen bakterioetan finkatzean lortzen da.
2. Bakterio batzuek amoniakoa ekoizten dute, ondoren nitritoak eta azkenik nitratoak. Landareek nitrato hauek absorbatu ditzakete.
3. Landareek onddo batzuen deskonposiziotik ere lor dezakete.
4. Beste bakterio batzuek nitratoak desnitrifikazio bidez lortzen dituzte.

Lurrazaleko bakterioek egiten dute nitrogenoaren finkapena, baina prozesua oso mantsoa da. Nitrogeno molekulak ez dira oso erreaktiboak, loturaren egonkortasunagatik, eta energia asko behar da aktibatzeko. Naturak hau ekaitz elektrikoen bidez ere egiten du.

Nitrogenoaren Finkapen Prozesu Industrialak

1. Arku Elektrikoaren Prozesua

   Airea arku elektriko batetik pasatzen da (3000 ºC) eta NOₓ eta azido nitrikoa sortzen ditu.

   Kritikoa: Energia elektrikoaren kontsumoa izugarri altua da. N₂ O₂-arekin erreakzionatzean NOₓ konposatu kutsatzaileak sortzen dira.

2. Prozesu Sintetiko Zuzena (Haber-Bosch)

   N₂ eta H₂ arteko erreakzio zuzena tenperatura eta presio altuetan katalizatzaile batekin burutzen da. Prozesu ekonomikoagoa da.

3. Zianamida Kaltzikoaren Prozesua

   Kaltzio karburoaren erreaktibitatean oinarritutakoa da.

   Erreakzioa: CaC₂ + N₂ → CaNCN + C (1000 ºC-tan)

   Kritikoa: Energia elektrikoaren kontsumo handia prozesuan eta CaC₂ ekoizpenean.

   Zianamida ongarri bat da, edo autoklabe batean hidrolisi bidez amoniakoa lortzeko erabili daiteke.