مايعات يوني در تصفيه گاز طبيعي و به عنوان حلال سبز در فرايندهاي شيميايي

[محمــد 4415]

اهداف :

 

• توسعه دانش فني ساخت مايعات يوني با كاربرد خاص
  
• كاربرد مايعات يوني در تصفيه گاز طبيعي ( جداسازي CO2 )
  
• كاربرد مايعات يوني در فرايندهاي شيميايي به عنوان حلال سبز
  
• افزايش مقياس ساخت مايعات يوني
  

مقدمه

دستيابي به تكنولوژي هاي نوين جهت جايگزيني مواد شيميايي پر مصرف در صنعت به منظور كاهش آلاينده ها ، حذف مسائل خوردگي و كاهش مصرف انرژي همواره مورد توجه خاص قرار داشته است. با توجه به ويژگيهاي مطلوب مايعات يوني تحت عنوان حلال هاي سبز ، دستيابي به دانش فني ساخت آنها به عنوان تركيبات Fine Chemicals با ارزش افزوده بسيار بالا از يك سو و استفاده از آنها در فرايند تصفيه گازهاي طبيعي به صورت يك محيط بدون آلاينده و حذف خوردگي جهت جذب گازهاي اسيدي به منظور جايگزين مناسبي براي آمين ها از سوي ديگر مطرح است كه بر اين اساس كاهش مصرف انرژي در صنايع گاز و افزايش ظرفيت توليد پالايشگاههاي گاز مورد توجه قرار گرفته است . به علاوه دستيابي به محصولات شيميائي و پتروشيميائي با خلوص و ارزش افزوده بالاتر با استفاده از محيط مايعات يوني از اهميت بالائي برخوردار است.

 

اين تركيبات ساختار يوني داشته و به دليل نداشتن تقارن ملكولي درساختمان كاتيون آنها عليرغم ماهيت نمكي ، داراي نقطه ذوب پائين و در اكثر موارد به فرم مايع در دماي محيط وجود دارند (Room Temperature Ionic Liquids) . اين تركيبات عموما ٌ شامل يك كاتيون حجيم و يك آنيون آلي يا معدني مي باشند. پايه هاي كاتيوني ، ايميدازوليوم ، پيريدينيوم ، پيروليدينيوم و فسفونيوم با شاخه هاي هيدروكربوري مختلف و آنيونهايي مثل يونهاي هاليد ، BF4 ( تترافلوئوروبرات ) ، PF6 ( هگزافلوئوروفسفات )، [(CF3SO2)2N] ] بيس ( تري فلوئورومتيل سولفونيل ) ايميد[ و ... در ساختمان مايعات يوني با ويژگيهاي مطلوب بكار مي روند.

ناچيز بودن فشار بخار اين تركيبات پتانسيل آنها را به عنوان جايگزين حلالهاي فرار آلي ، بدون وجود مسائل زيست محيطي و خوردگي افزايش مي دهد. طبيعت ضد آتشگير بودن آنها ريسك را براي انجام فرآيندهاي شيميائي قابل اشتعال به حداقل مي رساند.

 

كاربرد مايعات يوني در فرآيندهاي شيميائي و پتروشيميايي

• حلال سبز در واكنش هاي نيازمند به محيط قطبي
  
• جاذب گازهاي اسيدي CO2 ، H2S و SO2
  
• كاتاليست در فرآيندهاي پتروشيميائي نظير هيدروژناسيون اولفين ها
  
• محيط مناسب فرآيند هاي جداسازي مايع - مايع آروماتيك ها و تركيبات اورگانوسولفور از هيدروكربنها
  

مزاياي مايعات يوني:

مايعات يوني را مي توان به عنوان حلال هاي سبز دسته بندي نمود. بعضي از خواص فيزيكي آنها كه موجب جذابيت به عنوان حلال هاي بالقوه مي شود عبارتند از :

 

• قطبيت بالا و عدم تشكيل كمپلكس
  
• فشار بخار پايين
  
• مايع بودن در طيف وسيعي از درجه حرارت
  
• دانسيته بالا
  
• قابل امتزاج بودن با بسياري از حلال هاي متداول آلي
  
• هدايت الكتريكي بالا
  
• خواص فيزيكي و شيميايي قابل طراحي
  
• پايداري حرارت بالا
  
• غير قابل اشتعال بودن