Mitä ovat hiilivedyt?
Hiilivety on orgaaninen yhdiste, joka koostuu vain vety- ja hiiliatomeista. Ne ovat ryhmän 14 hybridejä, mikä tarkoittaa, että ne sisältävät vetyä sekä hiili-14-ryhmän atomeja; hiiltä, piitä, germaniumia, tinaa ja lyijyä. Hiilellä on 4 elektronia, mikä tarkoittaa, että sillä on tasan 4 sidosta, jotka sen on muodostettava ollakseen stabiili. Toinen hiilivetyjen tyyppi ovat aromaattiset hiilivedyt, joihin kuuluvat alkaanit, sykloalkaanit ja alkyynipohjaiset yhdisteet. Hiilivedyt voivat muodostaa monimutkaisempia yhdisteitä, kuten sykloheksaania, sitoutumalla itseensä. Tätä kutsutaan katenaatioksi.
Yleisiä hiilivetyjä:
- Metaani(CH4)
- Etaani(C2H6)
- Propan(C3H8)
- Butaani(C4H10)
- Pentaani(C5H12)
- Heksaani(C6H14)
Missä hiilivetyjä esiintyy?
Lähes kaikki hiilivedyt esiintyvät luonnostaan raakaöljyissä, kuten maaöljyssä ja maakaasussa. Koska raakaöljy koostuu hajonneesta orgaanisesta aineesta, siinä on runsaasti vety- ja hiiliatomeja. Niitä on myös erilaisissa puissa ja kasveissa, ja ne muodostavat luonnollisen pigmentin nimeltä karoteeni, jota löytyy porkkanoista ja vihreistä lehdistä. Suurin osa luonnon raakakumista, 98 %, on hiilivetypolymeeriä; se muodostuu, kun muodostuu ketjumainen, monista toisiinsa linkittyneistä yksiköistä koostuva molekyyli.
Mihin hiilivetyjä käytetään?
Hiilivedyt ovat planeetan yleisimmin käytetty orgaaninen yhdiste ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pääkomponentti. Niitä pidetään nykyaikaisen sivilisaation liikkeellepanevana voimana, koska ne muodostavat fossiilisia polttoaineita. Näitä polttoaineita käytetään polttamiseen, erityisesti lämmitys- ja moottoripolttoainesovelluksissa. Hiilivetyjä, kuten propaania ja butaania, käytetään lyhdyissä, sytyttimissä, grilleissä ja polttoaineena polttomoottoreissa. Pentaani, toinen yleinen hiilivety. Kyllästyessään pentaani muuttuu huoneenlämpöiseksi nesteeksi; tätä nestettä käytetään orgaanisena liuottimena, liikennepolttoaineena ja puhdistusaineena. Nestemäiset hiilivedyt luokitellaan palamisominaisuuksiltaan oktaaniin suhteutettuna, eli bensiiniä käytetään henkilöautojen, kuorma-autojen ja ruohonleikkureiden moottoreiden polttoaineena. Hieman suuremmat hiilivetyjen molekyylit, joita kutsutaan petroliksi, lentopetroliksi, dieselpolttoaineeksi ja lämmitysöljyksi. Mitä suurempia hiilivetyjä, sitä paksumpi yhdiste. Suuria hiilivetyjä käytetään usein moottorin voiteluaineina ja rasvoina. Kaikki paksummat aineet muodostavat vahaa tai tervan kaltaista ainetta, jota käytetään yleisesti teiden rakentamisessa ja kattopinnoitteissa.
Useimmat edellä luetelluista hiilivedyistä ovat tulosta raakaöljyjen termisestä krakkauksesta ja fraktioidusta tislauksesta. Toinen hyvin yleinen lähde on etanolin teollinen jalostus etyleenin tuottamiseksi. Tuotettua eteeniä käytetään muiden hiilivetyjen teolliseen synteesiin.
Miksi hiilivedyt aiheuttavat huolta?
Hiilivedyt eivät yksinään aiheuta vaaraa. Kun ne kuitenkin altistuvat auringonvalolle ja/tai typen oksideille, niissä tapahtuu kemiallinen reaktio. On hyvin tiedossa, että ihmisen aiheuttamat päästöt ja saasteet tänä teollisuusaikana ovat vaarallisia, ja hiilivedyt muodostavat suuren osan näistä haitallisista yhdisteistä. Hiilivedyt ovat raakaöljyn, maakaasujen ja useimpien torjunta-aineiden pääkomponentti. Kaikki nämä aineet vaikuttavat osaltaan kasvihuoneilmiöön ja otsonikerroksen köyhtymiseen. Ne myös heikentävät kasvien fotosynteettistä kykyä, lisäävät syöpätapauksia ihmisillä ja eläimillä ja lisäävät hengityselinsairauksien riskiä. Hiilivedyistä tunnetuin ja asiakirjan vaarallisin on öljyvahingot. Öljyvuodot tuhoavat merikasveja ja tappavat ja vaarantavat satojatuhansia, ellei jopa miljoonia eläimiä vuosittain.
Miten hiilivetyjä käsitellään?
Koska hiilivedyt ovat yksi yleisimmistä teollisissa prosesseissa ja polttoaineiden poltossa käytetyistä yhdisteistä, on olemassa useita tapoja tuhota tai vähentää niitä.
Ensimmäinen olisi biosuodatus. Biosuodatus on prosessi, jossa hyödynnetään luonnollista biologista hapetusta VOC-yhdisteiden, hajujen ja hiilivetyjen tuhoamiseen ja poistamiseen. Yksinkertaisesti sanottuna biosuodatus on orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden hajottamista mikro-organismien avulla. Ilma virtaa niin sanotun pakatun väliainepedin läpi, jolloin epäpuhtaudet siirtyvät ohueksi biofilmiksi pakatun väliaineen pinnalle. Mikro-organismit asuvat mikrofilmissä ja hajottavat epäpuhtaudet. Biosuodatuksen, biopesureiden ja biohapettimien yleisimpiä käyttökohteita ovat jäteveden käsittely, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden talteenotto pintavalumavesistä ja ilman epäpuhtauksien mikrobiologinen hapettaminen.
Toinen tapa käsitellä hiilivetyjä olisi höyrynpolttoyksikkö tai soihtu. Höyrynpolttoyksikkö (Vapor Combustor Unit, VCU) tai soihtu on torjuntajärjestelmä, jota käytetään haihtuvien nestemäisten hiilivetyjen, vaarallisten ilmansaasteiden (Hazardous Air Pollutants, HAP) ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (Volatile Organic Compounds, VOC) tuhoamiseen. Tätä järjestelmää käytetään usein avoimen soihdun sijasta, koska höyrysäteilyä ja näkyviä päästöjä koskevat määräykset ovat viime aikoina muuttuneet. VCU:ta pidetään turvallisempana ja taloudellisempana vaihtoehtona kuin avoimia soihtuja. Koska Gulf Coast Environmental Systems on innovatiivinen ympäristöystävällisten matalavirtaus-, sonic-, yleishyödyllisten soihtujärjestelmien ja muiden järjestelmien suunnittelija, se voi tarjota sinulle kustannustehokkaan, avaimet käteen -periaatteella toimivan kaasusoihturatkaisun, joka enemmän kuin täyttää kaikki vaatimukset.
Hiiliabsorberit ovat toinen yleinen tapa hävittää hiilivetyjä. Hiiliabsorberissa saastunut prosessivirta virtaa aktiivihiilipedin läpi. Hiili poistaa VOC-yhdisteet prosessivirrasta ja absorboi ne pitäen ne pinnalla ja huokosissaan. VOC-vapaa ilma poistuu ilmakehään. Hiili adsorboi hyvin orgaanisia aineita, kuten pienimolekyylipainoisia VOC-yhdisteitä. Kun hiilipeti on saavuttanut kapasiteettinsa, konsentroituneet VOC-yhdisteet desorboituvat matalapaineiseen höyryvirtaan ja joko kierrätetään tai lähetetään termiseen hapettimeen hävitettäväksi.
Jos sinulla on lisäkysymyksiä tästä aiheesta, ota yhteyttä osoitteeseen [email protected]
Lisäartikkelit GCES-sarjassa ”Vaarallisten ilman epäpuhtauksien poistaminen” ovat:
Osa 1: BTEX on akronyymi, joka tulee sanoista Bentseeni (bentseeni), Tolueeni (tolueeni), Etyylibenseeni (etyylibentseeni) ja Ksyleenit.
Part 2: Chlorine Abatement
Part 3: NOx on ilmaa saastuttavien kemiallisten yhdisteiden perhe, typen oksidit.
Part 4: Lyijy tunnetaan (virheellisesti) myös nimellä elohopea, koska niitä esiintyy usein yhdessä
Part 5: Teollisuusilman pesurit ammoniakin käsittelyyn
Part 6: SOx, rikki- ja happimolekyylien yhdisteet, mukaan lukien rikkimonoksidi, rikkidioksidi ja rikkitrioksidi
Part 7: Hiilivedyt – metaani, etaani, propaani, butaani, pentaani, heksaani
Part 8: Metyylimerkaptaani – Metyylimerkaptaani, joka tunnetaan myös nimellä metaanitioli
Part 9: H2S – Erittäin syövyttävä rikkivety
Part 10: Dimetyylisulfidi – metyylitiometaani
Luku 11: Rikkihappo – H2SO4
Luku 12: Etyleenioksidi – EtO
Luku 13: PFAS-yhdisteet kehittyvinä epäpuhtauksina
.