Que sont les hydrocarbures ?
Un hydrocarbure est un composé organique constitué uniquement d’atomes d’hydrogène et de carbone. Ce sont des hybrides du groupe 14, ce qui signifie qu’ils contiennent de l’hydrogène, ainsi que des atomes du groupe carbone 14 ; carbone, silicium, germanium, étain et plomb. Le carbone possède 4 électrons, ce qui signifie qu’il doit établir exactement 4 liaisons pour être stable. Un autre type d’hydrocarbures est constitué par les hydrocarbures aromatiques, qui comprennent les alcanes, les cycloalcanes et les composés à base d’alcyne. Les hydrocarbures peuvent former des composés plus complexes, comme le cyclohexane, en se liant à eux-mêmes. Ce phénomène est connu sous le nom de caténation.
Hydrocarbures courants :
- Méthane(CH4)
- Ethane(C2H6)
- Propane(C3H8)
- Butane(C4H10)
- Pentane(C5H12)
- Hexane(C6H14)
Où trouve-t-on les hydrocarbures ?
Presque tous les hydrocarbures se trouvent naturellement dans les pétroles bruts, comme le pétrole et le gaz naturel. Comme le pétrole brut est fait de matière organique décomposée, il est abondant en atomes d’hydrogène et de carbone. Ils sont également présents dans différents arbres et plantes, et forment un pigment naturel appelé carotène, que l’on trouve dans les carottes et les feuilles vertes. La majorité du caoutchouc brut naturel, 98%, est constituée d’un polymère d’hydrocarbures ; celui-ci se forme lorsqu’une molécule, semblable à une chaîne, se compose de nombreuses unités liées entre elles.
À quoi servent les hydrocarbures ?
Les hydrocarbures sont le composé organique le plus utilisé sur la planète, et le principal composant des COV. Ils sont considérés comme le moteur de la civilisation moderne, car ils constituent les combustibles fossiles. Ces combustibles sont utilisés pour la combustion, notamment dans les applications de chauffage et de carburant. Les hydrocarbures comme le propane et le butane sont utilisés dans les lanternes, les briquets, les grils et comme carburant pour les unités de combustion interne. Le pentane, un autre hydrocarbure commun. Lorsqu’il est saturé, le pentane devient un liquide à température ambiante ; ce liquide est utilisé comme solvant organique, carburant de transport et nettoyant. Les hydrocarbures liquides sont classés en fonction de leurs propriétés de combustion, par rapport à l’indice d’octane, c’est-à-dire l’essence pour la combustion interne dans les moteurs des voitures, des camions et des tondeuses à gazon. Les molécules d’hydrocarbures légèrement plus grosses, connues sous le nom de kérosène, de carburéacteur, de carburant diesel et d’huile pour le chauffage. Plus les hydrocarbures sont gros, plus le composé est épais. Les gros hydrocarbures sont souvent utilisés comme lubrifiants et graisses pour moteurs. Tout ce qui est plus épais que cela, et ils forment une cire ou une substance semblable au goudron, qui est couramment utilisé dans la construction des routes, et la toiture.
La plupart des hydrocarbures énumérés ci-dessus sont le résultat du craquage thermique, et de la distillation fractionnée des pétroles bruts. Mais une autre source très courante est le traitement industriel de l’éthanol, pour produire de l’éthylène. L’éthylène produit est utilisé pour la synthèse industrielle d’autres hydrocarbures.
Pourquoi les hydrocarbures sont-ils préoccupants ?
En soi, les hydrocarbures ne présentent aucun risque. Cependant, lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil et/ou aux oxydes d’azote, ils subissent une réaction chimique. Il est bien connu que les émissions et la pollution créées par les êtres humains en cette ère industrielle sont dangereuses, et les hydrocarbures constituent une grande partie de ces composés nuisibles. Les hydrocarbures sont le principal composant du pétrole brut, des gaz naturels et de la plupart des pesticides. Toutes ces substances contribuent à l’effet de serre et à l’appauvrissement de la couche d’ozone. Elles réduisent également la capacité de photosynthèse des plantes, augmentent les taux de cancer chez les humains et les animaux, ainsi que le risque de maladies respiratoires. Le plus connu et le plus dangereux des hydrocarbures est la marée noire. Les marées noires détruisent la vie végétale marine, et tuent et mettent en danger des centaines de milliers, voire des millions d’animaux chaque année.
Comment traitons-nous les hydrocarbures ?
Puisque les hydrocarbures sont l’un des composés les plus courants utilisés dans les processus industriels et la combustion des carburants, il existe plusieurs façons de les détruire ou de les réduire.
La première serait la biofiltration. La biofiltration est le processus d’utilisation de l’oxydation biologique naturelle pour la destruction et l’élimination des COV, des odeurs et des hydrocarbures. En termes simples, la biofiltration est la dégradation de substances organiques et inorganiques par des micro-organismes. L’air circule à travers ce que l’on appelle un lit de média garni, ce qui entraîne le transfert des polluants dans un mince biofilm à la surface du média garni. Les micro-organismes sont logés dans le microfilm et dégradent les polluants. Les utilisations les plus courantes de la biofiltration, des biolaveurs et des biooxydants incluent le traitement des eaux usées, la capture des COV dans les eaux de ruissellement et l’oxydation microbiotique des contaminants atmosphériques.
Une autre façon de traiter les hydrocarbures serait avec une unité de combustion des vapeurs ou une torchère. Une unité de combustion de vapeur (VCU), ou torche, est un système de réduction utilisé pour la destruction des hydrocarbures liquides volatils, des polluants atmosphériques dangereux (HAP) et des composés organiques volatils (COV). Ce système est souvent utilisé à la place d’une torche ouverte, en raison des récents changements de réglementation sur le rayonnement des vapeurs et les émissions visibles. Les VCU sont considérés comme une option plus sûre et plus économique que les torchères ouvertes. Étant un concepteur innovant de systèmes de torches environnementales à faible débit, soniques, utilitaires et plus encore, Gulf Coast Environmental Systems peut vous fournir une solution de torche à gaz rentable et clé en main qui fera plus que satisfaire toutes les exigences.
Les absorbeurs de carbone sont une autre façon commune d’éliminer les hydrocarbures. Dans un absorbeur de carbone, un flux de traitement contaminé traverse un lit de charbon actif. Le charbon retire les COV du flux de traitement et les absorbe, les retenant à sa surface et dans ses pores. L’air exempt de COV est évacué dans l’atmosphère. Le carbone est un excellent adsorbeur de matières organiques comme les COV de faible poids moléculaire. Lorsque le lit de carbone a atteint sa capacité, les COV concentrés sont désorbés dans un flux de vapeur à basse pression et sont soit recyclés, soit envoyés dans un oxydeur thermique pour être détruits.
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Les articles supplémentaires de la série GCES ‘Abating Hazardous Air Pollutants’ comprennent :
Partie 1 : BTEX est un acronyme qui signifie Benzène, Toluène, Ethylbenzène et Xylènes.
Partie 2 : Réduction du chlore
Partie 3 : NOx est la famille de composés chimiques polluant l’air, les oxydes d’azote.
Partie 4 : Le plomb est aussi connu (à tort) sous le nom de mercure car on les trouve souvent ensemble
Partie 5 : Les laveurs d’air industriels pour le traitement de l’ammoniac
Partie 6 : SOx, les composés de molécules de soufre et d’oxygène, notamment le monoxyde de soufre, le dioxyde de soufre et le trioxyde de soufre
Partie 7 : Hydrocarbures – Méthane, éthane, propane, butane, pentane, hexane
Partie 8 : Mercaptan méthylique – Mercaptan méthylique, également connu sous le nom de Méthanethiol
Partie 9 : H2S – Sulfure d’hydrogène hautement corrosif
Partie 10 : Sulfure de diméthyle – Méthylthiométhane
Partie 11 : Acide sulfurique – H2SO4
Partie 12 : Oxyde d’éthylène – EtO
Partie 13 : PFAS en tant que contaminants émergents
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