Che cosa sono gli idrocarburi?
Un idrocarburo è un composto organico costituito solo da atomi di idrogeno e carbonio. Sono ibridi del gruppo 14, il che significa che contengono idrogeno e atomi del gruppo del carbonio 14: carbonio, silicio, germanio, stagno e piombo. Il carbonio ha 4 elettroni, il che significa che ha esattamente 4 legami da fare, per essere stabile. Un altro tipo di idrocarburi sono gli idrocarburi aromatici, che includono alcani, cicloalcani e composti a base di alcheni. Gli idrocarburi possono formare composti più complessi, come il cicloesano, legandosi a se stessi. Questo è noto come catenazione.
Comuni idrocarburi:
- Metano(CH4)
- Etano(C2H6)
- Propano(C3H8)
- Butano(C4H10)
- Pentano(C5H12)
- Esano(C6H14)
Dove si trovano gli idrocarburi?
Quasi tutti gli idrocarburi si trovano in natura negli oli grezzi, come il petrolio e il gas naturale. Poiché il petrolio greggio è fatto di materia organica decomposta, è abbondante di atomi di idrogeno e carbonio. Sono anche presenti in diversi alberi e piante, e formano un pigmento naturale chiamato carotene, che si trova nelle carote e nelle foglie verdi. La maggior parte della gomma naturale grezza, il 98%, è fatta di un polimero di idrocarburi; questo si forma quando si forma una molecola simile a una catena, composta da molte unità legate insieme.
A cosa servono gli idrocarburi?
Gli idrocarburi sono il composto organico più usato sul pianeta, e il principale componente dei VOC. Sono considerati la forza motrice della civiltà moderna, perché costituiscono i combustibili fossili. Questi combustibili sono utilizzati per la combustione, in particolare nelle applicazioni di riscaldamento e di carburante per motori. Idrocarburi come il propano e il butano sono usati in lanterne, accendini, griglie e come combustibile per unità di combustione interna. Il pentano, un altro idrocarburo comune. Quando si satura, il pentano diventa un liquido a temperatura ambiente; questo liquido è usato come solvente organico, carburanti per il trasporto e detergenti. Gli idrocarburi liquidi sono classificati in base alle proprietà di combustione, in relazione all’ottano; ad esempio, la benzina per la combustione interna nei motori di automobili, camion e tosaerba. Molecole di idrocarburi leggermente più grandi, conosciute come kerosene, jet fuel, gasolio e olio per riscaldamento. Più grandi sono gli idrocarburi, più denso è il composto. Gli idrocarburi grandi sono spesso usati come lubrificanti per motori e grassi. Qualsiasi cosa più spessa di quella, e formano una cera o una sostanza simile al catrame, che è comunemente usata nella costruzione di autostrade e tetti.
La maggior parte degli idrocarburi elencati sopra sono il risultato del cracking termico e della distillazione frazionata di oli grezzi. Ma un’altra fonte molto comune è la lavorazione industriale dell’etanolo, per produrre etilene. L’etilene prodotto è usato per la sintesi industriale di altri idrocarburi.
Perché gli idrocarburi sono una preoccupazione?
Da soli, gli idrocarburi non rappresentano un rischio. Tuttavia, quando sono esposti alla luce del sole e/o agli ossidi di azoto, subiscono una reazione chimica. È noto che le emissioni e l’inquinamento creati dall’uomo in quest’epoca industriale sono pericolosi, e gli idrocarburi costituiscono una gran parte di questi composti dannosi. Gli idrocarburi sono il componente principale del petrolio greggio, dei gas naturali e della maggior parte dei pesticidi. Tutte queste sostanze contribuiscono all’effetto serra e all’impoverimento dello strato di ozono. Riducono anche la capacità fotosintetica delle piante, aumentano i tassi di cancro negli esseri umani e negli animali, e aumentano il rischio di malattie respiratorie. Il più noto e pericoloso degli idrocarburi è la fuoriuscita di petrolio. Le fuoriuscite di petrolio distruggono la vita vegetale marina, e uccidono e mettono in pericolo centinaia di migliaia, se non milioni, di animali ogni anno.
Come trattiamo gli idrocarburi?
Siccome gli idrocarburi sono uno dei composti più comuni usati nei processi industriali e nella combustione del carburante, ci sono diversi modi per distruggerli o abbatterli.
Il primo sarebbe attraverso la biofiltrazione. La biofiltrazione è il processo di utilizzo dell’ossidazione biologica naturale per la distruzione e la rimozione di VOC, odori e idrocarburi. In parole povere, la biofiltrazione è la degradazione di sostanze organiche e inorganiche da parte di microrganismi. L’aria scorre attraverso quello che viene chiamato un letto di media imballato, causando il trasferimento delle sostanze inquinanti in un sottile biofilm sulla superficie dei media imballati. I microrganismi sono alloggiati nel microfilm e degradano le sostanze inquinanti. Gli usi più comuni della biofiltrazione, dei bioscrubber e dei bioossidatori includono il trattamento delle acque reflue, la cattura dei VOC nel deflusso superficiale e l’ossidazione microbiotica dei contaminanti dell’aria.
Un altro modo per trattare gli idrocarburi sarebbe con un’unità di combustione del vapore o una torcia. Una Vapor Combustor Unit (VCU), o torcia, è un sistema di abbattimento usato per la distruzione di idrocarburi liquidi volatili, inquinanti atmosferici pericolosi (HAPs), e composti organici volatili (VOCs). Questo sistema è spesso usato al posto di una torcia aperta, a causa dei recenti cambiamenti normativi sulla radiazione del vapore e sulle emissioni visibili. Le VCU sono considerate un’opzione più sicura ed economica delle torce aperte. Essendo un progettista innovativo di sistemi di torcia ambientale a basso flusso, sonico, di utilità e altro ancora, Gulf Coast Environmental Systems può fornirvi una soluzione di torcia di gas conveniente e chiavi in mano che soddisferà più che bene qualsiasi requisito.
Gli assorbitori di carbonio sono un altro modo comune per smaltire gli idrocarburi. In un assorbitore di carbonio, un flusso di processo contaminato scorre attraverso un letto di carbone attivo. Il carbone rimuove i VOC dal flusso di processo e li assorbe, trattenendoli sulla superficie e nei suoi pori. L’aria priva di COV viene scaricata nell’atmosfera. Il carbone è un grande adsorbitore di materiali organici come i VOC a basso peso molecolare. Quando il letto di carbone ha raggiunto la sua capacità, i VOC concentrati vengono desorbiti in un flusso di vapore a bassa pressione e riciclati o inviati a un ossidatore termico per la distruzione.
Se hai altre domande su questo argomento, contatta [email protected]
Altri articoli della serie GCES ‘Abating Hazardous Air Pollutants’ includono:
Parte 1: BTEX è un acronimo che sta per Benzene, Toluene, Ethylbenzene e Xylenes.
Parte 2: Abbattimento del cloro
Parte 3: NOx è la famiglia dei composti chimici inquinanti dell’aria, gli ossidi di azoto.
Parte 4: Il piombo è anche conosciuto (erroneamente) come mercurio perché si trovano spesso insieme
Parte 5: Scrubber industriali per il trattamento dell’ammoniaca
Parte 6: SOx, i composti di molecole di zolfo e ossigeno tra cui monossido di zolfo, anidride solforosa e triossido di zolfo
Parte 7: Idrocarburi – Metano, etano, propano, butano, pentano, esano
Parte 8: Methyl Mercaptan – Methyl Mercaptan, conosciuto anche come Methanethiol
Parte 9: H2S – Solfuro di idrogeno altamente corrosivo
Parte 10: Dimetil solfuro – Metiltiometano
Parte 11: Acido solforico – H2SO4
Parte 12: Ossido di etilene – EtO
Parte 13: PFAS come contaminanti emergenti