ما معنى الهدرجة وما استخدامها الصناعي

1 إجابة واحدة
مهندس
هندسة أتمتة صناعية, طرطوس

تُعرف الهدرجة على أنّها عبارة عن مجموعة من التفاعلات الكيميائية بين جزيء الهيدروجين (H2) مع عنصر أو أزواج من ذرات الهيدروجين إلى المركبات غير المشبعة، وغالبًا ما تتطلب وجود محفز لإتمام التفاعل في الظروفة الطبيعية لدرجة الحرارة والضغط، عادةً ما يستخدم الهيدروجين بشكله الغازي في إتمام هذه العملية، لكن تم تطوير بعض المصادر البديلة له، قد يكون التفاعل من أجل إضافة جزيء الهيدروجين إلى رابطة مزدوجة أو ثلاثية تربط ذرتين من المركب أو العنصر مع بعضهما، أو إزالة الهيدروجين من المركبات وهو ما يعرف بالهدرجة العكسية.

يعمل الهيدروجين كعامل اختزال أو أكسدة في عمليات الهدرجة، حيث يقوم بالاستغناء عن إلكترونه وتقديمه للعنصر المفاعل معه ليوصله إلى مرحلة الإشباع، تسمى هذه العملية بتفاعل الاختزال، لكنه مع المعادن يتصرف بطريقة معاكسة حيث يسعى لكسب الإلكترونات والتصرف كعامل مؤكسد، تسمى هذه العملية تفاعل الأكسدة.

تستخدم في عمليات الهدرجة محفزات للتفاعل، تعمل هذه المخفزات على إتمام التفاعل بسرعة أكبر مع استخدام أقل من الركائز، من أكثر أنواع المخفزات المستخدمة في عمليات الهدرجة معادن النيكل والبلاتين والبلاديوم والروديوم الروثينيوم، وهي تعتبر محفزات نشطة تعمل في درجات حرارة وضغوط متخفضة، أمّا في الهدرجة ذات الضغط العالي فيتم استخدام كروميت النحاس والنيكل المدعوم على نطاق واسع،  على سبيل المثال في تفاعلات الهدرجة بين المركبات العضوية والهيدروجينية في درجات الحرارة التي لا تتجاوز 480 لا يمكتها أن تتم من دون استخدام محفزات معدنية.

أي أنّه بالعموم تتطلب تفاعلات الهدرجة ثلاثة مكونات: هي الركيزة (المركبات المطلوب هدرجتها) ومصدر الهيدروجين والمحفز، ويتم تنفيذ التفاعل عند درجات حرارة وضغوط متفاوتة اعتمادًا على نوع المحفز والركيزة المستخدمة، على سبيل المثال، يمكن إضافة رابطة مزدوجة من الهيدروجين من خلال مركب مثل الأوليفين في حمض الماليك عن طريق استخدام محفز مثل البلاديوم، وفق المعادلة التالية:

أمّا بالنسبة لاستخدامات الهدرجة في المجال الصناعي، تستخدم الهدرجة بشكل واسع في الصناعة، حيث تستخدم من أجل تنقية أو الحفاظ على العديد من المنتجات أو مكوناتها أو المواد الخام ، من المواد التي يتم معالجتها باستخدام عمليات الهدرجة: الأمونيا والوقود (الهيدروكربونات) والكحول والمستحضرات الصيدلانية والطبية والسمن والبوليولات والبوليمرات والمواد الكيميائية المختلفة مثل كلوريد الهيدروجين وبيروكسيد الهيدروجين.

لكن المنتج الأكثر شيوعًا لعمليات الهدرجة هو الزيت النباتي الذي تتم هدرجته وتحويله من مادة سائلة إلى دهون صلبة أو شبه صلبة وذلك من أجل تحسين طعمه ورائحته،  كذلك الأمر بالنسبة لشراب السوربيتول (Sorbitol) الذي يصنع عن طريق تحليل النشويات مائيًا للحصول على سكر العنب (الغلوكوز)، الذي يتم هدرجته لإنتاج الشراب، ومن الاستخدامات الشائعة أيضًا عمليات تصنيع البترول للحصول على مشتقاته، حيث تتم هدرجة البترول الهام الثقيل باستخدام المحفزات لتكسير سلاسل الكربون الهيدروجينية الطويلة، وفق عملية يطلق عليها التكسير الهيدروجيني، للحصول على مواد أخف مثل الديزل والبنزين ووقود الطائرات وغيرها من المشتقات، كما تستخدم الهدرجة في عمليات البتروكيماويات لإشباع الألكينات والعطريات لجعلها أقل سمية وتفاعلية.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما معنى الهدرجة وما استخدامها الصناعي"؟