سوخت پروپانی چگونه درست می‌شود

پروپان نقش مهمی به عنوان منبع انرژی دارد. آن برخی کاربردهای خانگی و صنعتی دارد. ما می‌خواهیم بدانیم آن چیست و چگونه می‌توان آن را از منابع مختلف به دست آورد.

آیا می‌دانستید؟

گاز پروپان بی‌بو و بی‌رنگ است. هم چنین آن شدیداً قابل اشتعال است. در نتیجه برای تشخیص راحت آن به هنگام نشت، یک ماده خوشبو خارجی به آن اضافه می‌شود.
وقتی یک مایع می‌جوشد، تمایل طبیعی ما این است که فرض کنیم آن باید خیلی داغ باشد. اما یک مایع وجود دارد که در دمایی بسیار پایین‌تر از نقطه‌ی انجماد آب به جوش می‌آید. اما این تنها چیز شگفت انگیز در مورد این مایع نیست. باور کنید یا نه، این مایع علاوه بر این که در دماهای انجماد زیر صفر به جوش می‌آید، گازی نیز تولید می‌کند که می‌سوزد! این مایع غیر معمول و عجیب به عنوان پروپان شناخته می‌شود.
پروپان یکی از چندها محصول جانبی است که از نفت خام به دست می‌آیند. اما محصول جانبی بودن به معنای این نیست که آن یک محصول زاید است. پروپان کاربرد زیادی در زندگی روزمره‌ی ما دارد. در حقیقت پروپان با سوختن به انرژی تبدیل می‌شود و تقریباً 4 درصد از نیاز انرژی آمریکا را برآورده می‌کند.
پروپان نوکر مفیدی در بسیاری از خانه‌ها است؛ آن غذا را در آشپزخانه‌ی ما می‌پزد، آب حمام را گرم می‌کند و حتی خانه‌ی ما را وقتی سرد است گرم می‌کند. در تمام مزرعه‌ها، پروپان کشاورزان را قادر می‌سازد که الکتریسیته تولید کنند، جوجه‌های خود را گرم کنند و تراکتورهای خود را آتش کنند.
پروپان مصارف و کاربردهایی نیز در صنعت دارد. آن برای راندن بارکش کارخانه‌های بزرگ یعنی کامیون جرثقیلی چنکگ دار به کار می‌رود. هم چنین آن برای انجام عملیات حرارتی فلزات مختلف و هزاران مصرف صنعتی دیگر به کار می‌رود.
بنابراین واضح است که پروپان یک منبع انرژی مهم است. در بخش‌های زیر ما نگاهی به این خواهیم انداخت که این سوخت عجیب و غریب و شدیداً مفید چیست و چگونه درست می‌شود.

پروپان از چه عنصری درست شده است :

پروپان یک آلکان دارای زنجیره‌ی خطی سه اتم کربنی است. فرمول مولکولی آن C3H8 است. پروپان به گروه گازهای نفتی مایع شده که شامل بوتان، پروپیلن، بوتادین، بوتیلن، ایزو بوتیلن و مخلوط‌های آنها است، تعلق دارد.
پروپان در دمای اتاق گاز است اما تحت فشار بالا و یا در دماهای پایین به مایع تبدیل می‌شود. وزن مولکولی آن 1ر44 گرم بر مول است و دمای نقطه‌ی جوش آن در فشار 1 اتمسفر، 6ر43- درجه‌ی فارنهایت است.

پروپان چگونه درست می‌‌شود :

پروپان گازی است که به طور طبیعی یافت می‌شود و همراه با هیدرو کربن‌های مختلف دیگر نظیر نفت خام، بنزین و بوتان از تجزیه‌ی مواد آلی زیر سطح زمین در طول یک دوره‌ی طولانی ایجاد می‌شود. آن معمولاً به صورت مخلوطی در ذخایر گاز طبیعی و نفت یافت می‌شود و باید فرآوری شود تا جدا شود. در زیر دو روش اصلی برای استخراج پروپان از ذخایر طبیعی آن آورده شده است.
هر دو روش، با حفر چاه نفت برای پمپ نفتی که در زیر زمین وجود دارد، شروع می‌شوند. مخلوط نفت و گازی که از چاه نفتی پمپ می‌شوند در یک تله‌‌ی گازی جمع آوری می‌شوند. نفت خام در مخلوط سنگین‌تر است و به کف تله می‌رود و برای پالایش بیشتر پمپ می‌شود. ‌‌گاز تر مخلوط از جایی که برای فرآوری آن لوله کشی شده است، به بالای تله می‌آید. پروپان از هر دوی این منابع طبیعی استخراج می‌‌‌شود که در زیر آورده شده است.

از گاز طبیعی :

گاز طبیعی که توسط مصرف کنندگان مورد استفاده قرار می‌گیرد بسیار متفاوت از گاز تری است که از چاه بیرون می‌آید. آن تقریباً متان خالص است اما گازی که در چاه موجود است شامل اجزا متعدد و مختلفی از جمله متان، هیدرو کربن‌ها، رطوبت، سولفید هیدروژن، هلیوم، نیتروژن و ترکیب‌های دیگر است که آن را ناخالص می‌سازند. به منظور تصفیه و خالص سازی، گاز طبیعی فرآوری می‌شود و در طول این فرآوری است که پروپان به عنوان محصول جانبی از آن به دست می‌آید.
فرآوری گاز طبیعی شامل جدا کردن هیدرو کربن‌ها و سیالات مختلف از گاز خام است تا گاز خالص خشک و با کیفیت خط لوله به دست آید. پروپان به عنوان محصول جانبی از این اجزای سیالی استخراج می‌شود. برای جدا کردن پروپان، هیدرو کربن‌ها با عبور گاز طبیعی و خام از میان نفت، تجزیه می‌شوند. ‌نفتی که به کار می‌رود نزدیکی به هیدرو کربن‌ها دارد و با کمال میل آنها را جذب می‌کند. هیدرو کربن‌ها بعداً با جذب شدن توسط عامل‌های فعال سطحی و یا با استفاده از فرآیند تبرید، از نفت غنی از هیدرو کربن جدا می‌‌‌شوند.
گاز طبیعی معمولاً شامل 90 % متان و فقط 5 % پروپان است. هنوز نصف پروپانی که در آمریکا به کار می‌رود از گاز طبیعی گرفته می‌شود.

از نفت :

در طی فرآیند پالایش نفت خام، گازهای نفتی مایع در مراحل مختلفی تولید می‌شوند. گازهای نفتی مایع دو جز مهم دارند که عبارتند از : پروپان و بوتان. این دو جز با هم دیگر در کل 1 تا 4 % نفت خام فرآوری شده را تشکیل می‌دهند.
برای جدا کردن پروپان از نفت خام، آن باید روند تقطیر جزء به جزء را طی کند. در این مرحله، هیدرو کربن‌های سنگین‌تر موجود در نفت، به پایین می‌روند و هیدرو کربن‌های سبک‌تر از جمله پروپان، به راحتی از بالاترین لایه‌ی مخلوط استخراج می‌شوند.
مقدار پروپانی که با استفاده از استخراج نفت به دست می‌آید، معمولاً متغیر است و به نوع پالایشگاه نفت وابسته است.
پروپان نسبت به سوخت‌های دیگر نظیر بنزین، نفت سفید و غیره بسیار تمیزتر می‌سوزد. این سوخت مقدار بسیار کمتری گازهای مضر مثل گازهای گلخانه‌‌ای را آزاد و منتشر می‌کند در نتیجه سوخت جایگزین بسیار بهتری به ویژه برای راندن وسایل نقلیه‌ی موتوری است. اما گستردگی ذخایر پروپان نیز همانند ذخایر نفت و گاز طبیعی است و با افزایش عظیم تقاضا برای سوخت‌های فسیلی در چند دهه‌ی گذشته، کاملاً محتمل است که ذخایر طبیعی پروپان همراه با تمام سوخت‌های فسیلی دیگر، در آینده‌ی نزدیک تمام شوند.
در پاسخ به این مشکل، دانشمندان شروع به بررسی منابع جایگزین انرژی کردند. در بسیاری از آزمایشگاه‌های دنیا، سوخت‌ها به طور مصنوعی تولید می‌شوند. پروپان به خاطر انتشار کمتر گاز مضر و آسانی حمل و نقل، به عنوان بهترین کاندیدا برای ساخت مصنوعی انتخاب شده است. در زیر دو روش تولید مصنوعی پروپان آورده شده است که در حال حاضر تحت تحقیق و پژوهش هستند.

از زیست توده :

بسیاری از منابع تجدید پذیر مثل روغن نباتی و زیست توده نظیر نیشکر، علف و غیره برای سنتز پروپان در نظر گرفته شده‌اند. دانشمندان به طور موفقیت آمیز قادر به تولید پروپان از این منابع در آزمایشگاه‌ها شده‌اند اما روند آن خیلی مقرون به صرفه نیست. پژوهش زیادی در حال انجام است تا یک روش اقتصادی برای تولید پروپان از این منابع یافت شود.

از باکتری :

اخیراً تیمی از دانشمندان لندن به طور موفقیت آمیز نشان دادند که می‌توانند از گلوکز با استفاده از نسخه‌ی اصلاح ژنتیکی شده‌ی باکتری ای. کولی، پروپان به دست آورند. ‌این تیم قادر شد روند سنتز اسیدهای چرب این باکتری را با معرفی گروهی از آنزیم‌ها در آن اصلاح کند که سرانجام منجر به تبدیل اسیدهای چرب به پروپان شد.