صنعتوں میں گیسوں کو الگ کرنے کے عام طریقے اور اصول

Thread Content

صنعتوں میں گیسوں کو الگ کرنے کے عام طریقے اور اصول
صنعتوں میں عموماً استعمال ہونے والی گیسوں میں آکسیجن، نائٹروجن، آرگون، کاربن ڈائی آکسائیڈ، مائع امونیا، مائع کلورین، ایتھیلین، ہائڈروجن وغیرہ شامل ہیں۔ صنعتی گیسوں کی پیداوار کے مختلف طریقے ہیں، یہاں چند عام طریقوں کا مختصر تعارف پیش کیا جارہا ہے۔ ایک، آکسیجن: صنعتی آکسیجن کی پیداوار کے بنیادی طریقوں میں فضا کو منجمد کرکے الگ کرنے کا طریقہ (جسے مختصراً “ایئر سیپریشن” کہا جاتا ہے)، پانی کے الیکٹرولیسس کا طریقہ، اور ویلیو ایڈیٹڈ ابسورپشن کا طریقہ شامل ہیں۔ آکسیجن تیار کرنے کے لئے استعمال کیے جانے والے عمل کا خلاصہ یہ ہے: فضا کو جذب کرنا → کاربن ڈائی آکسائیڈ جذب کرنے والا ٹاور → کمپریسر → کولر → ڈرائر → فریزر → مائعات سے الگ کرنے والا آلہ → تیل سے الگ کرنے والا آلہ → گیس کا ذخیرہ کرنے والا ٹینک → آکسیجن کمپریسر → گیس کو بھرنا۔ اس کا بنیادی اصول یہ ہے کہ فضا کو مائع حالت میں لایا جاتا ہے، پھر فضا کے مختلف اجزاء کے بخاراتی نقطوں کے فرق کا فائدہ اٹھاکر الگ کرکے آکسیجن تیار کی جاتی ہے۔ بڑے پیمانے پر آکسیجن تیار کرنے والے آلات کی تحقیق، ترقی اور استعمال سے، آکسیجن تیار کرنے میں لگنے والی توانائی کی مقدار میں کمی واقع ہوئی ہے، اور اس طرح مختلف قسم کی گیسیں (جیسے نائٹروجن، آرگون اور دیگر غیرفعال گیسیں) بھی آسانی سے تیار کی جاسکتی ہیں۔ ذخیرہ کرنے اور نقل و حمل کی سہولت کے لئے، ڈی لیکویفیکیشن سپلیٹر کے ذریعہ الگ کیے گئے مائع آکسیجن کو پمپوں کے ذریعہ کم درجہ حرارت والے مائع ذخیرہ خانوں میں منتقل کیا جاتا ہے، اور پھر ان خانوں سے ٹرکوں کے ذریعہ مختلف گہرے درجہ حرارت والے مقامات پر پہنچایا جاتا ہے۔ مائع نائٹروجن اور مائع آرگون کو بھی اسی طریقے سے محفوظ کیا جاتا ہے، اور اسی طریقے سے انہی دوم، نائٹروجن: صنعتی مقاصد کے لئے نائٹروجن کی پیداوار کے بنیادی طریقوں میں ایر پارشنگ، ویلیو ایڈجسٹڈ سوربشن، میمبرین سیپریشن، اور جلانے کا طریقہ شامل ہیں۔ 　　ایئر سیپریشن طریقہ سے حاصل کیا گیا نائٹروجن، بہت صاف ہوتا ہے، اور اس کی پیداوار میں توانائی ک ٹرانسفارمیشن ایڈسورپشن طریقہ سے نائٹروجن تیار کرنے میں، 5A کاربن مولیکیولر سوربنٹ کا استعمال کیا جاتا ہے؛ تاکہ ہوا میں موجود مختلف عناصر کو الگ الگ کیا جاسکے، اور آکسیجن اور نائٹروجن کو الگ کرکے نائٹروجن حاصل کیا جائے۔ اس طریقہ سے حاصل ہونے والے نائٹروجن کا دباؤ زیادہ ہوتا ہے، اور اس کی تیاری میں توانائی کی کم لاگت لگتی ہے۔ مصنوعات کی خالصیت مطلوبہ معیارات پر پوری ہوتی ہے: صنعتی نائٹروجن کی خالصیت ≥98.5%، جبکہ خالص نائٹروجن کی خالصیت ≥99.95% ہوتی ہے۔ تین، آرگون: آرگون، فضا میں پائے جانے والی سب سے زیادہ مقدار میں موجود غیرفعال گیس ہے۔ اس کی تیاری کا بنیادی طریقہ “ایئر سیپریشن” ہے۔ آکسیجن تیار کرنے کے عمل میں، -185.9 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت پر پگھلنے والے مرکبات کو لیکویفائیشن سیپریٹر سے الگ کرنے سے لیکویڈ آرگون حاصل ہوتا ہے۔ چہارم: کاربن ڈائی آکسائیڈ
کاربن ڈائی آکسائیڈ کی پیداوار کے بنیادی طریقے یہ ہیں: چونے کی پیداوار کے دوران ثانوی طور پر کاربن ڈائی آکسائیڈ حاصل ہوتی ہے؛ شراب سازی کے عمل میں بھی کاربن ڈائی آکسائیڈ پیدا ہوتی ہے؛ بھاری تیل اور کوک کے جلنے سے بھی کاربن ڈائی آکسائیڈ پیدا ہوتی ہے؛ نائٹروجن کی تیاری کے عمل میں بھی کاربن ڈائی آکسائیڈ ایک ثانوی مصنوعات کے طور پر حاصل ہوتی ہے۔ فی الحال، سنتھیٹک امونیا کی صنعت میں استعمال ہونے والے خام مواد میں زیادہ تر گیسیں، ریفائنری سے حاصل ہونے والی گیسیں، کوکنگ فرنیس سے حاصل ہونے والی گیسیں، اور کوئلہ شامل ہیں۔ ان کے بنیادی جزو، مختلف ہائڈروجن-کاربن تناسب والے ہائڈروکاربنز اور عنصری کاربن ہیں۔ اعلی درجہ حرارت پر، یہ مواد پانی کے بخارات کے ساتھ مل کر ہائڈروجن اور کاربن مونو آکسائیڈ پر مشتمل گیسیں پیدا کرتے ہیں؛ جبکہ کاربن مونو آکسائیڈ کو بعد میں کاربن ڈائی آکسائیڈ میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ کو خالص کرنے کے طریقوں میں جذبی طریقہ، وولٹیج تبدیل کرکے جذب کرنے کا طریقہ، جذبی تقطیر کا طریقہ، اور فلمی الگ کرنے کا طریقہ شامل ہیں۔ پانچویں، امونیا: امونیا کی تیاری کے لئے بنیادی طور پر براہِ راست سنتھیسس کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔ سنتھیٹک امونیا کی تیاری کا عمل یہ ہے: واٹر گیس جنریٹر میں، گرم کوک پر ہوا اور پانی کا بخار داغا جاتا ہے؛ اس طرح نائٹروجن اور ہائڈروجن کا مرکب گیس حاصل ہوتا ہے۔ اس کے بعد، صفائی، حرارتی تبادلہ، کاربن ڈائی آکسائیڈ کو جمانا، اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کو جذب کرنے جیسے عملوں کے ذریعے خام مواد کی گیس تیار کی جاتی ہے۔ خالص مرکب گیس کو فلٹر، کولر، امونیا الگ کرنے والے آلات، اور ہیٹر کے ذریعے سنتھیسس ری ایکٹر تک پہنچایا جاتا ہے؛ جہاں الگ کرنے والے آلات کے ذریعے مائع امونیا الگ کیا جاتا ہے۔ چھٹا: کلورین گیس
صنعتی مقاصد کے لئے کلورین گیس کو بنانے کا بنیادی طریقہ، مغلوب نمکین پانی کا الیکٹرولاسس کرنا ہے۔ زیادہ خالصیت والی کلورین گیس، ٹھوس کلورائڈز کو الیکٹرولیسس کے ذریعہ تحلیل کرکے فعال دھاتیں تیار کرتے وقت حاصل کی جاتی ہے۔ ہوا یا آکسیجن کا استعمال کرکے، نامیاتی سنتھیسس کی صنعت میں پیدا ہونے والے ثانوی مصنوعات، یعنی ہائڈروکلورائڈ کو آکسیڈائز کرکے کلورین میں تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ ساتویں، ایتھینین گیس: ایتھینین کو حاصل کرنے کے بنیادی طریقوں میں کاربائیڈ کا ہائڈرولیسس، میتھین یا دیگر ہائڈروکاربنز کو اعلی درجہ حرارت پر جلانے کا طریقہ، اور پلازما کے ذریعہ تحلیل کرنے کا طریقہ شامل ہیں۔ کاربائیڈ ہائڈرولیسس طریقہ کار میں عمل کا دورانیہ مختصر ہوتا ہے، اور مصنوعات کی خالصیت بہت زیادہ ہوتی ہے، لیکن اس طریقہ کار می زیادہ تر ڈسولویٹڈ ایتھائن کی پیداوار میں یہی طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔ ایتھیلین کی حل ہونے کی خصوصیات کی بنیاد پر، ایتھیلین گیس کو دبا کر حل میں شامل کیا جاتا ہے، اور پھر اسے سوراخدار مواد سے بھرے ہوئے اسٹیل کے برتنوں میں محفوظ کیا جاتا ہے۔ پروپین، ایک بہترین حل کنندہ کے طور پر استعمال ہوتا ہے؛ اسے سٹیل کی بوتلوں میں استعمال کیا جاتا ہے تاکہ ایتھیلین کو حل کیا جاسکے۔ اس کا کام، سٹیل کی بوتلوں کی مؤثر گنجائش کو بڑھانا اور ایتھیلین گیس کی دھماکہ خیزی کو کم کرنا ہے۔ کیلشیم سلیکیٹ سے بنے اس چھیددار مواد کا کام، پروپین کو یکساں طور پر جذب کرنا، اور ایتھیلین کے تحلیل ہوکر دھماکہ ہونے کے عمل کو روکنا ہے۔ حل شدہ ایتھیلین گیس کے سلنڈروں کے استعمال کو فروغ دینے سے، نہ صرف استعمال آسان ہو جاتا ہے اور کام کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے، بلکہ ماحول بھی بہتر ہوتا ہے، اور کاربائیڈ کی کھپت بھی کم ہو جاتی ہے۔ لیکن اس بات کو یقینی بنانا ضروری ہے کہ سلنڈر کے اندر موجود سوراخ دار مواد کو کوئی نقصان یا آلودگی نہ پہنچے۔ سولوونٹ کی مقدار بھی ایتھیلین گیس کی ضروریات کے مطابق ہونی چاہیے، تاکہ حفاظت اور قابل اعتمادی کو یقینی بنایا جا سکے۔ ڈسولویٹڈ ایتھیلین کی پیداوار اور اسے بوتلوں میں بھرنے کا عمل یوں ہے: خام ایتھیلین گیس کو کیمیائی طریقوں سے صاف کیا جاتا ہے، تاکہ اس میں موجود گندگیاں جیسے سلفر، فاسفور وغیرہ ختم ہو جائیں۔ اس کے بعد اس گیس کو دبایا اور خشک کیا جاتا ہے، تاکہ اسے ڈسولویٹڈ ایتھیلین کی بوتلوں میں بھرا جا سکے۔ ہشتم: ہائڈروجن
صنعتی مقاصد کے لئے ہائڈروجن تیار کرنے کے بنیادی طریقے یہ ہیں: معدنیات کو جلاکر ہائڈروجن حاصل کرنا، پانی کے الیکٹرولیسس کے ذریعہ ہائڈروجن تیار کرنا، اور سیمی ہائڈروگن کاربن کے ذریعہ ہائڈروجن حاصل کرنا۔ پانی کے الیکٹرولیسس کے ذریعہ ہائڈروجن تیار کرنے کا طریقہ قابل اعتماد، آسان عملیات پر مبنی، دیکھ بھال کے لحاظ سے آسان، آلودگی پیدا نہ کرنے والا، اور حاصل ہونے والے ہائڈروجن کی خالصیت بہت زیادہ ہوتی ہے۔ تاہم اس طریقہ میں بجلی کی کافی مقدار درکار ہوتی ہے، جس کی وجہ سے لاگت زیادہ ہوتی ہے؛ اس لیے اس طریقہ کے استعمال میں کچھ پابندیاں ہیں۔ یہ طریقہ بالخصوص ان صارفین کے لئے مفید ہے جنہیں اعلیٰ خالصیت والا ہائڈروجن درکار ہوتا ہے، اور جن کی ضر لیکن نئی ٹیکنالوجیوں کے استعمال سے پانی کے الیکٹرولیسس کی تکنیک میں بہتری آئی ہے، جس کی وجہ سے ہائڈروجن تیار کرنے کے لئے درکار لاگت میں کمی واقع ہوئی ہے، اور بجلی کی کھپت بھی کم ہو گئی ہے۔ امید ہے کہ یہ “صاف توانائی” کی پیداوار کا سب سے بہترین طریقہ بن جائے گا۔ فی الحال، ہائڈروجن تیار کرنے کے لئے جن طریقوں پر تحقیق کی جارہی ہے، ان میں پانی کو الیکٹروکیمیکل طریقے سے تقسیم کرکے ہائڈروجن حاصل کرنا، اور فوٹوکیمیکل عمل کے ذریعے ہائڈروجن تیار کرنا شامل ہیں۔ ماخذ: کیمیکل انجینئرنگ 707