Los gases industriales

GASES INDUSTRIALES

Los gases industriales se utilizan en casi todos los sectores industriales, el comercio, la ciencia y la investigación para una gran variedad de propósitos. Dado el amplio espectro de aplicación, las necesidades de los usuarios de gases industriales varían en gran medida en términos de volumen, pureza, composición y modalidades de distribución.

Estos gases industriales desempeñan funciones muy variadas y esenciales dentro de nuestra economía, algunos de estos son materia prima para la elaboración de otros productos industriales.

GASES MÁS COMUNES:

1. H2: Hidrógeno.

2. N2: Nitrógeno.

3. O2: Oxigeno.

4. CO2: Bióxido de carbono.

5. C2H2: Acetileno.

6. Kr: Kriptón

7. Ne: Neón.

8. Co2: Hielo seco.

9. He: Helio.

10. Xe: Xenón.

1. Hidrogeno

Es el primer elemento de la tabla periódica. En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido, compuesto de moléculas diatómicas, H2. El átomo de hidrógeno, símbolo H, consta de un núcleo de unidad de carga positiva y un solo electrón. Tiene número atómico 1 y peso atómico de 1.00797. Es uno de los constituyentes principales del agua y de toda la materia orgánica, y está distribuido de manera amplia no sólo en la Tierra sino en todo el universo. Existen 3 isótopos del hidrógeno: el protio, de masa 1, que se encuentra en más del 99.98% del elemento natural; el deuterio, de masa 2, que se encuentra en la naturaleza aproximadamente en un 0.02%, y el tritio, de masa 3, que aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero que puede producirse artificialmente por medio de varias reacciones nucleares.

El hidrógeno es la sustancia más inflamable de todas las que se conocen. El hidrógeno es un poco más soluble en disolventes orgánicos que en el agua. Muchos metales absorben hidrógeno. La adsorción del hidrógeno en el acero puede volverlo quebradizo, lo que lleva a fallas en el equipo para procesos químicos.

A temperaturas ordinarias el hidrógeno es una sustancia poco reactiva a menos que haya sido activado de alguna manera; por ejemplo, por un catalizador adecuado. A temperaturas elevadas es muy reactivo.

Aunque por lo general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia a temperaturas elevadas en átomos libres. El hidrógeno atómico es un agente reductor poderoso, aun a la temperatura ambiente. Reacciona con los óxidos y los cloruros de muchos metales, entre ellos la plata, el cobre, el plomo, el bismuto y el mercurio, para producir los metales libres. Reduce a su estado metálico algunas sales, como los nitratos, nitritos y cianuros de sodio y potasio. Reacciona con cierto número de elementos, tanto metales como no metales, para producir hidruros, como el NaH, KH, H2S y PH3. El hidrógeno atómico produce peróxido de hidrógeno, H2O2, con oxígeno. Con compuestos orgánicos, el hidrógeno atómico reacciona para generar una mezcla compleja de productos; con etileno, C2H4, por ejemplo, los productos son etano, C2H6, y butano, C4H10. El calor que se libera cuando los átomos de hidrógeno se recombinan para formar las moléculas de hidrógeno se aprovecha para obtener temperaturas muy elevadas en soldadura de hidrógeno atómico.

El hidrógeno reacciona con oxígeno para formar agua y esta reacción es extraordinariamente lenta a temperatura ambiente; pero si la acelera un catalizador, como el platino, o una chispa eléctrica, se realiza con violencia explosiva. Con nitrógeno, el hidrógeno experimenta una importante reacción para dar amoniaco. El hidrógeno reacciona a temperaturas elevadas con cierto número de metales y produce hidruros. Los óxidos de muchos metales son reducidos por el hidrógeno a temperaturas elevadas para obtener el metal libre o un óxido más bajo. El hidrógeno reacciona a temperatura ambiente con las sales de los metales menos electropositivos y los reduce a su estado metálico. En presencia de un catalizador adecuado, el hidrógeno reacciona con compuestos orgánicos no saturados adicionándose al enlace doble.

El hidrogeno ha sido durante mucho tiempo una materia prima gaseosa muy importante para la industria química y del petróleo. El hidrogeno se vende como gas y como líquido.

El hidrogeno se deriva casi exclusivamente de los materiales carbonáceos, primordialmente hidrocarburos, y/o del agua. Estos materiales se descomponen por medio de la aplicación de energía, que puede ser eléctrica, química o térmica. Entre los ejemplos de lo anterior se encuentran, la electrolisis del agua, la reformación por vapor de hidrocarburos y la disociación térmica del gas natural. El hidrogeno se produce también por la oxidación parcial de los hidrocarburos y por otros métodos mucho menos importantes como el proceso de vapor hierro, del gas de agua y del gas pobre, y la separación del gas de horno de choque y las corrientes de refinería sin gas. La difusión, a través de una aleación de paladio plata, produce hidrogeno de muy alta pureza.

Aplicaciones industriales:

 El empleo más importante del hidrógeno es en la síntesis del amoniaco. La utilización del hidrógeno está aumentando con rapidez en las operaciones de refinación del petróleo, como el rompimiento por hidrógeno (hydrocracking), y en el tratamiento con hidrógeno para eliminar azufre. Se consumen grandes cantidades de hidrógeno en la hidrogenación catalítica de aceites vegetales líquidos insaturados para obtener grasas sólidas.

 La hidrogenación se utiliza en la manufactura de productos químicos orgánicos.

 Grandes cantidades de hidrógeno se emplean como combustible de cohetes, en combinación con oxígeno o flúor, y como un propulsor de cohetes impulsados por energía nuclear.

 El hidrógeno se utiliza también para transformar diferentes óxidos metálicos en metales (como los de plata, cobre, plomo, bismuto, mercurio, molibdeno y wolframio)

 Proceso de síntesis de metanol: Este proceso adquirió gran importancia sobre todo en los años de la crisis del petróleo, como síntesis de combustibles alternativos.

2. Nitrógeno:

Elemento químico, símbolo N, número atómico 7, peso atómico 14.0067; es un gas en condiciones normales. El nitrógeno molecular es el principal constituyente de la atmósfera (78% por volumen de aire seco). Esta concentración es resultado del balance entre la fijación del nitrógeno atmosférico por acción bacteriana, eléctrica (relámpagos) y química (industrial) y su liberación a través de la descomposición de materias orgánicas por bacterias o por combustión. En estado combinado, el nitrógeno se presenta en diversas formas. Es constituyente de

...