Introduzione
In questo argomento desidero fornire informazioni sulla produzione di idrogeno gassoso a pressione e flusso stabili per le sintesi che prevedono l'idrogenazione nella produzione di farmaci su larga scala. Nella precedente rassegna ho parlato della preparazione in laboratorio di idrogeno gassoso (H2) a bassa portata e pressione.
In generale
Un generatore di idrogeno è una macchina utilizzata per produrre idrogeno dall'acqua, utilizzando un processo chiamato elettrolisi. Se la pressione di alimentazione dell'idrogeno dal generatore è sufficientemente alta, può eliminare la necessità di bombole di idrogeno, fornendo un'alternativa più sicura e più facile da usare. Un generatore di idrogeno utilizza una membrana a scambio protonico (PEM) per produrre idrogeno gassoso ad alta purezza dall'acqua. La cella PEM è stata originariamente sviluppata dalla NASA ed è ampiamente utilizzata in applicazioni industriali e di laboratorio.Produzione di idrogeno gassoso
L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'Universo, anche se allo stato gassoso non è presente naturalmente sulla Terra e deve essere prodotto. Nell'industria, l'H2 (gas) viene prodotto su larga scala attraverso un processo chiamato steam reforming, per separare gli atomi di carbonio e idrogeno dai combustibili idrocarburici. L'idrogeno viene utilizzato in laboratorio per una serie di applicazioni di laboratorio come l'idrolisi di sostanze insature come il P2NP, la sintesi del Modafinil, la sintesi totale dell'acido (+)-lisergico, la sintesi dell'HU-210, la sintesi della dl-efedrina dall'1-fenil-1,2-propandione e altre sintesi. Inoltre, viene utilizzato in gascromatografia (GC) come combustibile o gas di trasporto e ICP-MS come gas di collisione, nell'industria chimica per sintetizzare ammoniaca, cicloesano e metanolo e nell'industria alimentare per l'idrogenazione degli oli per formare i grassi.
La ricerca e lo sviluppo hanno permesso di ottenere mezzi più sicuri, più ecologici, più efficienti e convenienti per la generazione di idrogeno gassoso su richiesta per le applicazioni di laboratorio, di produzione e industriali. Lasicurezza è migliorata a tal punto che l'idrogeno gassoso viene ora utilizzato in alcuni veicoli da trasporto come carburante pulito e "non inquinante"; il gas viene generato dall'acqua e il sottoprodotto della sua combustione è l'acqua.
La ricerca e lo sviluppo hanno permesso di ottenere mezzi più sicuri, più ecologici, più efficienti e convenienti per la generazione di idrogeno gassoso su richiesta per le applicazioni di laboratorio, di produzione e industriali. Lasicurezza è migliorata a tal punto che l'idrogeno gassoso viene ora utilizzato in alcuni veicoli da trasporto come carburante pulito e "non inquinante"; il gas viene generato dall'acqua e il sottoprodotto della sua combustione è l'acqua.
Questo articolo fornisce le risposte: Come funziona un generatore di idrogeno?
Un generatore di idrogeno utilizza una membrana a scambio protonico (PEM) per produrre idrogeno gassoso ad alta purezza dall'acqua. Lacella PEM è stata originariamente sviluppata dalla NASA ed è ampiamente utilizzata in applicazioni industriali e di laboratorio.
Produzione di idrogeno gassoso
L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'Universo, anche se allo stato gassoso non è presente naturalmente sulla Terra e deve essere prodotto. Nell'industria, l'H2(g) viene prodotto su larga scala attraverso un processo chiamato steam reforming, per separare gli atomi di carbonio e idrogeno dai combustibili idrocarburici. L'idrogeno viene utilizzato in laboratorio per una serie di applicazioni come la gascromatografia (GC) come combustibile o gas di trasporto e l'ICP-MS come gas di collisione, nell'industria chimica per sintetizzare farmaci, ammoniaca, cicloesano e metanolo e nell'industria alimentare per l'idrogenazione degli oli per formare i grassi.
In che modo un generatore di idrogeno è più sicuro di una bombola?
Un generatore di idrogeno non immagazzina grandi quantità di idrogeno al suo interno in qualsiasi momento, né durante il funzionamento né quando non è in uso. Ciò significa che se si verifica una perdita, è probabile che fuoriesca solo una quantità molto piccola di idrogeno. Al contrario, una bombola di idrogeno piena può contenere fino a 11.000 litri di idrogeno gassoso, che potrebbero essere tutti rilasciati in caso di perdita. Igeneratori di idrogeno di buona qualità contengono anche dei sensori che rilevano le perdite di idrogeno e di acqua e interrompono la produzione di idrogeno quando viene rilevata una perdita.
- Versare acqua distillata nel generatore.
- Collegare un tubo flessibile al rubinetto di uscita del gas idrogeno, situato sul retro del generatore, e preparare il sistema (matracci o reattore).
- Collegare il generatore all'alimentazione elettrica e accenderlo alla presa di corrente. Accendere il generatore tramite l'interruttore di alimentazione (situato sul retro del generatore) e attendere. Il generatore eseguirà un controllo del sistema. Nota: al primo utilizzo, il generatore potrebbe smettere di generare pressione mentre la camera di separazione si riempie d'acqua. In questo caso, riavviare il generatore. La pressione interna (pressione "ACT") del generatore aumenterà fino alla pressione di esercizio richiesta (pressione "SET"). Una volta raggiunta la pressione richiesta, la valvola di uscita del generatore verrà aperta e l'idrogeno verrà fornito allo strumento applicativo.
Caratteristiche principali del generatore di idrogeno
- Velocità del flusso di H2. Questa caratteristica è molto importante per la sintesi organica perché se si dispone di un reattore di grandi dimensioni, collegato all'atmosfera, è necessario utilizzare un generatore di idrogeno ad alto flusso. Viceversa, con un reattore di piccolo volume e vicino, che non ha bisogno di un flusso stabile, non è necessario un flusso elevato. Sarebbe sufficiente il generatore di idrogeno dell'apparato di Keep.
- Purezza dell'H2. È la purezza dell'idrogeno gassoso, importante per gli obiettivi della gascromatografia. Nella sintesi organica, questa caratteristica non è così importante.
- Potenza in ingresso (watt/ora). Questa caratteristica dipende dalle prestazioni e dal flusso di un generatore di gas, quindi è maggiore per i generatori ad alto flusso. Richiedono una maggiore potenza elettrica.
Video del generatore di idrogeno fai da te
Fornitori
La scelta dipende dal budget e dagli obiettivi, dai tempi di spedizione e dalle regole di importazione. Qui sono rappresentati alcuni fornitori con diverse gamme di prezzi per i generatori di idrogeno con flusso di 250-300 mL/min. I prezzi sono validi per il 04.2022.Jinan Konwer Instrument Co., Ltd.
Hunan Moreshine Trading Co., Ltd.
Vici-dbs
SPW Industrial
Parker
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