સંશ્લેષણ-વાયુ (synthesis gas અથવા syngas)

સંશ્લેષણ–વાયુ (synthesis gas અથવા syngas) : વિવિધ કાર્બનિક અને અકાર્બનિક સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વાયુમિશ્રણો પૈકીનું એક. તે લગભગ 2થી 3 કદ હાઇડ્રોજન અને 1 કદ કાર્બન મૉનૉક્સાઇડનું મિશ્રણ છે અને મિથેનોલ તથા એમોનિયાના સંશ્લેષણ માટેનો સ્રોત ગણાય છે. જોકે બંને કિસ્સામાં વાયુમિશ્રણ એકસરખું હોતું નથી. આવાં વાયુમિશ્રણો કોક અથવા કાર્બનસમૃદ્ધ પદાર્થો સાથે પાણીની વરાળ (બાષ્પ પુનરુત્પાદન, steam reforming) અથવા વરાળ અને ઑક્સિજનની (આંશિક ઉપચયન) પ્રક્રિયા દ્વારા ઉદ્ભવે છે. તેઓ મુખ્યત્વે કાર્બન મૉનૉક્સાઇડ (CO) અને હાઇડ્રોજન (H₂) ઉપરાંત થોડો કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ (CO₂) તથા 2 %થી ઓછો નાઇટ્રોજન ધરાવે છે. કાર્બન ઉપર પાણીની વરાળની પ્રક્રિયા દ્વારા મળતા જલવાયુ(CO, CO₂ તથા H₂નું મિશ્રણ)ના અપચયન (reduction) દ્વારા તેમાંનો કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ કાર્બન મૉનૉક્સાઇડમાં ફેરવીને સંશ્લેષણ-વાયુ મેળવી શકાય છે. હાઇડ્રોકાર્બનની ઑક્સિજન તથા પાણીની વરાળ સાથેની પ્રક્રિયાથી પણ સંશ્લેષણ-વાયુ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

આ વાયુનો ઉપયોગ એમોનિયા, મિથેનોલ, ઑક્સો-આલ્કોહૉલ તથા ગૅસોલીન જેવાં હાઇડ્રોકાર્બનો બનાવવામાં કરી શકાય છે.

ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે જીવાશ્મ ઇંધનને વાયુરૂપ હાઇડ્રોજન, કાર્બન મૉનૉક્સાઇડ તથા કાર્બન ડાયૉક્સાઇડમાં ફેરવવામાં આવે છે. આ ગૅસીકરણ (gasifier) ઉપકરણ મહત્તમ ઊંચા દબાણે કાર્ય કરે તો સંશ્લેષણ-વાયુની પડતર કિંમત ઓછી આવે છે. સામાન્ય રીતે 100થી 300 વાતાવરણ દબાણ તથા 200°થી 400° સે. તાપમાન યોગ્યતમ પરિસ્થિતિ છે.

યોગ્ય ઉદ્દીપકોની મદદ વડે સંશ્લેષણ-વાયુનું પુનર્યોજન (recombination) કરીને મિથેનોલ, ઑક્ટેન જેવાં કાર્બનિક સંયોજનો મેળવી શકાય છે. કેટલાક ઉદ્દીપકોની સહાયથી કાર્બન મૉનૉક્સાઇડને જળબાષ્પ સાથે સંયોજી એનું મિશ્રણ મેળવી શકાય છે; જેમાં કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ કરતાં હાઇડ્રોજનનું પ્રમાણ વધારે હોય. આ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડને દૂર કરીને શુદ્ધ હાઇડ્રોજન મેળવાય છે, જેમાંથી એમોનિયાનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન, ચરબીજ પદાર્થોનું હાઇડ્રોજિનેશન તથા પેટ્રોલિયમનું હાઇડ્રો-વિભંજન (hydro cracking) કરી શકાય છે.

અમેરિકામાં મિથાઇલ આલ્કોહૉલ સૌપ્રથમ સંશ્લેષણ-વાયુમાંથી મેળવાયેલો. આ વાયુ ખનીજ-કોલસામાંથી મેળવવામાં આવેલો. હાલમાં સંશ્લેષણ-વાયુ મહદ્ અંશે કુદરતી વાયુમાંથી મેળવવામાં આવે છે. ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રે આ માટેનું એકમ પ્રતિદિન 5.7 x 10⁶ લિટર અથવા 15 લાખ ગૅલન ઇંધન ગ્રેડનો મિથાઇલ આલ્કોહૉલ બનાવી શકે છે. સામાન્ય રીતે એકમ દ્વારા મળતી બનાવટોમાં 97 % મિથેનોલ, 1 % પાણી તથા 1 %થી  2 % ઉચ્ચ આલ્કોહૉલ હોય છે.

જ. પો. ત્રિવેદી