Što je piroliza? Definicija, koncept procesa

Što je piroliza? Što to znači za modernu kemijsku industriju? Zajedno ćemo razumjeti ovo pitanje.

O pirolizama ugljikovodika

Pa što je piroliza? Definicija ovog procesa uključuje toplinsku dekompoziciju organskog spoja bez prisutnosti kisika. Takva raspad naftnih proizvoda, ugljena, drva. Po završetku procesa nastaje sintezni plin, kao i drugi krajnji proizvodi.

Značajke procesa

Reakcija pirolize provodi se na temperaturi od 800 do 900 stupnjeva. Taj se proces smatra glavnom opcijom za stvaranje etilena. nezasićeni ugljikovodik je važan početni materijal za pripremu različitih organskih spojeva: benzen, divinil, propilen.

Piroliza drva

Tvrdimo li što je piroliza, zabilježimo to po prvi put kemijska tehnologija preradu sirovina nafte i plina patentirao je A. A. Letnim u 1877. Što je piroliza drva? Ova se reakcija provodi pri temperaturi od oko 500 stupnjeva. Povezano je s stvaranjem takvih važnih komponenti kemijske proizvodnje kao što je octena kiselina, ugljen, smola, acetona. S obzirom da je naša zemlja "špajz" šuma, u Rusiji postoje velike mlinice za provođenje procesa pirolize drva.

Piroliza smeća

Piroliza otpada je poseban projekt koji se odnosi na uništenje domaćeg smeća. Složenost pirolize plastike, guma i raznih organskih otpada posljedica je činjenice da se očekuje drugačija tehnologija koja se bitno razlikuje od obrade ostalih čvrstih materijala.

U sastavu mnogih otpada postoji sumpor, klor, fosfor, koji nakon oksidacije (stvaranje oksida) stječu svojstva hlapljivosti. Proizvodi pirolize predstavljaju prijetnju okolišu.

U interakciji klora s organskim tvarima formiranim nakon završetka procesa razgradnje, oslobađanje jakih toksičnih spojeva, kao što su dioksini. Kako bi uhvatili te proizvode iz emitiranog dima, potrebna je posebna jedinica za pirolizu. Takav postupak uključuje znatne materijalne troškove.

Za europske zemlje, problem recikliranja starih guma za automobil, gumenih dijelova, koji su ispunili svoj radni vijek, ima veliku ekološku važnost. Zbog činjenice da je prirodno ulje nezamjenjiva vrsta minerala, nužno je koristiti sekundarne izvore u najvećoj mjeri.

Od domaćinstva i građevinske smeće moguće je dobiti ogromnu količinu raznih tvari organskog i anorganskog sastava, pa je tako važno razvijati taj industrijski smjer.

Polimeri i gume za automobil su izvrsna vrijedna sirovina. Nakon njene obrade pomoću niskotemperaturne pirolize mogu se dobiti tekuće frakcije zasićenih ugljikovodika (sintetičko ulje), gorivi plin, ugljični ostatak i metalni kabel. Prilikom gori tonu gumenih guma otpušta se oko 270 kg čađe u atmosferu, kao i oko 450 kg toksičnih plinovitih tvari.

Plin sinteze

To je mješavina vodika i ugljičnog monoksida (2). U industrijskim količinama proizvodi se pretvorbom parnog metana, rasplinjavanju ugljena, oksidacijom metana i obradom organskog otpada. Ovisno o tehnologiji koja se koristi za proizvodnju sinteznog plina, omjer ugljikovog monoksida i vodika u njemu može varirati od 1: 1 do 1: 3.

Među glavnim područjima primjene ovog sirovina, posebno je mjesto proizvodnje metanola, kao i sinteza Fischer-Tropsch. Podrazumijeva se kao kemijska reakcija koja nastaje kada je katalizator prisutan. Sastoji se od pretvorbe ugljikovog monoksida i vodika u razne tekuće ugljikovodike. Općenito, kobalt i željezo se odabiru kao katalizatori (akceleratori) za ovu interakciju.

Specifičnost ovog postupka u mogućnosti proizvodnje sintetičkih materijala za upotrebu u obliku podmazivanja sintetičkog ulja ili goriva.

Specifičnost primitka

Što izgleda kemijska reakcija? Doznajemo što je to. Definicija pirolize je razmatrana gore, sada ćemo se zadržati na značajkama kemijski proces. Metoda Fischer-Tropsch podrazumijeva interakciju metana s kisikom. Proizvodi interakcije su ugljični monoksid i vodik. Reakcija proizvodi ugljikovodike brojnih alkana i vodene pare. To su rezultirajući proizvodi ugljikovodika, nakon čišćenja, koji se koriste za stvaranje sintetičkog ulja.

Vrijednost pirolize

U parcijalnoj oksidaciji drvenog goriva i ugljena nastaju ugljični monoksid i plinoviti vodik. Značaj takvog postupka je stvaranje vodika ili tekućih ugljikovodika iz čvrstih sirovina (ugljikovodični otpad ili ugljen).

U neoksidacijskoj pirolitiji krutog otpada, sintezni plin trenutno se proizvodi u kemijskoj industriji. Neke od njezinih količina također se koriste u obliku goriva za automobile, koje ne podliježu naknadnoj obradi Fischer-Tropsch reakcijom. Ako je potrebno koristiti tekuća goriva slična parafinskim i mazivima, koristi se pojednostavljena kemijska tehnologija.

Ako je potrebno povećati količinu proizvedenog vodika, promjenom volumena vodene pare, pomak u ovoj jednadžbi kemijska ravnoteža. U tom slučaju, nakon završetka interakcije nastaju vodik i ugljični dioksid.

Poboljšanje tehnologije

Nakon otkrića, napravljenog 1920. od strane njemačkih istraživača Hans Tropsch i Franz Fischer, tehnologija je višekratno modernizirana i poboljšana. Postupno, količina sintetičkog goriva nastala pirolizom dosegla je 124 tisuće barela dnevno u Njemačkoj. Ovaj pokazatelj postojao je 1944.

modernost

Danas postoje dvije velike tvrtke koje koriste Fischer-Tropsch proces u svojoj tehnologiji. Većina dizelskog goriva u Južnoj Africi proizvodi piroliza, nakon čega slijedi oksidacija proizvoda koji formiraju.

Posebna pažnja posvećena je ovoj kemijskoj tehnologiji nakon što su znanstvenici počeli tražiti načine dobivanja dizelskih slatkih tvari, koji mogu uzrokovati minimalnu štetu okolišu. Na primjer, američke tvrtke trenutno koriste koks ili ugljen kao sirovinu za proizvodnju tekućih ugljikovodika visoke kvalitete.

Unatoč činjenici da je proces pirolize dokazana tehnologija koja se može koristiti u velikoj mjeri, povezana je s prilično visokim materijalnim troškovima za popravak i rad postrojenja. Za mnoge proizvođače ovo je zastrašujuće jer postoji tendencija smanjenja svjetskih cijena nafte.

zaključak

Svjetske rezerve ugljena su dovoljno velike. Oni se mogu koristiti kao izvor goriva zbog značajnog osiromašenja nafte. Analitičari uključeni u industriju nafte i plina uvjereni su da kroz pirolizu mogu proizvesti kvalitativne ugljikovodike. Primjećuju da proizvedeno gorivo ima viši učinak na okoliš nego nafta, ali je također prihvatljivo za potrošače u rasponu cijena. U slučaju kombinacije Fischer-Tropsch sinteze i rasplinjavanja biomase, moguće je govoriti o obećavajućem načinu izrade obnovljivih inačica goriva za automobile.

Sintetičke sirovine dobivene pirolizom ugljena su konkurentne samo po cijeni nafte od više od 40 dolara po barelu. Da bi se proizvela takva mješavina ugljikovodika, ulaganja su potrebna u rasponu od sedam do devet milijardi dolara za osamdeset tisuća barela sintetičkog goriva. Tehnologije povezane s procesom pirolize prepoznate među ekologima kao jedan od najsigurnijih za okoliš. Zato je nedavno mnoge razvijene zemlje posvećivale veliku pažnju razvoju novih načina proizvodnje ugljikovodičnih goriva, što bi im omogućilo da se odmaknu od tradicionalnih sirovina nafte. Zahvaljujući inovacijama i poboljšanju tehnološkog lanca, proces pirolize postao je mnogo jeftiniji i pristupačniji za dobivanje visoko kvalitetnih tekućih ugljikovodika. Obrazovani proizvodi koriste se ne samo kao gorivo već i za stvaranje raznih organskih tvari.