Kaj je piroliza? Definicija, koncept procesa

Kaj je piroliza? Kaj to pomeni za sodobno kemično industrijo? To vprašanje bomo skupaj razumeli.

O pirolizi ogljikovodikov

Torej, kaj je piroliza? Opredelitev tega postopka vključuje termično razgradnjo organske spojine brez prisotnosti kisika. Takšna razgradnja naftnih derivatov, premoga, lesa. Po končanem postopku se oblikuje sintezni plin, pa tudi drugi končni izdelki.

Procesne funkcije

Reakcija pirolize poteka pri temperaturi 800 do 900 stopinj. To je proces, ki velja za glavno možnost za nastanek etilena. To nenasičen ogljikovodik je pomemben izhodiščni material za pripravo različnih organskih spojin: benzen, divinil, propilen.

Piroza iz lesa

Pri tem se zavedamo, kaj je piroliza kemična tehnologija predelavo surovin za nafto in plin je patentiral A. A. Letnim leta 1877. Kaj je piroliza iz lesa? Ta reakcija se izvede pri temperaturi okoli 500 stopinj. Povezan je z oblikovanjem takšnih pomembnih sestavin kemične proizvodnje kot ocetna kislina, oglje, smola, aceton. Glede na to, da je naša država "shramba" gozdov, v Rusiji obstaja veliko mlinov za izvajanje procesa pirolize lesa.

Piroza smeti

Piroliza odpadkov je poseben projekt, povezan z uničenjem domačega smeti. Kompleksnost pirolize iz plastike, pnevmatik, različnih organskih odpadkov je posledica dejstva, da se pričakuje drugačna tehnologija, ki se bistveno razlikuje od obdelave drugih trdnih materialov.

V sestavi mnogih odpadkov obstaja žveplo, klor, fosfor, ki po oksidaciji (tvorba oksidov) pridobijo lastnosti nestanovitnosti. Izdelki pirolize pomenijo grožnjo za okolje.

V interakciji s klorom z organskimi snovmi, ki nastanejo po zaključku procesa razkroja, sproščanje močnih strupenih spojin, kot so dioksini. Za ulov teh izdelkov iz oddajanega dima je potrebna posebna pirolizna enota. Tak postopek vključuje znatne materialne stroške.

Za evropske države je problem recikliranja starih avtomobilskih pnevmatik, gumenih delov, ki so izpolnjevali njihovo operativno življenje, velikega ekološkega pomena. Ker je naravno olje nezamenljiv tip mineralov, je treba v največji možni meri uporabiti sekundarne vire.

Od gospodinjskega in gradbenega smeti je mogoče dobiti veliko količino različnih organskih in anorganskih sestavin, zato je tako pomembno, da razvijemo to industrijsko smer.

Polimeri in avtomobilske pnevmatike so odlična dragocena surovina. Po obdelavi z nizko temperaturo pirolize je mogoče dobiti tekočo frakcijo nasičenih ogljikovodikov (sintetično olje), vnetljivim plinom, ostanka ogljika in kovinske vrvi. Pri gorenju ton je kavčuk pnevmatika sprosti v ozračje velikostnega reda 270 kg saje in približno 450 kg plinastih strupenih snovi.

Sintezni plin

Je mešanica vodika in ogljikovega monoksida (2). V industrijskih količinah se proizvaja s pretvorbo parnega metana, uplinjanjem premoga, oksidacijo metana in predelavo organskih odpadkov. Odvisno od tehnologije, ki se uporablja za proizvodnjo sinteznega plina, se razmerje ogljikovega monoksida in vodika v njej lahko spreminja od 1: 1 do 1: 3.

Med glavnimi področji uporabe te surovine ima posebno mesto tudi proizvodnja metanola in sinteza Fischer-Tropsch. Razume se kot kemijska reakcija, ki se pojavi, ko je katalizator prisoten. Sestoji iz pretvorbe ogljikovega monoksida in vodika v različne tekoče ogljikovodike. Na splošno so kobalt in železo izbrani kot katalizatorji (pospeševalci) za to interakcijo.

Specifičnost tega postopka pri možnosti izdelave sintetičnih materialov za uporabo v obliki mazalnega sintetičnega olja ali goriva.

Specifičnost prejema

Kako izgleda reakcijska kemija? Ugotovimo, kaj je. Opredelitev pirolize je bila obravnavana zgoraj, zdaj pa se osredotočimo na značilnosti kemični proces. Metoda Fischer-Tropsch pomeni interakcijo metana s kisikom. Produkti interakcije so ogljikov monoksid in vodik. Reakcija proizvaja ogljikovodike iz številnih alkanov in vodnih hlapov. Nastali proizvodi ogljikovodika so po čiščenju, ki se uporabljajo za ustvarjanje sintetičnega olja.

Vrednost pirolize

Med delno oksidacijo lesnega goriva in premoga nastajajo ogljikov monoksid in plinasti vodik. Pomembnost takšnega postopka je nastajanje vodika ali tekočih ogljikovodikov iz trdnih surovin (ogljikovodikov ali premoga).

V neoksidativni pirolizi trdnih odpadkov se sintezni plin trenutno proizvaja v kemični industriji. Nekatera njegova količina se uporablja tudi v obliki avtomobilskega goriva, ki se ne sme naknadno predelati s Fischer-Tropschovo reakcijo. Če je treba uporabiti tekoča goriva, podobna parafini in mazivom, se uporablja poenostavljena kemična tehnologija.

Če je potrebno povečati količino proizvedenega vodika s spremembo volumna vodne pare, se v tej enačbi premakne kemijsko ravnotežje. V tem primeru se po zaključku interakcije oblikujejo vodik in ogljikov dioksid.

Izboljšanje tehnologije

Po odkritju, ki so ga leta 1920 izvedli nemški raziskovalci Hans Tropsch in Franz Fischer, je bila tehnologija večkrat posodobljena in izboljšana. Postopoma je količina sintetičnega goriva, ki ga je ustvarila piroliza, dosegla 124 tisoč sodčkov na dan v Nemčiji. Ta indikator je obstajal leta 1944.

Modernost

Danes obstajata dve veliki družbi, ki v svoji tehnologiji uporabljajo proces Fischer-Tropsch. Večino dizelskega goriva v Južni Afriki proizvaja piroliza, ki ji sledi oksidacija oblikovalnih izdelkov.

Posebna pozornost je bila namenjena tej kemični tehnologiji, potem ko so znanstveniki začeli iskati načine za pridobivanje dizelskih sladkih snovi, ki bi lahko povzročili minimalno škodo na okolju. Na primer, ameriška podjetja trenutno uporabljajo koks ali premog kot surovino za proizvodnjo visoko kakovostnih tekočih ogljikovodikov.

Kljub temu, da je postopek pirolize dokazana tehnologija, ki jo je mogoče uporabiti v velikem obsegu, je povezana s precej visokimi materialnimi stroški za popravilo in obratovanje elektrarne. Za mnoge proizvajalce je to odvračilo, ker je težnja po znižanju svetovnih cen nafte.

Zaključek

Svetovne zaloge premoga so dovolj velike. Lahko jih uporabimo kot vir goriva zaradi znatnega izčrpavanja olja. Analitiki, vključeni v industrijo nafte in plina, so prepričani, da se s pirolizo lahko proizvajajo kakovostni ogljikovodiki. Opozarjajo, da proizvedeno gorivo nima le večje okoljske učinkovitosti kot naftna goriva, ampak je tudi za potrošnike povsem sprejemljivo v cenovnem razponu. V primeru kombinacije sinteze Fischer-Tropsch in uplinjanja biomase je mogoče govoriti o obetavnem načinu izdelave obnovljive različice avtomobilskega goriva.

Sintetične surovine, pridobljene s pirolizo premoga, so konkurenčne samo pri ceni nafte, ki presega 40 USD za sod. Za proizvodnjo takšne mešanice ogljikovodikov so potrebne naložbe v obsegu od sedem do devet milijard dolarjev za osemdeset tisoč sodčkov sintetičnega goriva. Tehnologije, povezane s procesom pirolize, med ekološkimi znanji priznavajo kot eno najvarnejših za okolje. Zato je v zadnjem času veliko razvitih držav veliko pozornosti namenilo razvoju novih načinov proizvodnje ogljikovodikovih goriv, ​​kar jim bo omogočilo odmik od tradicionalnih oljnih surovin. Zahvaljujoč inovacijam in izboljšanju tehnološke verige je proces pirolize postal veliko cenejši in bolj dostopen za pridobivanje visokokakovostnih tekočih ogljikovodikov. Izobraženi izdelki se ne uporabljajo le kot gorivo, ampak tudi za ustvarjanje različnih organskih snovi.