Apakah itu pirolisis? Apakah kepentingannya untuk industri kimia moden? Mari kita lihat isu ini bersama-sama.
Mengenai pirolisis hidrokarbon
Jadi, apakah itu pirolisis? Takrifan proses ini melibatkan penguraian terma sebatian organik tanpa kehadiran oksigen. Produk minyak, arang batu, kayu terdedah kepada perpecahan tersebut. Selepas proses selesai, gas sintesis terbentuk, serta produk akhir yang lain.
Ciri Proses
Tindak balas pirolisis dijalankan pada suhu 800 hingga 900 darjah. Proses inilah yang dianggap sebagai pilihan utama untuk pembentukan etilena. Hidrokarbon tak tepu ini merupakan bahan mentah penting untuk penghasilan pelbagai sebatian organik: benzena, divinil, propilena.
pirolisis kayu
Berhujah tentang apa itu pirolisis, kami perhatikan bahawa buat pertama kalinya teknologi kimia untuk memproses bahan mentah minyak dan gas ini telah dipatenkan oleh A. A. Letny pada tahun 1877. Apakah pirolisis kayu? Tindak balas ini dijalankan pada suhu kira-kira 500 darjah. Ia dikaitkan dengan pembentukan komponen penting pengeluaran kimia seperti asid asetik, arang, resin,aseton. Memandangkan negara kita adalah "pantry" hutan, tumbuhan besar beroperasi di Rusia untuk proses pirolisis kayu.
pirolisis sampah
Pirolisis sisa ialah projek khas berkaitan pemusnahan sisa isi rumah. Kerumitan pirolisis plastik, tayar, pelbagai sisa organik adalah disebabkan oleh fakta bahawa teknologi yang berbeza diandaikan, yang jauh berbeza daripada proses pemprosesan bahan pepejal lain.
Banyak bahan buangan mengandungi sulfur, klorin, fosforus, yang, selepas pengoksidaan (pembentukan oksida), memperoleh sifat turun naik. Produk pirolisis menimbulkan ancaman kepada alam sekitar.
Apabila klorin berinteraksi dengan bahan organik yang terbentuk selepas selesai proses penguraian, sebatian toksik yang kuat seperti dioksin dibebaskan. Untuk menangkap produk tersebut daripada asap yang dikeluarkan, unit pirolisis khas diperlukan. Prosedur sedemikian melibatkan kos material yang besar.
Bagi negara Eropah, masalah kitar semula tayar kereta lama, alat ganti getah yang telah menyelesaikan hayat perkhidmatannya adalah sangat penting bagi alam sekitar. Disebabkan bahan mentah minyak asli merupakan jenis mineral yang tidak boleh ditukar ganti, adalah perlu untuk menggunakan sumber sekunder pada tahap maksimum.
Daripada sisa isi rumah dan pembinaan, anda boleh mendapatkan sejumlah besar pelbagai bahan komposisi organik dan bukan organik, jadi sangat penting untuk dibangunkanindustri ini.
Polimer dan tayar kereta adalah bahan mentah berharga yang sangat baik. Selepas pemprosesannya dengan pirolisis suhu rendah, adalah mungkin untuk mendapatkan pecahan cecair hidrokarbon tepu (minyak sintetik), gas mudah terbakar, sisa karbon, dan tali logam. Membakar satu tan tayar getah membebaskan kira-kira 270 kg jelaga ke atmosfera, serta kira-kira 450 kg bahan gas beracun.
Syngas
Ini ialah campuran hidrogen dan karbon monoksida (2). Dalam jumlah perindustrian, ia diperoleh semasa pembentukan semula wap metana, pengegasan arang batu, pengoksidaan metana, dan pemprosesan sisa organik. Bergantung pada teknologi yang digunakan untuk menghasilkan gas sintesis, nisbah karbon monoksida dan hidrogen di dalamnya boleh berbeza dari 1:1 hingga 1:3.
Di antara bidang utama penggunaan bahan mentah ini, tempat istimewa diduduki oleh pengeluaran metanol, serta sintesis Fischer-Tropsch. Ia difahami sebagai tindak balas kimia yang berlaku dengan kehadiran mangkin. Ia terdiri daripada penukaran karbon monoksida dan hidrogen kepada pelbagai hidrokarbon cecair. Pada asasnya, kob alt dan besi dipilih sebagai pemangkin (pemecut) untuk interaksi ini.
Kekhususan proses ini ialah kemungkinan menghasilkan bahan sintetik untuk digunakan dalam bentuk minyak pelincir sintetik atau bahan api.
Menerima butiran
Apakah rupa kimia tindak balas? Mari cuba ketahui apa itu. Takrifan pirolisis telah dibincangkan di atas, sekarang mari kita fikirkan ciri-ciri proses kimia. Kaedah Fischer-Tropsch melibatkan interaksi metana dengan oksigen. Hasil tindak balas ialah karbon monoksida dan hidrogen. Hasil daripada tindak balas, kita mendapat hidrokarbon daripada beberapa alkana dan wap air. Ia adalah produk hidrokarbon yang terhasil selepas penulenan yang digunakan untuk mencipta minyak sintetik.
Maksud pirolisis
Karbon monoksida dan gas hidrogen dihasilkan oleh pengoksidaan separa bahan api kayu dan arang batu. Kepentingan proses sedemikian terletak pada pembentukan hidrokarbon hidrogen atau cecair daripada bahan mentah pepejal (sisa hidrokarbon atau arang batu).
Dalam pirolisis bukan oksidatif sisa pepejal, gas sintesis kini dihasilkan dalam industri kimia. Sebahagian daripadanya juga digunakan dalam bentuk bahan api automotif, tanpa pemprosesan selanjutnya oleh reaksi Fischer-Tropsch. Jika perlu menggunakan bahan api cecair yang serupa dengan parafin dan pelincir, teknologi kimia mudah digunakan.
Jika perlu untuk meningkatkan jumlah hidrogen yang dihasilkan, dengan menukar isipadu wap air, keseimbangan kimia dianjakkan dalam persamaan ini. Dalam kes ini, selepas interaksi selesai, hidrogen dan karbon dioksida terbentuk.
Meningkatkan teknologi
Selepas penemuan yang dibuat pada tahun 1920 oleh penyelidik Jerman Hans Tropsch dan Franz Fischer, teknologi itu telah berulang kali dimodenkan dan dipertingkatkan. Secara beransur-ansur kuantitiBahan api sintetik yang dihasilkan oleh pirolisis mencapai 124,000 tong sehari di Jerman. Penunjuk sedemikian wujud pada tahun 1944.
Modeniti
Hari ini, terdapat dua syarikat besar yang menggunakan proses Fischer-Tropsch dalam teknologi mereka. Kebanyakan bahan api diesel di Afrika Selatan dihasilkan secara pirolisis, diikuti dengan pengoksidaan produk pembentuk.
Teknologi kimia ini mendapat perhatian khusus selepas saintis mula mencari cara untuk menghasilkan bahan diesel sulfur rendah yang boleh menyebabkan kerosakan alam sekitar yang minimum. Sebagai contoh, syarikat Amerika kini memilih kok atau arang batu sebagai bahan mentah, menghasilkan hidrokarbon cecair berkualiti tinggi.
Walaupun proses pirolisis adalah teknologi matang yang boleh digunakan secara besar-besaran, ia dikaitkan dengan kos bahan yang agak tinggi untuk pembaikan dan operasi loji. Bagi kebanyakan pengeluar, ini adalah penghalang, kerana terdapat aliran menurun dalam harga minyak dunia.
Kesimpulan
Rizab arang batu dunia agak besar. Ia boleh digunakan sebagai sumber bahan api kerana kehabisan minyak yang ketara. Penganalisis yang terlibat dalam industri minyak dan gas yakin melalui pirolisis hidrokarbon berkualiti tinggi dapat dihasilkan. Mereka ambil perhatian bahawa bahan api yang terhasil bukan sahaja mempunyai prestasi alam sekitar yang lebih tinggi berbanding bahan api petroleum, tetapi juga agak boleh diterima oleh pengguna.mengikut julat harga. Dalam kes gabungan sintesis Fischer-Tropsch dan pengegasan biojisim, kita boleh bercakap tentang cara yang menjanjikan untuk menghasilkan versi bahan api automotif yang boleh diperbaharui.
Stok suapan sintetik, yang diperoleh melalui pirolisis arang batu, adalah kompetitif hanya jika kos minyak melebihi $40 setong. Pengeluaran campuran hidrokarbon sedemikian memerlukan pelaburan antara tujuh hingga sembilan bilion dolar untuk lapan puluh ribu tong bahan api sintetik. Teknologi yang berkaitan dengan proses pirolisis diiktiraf oleh ahli alam sekitar sebagai salah satu yang paling selamat untuk alam sekitar. Itulah sebabnya sejak beberapa tahun kebelakangan ini banyak negara maju telah memberi perhatian yang besar kepada pembangunan kaedah baharu untuk menghasilkan bahan api hidrokarbon, yang membolehkan mereka beralih daripada bahan mentah minyak tradisional. Terima kasih kepada inovasi dan penambahbaikan rantaian teknologi, proses pirolisis telah menjadi lebih murah dan lebih mudah diakses untuk mendapatkan hidrokarbon cecair berkualiti tinggi. Produk berpendidikan digunakan bukan sahaja sebagai bahan api, tetapi juga untuk mencipta pelbagai bahan organik.
