Vad är pyrolys? Vad är dess betydelse för den moderna kemiska industrin? Låt oss titta på det här problemet tillsammans.
Om pyrolys av kolväten
Så, vad är pyrolys? Definitionen av denna process innefattar termisk nedbrytning av en organisk förening utan närvaro av syre. Oljeprodukter, kol, trä utsätts för sådan sönderdelning. Efter att processen är avslutad bildas syntesgas, liksom andra slutprodukter.
Processfunktioner
Pyrolysreaktionen utförs vid en temperatur på 800 till 900 grader. Det är denna process som anses vara huvud alternativet för bildandet av eten. Detta omättade kolväte är ett viktigt råmaterial för framställning av olika organiska föreningar: bensen, divinyl, propen.
Träpyrolys
När vi bråkar om vad pyrolys är, noterar vi att denna kemiska teknologi för bearbetning av olja och gasråmaterial för första gången patenterades av A. A. Letny 1877. Vad är träpyrolys? Denna reaktion utförs vid en temperatur av cirka 500 grader. Det är förknippat med bildandet av så viktiga komponenter i kemisk produktion som ättiksyra, träkol, harts,aceton. Med tanke på att vårt land är ett "skafferi" av skogar, arbetar stora anläggningar i Ryssland för processen för träpyrolys.
Skorpyrolys
Avfallspyrolys är ett speciellt projekt relaterat till destruktion av hushållsavfall. Komplexiteten i pyrolysen av plaster, däck, olika organiskt avfall beror på det faktum att en annan teknik antas, som skiljer sig väsentligt från processen att bearbeta andra fasta material.
Många avfall innehåller svavel, klor, fosfor, som efter oxidation (bildning av oxider) får flyktighetsegenskaperna. Pyrolysprodukter utgör ett hot mot miljön.
När klor interagerar med organiska ämnen som bildas efter att sönderdelningsprocessen är klar, frigörs starka giftiga föreningar som dioxiner. För att fånga upp sådana produkter från den avgivna röken behövs en speciell pyrolysenhet. Ett sådant förfarande innebär betydande materialkostnader.
För europeiska länder är problemet med återvinning av gamla bildäck, gummidelar som har förlängt sin livslängd av stor miljövikt. På grund av det faktum att naturliga oljeråvaror är en oersättlig typ av mineraler, är det nödvändigt att använda sekundära resurser i maximal utsträckning.
Från hushålls- och byggavfall kan man få en enorm mängd olika ämnen med organisk och oorganisk sammansättning, så det är så viktigt att utveckladen här branschen.
Polymerer och bildäck är utmärkta värdefulla råvaror. Efter dess bearbetning genom lågtemperaturpyrolys är det möjligt att erhålla flytande fraktioner av mättade kolväten (syntetisk olja), brännbar gas, kolrester och metalltråd. Att bränna ett ton gummidäck släpper ut cirka 270 kg sot i atmosfären, samt cirka 450 kg giftiga gasformiga ämnen.
Syngas
Detta är en blandning av väte och kolmonoxid (2). I industriella volymer erhålls det under ångreformering av metan, kolförgasning, metanoxidation och bearbetning av organiskt avfall. Beroende på vilken teknik som används för att producera syntesgas kan förhållandet mellan kolmonoxid och väte i den variera från 1:1 till 1:3.
Bland de huvudsakliga användningsområdena för detta råmaterial, är en speciell plats upptagen av produktionen av metanol, såväl som Fischer-Tropsch-syntesen. Det förstås som en kemisk reaktion som sker i närvaro av en katalysator. Det består i omvandlingen av kolmonoxid och väte till en mängd olika flytande kolväten. I grund och botten väljs kobolt och järn som katalysatorer (acceleratorer) för denna interaktion.
Det specifika med denna process är möjligheten att producera syntetiska material för användning i form av syntetisk smörjolja eller bränsle.
Tar emot detaljer
Hur ser kemin i en reaktion ut? Låt oss försöka ta reda på vad det är. Definitionen av pyrolys diskuterades ovan, låt oss nu uppehålla oss vid funktionerna i den kemiska processen. Fischer-Tropsch-metoden involverar interaktion mellan metan och syre. Reaktionsprodukterna är kolmonoxid och väte. Som ett resultat av reaktionen får vi kolväten av ett antal alkaner och vattenånga. Det är de resulterande kolväteprodukterna efter rening som används för att skapa syntetisk olja.
Betydelsen av pyrolys
Kolmonoxid och vätgas produceras genom partiell oxidation av träbränsle och kol. Betydelsen av en sådan process ligger i bildandet av väte eller flytande kolväten från fasta råvaror (kolväteavfall eller kol).
I den icke-oxidativa pyrolysen av fast avfall produceras för närvarande syntesgas i den kemiska industrin. En del av det används också i form av bilbränsle, utan vidare bearbetning av Fischer-Tropsch-reaktionen. Om det är nödvändigt att använda flytande bränslen som liknar paraffiner och smörjmedel används en förenklad kemisk teknik.
Om det är nödvändigt att öka mängden producerat väte, genom att ändra volymen vattenånga, förskjuts den kemiska jämvikten i denna ekvation. I detta fall bildas väte och koldioxid efter att interaktionen är fullbordad.
Förbättrar teknik
Efter upptäckten som gjordes 1920 av de tyska forskarna Hans Tropsch och Franz Fischer, har tekniken upprepade gånger moderniserats och förbättrats. Gradvis mängdSyntetiskt bränsle skapat av pyrolys nådde 124 000 fat per dag i Tyskland. En sådan indikator fanns 1944.
Modernity
Idag finns det två stora företag som använder Fischer-Tropsch-processen i sin teknik. Det mesta av dieselbränslet i Sydafrika produceras genom pyrolys, följt av oxidation av de bildade produkterna.
Denna kemiska teknik fick särskild uppmärksamhet efter att forskare började leta efter sätt att producera lågsvavliga dieselämnen som kunde orsaka minimal miljöskada. Till exempel väljer amerikanska företag för närvarande koks eller kol som råvara och producerar flytande kolväten av hög kvalitet.
Trots att pyrolysprocessen är en mogen teknik som kan användas i stor skala, är den förknippad med ganska höga materialkostnader för reparation och drift av anläggningen. För många producenter är detta avskräckande eftersom det finns en nedåtgående trend i världsmarknadspriset på olja.
Slutsats
Världens kolreserver är ganska stora. De kan användas som bränslekälla på grund av betydande oljeutarmning. Analytiker inom olje- och gasindustrin är övertygade om att det är genom pyrolys som högkvalitativa kolväten kan framställas. De noterar att det resulterande bränslet inte bara har högre miljöprestanda jämfört med petroleumbränsle, utan är också ganska acceptabelt för konsumenterna.efter prisklass. När det gäller en kombination av Fischer-Tropsch-syntes och biomassaförgasning kan vi tala om ett lovande sätt att producera en förnybar version av fordonsbränsle.
Syntetisk råvara, erhållen genom pyrolys av kol, är konkurrenskraftig endast om kostnaden för olja är mer än $40 per fat. Framställningen av en sådan blandning av kolväten kräver investeringar som sträcker sig från sju till nio miljarder dollar för åttiotusen fat syntetiskt bränsle. Teknologier som är förknippade med pyrolysprocessen erkänns av miljöaktivister som en av de säkraste för miljön. Det är därför som många utvecklade länder under de senaste åren har ägnat stor uppmärksamhet åt utvecklingen av nya metoder för att producera kolvätebränslen, vilket skulle göra det möjligt för dem att gå bort från traditionella oljeråvaror. Tack vare innovationer och förbättringar av den tekniska kedjan har pyrolysprocessen blivit mycket billigare och mer tillgänglig för att erhålla flytande kolväten av hög kvalitet. Utbildade produkter används inte bara som bränsle utan också för att skapa en mängd olika organiska ämnen.
