Какво представлява пиролизата? Дефиницията, концепцията на процеса

Какво представлява пиролизата? Какво означава за съвременната химическа промишленост? Ние заедно ще разберем този въпрос.

За пиролиза на въглеводороди

И така, какво представлява пиролизата? Определението на този процес включва термичното разлагане на органично съединение без наличието на кислород. Такова разлагане на нефтопродукти, въглища, дървен материал. След като процесът приключи, се образува синтетичен газ, както и други крайни продукти.

Функции на процеса

Пиролизната реакция се извършва при температура от 800 до 900 градуса. Този процес се счита за основна възможност за образуване на етилен. на ненаситен въглеводород е важен изходен материал за получаването на различни органични съединения: бензен, дивинил, пропилен.

Пиролиза на дърво

Спорийки за това какво е пиролизата, забелязваме, че за първи път това химическа технология преработката на нефтени и газови суровини е патентована от А. А. Летни през 1877 г. Какво представлява пиролизата на дървото? Тази реакция се провежда при температура около 500 градуса. Тя се свързва с образуването на такива важни компоненти на химичното производство като оцетна киселина, въглен, смола, ацетон. Като се има предвид, че нашата страна е "килер" на горите, в Русия има големи мелници, които да извършват процеса на пиролиза на дървесината.

Пиролиза на боклука

Пиролизата на отпадъците е специален проект, свързан с унищожаването на битови отпадъци. Сложността на пиролиза на пластмаси, гуми, различни органични отпадъци се дължи на факта, че приема различни технологии, които се различават значително от процеса на обработка на други твърди материали.

В състава на много от отпадъците има сяра, хлор, фосфор, които след окисляване (образуване на оксиди) придобиват свойствата на летливост. Пиролизните продукти представляват заплаха за околната среда.

При взаимодействието на хлор с органични вещества, образувани след завършване на процеса на разлагане, се отделят силни токсични съединения, като диоксини. За да се уловят тези продукти от изпуснатия дим, е необходима специална пиролизна единица. Тази процедура включва значителни материални разходи.

За европейските страни проблемът с рециклирането на гуми от стари автомобили, гумени части, които са изпълнили експлоатационния си живот, е от голямо екологично значение. Поради факта, че естественото масло е незаменим вид минерали, е необходимо в максимална степен да се използват вторични ресурси.

От боклука в домакинството и строителството е възможно да се получи огромно количество различни вещества от органичен и неорганичен състав, поради което е толкова важно да се развие тази индустриална посока.

Полимери и гуми са чудесен ценна суровина. След обработка с ниска температура на пиролиза може да се получи течна фракция от наситени въглеводороди (синтетично масло), запалим газ, въглероден остатък и метален кабел. При изгаряне т гума гума се освобождава в атмосферата от порядъка на 270 кг сажди и около 450 кг на газообразни токсични вещества.

Синтетичен газ

Това е смес от водород и въглероден окис (2). В промишлени количества той се произвежда чрез преобразуване на метана в пара, газификация на въглища, окисление на метан и преработка на органични отпадъци. В зависимост от технологията, използвана за производството на синтетичния газ, съотношението на въглеродния оксид и водорода в него може да варира от 1: 1 до 1: 3.

Сред основните области на приложение на тази суровина, производството на метанол, както и синтезът на Fischer-Tropsch, заемат специално място. Това се разбира като химическа реакция, която възниква, когато има катализатор. Той се състои в превръщането на въглеродния оксид и водорода в различни течни въглеводороди. Като цяло, кобалт и желязо са избрани като катализатори (ускорители) за това взаимодействие.

Специфичността на този процес във възможността за производство на синтетични материали за употреба под формата на смазочно синтетично масло или гориво.

Специфичност на получаването

Как изглежда реакционната химия? Нека да разберем какво е това. Дефиницията на пиролизата беше обсъдена по-горе, сега нека да се занимаваме с характеристиките химически процес. Методът Fischer-Tropsch предполага взаимодействие на метан с кислород. Продуктите на взаимодействие са въглероден моноксид и водород. Реакцията произвежда въглеводороди от редица алкани и водни пари. Това са получените въглеводородни продукти, след пречистване, които се използват за създаване на синтетично масло.

Стойност на пиролизата

Въглероден оксид и газообразен водород се образуват по време на частичното окисляване на дървесното гориво и въглищата. Значимостта на такъв процес е образуването на водород или течни въглеводороди от твърди суровини (въглеводородни отпадъци или въглища).

При неоксидиращата пиролиза на твърдите отпадъци в момента се произвежда синтетичен газ в химическата промишленост. Част от количеството му се използва и под формата на гориво за автомобили, което не подлежи на последваща обработка от реакцията на Fischer-Tropsch. Ако е необходимо да се използват течни горива, подобни на парафините и смазочните материали, се използва опростена химическа технология.

Ако е необходимо да се увеличи количеството на произвеждания водород, чрез промяна на обема на водната пара, сменете това уравнение химическо равновесие. В този случай, след завършване на взаимодействието, се образува водород и въглероден диоксид.

Подобряване на технологиите

След откритието, направено през 1920 г. от немските изследователи Ханс Тропш и Франц Фишер, технологията е многократно модернизирана и подобрена. Постепенно количеството синтетично гориво, създадено от пиролизата, достигна 124 хил. Барела на ден в Германия. Този показател е съществувал през 1944 г.

съвременност

Днес има две големи компании, които използват технологията Fischer-Tropsch. По-голямата част от дизеловото гориво в Южна Африка се произвежда чрез пиролиза, последвано от окисляване на формиращите продукти.

Специално внимание беше обърнато на тази химическа технология, след като учените започнаха да търсят начини за получаване на дизелови сладки вещества, способни да причинят минимални щети на околната среда. Например, американските компании в момента използват кокс или въглища като изходна суровина за производството на течни въглеводороди с високо качество.

Независимо от факта, че процесът на пиролиза е доказана технология, която може да се използва в голям мащаб, тя се свързва с доста високи материални разходи за ремонта и експлоатацията на завода. За много производители това е възпиращо средство, защото има тенденция към намаляване на световните цени на петрола.

заключение

Световните запаси от въглища са достатъчно големи. Те могат да се използват като източник на гориво поради значително изчерпване на нефта. Анализаторите, участващи в нефтената и газовата индустрия, са убедени, че чрез пиролиза могат да се произвеждат качествени въглеводороди. Те отбелязват, че произведеното гориво не само има по-високи екологични показатели в сравнение с петролните горива, но и е приемливо за потребителите в ценовия диапазон. В случай на комбинация от синтез на Fischer-Tropsch и газификация на биомаса, е възможно да се говори за обещаващ начин за създаване на възобновяема версия на автомобилното гориво.

Синтетичните суровини, получени чрез пиролиза на въглища, са конкурентни само при цена на петрола над 40 долара за барел. За да се произвежда такава смес от въглеводороди, са необходими инвестиции в диапазона от седем до девет милиарда долара за осемдесет хиляди барела синтетично гориво. Технологиите, свързани с процеса на пиролиза, се признават сред еколозите като един от най-безопасните за околната среда. Ето защо през последните години, много от развитите страни се обърне голямо внимание на разработването на нови методи за производство на въглеводородни горива, които да им позволяват да се движат далеч от традиционните петролни суровини. Благодарение на иновациите и подобряването на технологичната верига пиролизмът стана много по-евтин и по-достъпен за получаване на висококачествени течни въглеводороди. Образованите продукти се използват не само като гориво, но и за създаването на различни органични вещества.