Што такое піроліз? Вызначэнне, паняцце аб працэсе

Што такое піроліз? Якое значэнне ён мае для сучаснай хімічнай прамысловасці? Будзем разам разбірацца ў гэтым пытанні.

Аб піролізу вуглевадародаў

Такім чынам, што такое піроліз? Вызначэнне дадзенага працэсу прадугледжвае тэрмічнае раскладанне арганічнага злучэння без наяўнасці кіслароду. Падвяргаюцца такому распаду нафтапрадукты, вугаль, драўніна. Пасля завяршэння працэсу утворыцца сінтэз-газ, а таксама іншыя канчатковыя прадукты.

Асаблівасці працэсу

Рэакцыя піролізу ажыццяўляецца пры тэмпературы ад 800 да 900 градусаў. Менавіта гэты працэс лічаць асноўным варыянтам адукацыі этылену. Дадзены непредельные вуглевадарод з'яўляецца важным зыходным сыравінай для атрымання разнастайных арганічных злучэнняў: бензолу, Дзівін, прапілену.

піроліз драўніны

Разважаючы над тым, што такое піроліз, адзначым, што ўпершыню гэтая хімічная тэхналогія перапрацоўкі нафтагазавага сыравіны была запатэнтавана А. А. Летнім ў 1877 годзе. Што такое піроліз драўніны? Гэтая рэакцыя ажыццяўляецца пры тэмпературы каля 500 градусаў. Яна звязана з адукацыяй такіх важных кампанентаў хімічнай вытворчасці, як воцатная кіслата, драўняны вугаль, смала, ацэтон. Улічваючы, што наша краіна з'яўляецца «каморы» лясоў, у Расіі функцыянуюць буйныя камбінаты па правядзенні працэсу піролізу драўніны.

піроліз смецця

Піроліз адходаў з'яўляецца спецыяльным праектам, звязаным з знішчэннем бытавога смецця. Складанасць правядзення піролізу пластмас, шын, разнастайных арганічных адходаў звязана з тым, што мяркуецца іншая тэхналогія, істотна адрозная ад працэсу перапрацоўкі іншых цвёрдых матэрыялаў.

У складзе многіх адходаў ёсць сера, хлор, фосфар, якія пасля акіслення (адукацыі аксідаў) набываюць ўласцівасці лятучасці. Прадукты піролізу ўяўляюць пагрозу для навакольнага асяроддзя.

Пры ўзаемадзеянні хлору з арганічнымі рэчывамі, якія ўтвараюцца пасля завяршэння працэсу раскладання, адбываецца выкід трывалых атрутных злучэнняў, такіх як дыяксіны. Для таго каб ўлоўліваць падобныя прадукты з які вылучаецца дыму, неабходна спецыяльная ўстаноўка піролізу. Падобная працэдура прадугледжвае істотныя матэрыяльныя выдаткі.

Для еўрапейскіх краін вялікае экалагічнае значэнне мае праблема ўтылізацыі старых аўтамабільных шын, гумовых дэталяў, якія адпрацавалі свой эксплуатацыйны тэрмін. У сувязі з тым што прыроднае нафтавую сыравіну з'яўляецца незаменным выглядам карысных выкапняў, неабходна ўжываць у максімальным аб'ёме другасныя рэсурсы.

З бытавога і будаўнічага смецця можна атрымліваць велізарная колькасць разнастайных рэчываў арганічнага і неарганічнага складу, таму так важна развіваць дадзены прамысловае напрамак.

Палімеры і аўтамабільныя шыны з'яўляюцца выдатным каштоўным сыравінай. Пасля яго перапрацоўкі шляхам нізкатэмпературнага піролізу можна атрымліваць вадкія фракцыі насычаных вуглевадародаў (сінтэтычную нафту), гаручы газ, вугляродзістай рэшта, а таксама металічны корд. Пры спальванні тоны гумовых шын адбываецца вылучэнне ў атмасферу парадку 270 кг сажы, а таксама каля 450 кг таксічных газападобных рэчываў.

Сінтэз-газ

Гэта сумесь вадароду і аксіду вугляроду (2). У прамысловых аб'ёмах яе атрымліваюць пры правядзенні паравой канверсіі метану, газіфікацыі вугалю, акісленні метану, перапрацоўцы арганічных адходаў. У залежнасці ад таго, па якой тэхналогіі атрымліваюць сінтэз-газ, суадносіны ў ім угарнага газу і вадароду можа вар'іравацца ў дыяпазоне ад 1: 1 да 1: 3.

Сярод асноўных абласцей прымянення дадзенага сыравіны асаблівае месца займае выраб метанолу, а таксама сінтэз Фішэра-Тропша. Пад ім разумеюць хімічную рэакцыю, якая адбываецца пры наяўнасці каталізатара. Заключаецца яна ў пераўтварэнні угарнага газу і вадароду ў разнастайныя вадкія вуглевадароды. У асноўным у якасці каталізатараў (паскаральнікаў) дадзенага ўзаемадзеяння выбіраюць кобальт і жалеза.

Спецыфічнасць дадзенага працэсу ў магчымасці вытворчасці сінтэтычных матэрыялаў для прымянення іх у выглядзе змазачных сінтэтычнага масла або паліва.

спецыфіка атрымання

Як выглядае хімізм рэакцыі? Паспрабуем высветліць, што гэта. Вызначэнне піролізу было разгледжана вышэй, цяпер спынімся на асаблівасцях хімічнага працэсу. Спосаб Фішэра-Тропша мае на ўвазе ўзаемадзеянне метану з кіслародам. Прадуктамі ўзаемадзеяння з'яўляюцца угарны газ і вадарод. У выніку рэакцыі атрымліваем вуглевадароды шэрагу алканов і вадзяной пар. Менавіта ўтвараюцца вуглевадародныя прадукты пасля ачысткі выкарыстоўваюць для стварэння сінтэтычнай нафты.

значэнне піролізу

Угарны газ і газападобны вадарод ўтвараюцца пры частковым акісленні драўнянага паліва і каменнага вугалю. Значнасць падобнага працэсу заключаецца ў адукацыі з цвёрдага сыравіны (вуглевадародных адходаў альбо вугалю) вадароду або вадкіх вуглевадародаў.

Пры неокислительном піролізу цвёрдых адходаў у цяперашні час у хімічнай прамысловасці вырабляюць сінтэз-газ. Некаторы яго колькасць ўжываюць і ў выглядзе аўтамабільнага паліва, не падвяргаючы наступнай перапрацоўцы па рэакцыі Фішэра-Тропша. Пры неабходнасці выкарыстання вадкага паліва аналагічнага парафін і змазцы прымяняецца спрошчаная хімічная тэхналогія.

Калі трэба павялічыць колькасць выпускаецца вадароду, з дапамогай змены аб'ёму вадзянога пара ссоўваюць у дадзеным раўнанні хімічнае раўнавагу. У такім выпадку пасля завяршэння ўзаемадзеяння утвараецца вадарод і вуглякіслы газ.

ўдасканаленне тэхналогіі

Пасля адкрыцця, зробленага ў 1920 годзе нямецкімі даследчыкамі Гансам Тропша і Францам Фішэрам, тэхналогія неаднаразова мадэрнізавалася, ўдасканальвалася. Паступова колькасць сінтэтычнага паліва, створанага шляхам піролізу, дасягнула ў Германіі 124 тысяч барэляў за суткі. Такі паказчык існаваў у 1944 годзе.

сучаснасць

У наш час існуюць дзве буйныя кампаніі, якія ўжываюць у сваёй тэхналогіі працэс Фішэра-Тропша. Большая частка дызельнага паліва ПАР вырабляецца шляхам піролізу, наступнага акіслення ўтвараюць прадуктаў.

Асаблівая ўвага дадзеная хімічная тэхналогія набыла пасля таго, як навуковыя сталі шукаць спосабы атрымання дызельных малосернистых рэчываў, здольных наносіць мінімальную шкоду навакольнага асяроддзі. Напрыклад, амерыканскія кампаніі ў цяперашні час у якасці зыходнага сыравіны выбіраюць кокс або вугаль, атрымліваючы вадкія вуглевадароды высокай якасці.

Нягледзячы на тое што працэс піролізу з'яўляецца прапрацаванай тэхналогіяй, якую можна выкарыстоўваць у буйных маштабах, ён звязаны з даволі высокімі матэрыяльнымі выдаткамі на рамонт і эксплуатацыю ўстаноўкі. Для многіх вытворцаў гэта з'яўляецца стрымліваючым фактарам, бо назіраецца тэндэнцыя зніжэння сусветных коштаў на нафту.

заключэнне

Сусветныя запасы каменнага вугалю досыць вялікія. Яны могуць быць выкарыстаны ў выглядзе крыніцы паліва ў сувязі з істотным высільваннем нафты. Аналітыкі, якія займаюцца нафтагазавай галіной, перакананыя, што менавіта шляхам піролізу можна вырабляць якасныя вуглевадароды. Яны адзначаюць, што якое атрымліваецца паліва не толькі мае больш высокія экалагічныя паказчыкі ў параўнанні з нафтавым палівам, але і цалкам прымальна для спажыўцоў па цэнавым дыяпазоне. У выпадку спалучэння сінтэзу Фішэра-Тропша і газіфікацыі біямасы можна весці гаворку аб перспектыўным спосабе вырабу аднаўляльнай варыянту аўтамабільнага паліва.

Сінтэтычнае сыравіну, якое атрымліваецца шляхам піролізу вугалю, з'яўляецца канкурэнтаздольным толькі пры кошце нафты больш 40 даляраў за барэль. Для вытворчасці падобнай сумесі вуглевадародаў неабходныя інвестыцыі ў дыяпазоне ад сямі да дзевяці мільярдаў долараў за восемдзесят тысяч барэляў сінтэтычнага паліва. Тэхналогіі, звязаныя з працэсам піролізу, прызнаныя у эколагаў аднымі з самых бяспечных для навакольнага асяроддзя. Менавіта таму ў апошні час многія развітыя краіны надаюць вялікую ўвагу распрацоўцы новых спосабаў атрымання вуглевадароднай паліва, якое б дазволіла ім адысці ад традыцыйнага нафтавай сыравіны. Дзякуючы інавацыях і ўдасканаленні тэхналагічнага ланцужка працэс піролізу стаў істотна танней і больш даступнымі для атрымання якасных вадкіх вуглевадародаў. Адукаваныя прадукты ўжываюць не толькі ў якасці паліва, але і для стварэння разнастайных арганічных рэчываў.