Ano ang pyrolysis? Ano ang kahalagahan nito para sa modernong industriya ng kemikal? Sabay nating tingnan ang isyung ito.
Tungkol sa pyrolysis ng hydrocarbons
So, ano ang pyrolysis? Ang kahulugan ng prosesong ito ay nagsasangkot ng thermal decomposition ng isang organic compound na walang pagkakaroon ng oxygen. Ang mga produktong langis, karbon, kahoy ay nakalantad sa naturang pagkawatak-watak. Pagkatapos makumpleto ang proseso, nabuo ang synthesis gas, gayundin ang iba pang mga produkto.
Mga Tampok ng Proseso
Ang pyrolysis reaction ay isinasagawa sa temperaturang 800 hanggang 900 degrees. Ito ang prosesong ito na itinuturing na pangunahing opsyon para sa pagbuo ng ethylene. Ang unsaturated hydrocarbon na ito ay isang mahalagang feedstock para sa paggawa ng iba't ibang organikong compound: benzene, divinyl, propylene.
Wood pyrolysis
Sa pagtatalo kung ano ang pyrolysis, napapansin namin na sa unang pagkakataon ang kemikal na teknolohiyang ito para sa pagproseso ng mga hilaw na materyales ng langis at gas ay na-patent ni A. A. Letny noong 1877. Ano ang wood pyrolysis? Ang reaksyong ito ay isinasagawa sa isang temperatura na halos 500 degrees. Ito ay nauugnay sa pagbuo ng mga mahalagang bahagi ng paggawa ng kemikal tulad ng acetic acid, uling, dagta,acetone. Isinasaalang-alang na ang ating bansa ay isang "pantry" ng mga kagubatan, ang malalaking halaman ay nagpapatakbo sa Russia para sa proseso ng wood pyrolysis.
Trash pyrolysis
Ang
Waste pyrolysis ay isang espesyal na proyekto na may kaugnayan sa pagkasira ng basura sa bahay. Ang pagiging kumplikado ng pyrolysis ng mga plastik, gulong, iba't ibang mga organikong basura ay dahil sa ang katunayan na ang ibang teknolohiya ay ipinapalagay, na makabuluhang naiiba sa proseso ng pagproseso ng iba pang mga solidong materyales.
Maraming basura ang naglalaman ng sulfur, chlorine, phosphorus, na, pagkatapos ng oksihenasyon (pagbuo ng mga oxide), ay nakakakuha ng mga katangian ng pagkasumpungin. Ang mga produktong pyrolysis ay nagdudulot ng banta sa kapaligiran.
Kapag ang chlorine ay nakipag-ugnayan sa mga organikong sangkap na nabuo pagkatapos ng pagkumpleto ng proseso ng agnas, ang malalakas na nakakalason na compound tulad ng mga dioxin ay inilalabas. Upang makuha ang mga naturang produkto mula sa ibinubuga na usok, kinakailangan ang isang espesyal na yunit ng pyrolysis. Ang ganitong pamamaraan ay nagsasangkot ng malalaking gastos sa materyal.
Para sa mga bansang Europeo, ang problema sa pagre-recycle ng mga lumang gulong ng kotse, mga piyesa ng goma na nakatulong sa kanilang buhay ng serbisyo ay may malaking kahalagahan sa kapaligiran. Dahil sa katotohanan na ang mga natural na hilaw na materyales ng langis ay isang hindi mapapalitang uri ng mga mineral, kinakailangang gumamit ng pangalawang mapagkukunan sa pinakamataas na lawak.
Mula sa mga basura sa bahay at konstruksiyon, makakakuha ka ng napakalaking dami ng iba't ibang sangkap ng organic at inorganic na komposisyon, kaya napakahalagang bumuoindustriyang ito.
Ang mga polymer at gulong ng kotse ay napakahusay na mahahalagang hilaw na materyales. Pagkatapos ng pagproseso nito sa pamamagitan ng mababang temperatura na pyrolysis, posibleng makakuha ng mga likidong fraction ng saturated hydrocarbons (synthetic oil), combustible gas, carbon residue, at metal cord. Ang pagsunog ng isang toneladang goma na gulong ay naglalabas ng humigit-kumulang 270 kg ng soot sa atmospera, gayundin ang humigit-kumulang 450 kg ng mga nakakalason na gaseous substance.
Syngas
Ito ay pinaghalong hydrogen at carbon monoxide (2). Sa mga volume na pang-industriya, nakukuha ito sa panahon ng steam reforming ng methane, coal gasification, methane oxidation, at pagproseso ng organic waste. Depende sa teknolohiyang ginamit upang makagawa ng synthesis gas, ang ratio ng carbon monoxide at hydrogen sa loob nito ay maaaring mag-iba mula 1:1 hanggang 1:3.
Sa mga pangunahing lugar ng aplikasyon ng hilaw na materyal na ito, isang espesyal na lugar ang inookupahan ng paggawa ng methanol, gayundin ang Fischer-Tropsch synthesis. Ito ay nauunawaan bilang isang kemikal na reaksyon na nangyayari sa pagkakaroon ng isang katalista. Binubuo ito sa conversion ng carbon monoxide at hydrogen sa iba't ibang likidong hydrocarbon. Karaniwan, pinipili ang cob alt at iron bilang mga catalyst (mga accelerator) para sa pakikipag-ugnayang ito.
Ang pagiging tiyak ng prosesong ito ay ang posibilidad ng paggawa ng mga sintetikong materyales para gamitin sa anyo ng synthetic na lubricating oil o gasolina.
Pagtanggap ng mga detalye
Ano ang hitsura ng chemistry ng isang reaksyon? Subukan nating alamin kung ano ito. Ang kahulugan ng pyrolysis ay tinalakay sa itaas, ngayon ay tumira tayo sa mga tampok ng proseso ng kemikal. Ang pamamaraang Fischer-Tropsch ay kinabibilangan ng interaksyon ng methane sa oxygen. Ang mga produkto ng reaksyon ay carbon monoxide at hydrogen. Bilang resulta ng reaksyon, nakakakuha tayo ng mga hydrocarbon ng isang bilang ng mga alkanes at singaw ng tubig. Ito ang mga resultang produktong hydrocarbon pagkatapos ng purification na ginagamit upang lumikha ng synthetic na langis.
Kahulugan ng pyrolysis
Ang carbon monoxide at hydrogen gas ay nagagawa ng bahagyang oksihenasyon ng kahoy na panggatong at karbon. Ang kahalagahan ng naturang proseso ay nakasalalay sa pagbuo ng hydrogen o likidong hydrocarbon mula sa solidong hilaw na materyales (hydrocarbon waste o coal).
Sa non-oxidative pyrolysis ng solid waste, ang synthesis gas ay kasalukuyang ginagawa sa industriya ng kemikal. Ang ilan sa mga ito ay ginagamit din sa anyo ng automotive fuel, nang walang karagdagang pagproseso ng reaksyon ng Fischer-Tropsch. Kung kinakailangang gumamit ng mga likidong panggatong na katulad ng mga paraffin at lubricant, isang pinasimpleng kemikal na teknolohiya ang ginagamit.
Kung kinakailangan upang dagdagan ang dami ng hydrogen na ginawa, sa pamamagitan ng pagbabago ng dami ng singaw ng tubig, ang kemikal na equilibrium ay inililipat sa equation na ito. Sa kasong ito, pagkatapos makumpleto ang pakikipag-ugnayan, ang hydrogen at carbon dioxide ay nabuo.
Pagpapabuti ng teknolohiya
Matapos ang pagtuklas na ginawa noong 1920 ng mga mananaliksik na Aleman na sina Hans Tropsch at Franz Fischer, ang teknolohiya ay paulit-ulit na ginawang moderno at pinahusay. Unti-unting damiAng synthetic fuel na nilikha ng pyrolysis ay umabot sa 124,000 barrels kada araw sa Germany. Umiral ang naturang indicator noong 1944.
Modernity
Ngayon, may dalawang malalaking kumpanya na gumagamit ng proseso ng Fischer-Tropsch sa kanilang teknolohiya. Karamihan sa diesel fuel sa South Africa ay ginawa sa pamamagitan ng pyrolysis, na sinusundan ng oksihenasyon ng mga bumubuong produkto.
Nakakuha ng partikular na atensyon ang teknolohiyang kemikal na ito matapos magsimulang maghanap ang mga siyentipiko ng mga paraan upang makagawa ng mga diesel na low-sulfur substance na maaaring magdulot ng kaunting pinsala sa kapaligiran. Halimbawa, ang mga kumpanyang Amerikano ay kasalukuyang pumipili ng coke o karbon bilang feedstock, na gumagawa ng mataas na kalidad na mga likidong hydrocarbon.
Sa kabila ng katotohanan na ang proseso ng pyrolysis ay isang mature na teknolohiya na maaaring gamitin sa malaking sukat, ito ay nauugnay sa medyo mataas na gastos sa materyal para sa pagkumpuni at pagpapatakbo ng planta. Para sa maraming mga producer, ito ay isang deterrent, dahil mayroong isang pababang trend sa mga presyo ng langis sa mundo.
Konklusyon
Ang mga reserbang karbon sa mundo ay medyo malaki. Maaari silang magamit bilang isang mapagkukunan ng gasolina dahil sa makabuluhang pagkaubos ng langis. Ang mga analyst na kasangkot sa industriya ng langis at gas ay kumbinsido na ito ay sa pamamagitan ng pyrolysis na ang mataas na kalidad na hydrocarbons ay maaaring gawin. Pansinin nila na ang nagresultang gasolina ay hindi lamang may mas mataas na pagganap sa kapaligiran kumpara sa gasolina ng petrolyo, ngunit medyo katanggap-tanggap din sa mga mamimili.ayon sa hanay ng presyo. Sa kaso ng kumbinasyon ng Fischer-Tropsch synthesis at biomass gasification, maaari nating pag-usapan ang isang magandang paraan upang makagawa ng nababagong bersyon ng automotive fuel.
Sintetikong feedstock, na nakuha sa pamamagitan ng pyrolysis ng karbon, ay mapagkumpitensya lamang kung ang halaga ng langis ay higit sa $40 bawat bariles. Ang paggawa ng naturang pinaghalong hydrocarbon ay nangangailangan ng mga pamumuhunan mula pito hanggang siyam na bilyong dolyar para sa walumpung libong bariles ng sintetikong gasolina. Ang mga teknolohiyang nauugnay sa proseso ng pyrolysis ay kinikilala ng mga environmentalist bilang isa sa pinakaligtas para sa kapaligiran. Iyon ang dahilan kung bakit sa mga nakaraang taon maraming mga binuo bansa ay nagbabayad ng malaking pansin sa pagbuo ng mga bagong pamamaraan para sa paggawa ng hydrocarbon fuels, na magpapahintulot sa kanila na lumayo mula sa tradisyonal na feedstock ng langis. Salamat sa mga inobasyon at pagpapabuti ng teknolohikal na kadena, ang proseso ng pyrolysis ay naging mas mura at mas madaling makuha para sa pagkuha ng mataas na kalidad na likidong hydrocarbon. Ang mga produktong may pinag-aralan ay ginagamit hindi lamang bilang panggatong, kundi pati na rin upang lumikha ng iba't ibang mga organikong sangkap.
