מהו פירוליזה? הגדרת מושג התהליך

מהו פירוליזה? מה המשמעות שיש לתעשייה הכימית המודרנית? נתמודד עם הנושא.

על פירוליזה של פחמימנים

אז, מה הוא פירוליזה? ההגדרה של תהליך זה כרוך פירוק תרמי של תרכובת אורגנית ללא נוכחות חמצן. נתון ההתפוררות של נפט, פחם, עץ. לאחר התהליך מייצר גז סינתזה, כמו גם מוצרי קצה אחרים.

תכונות תהליך

תגובת פירוליזה מתבצעת בטמפרטורה של 800 עד 900 מעלות. תהליך זה נחשב אחד העיקרי להיווצרות של אתילן. זה פחמימנים בלתי רווי הוא זינה חשוב עבור מגוון רחב של תרכובות אורגניות: בנזן, פרופילן divinyl.

פירוליזה עץ

להתווכח על הצעד הוא פירוליזה, נציין, כי בפעם הראשונה בטכנולוגיה זו היא עיבוד כימי של נפט כבר פטנט גז קיץ AA ב 1877. מהי פירוליזה של עץ? תגובה זו מתבצעת בטמפרטורה של כ 500 מעלות. היא מזוהה עם ההיווצרות של מוצרים כימיים כגון רכיבים קריטיים כמו חומצה אצטית, פחם, שרף, אצטון. בהתחשב בכך ארצנו היא "אוצר" של יערות ברוסיה פועלת צמחים גדולים עבור תהליך פירוליזה עץ.

פסולת פירוליזה

פירוליזה של פסולת היא פרויקט מיוחד להשמדת פסולת ביתית. המורכבות של פירוליזה של פלסטיק, צמיגים, פסולת אורגנית שונה בשל העובדה כי הטכנולוגיה השונה הניחה, אשר שונה באופן משמעותי את תהליך עיבוד חומרים מוצקים אחרים.

רכב פסולת רבה הוא גופרית, כלור, זרחן, אשר לאחר החמצון (היווצרות של תחמוצות) לרכוש התנודתיות בנכסים. המוצרים פירוליזה מהווים איום על הסביבה.

כאשר האינטראקציה של כלור עם חומרים אורגניים נוצרה לאחר השלמתי תהליך הפירוק, קיימת פליטת קיימא תרכובות רעילות כגון דיוקסינים. על מנת ללכוד את המוצרים האלה פולטים עשן, דורש התקנה מיוחדת של פירוליזה. הליך כזה מחייב עלויות חומר משמעותיות.

עבור מדינות אירופה, בעל חשיבות אקולוגית רבה היא הבעיה של מיחזור צמיגים ישנים, רכיבי גומי אשר הגשימו חיי השירות שלהם. בשל העובדה כי זינת השמן הטבעית היא מינרלי נופים שאין לו תחליף, יש להשתמש במשאבים המשניים במידה המרבית.

של פסולת ביתית והבנייה יכול לקבל מגוון עצום של חומרים של רכב אורגני ואי-אורגני, ולכן חשוב לפתח אזור תעשייה זו.

פולימרים וצמיגים הם חומר גלם יקר גדול. לאחר עיבוד על ידי פירוליזה בטמפרטורה נמוכה ניתן להשיג שבריר נוזלי של פחמימנים רוויים (שמן סינתטי), גז דליק, שאריות הפחמן וחוט מתכת. כאשר שריפת טונות צמיג גומי משתחרר לאטמוספירה של סדר 270 ק"ג של פחמן שחור וכ 450 ק"ג של חומרים רעילים גזי.

גז סינתזה

תערובת זו של פחמן חד-חמצני ומימן (2). בשנת בקנה מידה תעשייתי זה מתקבל על ידי ביצוע קיטור רפורמה של מתאן, גזיפיקציה של פחם, עיבוד חמצון מתאן מפסולת אורגנית. בהתאם הטכנולוגיה אשר מייצרת גז סינתזה, שבה היחס של פחמן חד חמצני ומימן יכולים להשתנות בטווח של בין 1: 1 ל -1: 3.

בין היישומים העיקריים של חומר גלם זה מתקיים מתנול ייצור מיוחד Tropsch סינתזה פישר. זה מתייחס תגובה כימית המתרחשת בנוכחות זרז. הוא מתבטא ההמרה של פחמן חד-חמצני ומימן במגוון פחמימנים נוזליים. בעיקרון כזרזים (מאיצים) אינטראקציה זו נבחרת קובלט וברזל.

הספציפי של תהליך זה את היכולת לייצר חומרים סינטטיים עבור היישום שלהם בצורה של שמן או דלק סיכה סינטטי.

ספציפי של קבלה

מהי הכימיה של התגובה? בואו ננסה להבין מה זה. הגדרת הפירוליזה שנדונה לעיל, וכעת מתמקדת התכונות של תהליך כימי. פישר-Tropsch התהליך כרוך להגיב המתאן עם חמצן. תוצרי התגובה הם פחמן חד חמצני ומימן. התגובה נתנה פחמימנים סדרת האלקאן ואדי מים. זה נוצר מוצרי פחמימן לאחר הטיהור משמשת ליצור שמן סינטטי.

משמעות פירוליזה

גז פחמן חד חמצני וגז מימן נוצרו על ידי חמצון חלקי של עץ ופחם. המשמעות של תהליך כזה היא היווצרות של חומר גלם מוצק (פחמימנים פסולת או פחם) מימן או פחמימנים נוזליים.

כאשר פירוליזה nonoxidative של הפסולת המוצקה נמצאת כעת גז סינתזת תוצרת התעשייה הכימית. חלק זה משמש כדלק רכב ללא עיבוד נוסף על ידי העמדת תגובת פישר- Tropsch. במידת הצורך, להשתמש paraffins דומה דלק נוזלי סיכה ליישם טכנולוגיה כימית פשוטה.

אם יש צורך להגדיל את כמות המימן מיוצר על ידי שינוי עוצמת הקול של קיטור מוחלפת במשוואה הזאת משקל כימי. במקרה כזה, לאחר השלמת התגובה המיוצר מימן ופחמן דו חמצני.

טכנולוגיית שיפור

לאחר הגילוי, שנעשו 1920 על ידי חוקרים גרמנים הנס Tropsch ו Frantsem Fisherom, טכנולוגיה מודרנית שוב ושוב, השתפר. בהדרגה את מספר הדלק הסינטטי נוצר על ידי פירוליזה, בגרמניה הגיע 124 אלף חביות ביום. כזה אינדיקטור קיים 1944.

מודרני

כיום, קיימות שתי חברות גדולות, אשר משמשות טכנולוגית פישר- Tropsch שלה. רוב הסולר המיוצר על ידי פירוליזה של דרום אפריקה, יצרו מוצרי חמצון עקב.

תשומת לב מיוחדת טכנולוגיה כימית נתון רכשה לאחר מדענים החלו לחפש דרכים לייצר חומרים סולר דל גופרית מסוגל לגרום נזק מינימלי לסביבה. לדוגמה, חברות בארה"ב כיום זינה קולה שנבחרו או פחם, מניב פחמימנים נוזליים באיכות גבוהה.

למרות העובדה כי תהליך פירוליזה היא טכנולוגיה חזקה שיכול לשמש בקנה מידה גדול, זה קשור עלויות חומר גבוהות יחסית עבור תיקונים ותחזוקה של ההתקנה. עבור יצרנים רבים, זה גורם מרתיע, כי קיימת נטייה להפחית מחירי הנפט בעולם.

מסקנה

עתודות פחם העולם הן גדולות מספיק. הם יכולים לשמש כמקור דלק עקב דלדול של שמן אתרי. אנליסטים מעורבים בתעשיית הנפט והגז, משוכנע ידי פירוליזה יכול לייצר פחמימנים באיכות גבוהה. הם מציינים כי דלק וכתוצאה מכך לא רק בעל ביצועים סביבתיים גבוהים יותר בהשוואה מזוט, אבל גם מקובל לחלוטין לצרכנים על טווח מחירים. במקרה של שילוב של פישר- Tropsch גיזוז ביומסה אפשרי לדבר על שיטה מבטיחה לייצור דלק רכב התגלמות מסתובב.

חומרי גלם סינטטיים מתקבלים על ידי פירוליזה של פחם הוא תחרותיים רק כשמחיר הנפט מעל 40 $ לחבית. עבור לייצור תערובת של פחמימנים כזה יש צורך להשקיע בטווח של שבעה עד ותשעה מיליארד דולר שמונים אלף חביות דלק סינתטי. טכנולוגיות הקשורות בתהליך פירוליזה, מוכרות על ידי איכות סביבה בקרב הידידותי ביותר לסביבה. לכן בשנים האחרונות, מדינות מפותחות רבות להקדיש תשומת לב רבה לפיתוח שיטות חדשות לייצור דלקים פחמימניים, אשר ייאפשרו להם להתרחק חומרי גלם נפט המסורתיים. בשל תהליך פירוליזה החדשנות ורשתות שיפור הטכנולוגי הפך משמעותי זול יותר וקל יותר להשיג פחמימנים נוזליים באיכות גבוהה. המוצר המתקבל משמש לא רק כדלק, אלא גם עבור מגוון רחב של חומרים אורגניים.