Wat is pirolise? Wat is die betekenis daarvan vir die moderne chemiese industrie? Kom ons kyk saam na hierdie kwessie.
Oor die pirolise van koolwaterstowwe
So, wat is pirolise? Die definisie van hierdie proses behels die termiese ontbinding van 'n organiese verbinding sonder die teenwoordigheid van suurstof. Olieprodukte, steenkool, hout word aan sulke disintegrasie blootgestel. Nadat die proses voltooi is, word sintesegas gevorm, asook ander eindprodukte.
Proseskenmerke
Die pirolise-reaksie word uitgevoer by 'n temperatuur van 800 tot 900 grade. Dit is hierdie proses wat beskou word as die belangrikste opsie vir die vorming van etileen. Hierdie onversadigde koolwaterstof is 'n belangrike grondstof vir die produksie van verskeie organiese verbindings: benseen, diviniel, propileen.
Houtpirolise
As ons stry oor wat pirolise is, merk ons op dat hierdie chemiese tegnologie vir die verwerking van olie- en gasgrondstowwe vir die eerste keer in 1877 deur A. A. Letny gepatenteer is. Wat is houtpirolise? Hierdie reaksie word uitgevoer by 'n temperatuur van ongeveer 500 grade. Dit word geassosieer met die vorming van sulke belangrike komponente van chemiese produksie soos asynsuur, houtskool, hars,asetoon. As in ag geneem word dat ons land 'n "spens" van woude is, werk groot aanlegte in Rusland vir die proses van houtpirolise.
Asblikpirolise
Afvalpirolise is 'n spesiale projek wat verband hou met die vernietiging van huishoudelike afval. Die kompleksiteit van die pirolise van plastiek, bande, verskeie organiese afval is te wyte aan die feit dat 'n ander tegnologie aanvaar word, wat aansienlik verskil van die proses om ander vaste materiale te verwerk.
Baie afval bevat swael, chloor, fosfor, wat na oksidasie (vorming van oksiede) die eienskappe van vlugtigheid verkry. Pirolise-produkte hou 'n bedreiging vir die omgewing in.
Wanneer chloor in wisselwerking tree met organiese stowwe wat na die voltooiing van die ontbindingsproses gevorm word, word sterk giftige verbindings soos dioksiene vrygestel. Om sulke produkte van die vrygestelde rook op te vang, is 'n spesiale pirolise-eenheid nodig. So 'n prosedure behels aansienlike materiaalkoste.
Vir Europese lande is die probleem van die herwinning van ou motorbande, rubberonderdele wat hul lewensduur uitgewerk het, van groot omgewingsbelang. As gevolg van die feit dat natuurlike olie-grondstowwe 'n onvervangbare tipe minerale is, is dit nodig om sekondêre hulpbronne tot die maksimum mate te gebruik.
Van huishoudelike en konstruksie-afval kan jy 'n groot hoeveelheid verskillende stowwe van organiese en anorganiese samestelling kry, so dit is so belangrik om te ontwikkelhierdie bedryf.
Polimere en motorbande is uitstekende waardevolle grondstowwe. Na die verwerking daarvan deur lae-temperatuur pirolise, is dit moontlik om vloeibare fraksies van versadigde koolwaterstowwe (sintetiese olie), brandbare gas, koolstofresidu en metaalkoord te verkry. As 'n ton rubberbande verbrand word, word ongeveer 270 kg roet in die atmosfeer vrygestel, asook ongeveer 450 kg giftige gasvormige stowwe.
Syngas
Dit is 'n mengsel van waterstof en koolstofmonoksied (2). In industriële volumes word dit verkry tydens die stoomhervorming van metaan, steenkoolvergassing, metaanoksidasie en verwerking van organiese afval. Afhangende van die tegnologie wat gebruik word om sintesegas te produseer, kan die verhouding van koolstofmonoksied en waterstof daarin wissel van 1:1 tot 1:3.
Onder die hoofareas van toepassing van hierdie grondstof word 'n spesiale plek ingeneem deur die produksie van metanol, sowel as die Fischer-Tropsch-sintese. Dit word verstaan as 'n chemiese reaksie wat plaasvind in die teenwoordigheid van 'n katalisator. Dit bestaan uit die omskakeling van koolstofmonoksied en waterstof in 'n verskeidenheid vloeibare koolwaterstowwe. Basies word kob alt en yster as katalisators (versnellers) vir hierdie interaksie gekies.
Die spesifisiteit van hierdie proses is die moontlikheid om sintetiese materiale te vervaardig vir gebruik in die vorm van sintetiese smeerolie of brandstof.
Ontvang besonderhede
Hoe lyk die chemie van 'n reaksie? Kom ons probeer uitvind wat dit is. Die definisie van pirolise is hierbo bespreek, laat ons nou stilstaan by die kenmerke van die chemiese proses. Die Fischer-Tropsch-metode behels die interaksie van metaan met suurstof. Die reaksieprodukte is koolstofmonoksied en waterstof. As gevolg van die reaksie kry ons koolwaterstowwe van 'n aantal alkane en waterdamp. Dit is die resulterende koolwaterstofprodukte na suiwering wat gebruik word om sintetiese olie te skep.
Betekenis van pirolise
Koolstofmonoksied en waterstofgas word geproduseer deur die gedeeltelike oksidasie van houtbrandstof en steenkool. Die betekenis van so 'n proses lê in die vorming van waterstof of vloeibare koolwaterstowwe uit vaste grondstowwe (koolwaterstofafval of steenkool).
In die nie-oksidatiewe pirolise van vaste afval word sintesegas tans in die chemiese industrie vervaardig. Sommige daarvan word ook in die vorm van motorbrandstof gebruik, sonder verdere verwerking deur die Fischer-Tropsch-reaksie. Indien dit nodig is om vloeibare brandstof soortgelyk aan paraffiene en smeermiddels te gebruik, word 'n vereenvoudigde chemiese tegnologie gebruik.
As dit nodig is om die hoeveelheid waterstof wat geproduseer word te verhoog, deur die volume waterdamp te verander, word die chemiese ewewig in hierdie vergelyking verskuif. In hierdie geval, nadat die interaksie voltooi is, word waterstof en koolstofdioksied gevorm.
Verbeter tegnologie
Ná die ontdekking wat in 1920 deur Duitse navorsers Hans Tropsch en Franz Fischer gemaak is, is die tegnologie herhaaldelik gemoderniseer en verbeter. Geleidelik hoeveelheidSintetiese brandstof wat deur pirolise geskep is, het 124 000 vate per dag in Duitsland bereik. So 'n aanwyser het in 1944 bestaan.
Modernity
Vandag is daar twee groot maatskappye wat die Fischer-Tropsch-proses in hul tegnologie gebruik. Die meeste van die dieselbrandstof in Suid-Afrika word deur pirolise geproduseer, gevolg deur oksidasie van die produkte wat vorm.
Hierdie chemiese tegnologie het veral aandag gekry nadat wetenskaplikes begin soek het na maniere om diesel-lae-swaelstowwe te vervaardig wat minimale omgewingskade kan veroorsaak. Byvoorbeeld, Amerikaanse maatskappye kies tans kooks of steenkool as grondstof, wat vloeibare koolwaterstowwe van hoë geh alte produseer.
Ten spyte van die feit dat die piroliseproses 'n volwasse tegnologie is wat op groot skaal gebruik kan word, word dit geassosieer met redelik hoë materiaalkoste vir die herstel en bedryf van die aanleg. Vir baie produsente is dit 'n afskrikmiddel, want daar is 'n afwaartse neiging in wêreldoliepryse.
Gevolgtrekking
Wêreldsteenkoolreserwes is redelik groot. Hulle kan as 'n bron van brandstof gebruik word as gevolg van aansienlike olie-uitputting. Ontleders wat by die olie- en gasbedryf betrokke is, is oortuig daarvan dat dit deur pirolise is dat hoëgeh alte koolwaterstowwe geproduseer kan word. Hulle merk op dat die gevolglike brandstof nie net hoër omgewingsprestasie het in vergelyking met petroleumbrandstof nie, maar ook redelik aanvaarbaar is vir verbruikers.volgens prysklas. In die geval van 'n kombinasie van Fischer-Tropsch-sintese en biomassavergassing, kan ons praat oor 'n belowende manier om 'n hernubare weergawe van motorbrandstof te vervaardig.
Sintetiese grondstof, verkry deur pirolise van steenkool, is slegs mededingend as die koste van olie meer as $40 per vat is. Die produksie van so 'n mengsel van koolwaterstowwe vereis beleggings wat wissel van sewe tot nege miljard dollar vir tagtigduisend vate sintetiese brandstof. Tegnologieë wat met die pirolise-proses geassosieer word, word deur omgewingsbewustes erken as een van die veiligste vir die omgewing. Dit is hoekom baie ontwikkelde lande die afgelope paar jaar groot aandag gegee het aan die ontwikkeling van nuwe metodes vir die vervaardiging van koolwaterstofbrandstowwe, wat hulle in staat sal stel om weg te beweeg van tradisionele olie-grondstof. Danksy innovasies en verbetering van die tegnologiese ketting het die piroliseproses baie goedkoper en meer toeganklik geword vir die verkryging van hoëgeh alte vloeibare koolwaterstowwe. Opgevoede produkte word nie net as brandstof gebruik nie, maar ook om 'n verskeidenheid organiese stowwe te skep.
