پیرولیز چیست؟ اهمیت آن برای صنایع شیمیایی مدرن چیست؟ بیایید با هم این موضوع را بررسی کنیم.
درباره پیرولیز هیدروکربن ها
بنابراین، پیرولیز چیست؟ تعریف این فرآیند شامل تجزیه حرارتی یک ترکیب آلی بدون حضور اکسیژن است. محصولات نفتی، زغال سنگ، چوب در معرض چنین فروپاشی قرار دارند. پس از تکمیل فرآیند، گاز سنتز و همچنین سایر محصولات نهایی تشکیل می‌شود.
ویژگی های فرآیند
واکنش پیرولیز در دمای 800 تا 900 درجه انجام می شود. این فرآیند است که گزینه اصلی برای تشکیل اتیلن در نظر گرفته می شود. این هیدروکربن غیراشباع یک ماده اولیه مهم برای تولید ترکیبات آلی مختلف است: بنزن، دی وینیل، پروپیلن.
تجزیه حرارت چوب
با بحث در مورد اینکه پیرولیز چیست، خاطرنشان می کنیم که برای اولین بار این فناوری شیمیایی برای پردازش مواد خام نفت و گاز توسط A. A. Letny در سال 1877 به ثبت رسید. پیرولیز چوب چیست؟ این واکنش در دمای حدود 500 درجه انجام می شود. با تشکیل اجزای مهم تولید شیمیایی مانند اسید استیک، زغال چوب، رزین،استون با توجه به اینکه کشور ما یک انبار جنگلی است، کارخانه های بزرگی در روسیه برای فرآیند پیرولیز چوب فعالیت می کنند.
پرولیز زباله
پرولیز زباله یک پروژه ویژه مرتبط با تخریب زباله های خانگی است. پیچیدگی پیرولیز پلاستیک ها، لاستیک ها، ضایعات آلی مختلف به این دلیل است که فناوری متفاوتی در نظر گرفته شده است که به طور قابل توجهی با فرآیند پردازش مواد جامد دیگر متفاوت است.
بسیاری از ضایعات حاوی گوگرد، کلر، فسفر هستند که پس از اکسید شدن (تشکیل اکسیدها) خاصیت فرار به دست می آورند. محصولات پیرولیز تهدیدی برای محیط زیست هستند.
هنگامی که کلر با مواد آلی تشکیل شده پس از تکمیل فرآیند تجزیه برهم کنش می کند، ترکیبات سمی قوی مانند دیوکسین ها آزاد می شوند. برای گرفتن چنین محصولاتی از دود ساطع شده، یک واحد حرارتی ویژه مورد نیاز است. چنین رویه‌ای مستلزم هزینه‌های قابل توجه مواد است.
برای کشورهای اروپایی، مشکل بازیافت لاستیک‌های قدیمی خودرو، قطعات لاستیکی که عمر مفید خود را تکمیل کرده‌اند از اهمیت زیست‌محیطی بالایی برخوردار است. با توجه به اینکه مواد اولیه نفت طبیعی از انواع مواد معدنی غیرقابل جایگزین هستند، لازم است از منابع ثانویه حداکثر استفاده شود.
از زباله های خانگی و ساختمانی، می توانید مقدار زیادی مواد مختلف از ترکیبات آلی و معدنی دریافت کنید، بنابراین توسعه آن بسیار مهم است.این صنعت.
پلیمرها و لاستیک های خودرو مواد اولیه با ارزش بسیار خوبی هستند. پس از پردازش آن توسط پیرولیز در دمای پایین، می توان بخش های مایع هیدروکربن های اشباع (روغن مصنوعی)، گاز قابل احتراق، باقی مانده کربن و طناب فلزی را به دست آورد. سوزاندن یک تن لاستیک حدود 270 کیلوگرم دوده در جو و همچنین حدود 450 کیلوگرم مواد گازی سمی آزاد می کند.
Syngas
این مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن است (2). در حجم‌های صنعتی، در طی اصلاح بخار متان، گازی شدن زغال‌سنگ، اکسیداسیون متان و فرآوری زباله‌های آلی به دست می‌آید. بسته به فناوری مورد استفاده برای تولید گاز سنتز، نسبت مونوکسید کربن و هیدروژن موجود در آن می تواند از 1:1 تا 1:3 متفاوت باشد.
در میان زمینه های اصلی کاربرد این ماده خام، جایگاه ویژه ای را تولید متانول و همچنین سنتز فیشر-تروپش به خود اختصاص داده است. به عنوان یک واکنش شیمیایی که در حضور یک کاتالیزور رخ می دهد درک می شود. این شامل تبدیل مونوکسید کربن و هیدروژن به انواع هیدروکربن های مایع است. اساساً کبالت و آهن به عنوان کاتالیزور (شتاب دهنده) برای این تعامل انتخاب می شوند.
ویژگی این فرآیند امکان تولید مواد مصنوعی برای استفاده در قالب روغن روان کننده مصنوعی یا سوخت است.
دریافت مشخصات
شیمی واکنش چگونه است؟ بیایید سعی کنیم بفهمیم چیست.تعریف پیرولیز در بالا مورد بحث قرار گرفت، اکنون اجازه دهید به ویژگی های فرآیند شیمیایی بپردازیم. روش فیشر-تروپش شامل برهمکنش متان با اکسیژن است. محصولات واکنش مونوکسید کربن و هیدروژن هستند. در نتیجه واکنش، هیدروکربن های تعدادی آلکان و بخار آب به دست می آید. این محصولات هیدروکربنی حاصل پس از تصفیه است که برای ایجاد روغن مصنوعی استفاده می شود.
معنای پیرولیز
مونوکسید کربن و گاز هیدروژن از اکسیداسیون جزئی سوخت چوب و زغال سنگ تولید می شود. اهمیت چنین فرآیندی در تشکیل هیدروژن یا هیدروکربن های مایع از مواد خام جامد (ضایعات هیدروکربنی یا زغال سنگ) نهفته است.
در پیرولیز غیر اکسیداتیو ضایعات جامد، گاز سنتز در حال حاضر در صنایع شیمیایی تولید می شود. برخی از آن نیز به شکل سوخت خودرو، بدون پردازش بیشتر توسط واکنش فیشر-تروپش استفاده می شود. در صورت لزوم استفاده از سوخت های مایع مشابه پارافین ها و روان کننده ها، از فناوری شیمیایی ساده استفاده می شود.
در صورت نیاز به افزایش مقدار هیدروژن تولیدی، با تغییر حجم بخار آب، تعادل شیمیایی در این معادله جابه‌جا می‌شود. در این حالت پس از اتمام برهمکنش، هیدروژن و دی اکسید کربن تشکیل می شود.
بهبود فناوری
پس از کشف در سال 1920 توسط محققین آلمانی هانس تروپش و فرانتس فیشر، این فناوری بارها و بارها مدرن و بهبود یافته است. به تدریج مقدارسوخت مصنوعی تولید شده توسط پیرولیز به 124000 بشکه در روز در آلمان رسید. چنین شاخصی در سال 1944 وجود داشت.
مدرنیته
امروزه دو شرکت بزرگ وجود دارند که از فرآیند فیشر-تروپش در فناوری خود استفاده می کنند. بیشتر سوخت دیزل در آفریقای جنوبی از طریق تجزیه در اثر حرارت تولید می شود و به دنبال آن اکسیداسیون محصولات تشکیل می شود.
این فناوری شیمیایی پس از آن که دانشمندان شروع به جستجوی راه‌هایی برای تولید مواد کم سولفور دیزل کردند که بتواند کمترین آسیب زیست محیطی را به همراه داشته باشد، توجه ویژه‌ای را به خود جلب کرد. به عنوان مثال، شرکت های آمریکایی در حال حاضر کک یا زغال سنگ را به عنوان خوراک انتخاب می کنند و هیدروکربن های مایع با کیفیت بالا تولید می کنند.
علیرغم این واقعیت که فرآیند پیرولیز یک فناوری بالغ است که می تواند در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار گیرد، با هزینه های نسبتاً بالایی مواد برای تعمیر و بهره برداری از کارخانه همراه است. برای بسیاری از تولیدکنندگان، این یک عامل بازدارنده است، زیرا روند کاهشی در قیمت جهانی نفت وجود دارد.
نتیجه گیری
ذخایر زغال سنگ در جهان بسیار زیاد است. آنها می توانند به عنوان منبع سوخت به دلیل کاهش قابل توجه نفت استفاده شوند. تحلیلگران درگیر در صنعت نفت و گاز متقاعد شده اند که از طریق پیرولیز است که می توان هیدروکربن های با کیفیت بالا تولید کرد. آنها خاطرنشان می کنند که سوخت حاصل نه تنها عملکرد زیست محیطی بالاتری در مقایسه با سوخت نفتی دارد، بلکه برای مصرف کنندگان نیز کاملاً قابل قبول است.بر اساس محدوده قیمت در مورد ترکیبی از سنتز فیشر-تروپش و تبدیل به گاز زیست توده، می‌توان در مورد روشی امیدوارکننده برای تولید یک نسخه تجدیدپذیر از سوخت خودرو صحبت کرد.
خوراک مصنوعی که از طریق تجزیه در اثر حرارت زغال سنگ به دست می آید، تنها در صورتی قابل رقابت است که قیمت نفت بیش از 40 دلار در هر بشکه باشد. تولید چنین مخلوطی از هیدروکربن ها مستلزم سرمایه گذاری های بین هفت تا نه میلیارد دلار برای هشتاد هزار بشکه سوخت مصنوعی است. فن‌آوری‌های مرتبط با فرآیند پیرولیز توسط محیط‌بانان به عنوان یکی از ایمن‌ترین فناوری‌ها برای محیط زیست شناخته می‌شوند. به همین دلیل است که در سال های اخیر بسیاری از کشورهای توسعه یافته توجه زیادی به توسعه روش های جدید برای تولید سوخت های هیدروکربنی داشته اند که به آنها اجازه می دهد تا از خوراک سنتی نفت دور شوند. به لطف نوآوری ها و بهبود زنجیره تکنولوژیکی، فرآیند پیرولیز برای به دست آوردن هیدروکربن های مایع با کیفیت بالا بسیار ارزان تر و در دسترس تر شده است. محصولات آموزش دیده نه تنها به عنوان سوخت، بلکه برای ایجاد انواع مواد آلی نیز استفاده می شوند.
