Çfarë është piroliza? Cila është rëndësia e saj për industrinë moderne kimike? Le ta shqyrtojmë këtë çështje së bashku.
Rreth pirolizës së hidrokarbureve
Pra, çfarë është piroliza? Përkufizimi i këtij procesi përfshin dekompozimin termik të një përbërjeje organike pa praninë e oksigjenit. Produktet e naftës, qymyri, druri janë të ekspozuar ndaj një shpërbërjeje të tillë. Pas përfundimit të procesit, formohet gazi i sintezës, si dhe produkte të tjera përfundimtare.
Veçoritë e procesit
Reaksioni i pirolizës kryhet në një temperaturë prej 800 deri në 900 gradë. Është ky proces që konsiderohet opsioni kryesor për formimin e etilenit. Ky hidrokarbur i pangopur është një lëndë ushqyese e rëndësishme për prodhimin e përbërjeve të ndryshme organike: benzen, divinil, propileni.
piroliza e drurit
Duke argumentuar se çfarë është piroliza, vërejmë se për herë të parë kjo teknologji kimike për përpunimin e lëndëve të para të naftës dhe gazit u patentua nga A. A. Letny në 1877. Çfarë është piroliza e drurit? Ky reagim kryhet në një temperaturë prej rreth 500 gradë. Ajo shoqërohet me formimin e përbërësve të tillë të rëndësishëm të prodhimit kimik si acidi acetik, qymyri, rrëshira,aceton. Duke marrë parasysh që vendi ynë është një "qilar" pyjesh, në Rusi funksionojnë impiante të mëdha për procesin e pirolizës së drurit.
Piroliza e plehrave
Piroliza e mbetjeve është një projekt i veçantë që lidhet me shkatërrimin e mbeturinave shtëpiake. Kompleksiteti i pirolizës së plastikës, gomave, mbetjeve të ndryshme organike është për faktin se supozohet një teknologji e ndryshme, e cila ndryshon dukshëm nga procesi i përpunimit të materialeve të tjera të ngurta.
Shumë mbetje përmbajnë squfur, klor, fosfor, të cilët pas oksidimit (formimit të oksideve), fitojnë vetitë e avullueshmërisë. Produktet e pirolizës përbëjnë një kërcënim për mjedisin.
Kur klori ndërvepron me substancat organike të formuara pas përfundimit të procesit të dekompozimit, lirohen komponime të forta toksike si dioksinat. Për të kapur produkte të tilla nga tymi i emetuar, nevojitet një njësi e veçantë pirolize. Një procedurë e tillë përfshin kosto të konsiderueshme materiale.
Për vendet evropiane, problemi i riciklimit të gomave të vjetra të makinave, pjesëve të gomës që kanë përpunuar jetën e tyre të shërbimit është me rëndësi të madhe mjedisore. Për faktin se lëndët e para natyrore të naftës janë një lloj minerali i pazëvendësueshëm, është e nevojshme të përdoren burimet dytësore në masën maksimale.
Nga mbeturinat shtëpiake dhe ndërtimore, mund të merrni një sasi të madhe substancash të ndryshme me përbërje organike dhe inorganike, ndaj është kaq e rëndësishme të zhvillohenikjo industri.
Polimerët dhe gomat e makinave janë lëndë të para të shkëlqyera të vlefshme. Pas përpunimit të tij me pirolizë në temperaturë të ulët, është e mundur të merren fraksione të lëngshme të hidrokarbureve të ngopura (vaj sintetik), gaz të djegshëm, mbetje karboni dhe kordon metalik. Djegia e një ton gomash gome lëshon rreth 270 kg blozë në atmosferë, si dhe rreth 450 kg substanca toksike të gazta.
Syngas
Kjo është një përzierje e hidrogjenit dhe monoksidit të karbonit (2). Në vëllimet industriale, ai merret gjatë reformimit me avull të metanit, gazifikimit të qymyrit, oksidimit të metanit dhe përpunimit të mbetjeve organike. Në varësi të teknologjisë së përdorur për prodhimin e gazit të sintezës, raporti i monoksidit të karbonit dhe hidrogjenit në të mund të ndryshojë nga 1:1 në 1:3.
Ndër fushat kryesore të aplikimit të kësaj lënde të parë, një vend të veçantë zë prodhimi i metanolit, si dhe sinteza Fischer-Tropsch. Kuptohet si një reaksion kimik që ndodh në prani të një katalizatori. Ai konsiston në shndërrimin e monoksidit të karbonit dhe hidrogjenit në një shumëllojshmëri të hidrokarbureve të lëngëta. Në thelb, kob alti dhe hekuri janë zgjedhur si katalizatorë (përshpejtues) për këtë ndërveprim.
Specifikiteti i këtij procesi është mundësia e prodhimit të materialeve sintetike për përdorim në formën e vajit sintetik lubrifikues ose karburantit.
Specifikat e marrjes
Si duket kimia e një reaksioni? Le të përpiqemi të zbulojmë se çfarë është. Përkufizimi i pirolizës u diskutua më lart, tani le të ndalemi në veçoritë e procesit kimik. Metoda Fischer-Tropsch përfshin ndërveprimin e metanit me oksigjenin. Produktet e reagimit janë monoksidi i karbonit dhe hidrogjeni. Si rezultat i reaksionit, marrim hidrokarbure të një numri alkanesh dhe avull uji. Janë produktet hidrokarbure që rezultojnë pas pastrimit që përdoren për të krijuar vaj sintetik.
Kuptimi i pirolizës
Monoksidi i karbonit dhe gazi hidrogjen prodhohen nga oksidimi i pjesshëm i lëndës djegëse të drurit dhe qymyrit. Rëndësia e një procesi të tillë qëndron në formimin e hidrogjenit ose hidrokarbureve të lëngëta nga lëndët e para të ngurta (mbeturinat e hidrokarbureve ose qymyri).
Në pirolizën jooksiduese të mbetjeve të ngurta, gazi sintetik aktualisht prodhohet në industrinë kimike. Një pjesë e tij përdoret edhe në formën e karburantit të automobilave, pa përpunim të mëtejshëm nga reaksioni Fischer-Tropsch. Nëse është e nevojshme të përdoren lëndë djegëse të lëngshme të ngjashme me parafinat dhe lubrifikantët, përdoret një teknologji kimike e thjeshtuar.
Nëse është e nevojshme të rritet sasia e hidrogjenit të prodhuar, duke ndryshuar vëllimin e avullit të ujit, ekuilibri kimik zhvendoset në këtë ekuacion. Në këtë rast, pas përfundimit të bashkëveprimit, formohen hidrogjeni dhe dioksidi i karbonit.
Përmirësimi i teknologjisë
Pas zbulimit të bërë në vitin 1920 nga studiuesit gjermanë Hans Tropsch dhe Franz Fischer, teknologjia është modernizuar dhe përmirësuar vazhdimisht. Gradualisht sasiKarburanti sintetik i krijuar nga piroliza arriti në 124,000 fuçi në ditë në Gjermani. Një tregues i tillë ekzistonte në vitin 1944.
Modernitet
Sot, ka dy kompani të mëdha që përdorin procesin Fischer-Tropsch në teknologjinë e tyre. Pjesa më e madhe e karburantit dizel në Afrikën e Jugut prodhohet nga piroliza, e ndjekur nga oksidimi i produkteve formuese.
Kjo teknologji kimike fitoi vëmendje të veçantë pasi shkencëtarët filluan të kërkonin mënyra për të prodhuar substanca me naftë me përmbajtje të ulët squfuri që mund të shkaktonin dëm minimal mjedisor. Për shembull, kompanitë amerikane aktualisht po zgjedhin koksin ose qymyrin si lëndë ushqyese, duke prodhuar hidrokarbure të lëngshme me cilësi të lartë.
Pavarësisht se procesi i pirolizës është një teknologji e pjekur që mund të përdoret në shkallë të gjerë, ai shoqërohet me kosto mjaft të larta materiale për riparimin dhe funksionimin e impiantit. Për shumë prodhues, kjo është një pengesë, sepse ka një tendencë rënëse të çmimeve botërore të naftës.
Përfundim
Rezervat botërore të qymyrit janë mjaft të mëdha. Ato mund të përdoren si burim karburanti për shkak të varfërimit të konsiderueshëm të naftës. Analistët e përfshirë në industrinë e naftës dhe gazit janë të bindur se është përmes pirolizës që mund të prodhohen hidrokarbure me cilësi të lartë. Ata vërejnë se karburanti që rezulton jo vetëm ka performancë më të lartë mjedisore në krahasim me karburantin e naftës, por është gjithashtu mjaft i pranueshëm për konsumatorët.sipas diapazonit të çmimeve. Në rastin e një kombinimi të sintezës Fischer-Tropsch dhe gazifikimit të biomasës, mund të flasim për një mënyrë premtuese për të prodhuar një version të rinovueshëm të karburantit të automobilave.
Lëndët e para sintetike, të marra nga piroliza e qymyrit, janë konkurruese vetëm nëse kostoja e naftës është më shumë se 40 dollarë për fuçi. Prodhimi i një përzierjeje të tillë hidrokarburesh kërkon investime që variojnë nga shtatë deri në nëntë miliardë dollarë për tetëdhjetë mijë fuçi karburant sintetik. Teknologjitë e lidhura me procesin e pirolizës njihen nga ambientalistët si një nga më të sigurtat për mjedisin. Kjo është arsyeja pse vitet e fundit shumë vende të zhvilluara i kanë kushtuar vëmendje të madhe zhvillimit të metodave të reja për prodhimin e karburanteve hidrokarbure, të cilat do t'i lejonin ata të largoheshin nga burimet tradicionale të naftës. Falë risive dhe përmirësimit të zinxhirit teknologjik, procesi i pirolizës është bërë shumë më i lirë dhe më i aksesueshëm për marrjen e hidrokarbureve të lëngëta me cilësi të lartë. Produktet e arsimuara përdoren jo vetëm si lëndë djegëse, por edhe për të krijuar një shumëllojshmëri substancash organike.
