Ինչ է պիրոլիզը: Գործընթացի սահմանումը, հայեցակարգը

Ինչ է պիրոլիզը: Ինչ է նշանակում ժամանակակից քիմիական արդյունաբերության համար: Մենք միասին կընդունենք այս հարցը:

Ածխաջրածինների պիրոլիզի մասին

Ուրեմն ինչ է պիրոլիզը: Այս գործընթացի սահմանումը ներառում է օրգանական բաղադրիչի ջերմային տարրը `առանց թթվածնի ներկայության: Նավթամթերքների, ածուխի, փայտանյութի նման տարրեր: Գործարանի ավարտից հետո ձեւավորվում է սինթեզի գազ, ինչպես նաեւ այլ վերջնական արտադրանք:

Գործընթացի առանձնահատկությունները

Պիրոլիզմի արձագանքը կատարվում է 800-900 աստիճան ջերմաստիճանի պայմաններում: Դա էթիլենի ձեւավորման հիմնական տարբերակն է: Այս անզգայացնող ածխաջրածինը կարեւոր մեկնարկային նյութ է տարբեր օրգանական միացությունների պատրաստման համար. Բենզոլ, բջջանյութ, պրոպիլեն:

Փայտանյութի պիրոլիզացում

Պիրոլիզի մասին վեճը, նշում ենք, որ առաջին անգամ նավթի եւ գազի վերամշակման այս քիմիական տեխնոլոգիան արտոնագրվել է Ա. Ա. Letnim- ի կողմից 1877 թվականին: Ինչ է փայտե փիրոսը: Այս արձագանքը կատարվում է մոտ 500 աստիճանի ջերմաստիճանում: Այն կապված է քիմիական արտադրության այնպիսի կարեւոր բաղադրիչների ձեւավորման հետ, ինչպիսիք են քացախաթթուը, փայտածուխը, խեժը, ացետոնը: Հաշվի առնելով, որ մեր երկիրը անտառների «մառան» է, Ռուսաստանում կան խոշոր գործարաններ, որոնք իրականացնում են փայտանյութի պիրոլիզմ:

Աղբի պիրոլիզացում

Աղբի պիրոլիզացիան հատուկ նախագիծ է, որը կապված է կենցաղային աղբի ոչնչացման հետ: Պլաստիլների, անվադողերի, տարբեր օրգանական թափոնների պիրոլիզմի բարդությունը պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ ակնկալվում է այլ տեխնոլոգիա, որը զգալիորեն տարբերվում է այլ պինդ նյութերի մշակությունից:

Բազմաթիվ թափոնների կազմի մեջ կա ծծումբ, քլոր, ֆոսֆոր, որը օքսիդացումից հետո (օքսիդի ձեւավորում) ձեռք է բերում փոփոխականության հատկություններ: Պիրոլի արտադրանքը սպառնում է շրջակա միջավայրին:

Քլորի փոխազդեցության մեջ օրգանական նյութերի հետ, որոնք կազմավորվել են կազմալուծման գործընթացի ավարտից հետո, ուժեղ թունավոր միացությունների, ինչպիսիք են դիօքսինները: Այդ արտադրանքը ցրված ծուխից բռնելու համար անհրաժեշտ է հատուկ պիրոլիզի միավոր: Նման ընթացակարգը ներառում է էական նյութական ծախսեր:

Եվրոպական երկրների համար հին մեքենաների անվադողերի, ռետինե մասերի վերամշակման խնդիրը, որն իրականացրել է գործառնական կյանքը, մեծ էկոլոգիական նշանակություն ունի: Շնորհիվ նրան, որ բնական յուղը անփոխարինելի տեսակի օգտակար հանածոներ է, անհրաժեշտ է օգտագործել առավելագույն ռեսուրսներ երկրորդային ռեսուրսներով:

Կենցաղային եւ շինարարական աղբից կարելի է ստանալ օրգանական եւ անօրգանական կազմի հսկայական քանակի նյութեր, այդ իսկ պատճառով շատ կարեւոր է զարգացնել այս արդյունաբերական ուղղությունը:

Polymers եւ մեքենայի անվադողեր հիանալի արժեքավոր հումք են: Ցածր ջերմաստիճանի պիրոլիզի մշակման արդյունքում կարելի է ձեռք բերել հագեցած ածխաջրածինների (սինթետիկ յուղ) հեղուկ ֆրակցիաները, այրվող գազը, ածխածնի մնացորդը, ինչպես նաեւ մետաղյա լարը: Մի տոննա ռետինե անվադողերի այրման ժամանակ մոտ 270 կիլոմետրանոց մթնոլորտ է արտանետվում մթնոլորտում, ինչպես նաեւ մոտ 450 կիլոգրամ թունավոր գազային նյութեր:

Սինթեզ գազ

Դա ջրածնի եւ ածխածնի երկօքսիդի խառնուրդն է (2): Արդյունաբերական ծավալներում այն արտադրվում է շոգի մեթանի վերափոխման, ածուխի գազաֆիկացման, մեթանի օքսիդացման, օրգանական թափոնների վերամշակման միջոցով: Կախված սինթեզի գազի արտադրման տեխնոլոգիան, կախված ածխածնի երկօքսիդի եւ դրա մեջ ջրածնի հարաբերակցությունը կարող է լինել 1: 1-ից մինչեւ 1: 3:

Այս հումքի կիրառման հիմնական ոլորտներից է մետանոլի արտադրությունը, ինչպես նաեւ Fischer-Tropsch- ի սինթեզը, հատուկ տեղ է զբաղեցնում: Այն հասկանում է որպես քիմիական ռեակցիա, որը տեղի է ունենում, երբ կա կատալիզատոր: Այն բաղկացած է ածխածնի երկօքսիդի եւ ջրածնի փոխակերպմամբ տարբեր հեղուկային ածխաջրածինների: Ընդհանուր առմամբ, այդ փոխազդեցության համար ընտրվում են որպես կատալիզատորներ (արագացուցիչներ):

Այս գործընթացի առանձնահատկությունը սինթետիկ նյութերի արտադրման հնարավորության մեջ, օգտագործման համար, քսայուղային սինթետիկ յուղի կամ վառելիքի տեսքով:

Ստացողի յուրահատկությունը

Ինչպիսին է արձագանքման քիմիան: Եկեք պարզենք, թե ինչ է դա: Վերոհիշյալ քննարկվել է պիրոլիզի սահմանումը, հիմա եկեք անդրադառնանք քիմիական գործընթացի առանձնահատկություններին : The Fischer-Tropsch մեթոդը ենթադրում է փոխազդեցության մեթանի թթվածինով: Գործակցությունների արտադրանքը ածխածնի երկօքսիդն ու ջրածինը են: Ռեակցիան արտադրում է մի շարք ալկանների եւ ջրի գոլորշիների ածխաջրածիններ: Այն արդյունքում առաջացող ածխաջրածինները, մաքրման հետո, օգտագործվում են սինթետիկ յուղի ստեղծման համար:

Կարեւորությունը

Ածխածնի երկօքսիդը եւ գազային ջրածինը ձեւավորվում են փայտի վառելիքի եւ ածխի մասնակի օքսիդացման ժամանակ: Այս գործընթացի նշանակությունը կոշտ հումքից (ածխաջրածնային թափոն կամ ածուխ) ջրածնի կամ հեղուկ ածխաջրածինների ձեւավորումն է:

Քիմիական թափոնների ոչ օքսիդատիվ պիրոլիզմի ժամանակ քիմիական արդյունաբերության մեջ արտադրվում է սինթեզի գազ: Դրա որոշ մասը օգտագործվում է նաեւ ավտոմոբիլային վառելիքի տեսքով, որը չի ենթարկվում Fischer-Tropsch արձագանքի հետագա վերամշակմանը: Եթե անհրաժեշտ է օգտագործել զուգարանակոնքի եւ քսայուղի նման հեղուկ վառելիք, օգտագործվում է պարզեցված քիմիական տեխնոլոգիա:

Եթե անհրաժեշտ է բարձրացնել ջրածնի գումարը, փոխելով ջրի գոլորշի ծավալը, այս հավասարման քիմիական հավասարակշռությունը տեղափոխվում է: Այս դեպքում փոխազդեցության ավարտից հետո ձեւավորվում են ջրածնի եւ ածխաթթու գազի երկօքսիդ:

Տեխնոլոգիաների բարելավում

1920 թ.-ին գերմանացի հետազոտողներ Հանս Տրոպշի եւ Ֆրանց Ֆիշերի կողմից հայտնաբերված հայտնագործությունից հետո տեխնոլոգիան բազմիցս արդիականացվել եւ բարելավվել է: Աստիճանաբար պիրոլիզի արդյունքում ստեղծված սինթետիկ վառելիքի քանակը հասնում է օրական 124 հազար բարելի: Այս ցուցանիշը գոյություն է ունեցել 1944 թվականին:

Ժամանակակիցություն

Այսօրվա դրությամբ կան երկու խոշոր ընկերություններ, որոնք օգտագործում են Fischer-Tropsch գործընթացը իրենց տեխնոլոգիաների մեջ: Հարավային Աֆրիկայի դիզելային վառելիքի մեծ մասը արտադրվում է պիրոլիայով, այնուհետեւ ձեւավորող արտադրանքի օքսիդացումով:

Հատուկ ուշադրություն է դարձվել այս քիմիական տեխնոլոգիաների վրա, երբ գիտնականները սկսել են փնտրել դիզելային ցածր ծծմբի նյութեր ձեռք բերելու ուղիներ, որոնք կարող են նվազագույն վնաս հասցնել շրջակա միջավայրին: Օրինակ, ամերիկյան ընկերությունները ներկայումս օգտագործում են կոկաուտ կամ ածխի պաշարներ `որակյալ հեղուկ ածխաջրածններ արտադրելու համար:

Չնայած այն հանգամանքին, որ պիրոլիզացման պրոցեսը ապացուցված տեխնոլոգիա է, որը կարող է օգտագործվել մեծ մասշտաբով, այն կապված է գործարանի վերանորոգման եւ շահագործման համար բավականին բարձր նյութական ծախսերի հետ: Շատ արտադրողների համար սա խանգարող է, քանի որ նավթի համաշխարհային գների նվազման միտում կա:

Եզրակացություն

Ածխի համաշխարհային պաշարները բավարար են: Նրանք կարող են օգտագործվել որպես վառելիքի աղբյուրի ձեւով նավթի զգալի կորստով: Նավթային եւ գազային արդյունաբերության մեջ ներգրավված վերլուծաբանները համոզված են, որ այն pyrolysis- ի միջոցով կարելի է արտադրել բարձրորակ ածխաջրածիններ: Նրանք նշում են, որ արդյունահանվող վառելիքը ոչ միայն ունի բարձր էկոլոգիական ցուցանիշներ, քան նավթային վառելիքները, այլ նաեւ ընդունելի է սպառողների համար գների միջակայքում: Fischer-Tropsch սինթեզի եւ կենսազանգվածի գազիֆիկացման համադրության դեպքում հնարավոր է խոսել ավտոմոբիլային վառելիքի վերականգնվող տարբերակի կայացման խոստումնալից ձեւի մասին:

Ածուխի պիրոլիզի արդյունքում ստացված սինթետիկ հումքները մրցունակ են միայն մեկ բարելի համար `ավելի քան 40 դոլարով: Ածխաջրածինների նման խառնուրդ արտադրելու համար անհրաժեշտ է յոթից մինչեւ ինը միլիարդ դոլարի ներդրումներ `ութսուն հազար բարել սինթետիկ վառելիքի համար: Պիրոլիզի գործընթացի հետ կապված տեխնոլոգիաները բնապահպանների շրջանում ճանաչվում են որպես շրջակա միջավայրի համար անվտանգ: Ահա թե ինչու վերջերս շատ զարգացած երկրներ մեծ ուշադրություն են դարձնում ածխաջրածնային վառելիքի նոր ձեւերի մշակմանը, ինչը թույլ կտա նրանց հեռանալ ավանդական նավթային հումքից: Նորարարությունների եւ տեխնոլոգիական շղթայի բարելավման շնորհիվ պիրոլիզացման գործընթացը դարձել է ավելի էժան եւ ավելի մատչելի, բարձրորակ հեղուկային ածխաջրածիններ ձեռք բերելու համար: Կրթված արտադրանքը օգտագործվում է ոչ միայն որպես վառելիք, այլեւ մի շարք օրգանական նյութերի ստեղծման համար: