Pyrolýza je tepelný proces rozkladu kde -z typ organického pôvodu látky vo svojej veľkej väčšine sú vystavené vysokým teplotám v inertnom prostredí (bez kyslíka). Ak sa organická hmota spracuje pyrolýzou, získajú sa produkty, ktoré sa používajú v priemyselnej oblasti.
Jedným z prvkov, ktoré možno získať, je koks, ktorý sa používa ako druh paliva s priemyselnými vlastnosťami. Môžete tiež získať biochar (známy ako biochar), ktorý sa používa na úpravu alebo zlepšenie pôdy.
Pyrolýza premieňa organickú hmotu na jej základné zložky v plynnom stave, pevný zvyškový druh tvorený uhlíkom a popolom a kvapalnú látku známu ako bio-olej.
Touto reakciou vznikajú ďalšie zlúčeniny, ako napríklad nekondenzovateľné plyny alebo kvapaliny, ktoré môžu byť kondenzované, a súčasne nevratne premieňajú látky.
Aj keď je táto technika veľmi dôležitá a má mnoho aplikácií, môže vytvárať prvky škodlivé pre životné prostredie a predstavujúce riziko toxicity pre živé bytosti.
Chemická reakcia pyrolýzy
Pyrolytická reakcia, ako už bolo uvedené, zahŕňa aplikáciu veľmi vysokých teplôt v atmosfére bez kyslíka, aby sa vyvolalo zmeny fyzikálnych a chemických vlastností látok ich tepelným rozkladom.
V tomto zmysle sa týmto procesom premieňa látka organického pôvodu na látky, ktoré ho tvoria v plynnej fáze, zvyškový druh v pevnej fáze tvorený uhlíkom a popolom a kvapalná látka s olejovitými vlastnosťami známa ako bio-olej.
Táto reakcia sa používa na odstránenie znečisťujúcich látok z organických látok a tento cieľ sa dosahuje dvoma spôsobmi:
- Fragmentácia kontaminujúcich molekúl prerušením väzieb za vzniku druhov s menšou molekulovou hmotnosťou (známa ako deštrukcia).
- Oddelenie týchto škodlivých látok od hmoty bez ich zničenia.
Preto je pyrolytická technika široko používaná pri spracovaní organických látok, ktoré pri vystavení teplu trpia zlomeninami alebo rozkladom, ako sú polycyklické aromatické uhľovodíky.
Naopak, táto reakcia je neúspešná, ak sa má použiť na odstránenie anorganických látok, ako sú kovové zlúčeniny; je však možné ho použiť v procesoch, ktoré spôsobujú inertnosť týchto kovov.
Reakcia dreva
V prípade pyrolytickej reakcie v dreve tento proces vyžaduje použitie veľmi vysokých teplôt (približne 1 000 ° C) v prostredí bez prístupu vzduchu. V závislosti od výrobkov, ktoré sa majú získať, existuje niekoľko procesov, ktoré sa pravidelne používajú.
Jednou z techník je karbonizácia, pri ktorej sú postavené drevené stĺpy kužeľovitého tvaru a pokryté zeminou, aby sa zohriali v kovových peciach; Vznikajú okrem iného rôzne produkty, ako napríklad aktívne uhlie, drogy, ohňostroje.
Na druhej strane deštruktívna destilácia spôsobuje zahrievanie dreva postupným zvyšovaním teploty kyseliny octovej, dechtu a ďalších látok a postupne zvyšuje teplotu v uzavretých miestnostiach, ktoré sa na tento účel používajú.
Používa sa tiež skvapalnenie, čo je postup bežne používaný pri výrobe paliva v kvapalnej fáze známeho ako pyrolytický olej, ktorý sa vyrába v nádržiach určených na tento účel.
Olejová reakcia
Keď hovoríme o ropnej pyrolýze, máme na mysli proces rozkladu alebo frakcionácie uhľovodíkov s vysokou molekulovou hmotnosťou obsiahnutých v zmesiach, ktoré tvoria túto látku.
Ak sú teda niektoré produkty získané zo surovej ropy vystavené určitým podmienkam tlaku a teploty, molekuly s väčšou hmotnosťou v nich obsiahnuté sa podrobia procesu krakovania alebo „krakovania“, ktorý ich fragmentuje na ľahšie uhľovodíky (s nižším bodom var a nižšia hmotnosť).
Tento postup, ktorý využíva hlavne ťažšie frakcie ropy, premieňa veľké množstvo alifatických uhľovodíkov na aromatické molekuly a okrem iného pomáha pri výrobe a zlepšovaní palív, ako sú benzín, nafta, letecké palivo.
V tomto zmysle môžu byť molekuly, ako sú alkány, alkény a ďalšie nízkomolekulové látky produkované touto reakciou, oddelené a purifikované, aby sa získala surovina, ktorá má veľký význam pre iné postupy, ako je syntéza určitých organických zlúčenín.
Reakcia na biomasu
Pyrolytická reakcia biomasy (organická hmota uložená zo živých bytostí) zahŕňa rozpad chemických väzieb v zlúčeninách s vysokou molekulovou hmotnosťou, ako je hemicelulóza alebo celulóza, ktoré sa považujú za makromolekuly.
Tieto látky sa fragmentujú na menšie plynné druhy pomocou komplexných reakcií štiepenia, otvorenia kruhu a depolymerizácie, aby sa z biomasy transformovala na potenciálne využiteľnú látku.
Podľa stavu agregácie, v ktorom sa nachádzajú za normálnych environmentálnych podmienok, môžu pyrolýzy biomasy vzniknúť tri druhy látok: uhlie, decht a plyn; To môže viesť k hodnotným výrobkom, ako je biopalivo.
Reakcia alkánov
Ako už bolo uvedené, pyrolýza spočíva v rozklade organických látok pôsobením tepla a v prípade alkánov sa používa uzavretá komora pri vysokých teplotách podobným spôsobom ako typy pyrolýzy, ktoré boli vysvetlené.
Pretože však ide o veľké alkény, sú väzby medzi atómami uhlíka náhodne prerušené pozdĺž molekuly a vznikajú rôzne radikálové druhy.
Takže, keď je alkylový reťazec týchto zlúčenín fragmentovaný, vznikajú menšie alkány, niektoré alkény (hlavne etylén) a ďalšie menšie druhy, ako sú alkylové radikály, okrem vodíka v menej dôležitých množstvách.
Referencie
- Wikipedia. (SF). Pyrolýza. Zdroj: en.wikipedia.org
- Britannica, E. (nd). Pyrolýza. Obnovené zo stránky britannica.com
- Wang, S. a Luo, Z. (2017). Pyrolýza biomasy. Získané z kníh.google.co.ve
- Berlin, AA (2005). Chemická fyzika pyrolýzy, horenia a oxidácie. Obnovené z books.google.co.ve
- Moldoveanu, SC (2009). Pyrolýza organických molekúl: aplikácie na otázky zdravia a životného prostredia. Získané z google.co.ve