Пиролиз гэж юу вэ? Энэ нь орчин үеийн химийн үйлдвэрт ямар ач холбогдолтой вэ? Энэ асуудлыг хамтдаа харцгаая.
Нүүрс устөрөгчийн пиролизийн тухай
Тэгвэл пиролиз гэж юу вэ? Энэ үйл явцын тодорхойлолт нь хүчилтөрөгчийн оролцоогүйгээр органик нэгдлийн дулааны задралыг агуулдаг. Газрын тосны бүтээгдэхүүн, нүүрс, мод нь ийм задралд өртдөг. Процесс дууссаны дараа синтезийн хий болон бусад эцсийн бүтээгдэхүүн үүсдэг.
Процессын онцлогууд
Пиролизийн урвалыг 800-900 градусын температурт явуулдаг. Энэ процесс нь этилен үүсэх гол сонголт гэж тооцогддог. Энэхүү ханаагүй нүүрсустөрөгч нь бензол, дивинил, пропилен зэрэг янз бүрийн органик нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх чухал түүхий эд юм.
Модны пиролиз
Пиролиз гэж юу болох талаар маргаж байхдаа бид анх удаа газрын тос, байгалийн хийн түүхий эдийг боловсруулах химийн технологийг 1877 онд А. А. Летни патентжуулсан болохыг тэмдэглэж байна. Модны пиролиз гэж юу вэ? Энэ урвалыг ойролцоогоор 500 градусын температурт явуулдаг. Энэ нь цууны хүчил, нүүрс, давирхай зэрэг химийн үйлдвэрлэлийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүд үүсэхтэй холбоотой юм.ацетон. Манай улс ойн "агууд"-ыг тооцвол ОХУ-д модны пиролизийн процессын томоохон үйлдвэрүүд ажилладаг.
Хогийн савны пиролиз
Хог хаягдлын пиролиз нь ахуйн хог хаягдлыг устгахтай холбоотой тусгай төсөл юм. Хуванцар, дугуй, янз бүрийн органик хог хаягдлын пиролизийн нарийн төвөгтэй байдал нь бусад хатуу материалыг боловсруулах үйл явцаас эрс ялгаатай өөр технологиор тооцсонтой холбоотой юм.
Олон хог хаягдал нь хүхэр, хлор, фосфор агуулдаг бөгөөд тэдгээр нь исэлдэлтийн дараа (оксид үүсэх) дэгдэмхий шинж чанарыг олж авдаг. Пиролизийн бүтээгдэхүүн нь байгаль орчинд аюул учруулж байна.
Хлор нь задралын процесс дууссаны дараа үүссэн органик бодисуудтай харилцан үйлчлэхэд диоксин зэрэг хүчтэй хорт нэгдлүүд ялгардаг. Ийм бүтээгдэхүүнийг ялгарах утаанаас авахын тулд тусгай пиролизийн төхөөрөмж шаардлагатай. Ийм журам нь ихээхэн хэмжээний материаллаг зардал шаарддаг.
Европын орнуудын хувьд хуучин автомашины дугуй, ашиглалтын хугацаа нь дууссан резинэн эд ангиудыг дахин боловсруулах асуудал байгаль орчинд ихээхэн ач холбогдолтой юм. Байгалийн нефтийн түүхий эд нь орлуулашгүй ашигт малтмал учраас хоёрдогч нөөцийг дээд зэргээр ашиглах шаардлагатай байна.
Ахуйн болон барилгын хог хаягдлаас та маш их хэмжээний органик болон органик бус найрлагатай төрөл бүрийн бодисыг авч болох тул хөгжүүлэх нь маш чухал юм.энэ салбар.
Полимер болон машины дугуй нь маш сайн үнэ цэнэтэй түүхий эд юм. Бага температурт пиролизийн аргаар боловсруулсны дараа ханасан нүүрсустөрөгчийн шингэн фракц (синтетик тос), шатамхай хий, нүүрстөрөгчийн үлдэгдэл, металл утас авах боломжтой. Нэг тонн резинэн дугуйг шатаахад агаар мандалд 270 кг хөө тортог, мөн 450 кг хорт хийн бодис ялгардаг.
Сингаз
Энэ нь устөрөгч болон нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн холимог юм (2). Үйлдвэрлэлийн хэмжээгээр энэ нь метаныг уурын хувиргалт, нүүрс хийжүүлэх, метан исэлдүүлэх, органик хог хаягдлыг боловсруулах явцад олж авдаг. Синтезийн хий үйлдвэрлэх технологиос хамааран түүн дэх нүүрстөрөгчийн дутуу исэл ба устөрөгчийн харьцаа 1:1-1:3 хооронд хэлбэлзэж болно.
Энэ түүхий эдийг хэрэглэх үндсэн чиглэлүүдийн дунд метанол үйлдвэрлэх, түүнчлэн Фишер-Тропшийн синтез онцгой байр эзэлдэг. Энэ нь катализаторын оролцоотойгоор явагддаг химийн урвал гэж ойлгогддог. Энэ нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэл ба устөрөгчийг төрөл бүрийн шингэн нүүрсустөрөгч болгон хувиргах үйл явцаас бүрддэг. Үндсэндээ кобальт ба төмрийг энэ харилцан үйлчлэлийн катализатор (хурдасгуур) болгон сонгосон.
Энэ процессын онцлог нь нийлэг тосолгооны тос эсвэл түлш хэлбэрээр ашиглах синтетик материалыг үйлдвэрлэх боломж юм.
Тодорхой мэдээллийг хүлээн авч байна
Урвалын хими ямар харагддаг вэ? Энэ нь юу болохыг олж мэдэхийг хичээцгээе. Пиролизийн тодорхойлолтыг дээр дурдсан тул одоо химийн процессын онцлог шинж чанаруудын талаар ярилцъя. Фишер-Тропшийн арга нь метан болон хүчилтөрөгчийн харилцан үйлчлэлийг агуулдаг. Урвалын бүтээгдэхүүн нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэл ба устөрөгч юм. Урвалын үр дүнд бид хэд хэдэн алкан, усны уурын нүүрсустөрөгчийг авдаг. Энэ нь цэвэршүүлсний дараа үүссэн нүүрсустөрөгчийн бүтээгдэхүүнийг синтетик тос үүсгэхэд ашигладаг.
Пиролизийн утга
Нүүрстөрөгчийн дутуу исэл ба устөрөгчийн хий нь модны түлш болон нүүрсийг хэсэгчлэн исэлдүүлэх замаар үүсдэг. Ийм үйл явцын ач холбогдол нь хатуу түүхий эдээс (нүүрс устөрөгчийн хаягдал эсвэл нүүрс) устөрөгч эсвэл шингэн нүүрсустөрөгчийг бий болгоход оршдог.
Хатуу хог хаягдлыг исэлдүүлэхгүй пиролизийн явцад химийн үйлдвэрт нийлэг хий үйлдвэрлэж байна. Үүний зарим хэсгийг Фишер-Тропшийн урвалаар боловсруулалгүйгээр автомашины түлш хэлбэрээр ашигладаг. Хэрэв парафин, тосолгооны материалтай төстэй шингэн түлш хэрэглэх шаардлагатай бол хялбаршуулсан химийн технологийг ашиглана.
Үйлдвэрлэсэн устөрөгчийн хэмжээг нэмэгдүүлэх шаардлагатай бол усны уурын хэмжээг өөрчилснөөр химийн тэнцвэрт байдал энэ тэгшитгэлд шилждэг. Энэ тохиолдолд харилцан үйлчлэл дууссаны дараа устөрөгч болон нүүрстөрөгчийн давхар исэл үүснэ.
Технологийг сайжруулах
Германы судлаач Ханс Тропш, Франц Фишер нар 1920 онд нээлт хийсний дараа технологийг удаа дараа шинэчилж, сайжруулсан. Аажмаар тоо хэмжээПиролизийн үр дүнд бий болсон синтетик түлш Германд өдөрт 124 мянган баррельд хүрчээ. Ийм үзүүлэлт 1944 онд байсан.
Орчин үеийн
Өнөөдөр технологидоо Фишер-Тропш процессыг ашигладаг хоёр том компани бий. Өмнөд Африкт дизель түлшний ихэнх хувийг пиролиз, дараа нь үүсэх бүтээгдэхүүнийг исэлдүүлэх замаар үйлдвэрлэдэг.
Эрдэмтэд байгаль орчинд хамгийн бага хохирол учруулах дизель бага хүхэр агуулсан бодис үйлдвэрлэх арга замыг хайж эхэлсний дараа энэхүү химийн технологид онцгой анхаарал хандуулсан. Жишээлбэл, Америкийн компаниуд одоогоор кокс эсвэл нүүрсийг түүхий эд болгон сонгож, өндөр чанартай шингэн нүүрсустөрөгч үйлдвэрлэж байна.
Пиролизийн процесс нь өргөн цар хүрээтэй хэрэглэгдэх боловсронгуй технологи боловч үйлдвэрийг засварлах, ажиллуулахад материаллаг зардал нэлээд өндөр байдаг. Дэлхийн зах зээл дээр нефтийн үнэ буурах хандлагатай байгаа тул олон үйлдвэрлэгчдийн хувьд энэ нь саад болж байна.
Дүгнэлт
Дэлхийн нүүрсний нөөц нэлээд их. Газрын тос их хэмжээгээр шавхагдаж байгаа тул тэдгээрийг түлшний эх үүсвэр болгон ашиглаж болно. Газрын тос, байгалийн хийн салбарт ажилладаг шинжээчид пиролизийн аргаар өндөр чанартай нүүрсустөрөгчийг гаргаж авах боломжтой гэдэгт итгэлтэй байна. Үүссэн түлш нь нефтийн түлштэй харьцуулахад байгаль орчинд ээлтэй чанар сайтай төдийгүй хэрэглэгчдийн хувьд ч хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц гэдгийг тэд тэмдэглэжээ.үнийн хязгаараар. Фишер-Тропшийн синтез болон биомасс хийжүүлэх аргыг хослуулсан тохиолдолд бид автомашины түлшний сэргээгдэх хувилбарыг үйлдвэрлэх ирээдүйтэй аргын талаар ярьж болно.
Нүүрсний пиролизоор гаргаж авсан нийлэг түүхий эд нь нэг баррель нефтийн өртөг 40 доллараас дээш байвал л өрсөлдөх чадвартай. Ийм төрлийн нүүрсустөрөгчийн холимог үйлдвэрлэхэд наян мянган баррель синтетик түлш үйлдвэрлэхэд долоогоос есөн тэрбум долларын хөрөнгө оруулалт шаардлагатай. Пиролизийн процесстой холбоотой технологиуд нь байгаль орчинд хамгийн аюулгүй гэж байгаль орчны мэргэжилтнүүд хүлээн зөвшөөрдөг. Тийм ч учраас сүүлийн жилүүдэд олон хөгжингүй орнууд нүүрсустөрөгчийн түлш үйлдвэрлэх шинэ аргыг боловсруулахад ихээхэн анхаарал хандуулж, улмаар уламжлалт нефтийн түүхий эдээс татгалзах боломжтой болсон. Инноваци, технологийн гинжин хэлхээг сайжруулсны ачаар пиролизийн процесс нь илүү хямд бөгөөд өндөр чанартай шингэн нүүрсустөрөгчийг олж авахад илүү хялбар болсон. Боловсролтой бүтээгдэхүүнийг түлш болгон ашиглахаас гадна төрөл бүрийн органик бодисыг бий болгоход ашигладаг.
