ไพโรไลซิส: ปฏิกิริยาของไม้น้ำมันชีวมวลและอัลคาเนส

ไพโรไลซิ ประกอบด้วยกระบวนการสลายตัวด้วยความร้อนซึ่งสาร - ของแหล่งกำเนิดอินทรีย์ในส่วนใหญ่ที่ดี - จะถูกอุณหภูมิสูงในสื่อเฉื่อย (โดยไม่ต้องมีออกซิเจน) เมื่อสารอินทรีย์ได้รับการบำบัดด้วยวิธีไพโรไลซิสผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในเขตอุตสาหกรรมจะได้รับ

หนึ่งในองค์ประกอบที่สามารถรับได้คือโค้กซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติทางอุตสาหกรรม คุณยังสามารถรับ biochar (หรือที่เรียกว่า biochar) ซึ่งใช้ในการปรับเปลี่ยนหรือปรับปรุงดิน

ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดสารประกอบอื่น ๆ เช่นก๊าซหรือของเหลวที่ไม่ควบแน่นที่สามารถควบแน่นได้ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงสสารนั้นกลับไม่ได้

แม้ว่าเทคนิคนี้มีความสำคัญมากและมีการใช้งานหลายอย่าง แต่ก็สามารถสร้างองค์ประกอบที่เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อมและมีความเสี่ยงต่อความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิต

ปฏิกิริยาทางเคมีของไพโรไลซิส

ปฏิกิริยาไพโรไลซิสดังกล่าวก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับการใช้อุณหภูมิสูงมากในบรรยากาศที่ไม่มีออกซิเจนเพื่อกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารผ่านการสลายตัวด้วยความร้อน

ในแง่นี้กระบวนการนี้จะแปลงอินทรียวัตถุเป็นสารที่ประกอบขึ้นในเฟสแก๊สสปีชีส์ที่เหลือที่เป็นของแข็งซึ่งเกิดขึ้นจากคาร์บอนและเถ้าและสารของเหลวที่มีลักษณะเป็นน้ำมันที่เรียกว่าไบโอน้ำมัน

ปฏิกิริยานี้ใช้เพื่อกำจัดสารที่ก่อให้เกิดมลพิษจากสารอินทรีย์และเติมเต็มวัตถุประสงค์นั้นด้วยวิธีการสองวิธี:

- การกระจายตัวของโมเลกุลที่ปนเปื้อนผ่านการแตกหักในพันธะเพื่อก่อให้เกิดสปีชีส์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่เล็กกว่า (รู้จักกันในชื่อการทำลายล้าง)

- การแยกสารอันตรายเหล่านี้ออกจากวัสดุโดยไม่ทำลาย

ดังนั้นเทคนิคของไพโรไลซิสจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการบำบัดสารอินทรีย์ที่มีการแตกหักหรือสลายตัวเมื่อสัมผัสกับความร้อนเช่นโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

ในทางตรงกันข้ามปฏิกิริยานี้ไม่ประสบความสำเร็จหากใช้เพื่อกำจัดชนิดอนินทรีย์เช่นสารประกอบโลหะ อย่างไรก็ตามมันเป็นไปได้ที่จะใช้มันในกระบวนการที่แปลงโลหะเหล่านี้เป็นวัตถุเฉื่อย

ปฏิกิริยาของไม้

ในกรณีของปฏิกิริยาไพโรไลซิสในไม้กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้อุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 1, 000 ° C) ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอากาศ ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ที่คุณต้องการรับมีหลายกระบวนการที่ใช้เป็นประจำ

หนึ่งในเทคนิคคือการทำให้เป็นถ่านโดยที่เสาไม้รูปกรวยถูกสร้างและปกคลุมด้วยดินเพื่อให้ความร้อนในเตาอบโลหะ สิ่งนี้มาจากผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันเช่นถ่านกัมมันต์ยาเสพติดเกมพลุไฟและอื่น ๆ

ในทางกลับกันการกลั่นแบบทำลายจะทำให้กรดอะซิติกกลาสและสารอื่น ๆ ผ่านความร้อนของไม้ค่อยๆเพิ่มอุณหภูมิทีละน้อยในเปลือกหุ้มที่ใช้สำหรับจุดประสงค์นี้

ของเหลวยังใช้ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตเชื้อเพลิงเหลวที่รู้จักกันในชื่อน้ำมันไพโรไลติกซึ่งผลิตในถังที่ออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์นี้

ปฏิกิริยาน้ำมัน

เมื่อพูดถึงไพโรไลซิน้ำมันอ้างอิงถึงกระบวนการสลายตัวหรือการแยกส่วนของไฮโดรคาร์บอนน้ำหนักโมเลกุลสูงที่มีอยู่ในส่วนผสมที่ประกอบขึ้นเป็นสาร

ดังนั้นเมื่อผลิตภัณฑ์บางอย่างที่ได้จากน้ำมันดิบอยู่ภายใต้เงื่อนไขของความดันและอุณหภูมิโมเลกุลของน้ำหนักที่มากขึ้นในกระบวนการเหล่านี้จะได้รับการแตกหรือ "แตก" ซึ่งจะทำให้ชิ้นส่วนของมันกลายเป็นไฮโดรคาร์บอนที่เบากว่า การเดือดและลดน้ำหนัก)

ขั้นตอนนี้ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ส่วนที่หนักกว่าของปิโตรเลียมแปลงไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกจำนวนมากให้เป็นโมเลกุลอะโรมาติกและช่วยในการผลิตและปรับปรุงเชื้อเพลิงเช่นน้ำมันเบนซินดีเซลเชื้อเพลิงการบินและอื่น ๆ

ในแง่นี้โมเลกุลเช่นอัลเคนอัลเคนและสปีชีส์อื่น ๆ ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำที่เกิดจากปฏิกิริยานี้สามารถแยกออกและทำให้บริสุทธิ์เพื่อให้ได้วัตถุดิบที่เกี่ยวข้องอย่างมากสำหรับกระบวนการอื่น ๆ เช่นการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์บางชนิด

ปฏิกิริยาชีวมวล

ปฏิกิริยาชีวมวลไพโรไลซิส (อินทรียวัตถุที่สะสมจากสิ่งมีชีวิต) เกี่ยวข้องกับการทำลายพันธะเคมีในสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเช่นเฮมิเซลลูโลสหรือเซลลูโลสซึ่งถือว่าเป็น macromolecules

สารเหล่านี้มีการแยกส่วนออกเป็นสปีชีส์ที่มีขนาดเล็กลงผ่านปฏิกิริยาที่ซับซ้อนของความแตกแยกการเปิดวงแหวนและการเปลี่ยนโพลิเมอไรเซชันเพื่อการเปลี่ยนรูปของชีวมวลให้เป็นวัสดุที่สามารถใช้งานได้ในแง่พลังงาน

ตามสถานะของการรวมตัวกันที่พวกเขาอยู่ในสภาพแวดล้อมปกติไพโรไลซิสของชีวมวลสามารถกำเนิดสารสามประเภท: ถ่านหินน้ำมันดินและก๊าซ; สิ่งเหล่านี้สามารถนำไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่มีค่าเช่นเชื้อเพลิงชีวภาพ

ปฏิกิริยาของแอลเคน

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้าไพโรไลซิประกอบด้วยการสลายตัวของสารอินทรีย์โดยการใช้ความร้อนและในกรณีของอัลเคนห้องปิดจะถูกใช้ที่อุณหภูมิสูงในลักษณะที่คล้ายคลึงกับชนิดของไพโรไลซิสที่ได้รับการอธิบาย

อย่างไรก็ตามเนื่องจากเป็นคำถามของอัลคีเนสขนาดใหญ่พันธะคาร์บอน - คาร์บอนจึงถูกทำลาย - โดยวิธีสุ่ม - ตามโมเลกุลและสปีชีส์ต่าง ๆ ที่ต่างไปจากเดิม

ดังนั้นเมื่อสายอัลคิลของสารประกอบเหล่านี้มีการแยกส่วนอัลเคนขนาดเล็กอัลเคนบางส่วน (ส่วนใหญ่เป็นเอทิลีน) และสปีชีส์อื่น ๆ ที่มีขนาดเล็กเช่นอนุมูลอัลคิลจะถูกสร้างขึ้น