pyrolysis ni nini? Ni nini umuhimu wake kwa tasnia ya kisasa ya kemikali? Hebu tuangalie suala hili pamoja.
Kuhusu pyrolysis ya hidrokaboni
Kwa hivyo, pyrolysis ni nini? Ufafanuzi wa mchakato huu unahusisha mtengano wa joto wa kiwanja cha kikaboni bila kuwepo kwa oksijeni. Bidhaa za mafuta, makaa ya mawe, kuni zinakabiliwa na kutengana vile. Baada ya mchakato kukamilika, gesi ya awali huundwa, pamoja na bidhaa nyingine za mwisho.
Vipengele vya Mchakato
Atikio la pyrolysis hufanywa kwa joto la nyuzi 800 hadi 900. Ni mchakato huu ambao unachukuliwa kuwa chaguo kuu kwa ajili ya malezi ya ethylene. Hidrokaboni hii isiyojaa maji ni malisho muhimu kwa ajili ya utengenezaji wa misombo mbalimbali ya kikaboni: benzene, divinyl, propylene.
Usafishaji wa mbao
Tukibishana juu ya pyrolysis ni nini, tunakumbuka kuwa kwa mara ya kwanza teknolojia hii ya kemikali ya usindikaji wa malighafi ya mafuta na gesi ilipewa hati miliki na A. A. Letny mnamo 1877. Je, pyrolysis ya mbao ni nini? Mwitikio huu unafanywa kwa joto la digrii 500. Inahusishwa na malezi ya vipengele muhimu vya uzalishaji wa kemikali kama asidi asetiki, mkaa, resin,asetoni. Kwa kuzingatia kwamba nchi yetu ni "pantry" ya misitu, mimea kubwa hufanya kazi nchini Urusi kwa mchakato wa pyrolysis ya kuni.
Pyrolysis ya takataka
Waste pyrolysis ni mradi maalum unaohusiana na uharibifu wa taka za nyumbani. Ugumu wa pyrolysis ya plastiki, matairi, taka mbalimbali za kikaboni ni kutokana na ukweli kwamba teknolojia tofauti inadhaniwa, ambayo ni tofauti sana na mchakato wa usindikaji wa nyenzo nyingine imara.
Taka nyingi huwa na salfa, klorini, fosforasi, ambayo, baada ya uoksidishaji (kuundwa kwa oksidi), hupata sifa za tete. Bidhaa za pyrolysis ni tishio kwa mazingira.
Klorini inapotangamana na vitu vya kikaboni vilivyoundwa baada ya kukamilika kwa mchakato wa mtengano, misombo yenye sumu kali kama vile dioksini hutolewa. Ili kukamata bidhaa hizo kutoka kwa moshi uliotolewa, kitengo maalum cha pyrolysis kinahitajika. Utaratibu kama huo unahusisha gharama kubwa za nyenzo.
Kwa nchi za Ulaya, tatizo la kuchakata tena matairi ya zamani ya gari, sehemu za mpira ambazo zimefanyia kazi maisha yao ya huduma ni la umuhimu mkubwa wa kimazingira. Kutokana na ukweli kwamba malighafi ya asili ya mafuta ni aina ya madini isiyoweza kubadilishwa, ni muhimu kutumia rasilimali za ziada kwa kiwango cha juu zaidi.
Kutoka kwa taka za nyumbani na za ujenzi, unaweza kupata idadi kubwa ya vitu anuwai vya kikaboni na muundo wa isokaboni, kwa hivyo ni muhimu sana kukuza.sekta hii.
Polima na matairi ya gari ni malighafi yenye thamani kubwa. Baada ya usindikaji wake na pyrolysis ya joto la chini, inawezekana kupata sehemu za kioevu za hidrokaboni zilizojaa (mafuta ya synthetic), gesi inayowaka, mabaki ya kaboni, na kamba ya chuma. Kuchoma tani moja ya matairi ya mpira hutoa takriban kilo 270 za masizi kwenye angahewa, pamoja na takriban kilo 450 za dutu zenye sumu.
Syngas
Huu ni mchanganyiko wa hidrojeni na monoksidi kaboni (2). Katika kiasi cha viwanda, hupatikana wakati wa urekebishaji wa mvuke wa methane, gesi ya makaa ya mawe, oxidation ya methane, na usindikaji wa taka za kikaboni. Kulingana na teknolojia inayotumika kuzalisha gesi ya awali, uwiano wa monoksidi kaboni na hidrojeni ndani yake unaweza kutofautiana kutoka 1:1 hadi 1:3.
Kati ya maeneo makuu ya utumiaji wa malighafi hii, mahali maalum huchukuliwa na utengenezaji wa methanoli, pamoja na usanisi wa Fischer-Tropsch. Inaeleweka kama mmenyuko wa kemikali ambayo hutokea mbele ya kichocheo. Inajumuisha ubadilishaji wa monoksidi kaboni na hidrojeni katika aina mbalimbali za hidrokaboni kioevu. Kimsingi, kob alti na chuma huchaguliwa kama vichochezi (viongeza kasi) kwa mwingiliano huu.
Maalum ya mchakato huu ni uwezekano wa kuzalisha vifaa vya sintetiki kwa ajili ya matumizi katika mfumo wa mafuta ya kulainisha au mafuta.
Kupokea maalum
Kemia ya athari inaonekanaje? Hebu jaribu kujua ni nini. Ufafanuzi wa pyrolysis ulijadiliwa hapo juu, sasa hebu tukae juu ya vipengele vya mchakato wa kemikali. Njia ya Fischer-Tropsch inahusisha mwingiliano wa methane na oksijeni. Bidhaa za mmenyuko ni monoksidi kaboni na hidrojeni. Kama matokeo ya mmenyuko, tunapata hidrokaboni za idadi ya alkanes na mvuke wa maji. Ni bidhaa zinazotokana na hidrokaboni baada ya kusafishwa ambazo hutumiwa kutengeneza mafuta ya sintetiki.
Maana ya pyrolysis
Monoksidi kaboni na gesi ya hidrojeni huzalishwa na uoksidishaji kiasi wa kuni na makaa ya mawe. Umuhimu wa mchakato kama huo upo katika uundaji wa hidrokaboni au hidrokaboni kioevu kutoka kwa malighafi ngumu (taka hidrokaboni au makaa ya mawe).
Katika uparolisisi usio na oksidi wa taka ngumu, gesi ya usanisi kwa sasa inazalishwa katika tasnia ya kemikali. Baadhi yake pia hutumiwa kwa namna ya mafuta ya magari, bila usindikaji zaidi na mmenyuko wa Fischer-Tropsch. Iwapo itahitajika kutumia mafuta ya kioevu sawa na mafuta ya taa na vilainishi, teknolojia ya kemikali iliyorahisishwa hutumiwa.
Ikiwa ni muhimu kuongeza kiasi cha hidrojeni inayozalishwa, kwa kubadilisha kiasi cha mvuke wa maji, usawa wa kemikali huhamishwa katika mlingano huu. Katika hali hii, baada ya mwingiliano kukamilika, hidrojeni na dioksidi kaboni huundwa.
Kuboresha teknolojia
Baada ya ugunduzi uliofanywa mwaka wa 1920 na watafiti wa Ujerumani Hans Tropsch na Franz Fischer, teknolojia imeboreshwa mara kwa mara na kuboreshwa. Hatua kwa hatua kiasiMafuta ya syntetisk yaliyoundwa na pyrolysis yalifikia mapipa 124,000 kwa siku nchini Ujerumani. Kiashiria kama hicho kilikuwepo mnamo 1944.
Usasa
Leo, kuna kampuni mbili kubwa zinazotumia mchakato wa Fischer-Tropsch katika teknolojia yao. Mafuta mengi ya dizeli nchini Afrika Kusini hutengenezwa kwa pyrolysis, ikifuatiwa na oxidation ya bidhaa zinazotengenezwa.
Teknolojia hii ya kemikali ilipata umakini mkubwa baada ya wanasayansi kuanza kutafuta njia za kutengeneza dizeli yenye madini ya salfa ambayo yanaweza kusababisha uharibifu mdogo wa mazingira. Kwa mfano, makampuni ya Marekani kwa sasa yanachagua coke au makaa kama malisho, yanazalisha hidrokaboni kioevu cha ubora wa juu.
Licha ya ukweli kwamba mchakato wa pyrolysis ni teknolojia iliyokomaa ambayo inaweza kutumika kwa kiwango kikubwa, inahusishwa na gharama kubwa za nyenzo kwa ukarabati na uendeshaji wa mtambo. Kwa wazalishaji wengi, hii ni kikwazo, kwa sababu kuna mwelekeo wa kushuka kwa bei ya mafuta duniani.
Hitimisho
Hifadhi ya makaa ya mawe duniani ni kubwa sana. Wanaweza kutumika kama chanzo cha mafuta kutokana na upungufu mkubwa wa mafuta. Wachambuzi wanaohusika katika sekta ya mafuta na gesi wana hakika kwamba ni kwa njia ya pyrolysis kwamba hidrokaboni za ubora wa juu zinaweza kuzalishwa. Wanabainisha kuwa mafuta yanayotokana sio tu na utendaji wa juu wa mazingira ikilinganishwa na mafuta ya petroli, lakini pia yanakubalika kabisa kwa watumiaji.kwa anuwai ya bei. Kwa upande wa mchanganyiko wa usanisi wa Fischer-Tropsch na ujanibishaji wa gesi asilia, tunaweza kuzungumza kuhusu njia ya kuahidi ya kutoa toleo linaloweza kutumika la mafuta ya gari.
Mlisho wa syntetisk, unaopatikana kwa pyrolysis ya makaa ya mawe, ni wa ushindani ikiwa tu gharama ya mafuta ni zaidi ya $40 kwa pipa. Uzalishaji wa mchanganyiko huo wa hidrokaboni unahitaji uwekezaji wa kuanzia dola bilioni saba hadi tisa kwa mapipa elfu themanini ya mafuta ya sintetiki. Teknolojia zinazohusiana na mchakato wa pyrolysis zinatambuliwa na wanamazingira kama mojawapo ya salama zaidi kwa mazingira. Ndiyo maana katika miaka ya hivi karibuni nchi nyingi zilizoendelea zimekuwa zikizingatia sana uundaji wa mbinu mpya za kuzalisha nishati ya hidrokaboni, ambayo ingewawezesha kuondokana na malisho ya jadi ya mafuta. Shukrani kwa uvumbuzi na uboreshaji wa mlolongo wa kiteknolojia, mchakato wa pyrolysis umekuwa wa bei nafuu zaidi na unapatikana zaidi kwa kupata hidrokaboni za kioevu za ubora. Bidhaa zilizoelimishwa hutumiwa sio tu kama mafuta, lakini pia kuunda vitu anuwai vya kikaboni.
