PYROLYSE: REACTIE VAN HOUT, OLIE EN ALKANEN - CHEMIE - 2025

De pyrolyse is een thermisch ontledingsproces waarbij stoffen van organische oorsprong voor het overgrote deel worden blootgesteld aan hoge temperaturen in een inert medium (zonder zuurstof). Wanneer organische stof wordt behandeld door middel van pyrolyse, worden producten verkregen die op industrieel gebied worden gebruikt.

Een van de elementen die kan worden verkregen is cokes, dat wordt gebruikt als een soort brandstof met industriële kenmerken. U kunt ook biochar (bekend als biochar) krijgen, dat wordt gebruikt om bodems te wijzigen of te verbeteren.

Pyrolyse zet organisch materiaal om in zijn samenstellende stoffen in gasvormige toestand, een vaste reststof bestaande uit koolstof en as, en een vloeibare stof die bekend staat als bio-olie.

Deze reactie geeft aanleiding tot andere verbindingen, zoals niet-condenseerbare gassen of vloeistoffen die kunnen worden gecondenseerd, terwijl het tegelijkertijd materie onomkeerbaar omzet.

Hoewel deze techniek erg belangrijk is en veel toepassingen kent, kan ze elementen genereren die schadelijk zijn voor het milieu en een risico op toxiciteit voor levende wezens opleveren.

Chemische reactie van pyrolyse

De pyrolysereactie omvat, zoals eerder vermeld, de toepassing van zeer hoge temperaturen in een atmosfeer zonder zuurstof, om veranderingen in de fysische en chemische eigenschappen van stoffen te induceren door hun thermische ontleding.

In die zin zet dit proces de materie van organische oorsprong om in de stoffen waaruit het bestaat in de gasfase, een restsoort in de vaste fase gevormd door koolstof en as, en een vloeibare substantie met olieachtige eigenschappen die bekend staat als bio-olie.

Deze reactie wordt gebruikt om vervuilende stoffen uit organisch materiaal te verwijderen, en het bereikt dat doel op twee manieren:

- De fragmentatie van verontreinigende moleculen door de bindingen te verbreken om soorten te vormen met een kleiner molecuulgewicht (bekend als vernietiging).

- De scheiding van deze schadelijke verbindingen van materie zonder ze te vernietigen.

Daarom wordt de pyrolysetechniek veel gebruikt bij de behandeling van organische stoffen die breken of ontleden wanneer ze worden blootgesteld aan hitte, zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen.

Integendeel, deze reactie is niet succesvol als deze moet worden gebruikt om anorganische soorten zoals metaalverbindingen te elimineren; het is echter mogelijk om het te gebruiken in processen die deze metalen inert maken.

Reactie van hout

In het geval van de pyrolysereactie in hout, omvat dit proces de toepassing van zeer hoge temperaturen (ongeveer 1000 ° C) in een luchtarme omgeving. Afhankelijk van de te verkrijgen producten zijn er verschillende processen die regelmatig worden toegepast.

Een van de technieken is carbonisatie, waarbij kegelvormige houten kolommen worden opgericht en bedekt met aarde om deze in metalen ovens te verwarmen; Hieruit komen verschillende producten voort, zoals onder meer actieve kool, medicijnen, vuurwerk.

Aan de andere kant veroorzaakt destructieve destillatie azijnzuur, teer en andere stoffen door de verwarming van het hout geleidelijk, waardoor de temperatuur in de gesloten ruimtes die voor dit doel worden gebruikt geleidelijk wordt verhoogd.

Vloeibaar maken wordt ook gebruikt, wat een procedure is die vaak wordt gebruikt bij de productie van een brandstof in de vloeibare fase die bekend staat als pyrolytische olie, die wordt geproduceerd in tanks die voor dit doel zijn ontworpen.

Olie reactie

Als we het hebben over petroleumpyrolyse, bedoelen we het proces van ontleding of fractionering van de koolwaterstoffen met een hoog molecuulgewicht in de mengsels waaruit deze stof bestaat.

Dus wanneer sommige producten afgeleid van ruwe olie worden onderworpen aan bepaalde omstandigheden van druk en temperatuur, ondergaan de moleculen met een groter gewicht die erin zitten een proces van kraken of 'kraken' dat ze fragmenteert in lichtere koolwaterstoffen (met een lager punt van kokend en lager gewicht).

Deze procedure, waarbij meestal de zwaardere fracties van olie worden gebruikt, zet grote hoeveelheden alifatische koolwaterstoffen om in aromatische moleculen en helpt bij de productie en verbetering van brandstoffen zoals benzine, diesel, vliegtuigbrandstof, onder andere.

In die zin kunnen moleculen zoals alkanen, alkenen en andere soorten met een laag molecuulgewicht die door deze reactie worden geproduceerd, worden gescheiden en gezuiverd om grondstof te verkrijgen die van groot belang is voor andere procedures, zoals de synthese van bepaalde organische verbindingen.

Biomassa reactie

De pyrolysereactie van biomassa (organisch materiaal afgezet door levende wezens) omvat het verbreken van chemische bindingen in verbindingen met een hoog molecuulgewicht, zoals hemicellulose of cellulose, die als macromoleculen worden beschouwd.

Deze stoffen worden gefragmenteerd in kleinere gasvormige soorten door complexe reacties van splitsing, ringopening en depolymerisatie, voor de omzetting van biomassa in potentieel bruikbare materie in termen van energie.

Afhankelijk van de aggregatietoestand waarin ze onder normale omgevingsomstandigheden worden aangetroffen, kan de pyrolyse van biomassa drie soorten stoffen voortbrengen: steenkool, teer en gas; Deze kunnen leiden tot waardevolle producten zoals biobrandstof.

Reactie van alkanen

Zoals eerder vermeld, bestaat pyrolyse uit de ontleding van organische stoffen door toepassing van warmte en, in het geval van alkanen, wordt een gesloten kamer gebruikt bij hoge temperaturen op een vergelijkbare manier als de soorten pyrolyse die zijn uitgelegd.

Omdat dit echter grote alkenen zijn, worden de koolstof-koolstofbindingen - willekeurig - langs het molecuul verbroken en ontstaan ​​er verschillende radicale soorten.

Wanneer de alkylketen van deze verbindingen gefragmenteerd is, worden dus kleinere alkanen geproduceerd, sommige alkenen (voornamelijk ethyleen) en andere kleinere soorten zoals alkylradicalen, naast waterstof in minder belangrijke hoeveelheden.

Referenties

1. Wikipedia. (sf). Pyrolyse. Opgehaald van en.wikipedia.org
2. Britannica, E. (zd). Pyrolyse. Opgehaald van britannica.com
3. Wang, S. en Luo, Z. (2017). Pyrolyse van biomassa. Opgehaald van books.google.co.ve
4. Berlijn, AA (2005). Chemische fysica van pyrolyse, verbranding en oxidatie. Opgehaald van books.google.co.ve
5. Moldoveanu, SC (2009). Pyrolyse van organische moleculen: toepassingen op gezondheids- en milieukwesties. Opgehaald van google.co.ve