Пиролиз от А до Я (часть 1)

Пиролиз: основы процесса и технологии

Пиролиз является достаточно изученной и эффективно применяемой в различных странах технологией переработки нефтесодержащего сырья в газообразные и жидкие продукты горения. Впервые он был применен в конце 19 века для получения осветительного газа из керосиновой фракции нефти. В частности, уже в 1877 году на нефтяной пиролиз был получен патент. Его автором стал химик-технолог из Петербурга Александр Александрович Летний, исследовавший процессы воздействия высоких температур на нефтепродукты.

Сейчас пиролиз начал использоваться для переработки твердых органических отходов, нефтешламов и продуктов бурения. В его основу положен процесс разложения органического сырья на низкомолекулярные составляющие при воздействии высоких температур. Процесс может протекать как в условиях отсутствия воздуха, так и при его ограниченном доступе.

Совершенствование технологии – неотъемлемая часть существования пиролиза. Основные модификации процесса относятся главным образом, к повышению эффективности пиролизных котлов, уменьшению объема образующихся вредных остатков и снижению себестоимости технологии. Это может осуществляться за счет изменения конструкции установок, введения/выведения в состав различных химических компонентов и корректировки условий протекания процесса.

Условия протекания пиролиза и его особенности

Независимо от специфики процесса пиролиза, обязательным условием его протекания являются высокие температуры, которые должны быть в диапазоне 450-1050 °C. Их обеспечение сопровождается различными способами, которые зависят от стадии протекания процесса, его модификации, исходного сырья и желаемых продуктов разложения.

По температурам протекания процесса различают:

• низкотемпературный пиролиз – 450-550 °C
• среднетемпературный пиролиз –  550-800 °C
• высокотемпературный пиролиз –  900-1050 °C

Для обеспечения пиролиза особых условий к давлению не предъявляется. Оно может находиться в диапазоне, приближенном к атмосферному давлению. Время реакции составляет 0,1-0,5 секунд.

По видам реакций различают окислительный и сухой пиролиз. По исходному сырью современная химическая промышленность выделяет отдельно пиролиз нефтепродуктов, древесины, шин, пластмасс и отходов.

Пиролиз как химический процесс

Пиролиз представляет собой совокупность элементарных реакций разложения (деструкции) органического вещества на продукты с меньшей молекулярной массой. Реакции протекают как последовательно, так и параллельно и при этом неразрывно связаны между собой. Тем не менее, условно выделяют первичную и вторичную стадии процесса:

1. На первой стадии в области высоких температур осуществляется первичное расщепление вещества.
2. На второй – образовавшиеся вещества подвергаются реакции дегидрирования для возможности последующего расщепления. Разделение полученных фракций происходит за счет конденсации паров или их изомеризации, полимеризации.

Сырье для пиролиза

Прежде чем, понять, что может служить сырьем, важно выделить назначение пиролизной печи. Если это установка для утилизации, то первооснову составляет сырье – отходы, которые следует переработать. Установки термической деструкции позволяют перерабатывать:

• пластмассы и полимеры
• шины
• автомобильный скрап
• кабели
• нефтешламы
• отходы бурения
• отработанные масла
• загрязненную смолами и мазутами землю.

Рассматривая пиролиз, как способ получения газа, богатого непредельными углеводородами, то пиролизные установки могут использовать в качестве сырья древесину, нефтепродукты, уголь и т.п.

Пиролиз от А до Я (часть 2): пиролизные печи и установки термической деструкции

При использовании материала/любой его части ссылка на сайт (www.i-pec.ru) обязательна