열분해 : 목재, 오일 및 알칸의 반응 - 화학

열분해 의 클로가 (산소 제외) 불활성 매체의 고온에 노출되어 그 대다수의 유기성 유래 물질을 입력 열분해 공정이다. 유기물을 열분해로 처리하면 산업 현장에서 사용되는 제품을 얻을 수 있습니다.

얻을 수있는 요소 중 하나는 산업 특성을 가진 연료의 일종으로 사용되는 코크스입니다. 토양을 수정하거나 개선하는 데 사용되는 biochar (biochar라고 함)를 얻을 수도 있습니다.

열분해는 유기물을 기체 상태의 구성 물질, 탄소와 재로 구성된 고체 잔류 종, 바이오 오일로 알려진 액체 물질로 변환합니다.

이 반응은 비응 축성 기체 또는 응축 될 수있는 액체와 같은 다른 화합물을 발생시키는 동시에 비가 역적으로 물질을 변형시킵니다.

이 기술은 매우 중요하고 많은 응용 분야가 있지만 환경에 해로운 요소를 생성하고 생물에게 독성 위험을 줄 수 있습니다.

열분해의 화학 반응

앞서 언급했듯이 열분해 반응은 산소가없는 대기에서 매우 높은 온도를 적용하여 열 분해를 통해 물질의 물리적 및 화학적 특성의 변화를 유도합니다.

이런 의미에서이 과정은 유기물을 기체 상으로 구성하는 물질, 탄소와 회분에 의해 형성된 고체상의 잔류 종, 바이오 오일로 알려진 유성 특성을 가진 액체 물질로 변환합니다.

이 반응은 유기물에서 오염 물질을 제거하는 데 사용되며 두 가지 방법을 통해 그 목적을 달성합니다.

-결합을 파괴하여 분자량이 작은 종을 형성함으로써 오염 된 분자의 단편화 (파괴라고 함).

-이러한 유해 화합물을 파괴하지 않고 물질로부터 분리합니다.

따라서 열분해 기술은 다환 방향족 탄화수소와 같이 열에 노출 될 때 파괴되거나 분해되는 유기 물질의 처리에 널리 사용됩니다.

반대로 금속 화합물과 같은 무기 종을 제거하는 데 사용되는 경우이 반응은 실패합니다. 그러나 이러한 금속을 불활성 화시키는 공정에서 사용할 수 있습니다.

목재의 열분해 반응의 경우이 공정은 공기가없는 환경에서 매우 높은 온도 (약 1000 ° C)를 적용합니다. 획득 할 제품에 따라 정기적으로 사용되는 몇 가지 프로세스가 있습니다.

기술 중 하나는 탄화로, 원뿔 모양의 나무 기둥을 세우고 흙으로 덮어 금속 용광로에서 가열합니다. 이것은 활성탄, 약물, 불꽃 놀이 등과 같은 다양한 제품에서 유래합니다.

반면에 파괴적 증류는 목재를 서서히 가열하여 아세트산, 타르 및 기타 물질을 생성하고이 용도로 사용되는 밀폐 된 공간의 온도를 서서히 상승시킵니다.

액화도 사용되는데, 이는 이러한 목적으로 설계된 탱크에서 생산되는 열분해 오일로 알려진 액상 연료의 생산에 일반적으로 사용되는 절차입니다.

석유 열분해에 대해 말할 때 우리는이 물질을 구성하는 혼합물에 포함 된 고 분자량 탄화수소의 분해 또는 분별 과정을 말합니다.

따라서 원유에서 파생 된 일부 제품이 특정 압력 및 온도 조건에 노출되면 그 안에 포함 된 더 큰 무게의 분자는 더 가벼운 탄화수소로 분해되는 크래킹 또는 "크래킹"과정을 거칩니다. 끓는 것과 낮은 무게).

주로 더 무거운 오일을 사용하는이 절차는 다량의 지방족 탄화수소를 방향족 분자로 변환하고 가솔린, 디젤, 항공 연료 등과 같은 연료의 생산 및 개선에 도움이됩니다.

이러한 의미에서 알칸, 알켄 및이 반응에 의해 생성 된 기타 저 분자량 종과 같은 분자는 특정 유기 화합물의 합성과 같은 다른 절차에 매우 적합한 원료를 얻기 위해 분리 및 정제 될 수 있습니다.

바이오 매스 (생물로부터 퇴적 된 유기물)의 열분해 반응은 고분자로 간주되는 헤미 셀룰로스 또는 셀룰로스와 같은 고 분자량 화합물의 화학 결합 파괴를 포함합니다.

이러한 물질은 절단, 개환 및 해중합의 복잡한 반응을 통해 더 작은 기체 종으로 조각화되어 바이오 매스를 에너지 측면에서 잠재적으로 사용할 수있는 물질로 변환합니다.

정상적인 환경 조건에서 발견되는 응집 상태에 따라 바이오 매스의 열분해는 석탄, 타르 및 가스의 세 가지 유형의 물질을 생성 할 수 있습니다. 이는 바이오 연료와 같은 귀중한 제품으로 이어질 수 있습니다.

앞서 말했듯이 열분해는 열을 가하여 유기물을 분해하는 것으로 구성되며, 알칸의 경우 설명 된 열분해 유형과 유사한 방식으로 닫힌 챔버가 고온에서 사용됩니다.

그러나 이들은 큰 알켄이기 때문에 탄소-탄소 결합이 분자를 따라 무작위로 끊어지고 다른 라디칼 종이 유래합니다.

따라서, 이들 화합물의 알킬 사슬이 단편화 될 때 더 작은 알칸, 일부 알켄 (주로 에틸렌) 및 알킬 라디칼과 같은 기타 더 작은 종이 생성되며, 수소는 덜 중요합니다.