تفاعل الانحلال الحراري للخشب والنفط والكتلة الحيوية والألكانات

ال الانحلال الحراري وهو يتكون من عملية تحلل حراري حيث تتعرض المواد ذات الأصل العضوي في أغلبيتها العظمى لدرجات حرارة عالية في وسط خامل (بدون وجود الأكسجين). عندما تتم معالجة المواد العضوية عن طريق الانحلال الحراري ، يتم الحصول على المنتجات المستخدمة في المجال الصناعي.

واحد من العناصر التي يمكن الحصول عليها هو فحم الكوك ، والذي يستخدم كنوع من الوقود مع الخصائص الصناعية. يمكنك أيضًا الحصول على biochar (المعروف باسم biochar) ، والذي يستخدم لتعديل أو تحسين التربة.

يؤدي هذا التفاعل إلى مركبات أخرى ، مثل الغازات غير القابلة للتكثيف أو السوائل التي يمكن تكثيفها ، مع تحويل المادة بشكل لا رجعة فيه.

على الرغم من أن هذه التقنية مهمة للغاية ولديها العديد من التطبيقات ، إلا أنها يمكن أن تولد عناصر ضارة بالبيئة وتشكل خطراً على السمية للكائنات الحية..

مؤشر

• 1 تفاعل كيميائي من الانحلال الحراري
• 2 رد فعل من الخشب
• 3 رد فعل النفط
• 4 تفاعل الكتلة الحيوية
• 5 رد فعل الألكانات
• 6 المراجع

التفاعل الكيميائي للتحلل الحراري

إن تفاعل الانحلال الحراري ، كما ذكر سابقًا ، ينطوي على تطبيق درجات حرارة عالية جدًا في جو بدون أكسجين ، لإحداث تغييرات في الخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد من خلال تحللها الحراري.

وبهذا المعنى ، تحول هذه العملية المواد ذات الأصل العضوي إلى المواد التي تتكون منها في طور الغاز ، وهو نوع متبقٍ في الطور الصلب يتكون من الكربون والرماد ، ومادة سائلة ذات خصائص زيتية معروفة باسم الزيت الحيوي..

يستخدم هذا التفاعل للتخلص من المواد الملوثة من المواد العضوية ، وتحقيق هذا الغرض من خلال وسيلتين:

- تفتيت الجزيئات الملوثة من خلال كسر الروابط لتشكيل الأنواع ذات الوزن الجزيئي الأصغر (المعروف باسم التدمير).

- فصل هذه المركبات الضارة عن المواد دون تدميرها.

لذلك يتم استخدام تقنية الانحلال الحراري على نطاق واسع في علاج المواد العضوية التي تخضع للكسر أو التحلل عند التعرض للحرارة ، مثل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات..

على العكس من ذلك ، فإن هذا التفاعل لن ينجح إذا تم استخدامه للتخلص من الأنواع غير العضوية مثل المركبات المعدنية ؛ ومع ذلك ، فمن الممكن استخدامه في العمليات التي تحول هذه المعادن إلى خامل.

رد فعل الخشب

في حالة تفاعل الانحلال الحراري في الخشب ، تتضمن هذه العملية تطبيق درجات حرارة عالية جدًا (حوالي 1000 درجة مئوية) في بيئة خالية من الهواء. اعتمادًا على المنتجات التي ترغب في الحصول عليها ، هناك العديد من العمليات التي يتم استخدامها بانتظام.

واحدة من التقنيات هي الكربنة ، حيث يتم تشييد الأعمدة الخشبية المخروطية وتغطيتها بالأرض لتسخينها في أفران معدنية ؛ هذا ينشأ منتجات مختلفة ، مثل الكربون المنشط ، والمخدرات ، والألعاب النارية ، وغيرها.

من ناحية أخرى ، يؤدي التقطير المدمر إلى حمض الخليك والقطران والمواد الأخرى من خلال تسخين الخشب تدريجياً ، مما يؤدي إلى زيادة درجة الحرارة تدريجياً في العبوات المغلقة المستخدمة لهذا الغرض..

يستخدم التسييل أيضًا ، وهو إجراء شائع الاستخدام في إنتاج وقود المرحلة السائلة المعروف باسم زيت الانحلال الحراري ، والذي يتم إنتاجه في صهاريج مصممة لهذا الغرض..

رد فعل النفط

عند مناقشة الانحلال الحراري للنفط ، تتم الإشارة إلى عملية تحلل أو تجزئة الهيدروكربونات عالية الوزن الجزيئي الموجودة في المخاليط التي تشكل هذه المادة.

لذلك ، عندما تتعرض بعض المنتجات المشتقة من النفط الخام لظروف معينة من الضغط ودرجة الحرارة ، فإن الجزيئات ذات الوزن الأكبر الموجودة في هذه المنتجات تخضع لعملية craking أو "تكسير" يقوم بتقسيمها إلى مركبات هيدروكربونية أخف (مع انخفاض درجة الغليان ووزن أخف).

هذا الإجراء ، الذي يستخدم بشكل أساسي الكسور الأثقل من البترول ، يحول الكميات الكبيرة من الهيدروكربونات الأليفاتية إلى جزيئات عطرية ويساعد في إنتاج وتحسين أنواع الوقود مثل البنزين والديزل ووقود الطيران ، وغيرها..

وبهذا المعنى ، يمكن فصل وتنقية الجزيئات مثل الألكانات والألكينات وغيرها من الأنواع ذات الوزن الجزيئي المنخفض الناتجة عن هذا التفاعل من أجل الحصول على مواد خام ذات أهمية كبيرة لإجراءات أخرى ، مثل تخليق مركبات عضوية معينة.

تفاعل الكتلة الحيوية

ينطوي تفاعل الانحلال الحراري للكتلة الحيوية (المادة العضوية المودعة من الكائنات الحية) على كسر الروابط الكيميائية في المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي ، مثل الهيميسيلوز أو السليلوز ، والتي تعتبر جزيئات كبيرة.

هذه المواد مجزأة إلى أنواع غازية أصغر من خلال التفاعلات المعقدة للانقسام ، وفتح الحلقة وإزالة البلمرة ، لتحويل الكتلة الحيوية إلى مادة يمكن استخدامها من حيث الطاقة.

وفقًا لحالة التجميع التي تكون فيها في ظروف بيئية طبيعية ، يمكن أن يحدث الانحلال الحراري للكتلة الحيوية ثلاثة أنواع من المواد: الفحم والقطران والغاز ؛ هذه يمكن أن تؤدي إلى منتجات قيمة مثل الوقود الحيوي.

رد فعل الألكانات

كما ذكرنا سابقًا ، يتكون الانحلال الحراري من تحلل المواد العضوية عن طريق تطبيق الحرارة ، وفي حالة الألكانات ، يتم استخدام غرفة مغلقة في درجات حرارة عالية بطريقة مشابهة لأنواع الانحلال الحراري..

ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه الألكينات كبيرة ، فإن الروابط بين الكربون والكربون تنكسر - بطريقة عشوائية - على طول الجزيء وتنشأ أنواع جذرية مختلفة..

لذلك ، عندما تكون سلسلة الألكيل من هذه المركبات مجزأة ، ألكانات أصغر ، يتم إنتاج بعض الألكينات (بشكل رئيسي الإيثيلين) وأنواع أصغر أخرى مثل جذور الألكيل ، بالإضافة إلى كميات أقل أهمية من الهيدروجين..

مراجع

1. ويكيبيديا. (بدون تاريخ). الانحلال الحراري. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
2. Britannica، E. (s.f.). الانحلال الحراري. تعافى من britannica.com
3. Wang، S.، and Luo، Z. (2017). الانحلال الحراري للكتلة الحيوية. تم الاسترجاع من books.google.co.ve
4. برلين ، A. (2005). الفيزياء الكيميائية للتحلل الحراري ، الاحتراق ، والأكسدة. تم الاسترجاع من books.google.co.ve
5. Moldoveanu، S.C (2009). الانحلال الحراري للجزيئات العضوية: تطبيقات على القضايا الصحية والبيئية. تم الاسترجاع من google.ae