Суха́я перего́нка — это частный случай процесса дистилляции , нагревание твёрдых материалов с последующей конденсацией жидкостей или твёрдых веществ. Если сухая перегонка происходит только с изменением фаз вещества, то процесс напоминает классическую дистилляцию, но требует более высоких температур. Примером сухой перегонки, основанной только на фазовом переходе, может служить процесс разделения смеси стекла и льда. Если же во время сухой перегонки происходят химические изменения, сопровождающиеся разрывом молекулярных связей, то процесс напоминает крекинг . Сухая перегонка с разрывом химических связей может включать термолиз и его подвид пиролиз . Примером сухой перегонки с разрывом химических связей может служить метод переработки твёрдых видов топлива ( каменного и бурого угля , древесины) нагреванием без доступа кислорода до 500–600°С ( полукоксование ), а также до 900–1150°С ( коксование ); при этом образуются горючие газы, смолы и обогащённые углеродом остатки (полукокс, кокс , древесный уголь ), а также различные химические вещества.

Характеристики

В отличие от дистилляции жидкостей, в которых происходят физические изменения, сухая перегонка, как правило, приводит к химическим изменениям. Путём сухой перегонки древесины помимо древесного угля получают уксусную кислоту , метанол , ацетон и гудрон , из которых впоследствии могут быть выделены ксилол , крезол и другие полезные соединения.

Из угля можно получить самые разные продукты сухой перегонкой, в зависимости от того, проводится ли она при температуре до 600°C или более 900°C, что затем приводит к коксованию.

Для коксования используется уголь, а продуктами являются, кокс , гидроксид аммония и гудрон , из которого при дальнейшем отделении получают бензол , легкие масла, толуол , нафталин , смолу и другие продукты.

Использование

Метод был использован для получения жидкого топлива из угля и древесины. Он также может быть использован для разложения солей минералов, таких как сульфаты (SO _{2– 4} ) через термолиз , в этом случае получения диоксида серы (SO ₂ ) или триоксида серы газа (SO ₃ ), которые могут быть растворены в воде для получения серной кислоты . Этим методом серная кислота была сначала идентифицирована и произведена искусственно. Когда сухой перегонке подвергают вещества растительного происхождения, например, уголь, сланец , торф или древесинy , они разлагаются на газ, жидкие продукты и кокс/ древесный уголь . Выход и химическая природа продуктов разложения зависят от природы сырья и условий, при которых проводится сухая перегонка. Каменноугольная смола , уксусная кислота (и её гомологи ), угарный газ , углекислый газ , метан , эфиры , карбонильные соединения , метанол , смола и др. являются одним из побочных продуктов.

Дерево

Когда древесина нагревается выше 270 ° C, она начинает карбонизироваться. Если отсутствует воздух, конечным продуктом (поскольку отсутствует кислород для реакции с древесиной) является древесный уголь. При наличии воздуха (который содержит кислород) древесина загорится и сгорит, когда достигнет температуры около 400-500 ° C, а топливным продуктом будет древесная зола. Если древесина нагревается вдали от воздуха, сначала удаляется влага. Пока это не будет завершено, температура древесины остается на уровне около 100-110 ° C. Когда древесина высыхает, её температура повышается, и при температуре около 270 °C она начинает самопроизвольно разлагаться. Это хорошо известная экзотермическая реакция, которая происходит при сжигании древесного угля . На этом этапе начинается выделение побочных продуктов карбонизации древесины. Эти вещества выделяются постепенно по мере повышения температуры, и примерно при 450 °C выделение завершено. Твердый остаток, древесный уголь, состоит в основном из углерода (около 70%) и небольшого количества смолистых веществ, которые могут быть удалены или полностью разложены только при повышении температуры выше 600 ° C.

В обычной практике сжигания древесного угля с использованием внутреннего нагрева загруженной древесины путём сжигания её части, все пары и газы побочных продуктов выходят в атмосферу в виде дыма. Побочные продукты могут быть восстановлены путём пропускания отходящих газов через воду с получением так называемого древесного уксуса (пирокислоты) , а неконденсирующийся древесный газ проходит через конденсатор и может сжигаться для получения тепла. Древесный газ используется только в качестве топлива и обычно состоит из 17% метана; 2% водорода; 23% монооксида углерода; 38% двуокиси углерода; 2% кислорода и 18% азота. Теплотворная способность газа составляет около 10,8 МДж / ^м3 (290 БТЕ / куб. фут), то есть примерно на одну треть больше, чем у природного газа . Когда древесина лиственных пород подвергается дистилляции, продуктами являются метанол (древесный спирт) и древесный уголь . При перегонке сосновой древесины и смола удаляются из древесины и оставляют древесный уголь. из — это особо тонкая смола, известная как «русское масло», пригодная для защиты кожи . Побочными продуктами древесной смолы являются скипидар и древесный уголь .

— печи для сухой перегонки, исторически использовавшиеся в Скандинавии для получения смолы из древесины. Они были построены рядом с лесом, из известняка или из более примитивных отверстий в земле. Дно наклонено в выпускное отверстие, чтобы смола могла вытекать. Древесину раскалывают на кусочки размером с палец, плотно укладывают и, наконец, плотно покрывают грязью и мхом. Если кислород может попасть внутрь, древесина может загореться, и производство будет разрушено. Поверх этого укладывается и разжигается костер. Через несколько часов смола начинает выделяться и продолжает выделяться в течение нескольких дней.

См. также

• Дистилляция
• Коксование
• Крекинг
• Пиролиз

Ссылки

Примечания