- Réaction chimique de pyrolyse
- Réaction du bois
- Réaction d'huile
- Réaction de la biomasse
- Réaction des alcanes
- Références
La pyrolyse est un procédé de décomposition thermique dans lequel des substances de type d'origine organique sont soumises dans leur grande majorité à des températures élevées en milieu inerte (sans oxygène). Lorsque la matière organique est traitée par pyrolyse, on obtient des produits utilisés dans le domaine industriel.
L'un des éléments que l'on peut obtenir est le coke, qui est utilisé comme type de combustible aux caractéristiques industrielles. Vous pouvez également obtenir du biochar (connu sous le nom de biochar), qui est utilisé pour modifier ou améliorer les sols.
La pyrolyse transforme la matière organique en ses substances constituantes à l'état gazeux, une espèce résiduelle solide composée de carbone et de cendres, et une substance liquide appelée bio-huile.
Cette réaction est à l'origine d'autres composés, tels que des gaz non condensables ou des liquides qui peuvent être condensés, en même temps qu'elle transforme de manière irréversible la matière.
Bien que cette technique soit très importante et ait de nombreuses applications, elle peut générer des éléments nocifs pour l'environnement et présenter un risque de toxicité pour les êtres vivants.
Réaction chimique de pyrolyse
La réaction de pyrolyse, comme mentionné précédemment, implique l'application de températures très élevées dans une atmosphère sans oxygène, pour induire des modifications des propriétés physiques et chimiques des substances par leur décomposition thermique.
En ce sens, ce processus transforme la matière d'origine organique en substances qui la composent en phase gazeuse, une espèce résiduelle dans la phase solide formée par le carbone et les cendres, et une substance liquide aux caractéristiques huileuses appelée bio-huile.
Cette réaction est utilisée pour éliminer les substances polluantes de la matière organique, et accomplit cet objectif par deux moyens:
- La fragmentation des molécules contaminantes en rompant les liaisons pour former des espèces de plus petit poids moléculaire (appelée destruction).
- La séparation de ces composés nocifs de la matière sans les détruire.
Ainsi, la technique de pyrolyse est largement utilisée dans le traitement de substances organiques qui subissent une fracture ou une décomposition lorsqu'elles sont exposées à la chaleur, telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques.
Au contraire, cette réaction échoue si elle doit être utilisée pour éliminer des espèces inorganiques telles que des composés métalliques; cependant, il est possible de l'utiliser dans des procédés qui rendent ces métaux inertes.
Réaction du bois
Dans le cas de la réaction de pyrolyse du bois, ce procédé implique l'application de températures très élevées (environ 1000 ° C) dans un environnement sans air. En fonction des produits à obtenir, plusieurs procédés sont régulièrement utilisés.
L'une des techniques est la carbonisation, dans laquelle des colonnes en bois de forme conique sont érigées et recouvertes de terre pour la chauffer dans des fours métalliques; Cela provient de différents produits, tels que le charbon actif, les médicaments, les feux d'artifice, entre autres.
D'autre part, la distillation destructive provoque de l'acide acétique, du goudron et d'autres substances par le chauffage du bois progressivement, augmentant progressivement la température dans les pièces fermées utilisées à cet effet.
La liquéfaction est également utilisée, qui est une procédure couramment utilisée dans la production d'un carburant en phase liquide connu sous le nom d'huile pyrolytique, qui est produit dans des réservoirs conçus à cet effet.
Réaction d'huile
Quand on parle de pyrolyse du pétrole, on se réfère au processus de décomposition ou de fractionnement des hydrocarbures de haut poids moléculaire contenus dans les mélanges qui composent cette substance.
Ainsi, lorsque certains produits dérivés du pétrole brut sont soumis à certaines conditions de pression et de température, les molécules de poids plus important qu'elles contiennent subissent un processus de craquage ou de "cracking" qui les fragmente en hydrocarbures plus légers (avec un point inférieur de ébullition et poids inférieur).
Cette procédure, qui utilise principalement les fractions les plus lourdes du pétrole, transforme de grandes quantités d'hydrocarbures aliphatiques en molécules aromatiques et aide à la production et à l'amélioration de carburants tels que l'essence, le diesel, le carburant d'aviation, entre autres.
En ce sens, des molécules telles que des alcanes, des alcènes et d'autres espèces de bas poids moléculaire produites par cette réaction peuvent être séparées et purifiées afin d'obtenir une matière première d'une grande pertinence pour d'autres procédures, telles que la synthèse de certains composés organiques.
Réaction de la biomasse
La réaction de pyrolyse de la biomasse (matière organique déposée à partir d'êtres vivants) implique la rupture de liaisons chimiques dans des composés de haut poids moléculaire, tels que l'hémicellulose ou la cellulose, qui sont considérés comme des macromolécules.
Ces substances sont fragmentées en espèces gazeuses plus petites par des réactions complexes de clivage, d'ouverture de cycle et de dépolymérisation, pour la transformation de la biomasse en matière potentiellement utilisable en termes d'énergie.
Selon l'état d'agrégation dans lequel elles se trouvent dans des conditions environnementales normales, la pyrolyse de la biomasse peut engendrer trois types de substances: le charbon, le goudron et le gaz; Ceux-ci peuvent conduire à des produits de valeur tels que le biocarburant.
Réaction des alcanes
Comme mentionné précédemment, la pyrolyse consiste en la décomposition de substances organiques par application de chaleur et, dans le cas des alcanes, une chambre fermée est utilisée à des températures élevées d'une manière similaire aux types de pyrolyse qui ont été expliqués.
Cependant, comme ce sont de grands alcènes, les liaisons carbone-carbone sont rompues - au hasard - le long de la molécule et différentes espèces de radicaux prennent naissance.
Ainsi, lorsque la chaîne alkyle de ces composés est fragmentée, des alcanes plus petits sont produits, certains alcènes (principalement l'éthylène) et d'autres espèces plus petites telles que les radicaux alkyles, en plus de l'hydrogène en quantités moins importantes.
Références
- Wikipédia. (sf). Pyrolyse. Récupéré de en.wikipedia.org
- Britannica, E. (nd). Pyrolyse. Récupéré de britannica.com
- Wang, S., et Luo, Z. (2017). Pyrolyse de la biomasse. Obtenu sur books.google.co.ve
- Berlin, AA (2005). Physique chimique de la pyrolyse, de la combustion et de l'oxydation. Récupéré de books.google.co.ve
- Moldoveanu, SC (2009). Pyrolyse des molécules organiques: applications aux problèmes de santé et d'environnement. Obtenu sur google.co.ve