Деструктивная перегонка — это химический процесс , в котором разложение необработанного материала достигается путем его нагревания до высокой температуры; этот термин обычно применяется к обработке органического материала в отсутствие воздуха или в присутствии ограниченного количества кислорода или других реагентов , катализаторов или растворителей , таких как пар или фенолы . Это применение пиролиза . Процесс разрушает или «раскалывает» большие молекулы. Кокс , угольный газ , газообразный углерод , каменноугольная смола , аммиачная жидкость и каменноугольное масло являются примерами коммерческих продуктов, исторически производимых путем деструктивной перегонки угля .
Деструктивная перегонка любого конкретного неорганического сырья, как правило, производит только небольшой ассортимент продуктов, но деструктивная перегонка многих органических материалов обычно производит очень много соединений, часто сотни, хотя не все продукты любого конкретного процесса имеют коммерческое значение. Дистиллят, как правило, имеет более низкую молекулярную массу. Однако некоторые фракции полимеризуются или конденсируют небольшие молекулы в более крупные молекулы, включая термостойкие смолистые вещества и угли . Крекинг сырья на жидкие и летучие соединения, а также полимеризация или образование угли и твердых веществ могут происходить в одном и том же процессе, и любой класс продуктов может представлять коммерческий интерес.
В настоящее время основное промышленное применение деструктивной перегонки находит в угле . [1] [2]
Исторически процесс деструктивной дистилляции и другие формы пиролиза привели к открытию многих химических соединений или выяснению их структур до того, как современные органические химики разработали процессы синтеза или специального исследования исходных молекул. Особенно в ранние дни исследование продуктов деструктивной дистилляции, как и других деструктивных процессов, сыграло роль в предоставлении химикам возможности вывести химическую природу многих природных материалов. [3] Хорошо известные примеры включают выведение структур пираноз и фураноз . [4]
_(cropped).jpg/1280px-Pliny_the_Elder,_Loggia_del_Consiglio,_Piazza_dei_Signori,_Verona_(37520060770)_(cropped).jpg)
В своем энциклопедическом труде « Естественная история » ( лат . Naturalis Historia ) римский натуралист и автор Плиний Старший (23/24 –79 н. э.) описывает, как при разрушительной перегонке сосновой древесины образуются две жидкие фракции: более легкая (ароматические масла) и более тяжелая (смола). Более легкая фракция выделяется в виде газов, которые конденсируются и собираются. [5]
В Европе смолу извлекают из факельного дерева [ Pinus mugo ] с помощью огня; ее используют для покрытия кораблей и для многих других полезных целей. Древесину дерева рубят на небольшие чурбаки, а затем помещают в печь... Первый выделяющийся пар в виде [жидкости] поступает в резервуар, сделанный для его приема: в Сирии это вещество известно как «cedrium» [ кедровое масло ]; и оно обладает такой замечательной силой, что в Египте тела умерших, будучи вымоченными в нем, сохраняются от всякого разложения . Жидкость, которая следует за этим, имеет более густую консистенцию и представляет собой смолу.
Процесс пиролиза может быть проведен в дистилляционном аппарате ( реторте ) для образования летучих продуктов для сбора. Масса продукта будет представлять собой лишь часть массы исходного сырья, поскольку большая часть материала остается в виде угля, золы и нелетучих смол. Напротив, при сжигании потребляется большая часть органического вещества, а чистый вес продуктов составляет примерно ту же массу, что и потребленное топливо и окислитель.
Деструктивная дистилляция и связанные с ней процессы фактически являются современными промышленными потомками традиционных ремесел сжигания древесного угля . Как таковые, они имеют промышленное значение во многих регионах, таких как Скандинавия. Современные процессы сложны и требуют тщательной инженерии для производства максимально ценных продуктов из доступного сырья. [6] [7]