Tekst źródłowy strony Piroliza

'''Piroliza''' ([[język grecki|gr.]] ''pyr'' dopełniacz ''pyros'', ogień, i ''lysis'', rozpad), '''sucha destylacja''', [[destylacja]] rozkładowa – proces [[Degradacja (chemia)|degradacji]] zachodzący pod wpływem wysokiej temperatury{{r|Leksykon_piroliza}} i&nbsp;prowadzony bez tlenu i innych celowo dodawanych reagentów{{r|PMMA}}. Podobnym procesem jest przebiegające w niższej temperaturze '''wytlewanie'''.

== Piroliza jako proces chemiczny ==
Piroliza jest rodzajem [[Dysocjacja termiczna|termolizy]] często obserwowanym w przypadku ogrzewania materiałów organicznych. [[Mechanizmy reakcji chemicznych|Mechanizm przemian chemicznych]] zachodzących w trakcie pirolizy jest często bardzo złożony, a ze względu na zmienność składu surowców poddawanych pirolizie trudno jest je dokładnie zbadać (przykładem może być opis prac badawczych nad pirolizą biomasy{{r|Westerhof}}).

W wyniku tego procesu mogą powstać produkty gazowe (przykładem jest stosowany w przemyśle proces pirolizy [[1,2-Dichloroetan|1,2-dichloroetanu]] do [[chlorek winylu|chlorku winylu]]{{r|Zychlinski}}), jednak w znacznej części przypadków proces przebiega z utworzeniem stałej pozostałości. W takich wypadkach etapem inicjującym jest zwykle [[eliminacja (chemia)|eliminacja]] produktu niskocząsteczkowego (najczęściej wody lub [[Wodór|wodoru]]), której konsekwencją jest zwiększenie [[sieciowanie|stopnia usieciowania]] materiału{{r|Roderig}}. Niekiedy pozostałość po pirolizie może być prostym z chemicznego punktu widzenia, ale tworzącym sieć przestrzenną, materiałem o interesujących własnościach (przykładem jest [[włókno węglowe]]).

== Piroliza w technologii chemicznej ==
W [[technologia chemiczna|technologii chemicznej]] terminu tego najczęściej używa się do procesów prowadzonych bez kontaktu z tlenem i innymi czynnikami [[Utlenianie|utleniającymi]] (w przeciwnym razie proces taki nazywamy [[półspalanie]]m), pod umiarkowanym ciśnieniem – do 0,2&nbsp;[[Paskal|MPa]] (procesy prowadzone pod wyższym ciśnieniem nazywane są [[Kraking|krakingiem termicznym]]{{r|Grzywa_termiczne}}) oraz bez udziału katalizatora (proces prowadzony z udziałem katalizatora nazywamy krakingiem katalitycznym{{r|Grzywa_piroliza}}). Pirolizę wykorzystuje się w przemyśle głównie w celu uzyskania lekkich [[Węglowodory nienasycone|węglowodorów nienasyconych]] z [[alkany|parafin]] znajdujących się w gazowych lub ciekłych [[Ropa naftowa|produktach naftowych]]{{r|Leksykon_piroliza}} – procesy pirolizy służące temu celowi nazywane są ogólnie pirolizą olefinową{{r|Grzywa_piroliza}}. Do procesów pirolizy zalicza się także proces rozkładu termicznego drewna{{r|Leksykon_piroliza}}, koksu oraz wiele innych omówionych w kolejnych sekcjach.

== Piroliza olefinowa ==
W zależności od sposobu doprowadzenia ciepła procesy pirolizy olefinowej dzieli się na dwa typy:
* procesy z bezpośrednim doprowadzeniem ciepła za pomocą gazowych lub stałych nośników – obecnie rzadko stosowane, ale nadal badane i udoskonalane, gdyż stwarzają szansę zmniejszenia jednostkowego zużycia surowca (na tonę etylenu)
* procesy z pośrednim doprowadzeniem ciepła – realizowane w piecach rurowych w temperaturze od 780 do 900&nbsp;°C, dominujące w przemyśle światowym.

Parametrami wpływającymi na przebieg pirolizy węglowodorów są (w kolejności od najważniejszego): rodzaj surowca, czas przebywania surowca w wybranej temperaturze pirolizy, temperatury prowadzenia procesu oraz ciśnienia cząstkowego węglowodorów. W zależności od doboru tych parametrów skład głównych produktów pirolizy olefinowej najczęściej mieści się w następującym zakresie (procentowy [[ułamek masowy|udział masowy]]): [[eten]] (26,5–53), [[Węglowodory nienasycone|olefiny]] C<sub>5+</sub> (1,11–34,55), metan (niepożądany produkt uboczny, 3,82–25,3), [[propen]] (0,89–14) oraz olefiny C<sub>4</sub> (1,59–8,8){{r|Grzywa_piroliza}}.

== Piroliza drewna ==
Piroliza drewna (sucha destylacja drewna, rozkład termiczny drewna, wytlewanie drewna){{r|Leksykon_rozklad_drewna}} jest procesem termicznym polegającym na rozkładzie drewna bez dostępu powietrza, w [[retorta (wypał)|retortach]] ogrzewanych z zewnątrz do temperatury 500&nbsp;°C. 

Produkty rozkładu:
* [[węgiel drzewny]]: 32–38%
* [[gaz drzewny]]: 14–15%
* [[ocet drzewny]]: w sumie około 40%, w tym 10% [[kwas octowy|kwasu octowego]] i 2–4% [[metanol]]u
* [[smoła drzewna|prasmoła]]: 10%

== Pozostałe zastosowania procesu pirolizy w przemyśle ==
Ponadto piroliza jest w przemyśle stosowana między innymi do:
* [[koksowanie węgla|produkcji koksu z węgla kamiennego]]
* odzyskiwania [[Monomery|monomerów]] z [[Polimery|polimerów]] w ramach [[recykling]]u{{r|PMMA}}
* produkcji [[Etyn|acetylenu]] z metanu, etanu lub benzyny{{r|Grzywa_termiczne}}
* utylizacji odpadów przemysłowych lub [[odpady komunalne|komunalnych]] (proces proponowany){{r|"Report for ZWSA"|Themelis}}
* otrzymywania węgla drzewnego (jako jeden z etapów)
* produkcji [[ceramika|materiałów ceramicznych]]
* produkcji [[Materiał kompozytowy|kompozytów]] o osnowie ceramicznej lub węglowej wzmacnianych włóknami<ref>{{Cytuj |autor =  |tytuł = Dlaczego nie warto robić benzyny z odpadów. Piroliza tworzyw sztucznych - prawdy i mity |data dostępu = 2023-01-27 |opublikowany = e-gospodarkaodpadami.pl |url = https://e-gospodarkaodpadami.pl/techniki-i-technologie/dlaczego-nie-warto-robic-benzyny-z-odpadow-piroliza-tworzyw-sztucznych-prawdy-i-mity |język = pl-PL}}</ref>
* produkcji materiałów szczególnie odpornych termicznie (np. opartych na [[Tlenek cyrkonu(IV)|{{chem|ZrO|2}}]]{{r|Song}}).
{{wikisłownik|piroliza}}

== Przypisy ==
{{Przypisy|
<ref name=Leksykon_piroliza>{{Cytuj książkę|nazwisko = Iwańska|imię = J.|tytuł = Leksykon naukowo-techniczny|rok = 2001|wydawca = WNT|miejsce = Warszawa|strony = 715|isbn = 83-204-2571-9|autor2 = Martin M.|autor3 = Romkowska E.|autor4 = Siemeniuk B.}}</ref>

<ref name=Grzywa_termiczne>{{Cytuj książkę | nazwisko = Grzywa | imię = E. | tytuł = Technologia podstawowych syntez chemicznych | wydawca = WNT | miejsce = Warszawa | data = 2008 | strony = 160–178 | isbn = 978-83-204-3374-6 | nazwisko2 = Molenda | imię2 = J. | tom = 1 | rozdział = Procesy termiczne w przeróbce ropy naftowej}}</ref>

<ref name=Grzywa_piroliza>{{Cytuj książkę | nazwisko = Grzywa | imię = E. | tytuł = Technologia podstawowych syntez chemicznych | wydawca = WNT | miejsce = Warszawa | data = 2008 | strony = 178–227 | isbn = 978-83-204-3374-6 | nazwisko2 = Molenda | imię2 = J. | tom = 1 | rozdział = Przemysłowe procesy pirolizy olefinowej}}</ref>

<ref name=Leksykon_rozklad_drewna>{{Cytuj książkę|nazwisko = Iwańska|imię = J.|tytuł = Leksykon naukowo-techniczny|rok = 2001|wydawca = WNT|miejsce = Warszawa|strony = 898|isbn = 83-204-2571-9|autor2 = Martin M.|autor3 = Romkowska E.|autor4 = Siemeniuk B.}}</ref>

<ref name="Zychlinski">{{Cytuj pismo | nazwisko = Zychlinski | imię = W. | nazwisko2 = Fischmann | imię2 = J. | autor = Rodewald D., Ondruschka B. | tytuł = Vinylchloride from 1,2-dichloroethane - annotations to the present state of knowledge | czasopismo = Chemishe Technik | wydawca = DVG | wydanie = 8 | wolumin = 42 | strony = 321–324 | issn =  0045-6519 | język = en | data = 1990}}</ref>

<ref name="PMMA">{{Cytuj książkę | wydawca = ASME | miejsce = Lake Buena Vista, Florida, USA | data = 2009 | tytuł = ASME 2009 International Mechanical Engineering Congress and Exposition | strony = 99–105 | isbn = 978-0-7918-4376-5 | tom = 3 | tytuł tomu = Combustion Science and Engineering | rozdział = Time Resolved Measurements of Pyrolysis Products From Thermoplastic Poly-Methyl-Methacrylate (PMMA) | imię r = Cory A. | nazwisko r = Kramer i in.| doi = 10.1115/IMECE2009-11256 | data dostępu = 2015-05-06 | url = https://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=1638571}}</ref>

<ref name=Roderig>{{Cytuj pismo | nazwisko = Roderig | imię = C. | nazwisko2 = Basch | imię2 = A. | autor = Lewin M. | tytuł = Crosslinking and pyrolytic behavior of natural and man-made cellulosic fiber | czasopismo = J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed. | wolumin = 15 | strony = 1921–1932 | język = en | data = 1975}}</ref>

<ref name="Westerhof">{{Cytuj książkę | nazwisko = Westerhof | imię = R.J.M. | tytuł = Refining fast pyrolysis of biomass. Ph.D. Thesis | wydawca = University of Twente | miejsce = Enschede, The Netherlands | data = 2011 | isbn = 978-94-6191-124-7 | data dostępu = 2015-05-06 | url = https://purl.utwente.nl/publications/78777}}</ref>

<ref name=Song>{{Cytuj pismo | nazwisko = Song | imię = Y. L. | nazwisko2 = Tsai | imię2 = S. C. | nazwisko3 = Chen | imię3 = C. Y. | nazwisko4 = Tseng | imię4 = T. K. | nazwisko5 = Tsai | imię5 = C. S. | tytuł = Ultrasonic Spray Pyrolysis for Synthesis of Spherical Zirconia Particles | czasopismo = Journal of the American Ceramic Society | wolumin = 87 | wydanie = 10 | strony = 1864–1871 | data = 2005 | doi = 10.1111/j.1151-2916.2004.tb06332.x | język = en}}</ref>

<ref name="Report for ZWSA">{{Cytuj stronę | url = https://www.zerowaste.sa.gov.au/upload/resource-centre/publications/waste-to-energy/Case%20Study%203%20Cynar%20Plastics%20to%20Fuel%20FINAL.pdf | tytuł = Cynar Plastics to Diesel | data = 2013-07-02 | opublikowany = Ricardo-AEA Ltd | język = en | data dostępu = 2015-05-06 | archiwum = https://web.archive.org/web/20150326085614/https://www.zerowaste.sa.gov.au/upload/resource-centre/publications/waste-to-energy/Case%20Study%203%20Cynar%20Plastics%20to%20Fuel%20FINAL.pdf | zarchiwizowano = 2015-03-26 }}</ref>

<ref name="Themelis">{{Cytuj stronę | url = https://www.seas.columbia.edu/earth/wtert/sofos/ACC_Final_Report_August23_2011.pdf | tytuł = ENERGY AND ECONOMIC VALUE OF NONRECYCLED PLASTICS (NRP) AND MUNICIPAL SOLID WASTES (MSW) THAT ARE CURRENTLY LANDFILLED IN THE FIFTY STATES  | nazwisko = Themelis | imię = N.J. | nazwisko2 = Castaldi | imię2 = M.J. | autor = Bhatti J., Arsova L. | data = 2011-08-16 | opublikowany = Columbia Univeristy | język = en | data dostępu = 2015-05-06}}</ref>
}}

== Linki zewnętrzne ==
* [https://www.drewnozamiastbenzyny.pl/pojecia/piroliza.php Przykład pirolizy na podstawie wypału węgla drzewnego]

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Inżynieria procesowa]]
[[Kategoria:Reakcje chemiczne]]
[[Kategoria:Technologia obróbki drewna]]