Кіріспе
Химиялық процесс
Деструктивті дистилляция – бұл өңделмеген материалды жоғары температураға дейін қыздыру арқылы ыдыратуды жүзеге асыратын химиялық процесс; бұл термин көбінесе ауаның болмауында немесе шектеулі мөлшерде оттегі немесе басқа реагенттер, катализаторлар немесе бу немесе фенол сияқты еріткіштер қолданылатын органикалық материалды өңдеуге қатысты қолданылады. Бұл пиролиздің бір түрі. Процесс ірі молекулаларды бөліп жібітеді немесе «жарып» алады. Кокс, көмір газы, газ тәрізді көміртек, көмір шайыры, аммиак ерітіндісі және көмір майы – көмірдің деструктивті дистилляциясы арқылы тарихи түрде өндірілген коммерциялық өнімдердің мысалдары. Кез келген нақты бір бейорганикалық шикізатты деструктивті дистилляциялау, әдетте, өнімдердің шағын ғана спектрін береді, бірақ көптеген органикалық материалдарды деструктивті дистилляциялау көбінесе көптеген қосылыстарды, көбінесе жүздеген, тудырады, бірақ кез келген нақты процесс өнімдерінің барлығы коммерциялық маңызы жоқ. Дистилляттар әдетте төмен молекулалық салмаққа ие. Дегенмен, кейбір фракциялар кішкентай молекулаларды үлкен молекулаларға, соның ішінде жылуға тұрақты шайырлы заттар мен көміртектерге полимерлендіреді немесе конденсаттайды. Шикізатты сұйық және ұшқыш қосылыстарға жіктеу, полимерлендіру немесе күйдіргіш пен қатты заттардың түзілуі бір процесте жүруі мүмкін, және өнімдердің кез келген класы коммерциялық қызығушылық тудыруы мүмкін. Қазіргі уақытта деструктивті дистилляцияның негізгі өнеркәсіптік қолданылуы көмірге қатысты. Тарихи тұрғыдан алғанда, деструктивті дистилляция және пиролиздің басқа түрлері көптеген химиялық қосылыстарды ашуға немесе олардың құрылымдарын анықтауға әкелді, бұл заманауи органикалық химиктер олардың бастапқы молекулаларын синтездеу немесе арнайы зерттеу процестерін әзірлегенге дейін болды. Әсіресе ертеде деструктивті дистилляция өнімдерін зерттеу, басқа деструктивті процестер сияқты, химиктерге көптеген табиғи материалдардың химиялық табиғатын анықтауға көмектесті. Белгілі мысалдарға пираноздар мен фураноздардың құрылымдарын анықтау жатады.
Destructive distillation is a chemical process in which decomposition of unprocessed material is achieved by heating it to a high temperature; the term generally applies to processing of organic material in the absence of air or in the presence of limited amounts of oxygen or other reagents, catalysts, or solvents, such as steam or phenols. It is an application of pyrolysis. The process breaks up or 'cracks' large molecules. Coke, coal gas, gaseous carbon, coal tar, ammonia liquor, and coal oil are examples of commercial products historically produced by the destructive distillation of coal. Destructive distillation of any particular inorganic feedstock produces only a small range of products as a rule, but destructive distillation of many organic materials commonly produces very many compounds, often hundreds, although not all products of any particular process are of commercial importance. The distillate are generally lower molecular weight. Some fractions however polymerise or condense small molecules into larger molecules, including heat stable tarry substances and chars. Cracking feedstocks into liquid and volatile compounds, and polymerising, or the forming of chars and solids, may both occur in the same process, and any class of the products might be of commercial interest. Currently the major industrial application of destructive distillation is to coal. Historically the process of destructive distillation and other forms of pyrolysis led to the discovery of many chemical compounds or elucidation of their structures before contemporary organic chemists had developed the processes to synthesise or specifically investigate the parent molecules. It was especially in the early days that investigation of the products of destructive distillation, like those of other destructive processes, played parts in enabling chemists to deduce the chemical nature of many natural materials. Well known examples include the deduction of the structures of pyranoses and furanoses.
Процесс
Пиролиз процесін дистилляциялық аппаратта (ретортада) жүргізуге болады, нәтижесінде жинауға болатын ұшқыш өнімдер пайда болады. Өнімнің массасы бастапқы материалдың массасының бір бөлігін ғана құрайды, себебі материалдың көп бөлігі көмір, күл және ұшпайтын шайыр түрінде қалады. Керісінше, жану процесінде органикалық заттардың көп бөлігі тотығады, ал өнімдердің жалғыз салмағы тұтынылған отын мен тотықтырғыштың салмағына шамамен тең болады. Деструктивті дистилляция және оған байланысты процестер – дәстүрлі көмір өндіру шеберлігінің қазіргі заманғы өнеркәсіптік нұсқалары. Сондықтан олар Скандинавия сияқты көптеген аймақтарда өнеркәсіптік маңызға ие. Қазіргі заманғы процестер күрделі және қолда бар шикізаттан ең құнды өнімдерді алу үшін мұқият инженерлік есептеулерді қажет етеді.
Қолданбалар
Ағаш құрғақ дистилляциясы жүздеген қосылыстарды, оның ішінде шайыр, терпендер, терпентин және метанол, сондай-ақ көмірдің қатты қалдықтарын – ағаш көмірін өндіреді. Бір тонна көмірді құрғақ дистилляциялау арқылы 700 кг кокс, 100 литр аммиак суы, 50 литр көмір шайыры және 400 м³ көмір газы алуға болады. Құрғақ дистилляция – полимерлік қалдықтардан алынған мономерлерді қайта өңдеудің үміттендірілетін әдісі. Табиғи каучукты құрғақ дистилляциялау изопрен ашылуына әкелді, бұл неопрен сияқты синтетикалық каучуктар жасауға мүмкіндік берді.