Pirólise: Reação de Madeira, Óleo, Biomassa e Alcanos
A pirólise consiste em um processo de decomposição térmica onde as substâncias - de origem orgânica em sua grande maioria - são submetidas a altas temperaturas em um meio inerte (sem a presença de oxigênio). Quando a matéria orgânica é tratada por meio de pirólise, produtos que são usados no campo industrial são obtidos.
Um dos elementos que podem ser obtidos é o coque, que é usado como um tipo de combustível com características industriais. Você também pode obter o biochar (conhecido como biochar), que é usado para modificar ou melhorar os solos.
Essa reação causa outros compostos, como gases não condensáveis ou líquidos que podem ser condensados, enquanto transformam matéria irreversivelmente.
Embora essa técnica seja muito importante e tenha muitas aplicações, pode gerar elementos nocivos ao meio ambiente e apresentar risco de toxicidade aos seres vivos.
Reação Química da Pirólise
A reação de pirólise, como mencionado anteriormente, envolve a aplicação de temperaturas muito altas em uma atmosfera sem oxigênio, para induzir mudanças nas propriedades físicas e químicas das substâncias através de sua decomposição térmica.
Nesse sentido, esse processo converte matéria orgânica em substâncias que a compõem na fase gasosa, uma espécie residual de fase sólida formada por carbono e cinza, e uma substância líquida com características oleosas conhecida como bio-óleo.
Essa reação é usada para eliminar substâncias poluentes da matéria orgânica e cumpre esse propósito por dois meios:
- A fragmentação de moléculas contaminantes através de uma quebra nas ligações para formar espécies com menor peso molecular (conhecido como destruição).
- A separação destes compostos nocivos do material sem destruí-los.
Assim, a técnica de pirólise é amplamente utilizada no tratamento de substâncias orgânicas que sofrem fratura ou decomposição quando expostas ao calor, como os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos.
Pelo contrário, esta reação é mal sucedida se for usada para eliminar espécies inorgânicas tais como compostos metálicos; no entanto, é possível usá-lo em processos que convertem esses metais em inertes.
Reação de madeira
No caso da reação de pirólise na madeira, esse processo envolve a aplicação de temperaturas muito altas (aproximadamente 1000 ° C) em um ambiente sem ar. Dependendo dos produtos que você deseja obter, existem vários processos que são usados regularmente.
Uma das técnicas é a carbonização, na qual colunas cônicas de madeira são erguidas e cobertas com terra para aquecê-la em fornos metálicos; Isso origina diferentes produtos, como carvão ativado, drogas, jogos pirotécnicos, entre outros.
Por outro lado, a destilação destrutiva causa ácido acético, alcatrão e outras substâncias através do aquecimento da madeira gradualmente, aumentando a temperatura gradualmente nos recintos fechados utilizados para este fim.
A liquefação também é usada, que é um procedimento comumente usado na produção de um combustível em fase líquida conhecido como óleo pirolítico, que é produzido em tanques projetados para esse fim.
Reação a óleo
Quando se fala em pirólise de petróleo, é feita referência ao processo de decomposição ou fracionamento dos hidrocarbonetos de alto peso molecular contidos nas misturas que compõem esta substância.
Assim, quando alguns produtos derivados do petróleo bruto são submetidos a determinadas condições de pressão e temperatura, as moléculas de maior peso contidas nestas são submetidas a um processo de craqueamento ou "craqueamento" que as fragmenta em hidrocarbonetos mais leves (com um menor ponto de ebulição e menor peso).
Esse procedimento, que utiliza principalmente as frações mais pesadas do petróleo, transforma grandes quantidades de hidrocarbonetos alifáticos em moléculas aromáticas e auxilia na produção e melhoria de combustíveis como gasolina, diesel, combustível de aviação, entre outros.
Nesse sentido, moléculas como alcanos, alcenos e outras espécies de baixo peso molecular produzidas por essa reação podem ser separadas e purificadas para obter matéria-prima de grande relevância para outros procedimentos, como a síntese de determinados compostos orgânicos.
Reação de biomassa
A reação de pirólise da biomassa (matéria orgânica depositada de seres vivos) envolve a quebra de ligações químicas em compostos de alto peso molecular, como hemicelulose ou celulose, que são consideradas macromoléculas.
Estas substâncias são fragmentadas em espécies gasosas menores através de reações complexas de clivagem, abertura do anel e despolimerização, para a transformação da biomassa em material potencialmente utilizável em termos de energia.
De acordo com o estado de agregação em que estão em condições ambientais normais, a pirólise da biomassa pode originar três tipos de substâncias: carvão, alcatrão e gás; Estes podem levar a produtos valiosos, como o biocombustível.
Reação de alcanos
Como dito anteriormente, a pirólise consiste na decomposição de substâncias orgânicas pela aplicação de calor e, no caso dos alcanos, uma sala fechada é usada em altas temperaturas de maneira similar aos tipos de pirólise que foram explicados.
No entanto, como se trata de grandes alcenos, as ligações carbono-carbono são quebradas - de forma aleatória - ao longo da molécula e diferentes espécies radicais são originadas.
Assim, quando a cadeia alquílica desses compostos é fragmentada, alcanos menores, alguns alcenos (principalmente o etileno) e outras espécies menores, como os radicais alquila, são produzidos, além de quantidades menores de hidrogênio.
