Pyrolýza (z jiného řeckého πῦρ " oheň , teplo" + λύσις "rozklad, rozklad") - tepelný rozklad organických a mnoha anorganických sloučenin .
V užším smyslu - rozklad organických přírodních sloučenin s nedostatkem kyslíku ( dřevo , ropné produkty atd.). Pyrolýzu lze definovat jako vysokoteplotní (750-800 °C) termolýzu uhlovodíků , prováděnou při nízkém tlaku a krátké době [1] .
V širokém slova smyslu je pyrolýza chápána jako vysokoteplotní termolýza organických sloučenin [2] .
V nejširším slova smyslu rozklad jakýchkoli sloučenin na méně těžké molekuly nebo chemické prvky pod vlivem zvýšené teploty [3] . Takže například telurid vodíku se rozkládá na vodík a telur již při teplotě asi 0 °C.
Proces tepelné pyrolýzy uhlovodíkových surovin (oleje a jeho frakcí) je hlavní metodou získávání nízkomolekulárních nenasycených uhlovodíků - olefinů ( alkenů ) - ethylenu a propylenu .
Stávající kapacita pyrolýzních závodů ve světě je 113,0 mil. tun/rok pro etylen, neboli téměř 100 % světové produkce, a 38,6 mil. tun/rok pro propylen, neboli více než 67 % světové produkce (zbytek – 30 % výroba propylenu je zajišťována katalytickým krakováním , cca 3 % světové produkce propylenu se získává z plynů jako vedlejší produkt ropných rafinérií, a to z plynů z procesů zpožděného koksování a visbreakingu ). Průměrný roční nárůst spotřeby etylenu a propylenu ve světě přitom činí více než 4 %.[ kdy? ] .
Proces pyrolýzy oleje je spolu s výrobou etylenu a propylenu hlavním zdrojem pro výrobu divinylu , který se rektifikací izoluje z doprovodné pyrolýzní C4 frakce a benzenových destilátů získaných z kapalných produktů pyrolýzy.
Asi 80 % světové produkce butadienu a 39 % výroby benzenu se provádí pyrolýzou uhlovodíků .
V průmyslových podmínkách se pyrolýza uhlovodíků provádí při teplotách 800-900 °C a tlacích blízkých atmosférickým (na vstupu do vyhřívaného potrubí - pyrocoil ~ 0,3 MPa , na výstupu z něj - 0,1 MPa přetlak ).
Doba průchodu suroviny pyrocívkou je 0,1-0,5 sec.
Teorie pyrolýzy není dobře pochopena. Většina výzkumníků se drží teorie mechanismu rozkladu řetězce volných radikálů během pyrolýzy za takových podmínek.
Obvykle lze všechny reakce během pyrolýzy rozdělit na primární a sekundární. Primární reakce probíhají se snižováním molekulové hmotnosti produktů pyrolýzy. Jedná se především o štěpné reakce vysokomolekulárních parafinů a naftenických uhlovodíků za vzniku uhlovodíků s nižší molekulovou hmotností, což je doprovázeno zvětšením objemu plynné směsi.
Dále jsou možné sekundární reakce pro syntézu těžších molekul z nízkomolekulárních nenasycených uhlovodíků. Tyto reakce probíhají hlavně v pozdních fázích pyrolýzy.
S nárůstem molekulové hmotnosti molekul ve směsi reakčních produktů klesá objem plynů v reakční hmotě.
V zásadě vedou reakce tvorby aromatických, kondenzovaných aromatických uhlovodíků, jako je naftalen , antracen , jako výsledek kondenzační/polykondenzační reakce k syntéze tepelně stabilních aromatických uhlovodíků , včetně reakcí Diels-Alderova typu .
Sekundární reakce také zahrnuje tvorbu směsi různých pastovitých uhlovodíků s nízkým specifickým obsahem vodíku v molekulách sloučenin, kterým se v průmyslu říká smola .
Pek při výpalu při teplotách nad 1000 °C ztrácí vodík ve složení molekul lehce vroucích uhlovodíků. Výsledný produkt je obecně označován jako pyrolytický koks . Ale pyrolytický koks se v mnoha fyzikálních vlastnostech, zejména v absorpční kapacitě, liší od uhelného koksu.
Rozdělení reakcí na primární (destrukce těžkých molekul) a sekundární (syntéza polykondenzovaných aromatických uhlovodíků) je libovolné, protože oba typy reakcí probíhají současně.
Pro snížení rychlostí sekundárních reakcí pyrolýzy - syntézy se používá ředění suroviny pyrolýzy vodní párou. V důsledku toho se parciální tlak par uhlovodíků snižuje a podle Le Chatelierova principu snížení tlaku v reakční zóně přispěje k tomu, že reakce probíhají se snížením molekulové hmotnosti, tj. v objemu, čímž se zvyšuje výtěžek štěpných produktů - produktů primárních reakcí.
Koncentrace vodní páry v procesu pyrolýzy se volí v závislosti na cílovém produktu. Takže pro výrobu ethylenu, butylenu a benzínu je poměr páry k surovině obvykle 0,3:1,0, 0,4:1,0, 0,5:1,0.
V průmyslu se rozšířily trubkové pyrolýzní reaktory. Skládají se ze dvou částí, které se liší charakterem přenosu tepla – sáláním a konvekcí . Právě v radiační sekci jsou umístěny trubkové pyrolýzní reaktory (pyrocoils), vyhřívané spalným teplem externě přiváděného hořlavého plynu v hořácích této sekce.
V radiační sekci se pyrocívky ohřívají nikoli přímo plamenem hořáků, ale tepelným zářením (zářením) z plamene (viz Planckův vzorec ). a z tepelného sálání vnitřního žáruvzdorného zdiva sálavé části instalace přímo ohřívaného plamenem hořáků.
V konvekční části instalace dochází k výměně tepla mezi topným plynem - produkty spalování v důsledku konvekčního přenosu tepla. V této části pyrolýzního zařízení se surovina, vodní pára předehřívá a zahřívá na počáteční teplotu pyrolýzy ( 600–650 °C ). Plyny vstupují do konvekční části z radiační sekce.
Pro přesnou regulaci teploty v obou sekcích je na výstupu z jednotky instalován odtah kouře s regulační klapkou pro řízení proudění spalin.
Pro energetickou účinnost jsou pyrolýzní zařízení dodatečně vybavena systémy rekuperace tepla - kotli na odpadní teplo . Kromě ohřevu suroviny a její ředění vodní párou se v konvekční části ohřívá napájecí voda kotle na odpadní teplo a následně je tato voda využívána k ochlazování produktů pyrolýzy při samotném ohřevu. Směs páry a vody získaná částečným odpařením vody se přivádí do bubnu kotle na odpadní teplo. Pára se v bubnu odděluje od kapaliny. Sytá pára z bubnu se dále přehřívá v přehříváku téhož zařízení, čímž vzniká přehřátá středotlaká pára, která je následně využívána jako pracovní tekutina parní turbíny, která je pohonem kompresoru-přeplňovače pro pyrolýzní suroviny materiály - pyroplyn.
V moderních pyrolýzních provozech jsou v její konvekční části plochy pro ohřev přehřáté syté páry na technologicky přijatelnou teplotu ( 550 °C , s poklesem teploty přehřáté páry klesá tepelná účinnost, při vysokých teplotách spolehlivost a bezpečnost instalace klesá v důsledku poklesu pevnosti konstrukčních ocelí při vysokých provozních teplotách).teploty). Tato opatření umožnila zvýšit efektivitu využití tepla u moderních modelů pyrolýzních pecí až na 91–93 % .
Pro zvýšení selektivity procesu a výtěžků produktu (zajištění maximálního výtěžku požadovaných reakčních produktů a potlačení tvorby nežádoucích reakčních produktů) při pyrolýze je nutné snížit dobu setrvání suroviny v reakční zóně – vysokoteplotní zóně. a procesní teplota musí být zvýšena. Tento přístup poskytuje zvýšení výtěžku cílových produktů pyrolýzy se současným snížením tvorby vedlejších produktů reakce.
Proto se konstruktéři zařízení snažili zkrátit dobu trvání fáze pyrolýzy. V moderních instalacích je doba přehřátí surovin a následného ochlazení produktů ~0,2 s a teplota ohřevu pro pyrolýzní reakce dosahuje 870–900 °C.
Problém rychlého ohřevu-ochlazení reakční směsi za 0,2 s z ~600 °C na ~1000 °C je složitý technický problém. Úkol je komplikován skutečností, že je nutné vzít v úvahu maximální přípustnou provozní teplotu moderních chromniklových slitin, což jsou hlavní konstrukční oceli takových instalací, z nichž jsou vyrobeny reakční cívky. Také při vysokých teplotách prudce narůstá tvorba koksu na vnitřních površích trubek vyrobených z těchto slitin.
Rychlého ohřevu-ochlazení směsi lze dosáhnout buď zvýšením teplotního rozdílu mezi topnou plochou a směsí, nebo vyvinutím teplosměnné plochy, nebo optimalizací geometrie a uspořádání teplosměnných ploch. V moderních instalacích se používá kombinace všech přístupů. Bez zvýšení teplotního rozdílu mezi stěnou pyrocoilu a proudem páry lze dosáhnout rychlého ohřevu zvětšením specifického povrchu pyrocoilu, to jest povrchu na jednotku průtoku proudu páry. Většina vývojářů pyrolýzních pecí se vydala cestou konstruktivního provedení pyrolýzních cívek jako odbočných trubek s proměnným průměrem, které jsou součástí balení cívek.
V závodech předchozích generací byly pyro cívky dlouhá trubka konstantního průměru, ohnutá na stejné části (do cívky), aby se zmenšila velikost pece, nyní se pyro cívky vyrábí z velkého počtu trubek (10-20) malého průměru, které se spojují do společných trubek na vstupu směsi a na výstupu a v důsledku toho na výstupu spirála končí 1-2 trubkami výrazně velkého průměru. V takových pyro-cívkách se dosahuje vysoké hustoty tepla (teplotního rozdílu) na počátečním úseku a nízké na konci, kde vysoká teplota stěny trubky nežádoucím způsobem způsobuje vysokou tvorbu koksu.
V závodech raných generací byly pyrocívky v radiační sekci orientovány horizontálně, reakční doba kontaktu v takových pecích nebyla kratší než 1,0 sekundy a optimální teplota pyrolýzy nebyla vyšší než 800 °C. V dalších generacích jsou reakční trubky orientovány vertikálně - volně visící trubky sálavého úseku pyrocívek umožnily použití tepelně odolnějších, ale křehčích materiálů pro výrobu pyrocívek, protože s tímto uspořádání, materiál trubky není vystaven mechanickému namáhání ohybem, ale pouze tahem. To umožnilo vytvořit vysokoteplotní instalace s krátkou dobou zdržení toku surovin v pyro-cívkách.
Pro rychlé ochlazení zreagované směsi za účelem udržení termodynamicky nerovnovážného stavu směsi a zabránění vzniku nežádoucích sekundárních reakcí jsou na výstupu z pyrocívek instalovány tzv. zhášecí-odpařovací aparáty. V jejich trubkovém prostoru jsou reakční produkty rychle ochlazovány (zhášeny) na teploty 450–550 °C, při kterých je rychlost uhlovodíkových polykondenzačních reakcí velmi nízká. V prstencovém prostoru se odpařuje kotlová voda kotle na odpadní teplo, která, jak již bylo uvedeno výše, slouží k výrobě vysokotlaké páry.
Tabulka 1 níže uvádí údaje o výtěžcích některých produktů v moderních pyrolýzních pecích.
Tabulka 1 - Výtěžek některých produktů pyrolýzy různých uhlovodíkových surovin
Komponenty | Surovina pro pyrolýzu - Ethan | Surovina pro pyrolýzu - Butan | Surovina pro pyrolýzu – benzin s přímým provozem | Surovina pro pyrolýzu – atmosférický plynový olej |
---|---|---|---|---|
Vodík | 3.4 | 1.3 | 1,0 | 0,7 |
Metan | 3.4 | 21.6 | 16.6 | 11.5 |
Acetylén | 0,2 | 0,4 | 0,4 | 0,3 |
Ethylen | 48,7 | 37.8 | 29.3 | 25.0 |
Etan | 39.3 | 5.1 | 4,0 | 3.4 |
Propylen | 1.1 | 17.3 | 16.4 | 14.5 |
Divinyl | 1.1 | 3.6 | 5.6 | 5.1 |
buteny | 0,2 | 1.5 | 4.4 | 3.9 |
Benzen | 0,6 | 2.5 | 7.1 | 7,0 |
těžká pryskyřice | 0,1 | 0,6 | 5.2 | 9.1 |
V období rozvoje tepelné pyrolýzy uhlovodíků došlo k řadě důležitých vylepšení konstrukce pyrolýzních pecí a technologického schématu výroby nižších olefinů. Některá vylepšení v konstrukci pyrolýzních pecí byla diskutována v předchozí části. Nyní pár slov o nejdůležitějších změnách v technologickém schématu zpracování produktů pyrolýzy.
Zavedením kalících a odpařovacích zařízení do schématu pecních bloků bylo možné využít teplo produktů pyrolýzy k výrobě vysokotlaké páry. Přítomnost vlastní vysokotlaké páry vedla k nahrazení elektricky poháněných kompresorů kompresory s parní turbínou, což vedlo k řádovému snížení ceny produktů pyrolýzy. Úplný přechod od absorpčního schématu plynové separace reakčních produktů k nízkoteplotní frakcionaci vedl k výrobě nižších olefinů vyšší kvality - polymerační čistoty. Dohromady všechny změny v technologii výroby nižších olefinů přispěly k přechodu na velkokapacitní samostatné jednotky. Jestliže na počátku 60. let 20. století byla kapacita pokročilých pyrolýzních zařízení u etylenu asi 100–140 tisíc tun/rok, pak v současnosti kapacita dosahuje 1,0–1,4 milionu tun/rok. Růst jednotkových kapacit etylenových závodů byl doprovázen výrazným poklesem jednotkových nákladů na suroviny a energii na výrobu. Navíc se zvýšením kapacity pyrolýzních zařízení, která byla původně určena pouze pro výrobu etylenu, bylo ekonomicky výhodné oddělit zbývající plynné produkty a následně z kapalných produktů získat benzen a další cenné složky, což dále zvýšilo účinnost procesu.
Moderní výroba etylenu zahrnuje následující komponenty: samotnou pyrolýzu, primární frakcionaci a separaci produktů pyrolýzy, kompresi , dehydrataci, hluboké chlazení pyroplynu a separaci plynů.
Pyrolýzní jednotka se skládá z několika pyrolýzních pecí. Celková roční kapacita etylenu všech pecí, kromě pecí, které jsou v rezervě (pro regeneraci), určuje kapacitu celého pyrolýzního zařízení. Na výstupu ze ZIA produkty pyrolýzy procházejí sekundárním ochlazením přímým vstřikováním pyrolýzní pryskyřice (tzv. kalicí olej) na teploty nepřesahující 200 °C.
Jednotka primární frakcionace a separace produktů pyrolýzy se skládá ze systémů frakcionačních kolon a usazovacích nádrží. Výsledkem je separace produktů pyrolýzy na technologickou vodu, na těžkou pryskyřici (bod varu ~ 200 °C), na lehkou pryskyřici (pyrobenzin), na předem vylehčený pyroplyn (U/V С1-С4 s obsahem U/V С5 -С8).
Dále lehký pyroplyn vstupuje do kompresní jednotky , která se skládá z vícestupňového kompresoru. Mezi stupni komprese jsou umístěny výměníky tepla a separátory pro chlazení stlačeného pyroplynu a jeho separaci s dodatečným uvolňováním vlhkosti a pyrokondenzátu. V této fázi je pyroplyn stlačován na tlaky 3,7–3,8 MPa, aby se zvýšily teploty varu separovaných produktů. Mezi stupni komprese je také uspořádána jednotka čištění pyroplynu z kyselých plynů (CO 2 , H 2 S), což je náplňová kolona, ve které jsou kyselé plyny chemisorbovány roztokem NaOH.
Stlačený pyroplyn vstupuje do sušící jednotky - do adsorbérů s naplněnými molekulovými síty , kde je voda zcela odstraněna.
Na jednotce hloubkového chlazení pyroplynu se pyroplyn postupně ochlazuje na teplotu −165 °C. Při této teplotě je prakticky pouze vodík v plynném stavu. Dále ochlazený pyroplyn (v kapalném stavu, bez vodíku) prochází paralelně a sériově čtyřmi destilačními kolonami, ve kterých jsou metan , ethan-ethylen (EEP), propan-propylen (PPF), C4 frakce a pyrobenzin . oddestilováno . EEF a PPF se dále hydrogenují, aby se odstranily acetylenické uhlovodíky (a propadien v PPF), a poté se ethylen a propylen oddělí destilací . Zbývající ethan a propan se používají jako recyklovaná surovina pro pyrolýzu. Pyrolytická frakce C4 se používá k izolaci extrakční destilace divinylu a butylenů .
Pyrolýzní pryskyřice získaná ve fázi primární frakcionace se používá k získání sazí .
Ve velkokapacitních etylenových závodech (od 250 tis. tun/rok a více) se obvykle zpracovávají lehké pryskyřice ( pyrobenzin ) s uvolňováním ultravysokých frakcí C5, BTX (aromatické uhlovodíky C6-C8) a C9. Frakce BTK, sestávající z 90 hm. z aromatických uhlovodíků, se používá k získání benzenu tepelnou nebo katalytickou hydrodealkylací nebo k izolaci benzenu , toluenu a xylenu extrakcí a extrakční destilací. Isopren , cyklopentadien ( dicyklopentadien v komerční formě), pyrileny se dále získávají z ultrazvuku C5 . Frakce C9 se používá k výrobě ropných pryskyřic .
Moderní světová struktura pyrolýzních surovin je následující: ethan - 27,6 % hm., zkapalněné plyny ( propan , butan ) - 14,0 % hm., primární benzín ( nafta ) - 53,1 % hm., hydrogenovaný petrolej - plynový olej frakce - 5,3 % hm.
Využití těchto druhů surovin v jednotlivých zemích je různé. V USA a Kanadě je tedy převládající surovinou etan (49,1 % hm. a 69,7 % hm.), v Německu, Číně, Francii a Japonsku - nafta (57,4 % hm., 73,3 % hm., 60,0 % hm. a 80,3 % hmotn.). Kromě toho se v Německu a Číně široce používají frakce hydrogenovaného petroleje a plynového oleje (32,0 % hm. a 26,7 % hm.).
V Rusku je struktura pyrolýzních surovin v roce 2002 následující: ethan - 7,9% hmotnosti, zkapalněné plyny (propan, butan) - 29,6% hmotnosti, NGL - 6,5% hmotnosti, primární benzín - 56,0% hmotnosti. To ve srovnání se strukturou pyrolýzní suroviny v SSSR v roce 1990 ukazuje nárůst podílu plynné suroviny o 20 hm. Je to dáno tím, že v období 1990-1998. v Ruské federaci prudce poklesl objem těžby a rafinace ropy. Kvůli nárůstu produkce ropy v Rusku z 301 milionů tun v roce 1998 na 458,8 milionů tun. v roce 2004 se v Ruské federaci zvýšil podíl kapalných uhlovodíků v surovině pro pyrolýzu. V důsledku toho je složení surovin pro pyrolýzu v Rusku dnes následující: ethan - 8,0 % hm., zkapalněné plyny (propan, butan) - 24,0 % hm., NGL - 6,7 % hm., primární benzín - 61 3 % hmotn.
V níže uvedených tabulkách jsou uvedeny údaje z výroční zprávy časopisu Oil and Gas Journal, charakterizující úroveň rozvoje výroby nižších olefinů v zahraničí a v Rusku.
Největší světoví výrobci etylenu
Země | Kapacita, tisíc tun/rok |
---|---|
USA | 27 653 |
Japonsko | 7576 |
Saudská arábie | 5640 |
Korejská republika | 5450 |
Německo | 5415 |
Kanada | 5377 |
Čína | 4988 |
Holandsko | 3900 |
Francie | 3433 |
Rusko | 2810 |
Největší ethylenové společnosti na světě
Společnost | Kapacita, tisíc tun/rok |
---|---|
Dow Chemical | 12900 |
ExxonMobil | 11467 |
Shell Chemicals | 8432 |
SABIC | 6890 |
Equistar Chemical | 4880 |
BP | 6009 |
Chemical | 3993 |
Sinopec | 3505 |
Atofina | 5653 |
Nova Chemicals | 3537 |
Tabulka 4 - Největší ethylenové komplexy na světě
Společnost | Umístění | Kapacita tisíc tun/rok |
---|---|---|
Nova Chemicals | Joffre, Prov. Alberta, Kanada | 2818 |
Arabian Petrochemical Co. | Jbeil, Saúdská Arábie | 2250 |
Společnost Exxon Mobil Chemical Corp. | Baytown Texas | 2197 |
Chevron Phillips Chemicals Co. | Sweeney Texas | 1905 |
Equistar Chemical L.P. | Channelview, pc. Texas | 1750 |
Dow Chemical | Terneuzen, Nizozemsko | 1750 |
Yanbu Petrochemical Co. | Yanbu, Saúdská Arábie | 1705 |
Společnost Shell Chemicals Ltd. | Norco, ks. Louisiana | 1556 |
Společnost Dow Chemical Co. | Volný port Texas | 1540 |
Formosa Plastics Group | Point-Comfort, ks. Texas | 1530 |
Tabulka 5 - Největší ruské společnosti - výrobci etylenu a propylenu
Společnost | Kapacita ethylenu, tisíc tun/rok | Kapacita propylenu, tisíc tun/rok |
---|---|---|
ZapSibNeftekhim LLC | 1500 | 500 |
OAO Nizhnekamskneftekhim | 600 | 280 |
OJSC Kazanorgsintez | 375 | 60 |
OOO SIBUR-Kstovo | 360 | 170 |
LLC "Stavrolen" | 350 | 140 |
Gazprom Salavat neftechim" | 300 | 140 |
OJSC Angarsk Polymer Plant | 300 | 140 |
OJSC "Tomský petrochemický závod" | 300 | 140 |
OJSC " Ufaorgsintez " | 210 | 185 |
ZAO Neftekhimiya (oblast Samara) | 180 | 40 |
ZAO Sibur-Khimprom | 45 | 46 |
OJSC "Moskevská ropná rafinérie" | ||
100 | ||
JSC "Omská guma" | ||
52 | ||
Celkový | 2810 | 1403 |
Jak je patrné z tabulek, úroveň rozvoje pyrolýzy v Rusku je extrémně nízká, protože po výstavbě závodu EP-450 v Nižněkamsku (1970-1976) nebyl postaven ani jeden závod. Navýšení kapacity v Ruské federaci se v současné době provádí z důvodu rekonstrukce stávajících pyrolýzních zařízení, například rekonstrukce etylenového komplexu "Ethylen-450" společnosti OAO Nizhnekamskneftekhim (Nizhnekamsk, Tatarstan) s nárůstem v kapacitě od 450 tisíc tun / rok do 600 tisíc tun / rok. Možné projekty výstavby závodů na výrobu etylenu v Ruské federaci pro příští desetiletí v případě realizace plánů vyhlášených předními společnostmi jsou uvedeny v tabulce 6.
Tabulka 6 - Projekty výstavby pyrolýzních zařízení v Ruské federaci
Název podniku / komplexu | Rok vstupu | Kapacita ethylenu, tisíc tun/rok |
---|---|---|
Petrochemická společnost ZAO Vostočnaja ( Rosněfť ) | n/a | n/a |
Amur GCC | 2024 | 2700 |
Polymerní závod v Irkutsku | 2024 | 650 |
Baltský chemický komplex, Leningradská oblast | 2023–2024 | 3050 |
PJSC " Nizhnekamskneftekhim " | 2023 | 600 |
Celkový | 2015–2025 | 8500 |
Je třeba poznamenat dvě hlavní oblasti výzkumu v oblasti pyrolýzy: katalytickou pyrolýzu a pyrolýzu s přídavkem různých látek (iniciátory rozkladu nebo inhibitory vedlejších reakcí).
Při použití různých katalyzátorů se výrazně zvýší selektivita a výtěžek některých hlavních produktů. V tomto případě může být teplota pyrolýzy výrazně snížena. Hlavními nevýhodami katalytické pyrolýzy jsou bezesporu rychlé koksování katalyzátorů a nutnost vytváření nových instalací a nových technologických zařízení. A protože se ještě neobjevila plnohodnotná průmyslová katalytická pyrolýza, znamená to, že je poměrně obtížné vytvořit takové, které by byly spolehlivé a snadno ovladatelné. Přestože japonští vědci intenzivně provádějí výzkum v této oblasti, v tisku se pravidelně objevují poznámky o testech experimentálních zařízení pro katalytickou pyrolýzu v Japonsku.
V druhém směru bylo testováno obrovské množství sloučenin s jejich přídavkem od desítek ppm až po desítky procent v surovinách. Tyto látky iniciují rozkladné reakce surovin a/nebo inhibují vedlejší nežádoucí sekundární procesy. V průmyslu se rozšířilo používání malých přísad (50-300 ppm) látek, které pomáhají snižovat tvorbu koksu při pyrolýze. Z těchto látek se uvolňují sloučeniny obsahující síru (jako je dimethyldisulfid , terc-butylpolysulfid). Nalco aktivně propaguje inhibitor koksování na bázi látek obsahujících fosfor. Principem působení těchto látek je pasivace aktivních center tvorby koksu na stěně pyrocoilu. Tento směr má však i spoustu nevýhod, jako jsou: složitost rovnoměrného dávkování, rovnoměrná distribuce aditiva po proudu surové páry, omezení použití inhibitorů tvorby koksu při pyrolýze surovin s obsahem síry (přímé -benzín, atmosférický plynový olej).
Z nejnovějšího vývoje je třeba poznamenat použití různých fyzikálních polí (akustických, elektromagnetických) v procesu pyrolýzy. Účinek těchto polí je přibližně stejný jako při použití katalyzátorů.
Navíc neupadá zájem o plazmochemické technologie využívající nízkoteplotní plazma, umožňující reakce při teplotách 1000–10000 K. Hlavní výhodou plazmochemických reakcí je možnost využití nízkohodnotných nebo obtížných - ke zpracování surovin. Například metan lze při takových teplotách snadno rozložit. Na pozadí rychlého růstu cen ropy je tento proces velmi slibný.
Pyrolýza je první fází spalování dřeva. Plameny na hořícím dřevě zná každý, větve v ohni vznikají v důsledku spalování nikoli uhlíku samotného dřeva, ale plynů - těkavých produktů pyrolýzy. Při pyrolýze dřeva (450-500°C) vzniká spousta různých látek, nejvyšší koncentrace v plynných produktech pyrolýzy jsou: metylalkohol (proto má metanol zastaralý název „dřevěný alkohol“), kyselina octová , aceton , benzen , furan , atd. Netěkavé produkty neúplné pyrolýzy - kapalné a pastovité pryskyřice , (viz Dehet ). Konečným produktem kompletní pyrolýzy dřeva je téměř čistý uhlík (obsahující jako nečistoty několik oxidů draslíku , sodíku , vápníku , hořčíku a železa ) - dřevěné uhlí .
Tento proces se používá v pyrolýzních kotlích . Proces zplyňování dřeva (pyrolýza) probíhá v horní komoře kotle (nakládací prostor) pod vlivem vysoké teploty a za omezeného přístupu vzduchu. Plyny vznikající při tomto procesu procházejí zónou vysokých teplot, dostávají se do potrubí výstupního zařízení a zde se mísí se sekundárním vzduchem.
Viz hlavní článek: Kouření
Na základě procesu pyrolýzy dřeva (nejčastěji olšových třísek ) se udí různé potravinářské výrobky. Je správnější nazývat tento proces částečnou oxidací nebo oxidativní pyrolýzou, protože probíhá s omezeným přístupem vzduchu. Je prokázáno, že tento způsob kouření není pro lidský organismus neškodný, protože nebezpečné karcinogeny , jako je 3,4-benzpyren , vznikají a jsou požírány při oxidační pyrolýze .
Existují projekty na likvidaci domovního odpadu pomocí pyrolýzy. Potíže s organizací pyrolýzy pneumatik , plastů a dalších organických odpadů nesouvisejí se samotnou technologií pyrolýzy, která se neliší od technologie tepelného zpracování jiných pevných materiálů. Problém je v tom, že většina odpadu obsahuje fosfor , chlór a síru . Síra a fosfor v oxidované formě jsou těkavé a škodlivé pro životní prostředí. Chlór aktivně reaguje s organickými produkty pyrolýzy za vzniku perzistentních toxických sloučenin (například dioxinů ). Zachycování těchto sloučenin z kouře je nákladné a má své vlastní problémy. Problém recyklace ojetých automobilových pneumatik a zastaralých pryžových výrobků má velký ekologický a ekonomický význam pro všechny vyspělé země světa. A nenahraditelnost přírodních ropných surovin diktuje nutnost využívat druhotné zdroje s maximální efektivitou, čili místo hor odpadků by se mohl rozvíjet nový průmysl – komerční zpracování odpadu.
Pneumatiky a polymery jsou cennými surovinami, při jejich zpracování nízkoteplotní pyrolýzou (do 500 °C) se získávají kapalné frakce uhlovodíků ( syntetický olej ), uhlíkové zbytky ( saze ), kovový kord a hořlavý plyn . Přitom pokud spálíte 1 tunu pneumatik běžným způsobem, pak se do atmosféry uvolní 270 kg sazí a 450 kg toxických plynů.