Пиролизное масло, также известное как биосырье или биомасло, представляет собой сложную смесь, полученную в результате термического разложения биомассы в отсутствие кислорода.Оно характеризуется высоким содержанием кислорода, воды и широкого спектра органических соединений.Примеси в пиролизном масле обусловлены его сложным составом, в который входят оксигенированные углеводороды, вода и различные химические соединения.Эти примеси обусловливают его коррозионную природу, нестабильность и особые свойства, отличающие его от обычных нефтепродуктов.Понимание этих примесей имеет решающее значение для оценки его потенциала в качестве топлива или химического сырья.
Ключевые моменты:
-
Высокое содержание воды (20-30 весовых процентов):
- Пиролизное масло содержит значительную долю воды, обычно от 20 до 30 % по весу.Такое высокое содержание воды является результатом влаги, присутствующей в сырье из биомассы, и образования воды в процессе пиролиза.
- Присутствие воды снижает теплотворную способность масла, делая его менее энергоемким по сравнению с ископаемым топливом.Она также способствует нестабильности нефти, так как вода может способствовать разделению фаз и химическим реакциям, которые со временем разрушают нефть.
-
Кислородсодержащие углеводороды:
- Пиролизное масло богато оксигенированными органическими соединениями, которые обуславливают высокое содержание кислорода (до 40 % по массе).Эти соединения включают низкомолекулярные молекулы, такие как формальдегид, уксусная кислота и метанол, а также более сложные молекулы, такие как фенолы, ангидросахара и олигосахариды.
- Кислородная природа этих соединений делает пиролизное масло высокореактивным, что приводит к таким проблемам, как термическая нестабильность, полимеризация и коррозионная активность.Эти свойства затрудняют хранение и транспортировку без разложения.
-
Ароматические и алифатические углеводороды:
- Масло содержит смесь ароматических и алифатических углеводородов, которые образуются в результате расщепления лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы в биомассе.Особенно преобладают ароматические соединения, которые придают маслу дымный запах и темно-коричневый цвет.
- Эти углеводороды, хотя и похожи на углеводороды, содержащиеся в нефти, часто являются более сложными и менее стабильными из-за наличия кислородсодержащих функциональных групп.
-
Содержание серы:
- Пиролизное масло имеет более высокое содержание серы по сравнению с обычным дизельным топливом.Сернистые соединения - это примеси, которые могут поступать из сырья биомассы или образовываться в процессе пиролиза.
- Высокое содержание серы нежелательно, так как при сжигании масла оно способствует загрязнению окружающей среды, выделяя диоксид серы (SO₂), вредный загрязнитель воздуха.
-
Термическая нестабильность и полимеризация:
- Пиролизное масло термически нестабильно и склонно к полимеризации, особенно при воздействии воздуха или повышенных температур.Эта нестабильность обусловлена наличием реакционноспособных оксигенированных соединений и ненасыщенных углеводородов.
- Со временем в масле происходят реакции конденсации, что приводит к увеличению вязкости и образованию более тяжелых молекул.Это затрудняет повторное испарение или переработку масла для дальнейшего использования.
-
Коррозионная природа:
- Высокая кислотность пиролизного масла, обусловленная в первую очередь наличием органических кислот, таких как уксусная, делает его коррозийным по отношению к металлам и другим материалам.Эта коррозионная активность создает проблемы с хранением, обращением и совместимостью оборудования.
- Коррозионная природа также ограничивает прямое использование пиролизного масла в двигателях и турбинах без предварительной обработки или модернизации.
-
Отсутствие стандартизации:
- Из-за ограниченного производства и коммерческого использования пиролизного масла существует мало установленных стандартов на его качество и состав.Стандарт ASTM является одним из немногих доступных стандартов, но он не охватывает все примеси и свойства пиролизного масла.
- Отсутствие стандартизации затрудняет сравнение различных партий пиролизного масла и обеспечение стабильного качества для промышленного применения.
В целом, примеси в пиролизном масле образуются из-за его сложного состава, в который входят вода, оксигенированные углеводороды, соединения серы и реакционноспособные органические молекулы.Эти примеси обусловливают такие характерные свойства нефти, как высокая коррозионная активность, термическая нестабильность и низкая энергетическая плотность.Устранение этих примесей путем рафинирования, модернизации или смешивания с другими видами топлива необходимо для повышения пригодности пиролизного масла в качестве возобновляемого источника энергии.
Сводная таблица:
| Примеси | Описание | Удар |
|---|---|---|
| Высокое содержание воды (20-30%) | Является результатом влажности биомассы и процесса пиролиза | Снижает теплотворную способность, способствует нестабильности и вызывает разделение фаз |
| Кислородсодержащие углеводороды | Включает формальдегид, уксусную кислоту и фенолы. | Вызывает термическую нестабильность, полимеризацию и коррозию |
| Ароматические/алифатические углеводороды | Производные от распада лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы | Способствует появлению дымного запаха, темного цвета и снижению стабильности |
| Содержание серы | Выше, чем в обычном дизельном топливе | При сгорании производит вредные выбросы SO₂ |
| Термическая нестабильность | Реактивные соединения приводят к полимеризации и повышению вязкости | Усложняет хранение, транспортировку и переработку. |
| Коррозионная природа | Высокая кислотность от органических кислот, таких как уксусная кислота | Повреждает оборудование для хранения и обработки, ограничивает прямое использование |
| Отсутствие стандартизации | Мало установленных стандартов качества пиролизного масла | Препятствует стабильному качеству и промышленному применению |
Узнайте больше о пиролизном масле и о том, как решить стоящие перед ним задачи. свяжитесь с нашими специалистами сегодня !
