破坏性蒸馏

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简介

“破坏性蒸馏”指的是使用特定试剂、有限量的氧气、溶剂以及蒸汽或酚类等催化剂处理有机材料的过程。破坏性蒸馏也可以描述为使用热解技术。这将在极高的温度以及相对惰性的环境中完成。煤炭经常暴露于有害的蒸馏中。它用于提供各种商业上重要的产品。经济相关产品包括氢氧化铵、焦炭、碳、煤焦油、煤气以及煤油。

什么是破坏性蒸馏？

破坏性蒸馏实际上是一种化学方法，通过加热未经处理的物质使其分解，导致较大分子内部“裂解”。从本质上讲，破坏性蒸馏指的是在有限的氧气水平以及某些试剂、溶剂和催化剂（包括酚类和蒸汽）下合成一些有机分子。它也可以指在无空气环境中生产有机物质。破坏性蒸馏的方法可以认为是热解假说的应用。当被推到高温时，这些大分子完全分解并不少见。

煤的破坏性蒸馏示意图

煤的破坏性蒸馏是指在隔绝空气的情况下加热煤的过程。煤包含多种元素，包括C、H、O、N以及S。以下是煤的主要产物

破坏性蒸馏

• 焦炭 - 它由98%的碳组成。这是最好的煤种，多孔、粗糙且呈黑色。它确实是一种良好的燃料，因为木炭燃烧干净。它主要用作金属从矿石中提取过程中的还原剂。它也用于生产水煤气和发生炉煤气等燃料气体。

• 煤焦油 - 煤焦油似乎是碳分子的一种复杂组合。它是一种粘稠的黑色液体，具有难闻的气味。通过煤焦油的分馏可以生产许多化学化合物，这些化合物已被用于生产油漆、颜料、杀虫剂、药物、合成纤维以及炸药。这些化学物质包括苯胺、苯、酚以及甲苯。煤焦油也可以用来制造萘丸，然后用来防治蛾和其他昆虫。

• 煤气 - 煤气主要由甲烷、氢气以及一氧化碳组成。煤气含有易燃气体，使其成为极好的燃料。它含有大量的热量。直到1950年，它一直用于照亮孟买住宅、工厂以及街道。它以前被用于冷却。

破坏性蒸馏过程中形成的产物

当无机物质暴露于破坏性蒸馏时，仅会产生一些副产物。当有机物质暴露于这种方法时，会形成各种各样的产物。从各种有机物质的破坏性蒸馏中可以形成数百种化合物。然而，这些成分中的大多数通常在商业上意义不大。

破坏性蒸馏技术产生的馏出物通常具有低分子量。此外，这些馏出物的某些部分也已被证明可以聚合并形成相当大的分子。由于馏出物分子可能经历的某些化学反应，也可能形成更大的分子。耐热炭以及焦油似乎是某些馏出物分子之间相互作用产生的产物的突出例子。这些成分中的每一个都有可能具有经济价值。

破坏性蒸馏的过程

破坏性蒸馏方法包括在蒸馏设备中对有机底物进行热解以及提取在热解过程中产生的挥发性化合物。因此，应该强调的是，收集到的副产物仅占起始原料质量的一小部分。这是因为蒸馏设备以灰烬、不挥发性焦油以及炭的形式保留了相当数量的初始原料。与点燃相比，破坏消耗的有机材料数量要少得多。

破坏性蒸馏的应用

• 此方法可用于使用木材提取松节油以及甲醇。

• 木材的破坏性蒸馏通常会产生固体木炭沉积物。这种化学物质在工业上有多种应用。

• 使用破坏性蒸馏制造木材还可以使人们生产各种其他高价值的商业产品。焦油以及萜烯是这些产品中的两种。

• 煤将被破坏性蒸馏以生产许多经济上有用的产品，例如煤焦油、焦炭、煤气以及氢氧化铵。

• 破坏性蒸馏也可用于处理聚合产生的废物。此方法将产生原始单体，然后可将其用于其他适当的技术。

关于破坏性蒸馏的趣味事实

破坏性蒸馏似乎是通过在少量空气和氧气存在下将其加热到高温将化学物质分解成其组成部分的方法。该物质在密闭容器中加热，导致其分解成其组成元素。之后，将组成部分从容器中取出并静置冷却。异戊二烯是通过破坏性蒸馏发现的。它是在天然橡胶的破坏性蒸馏过程中发现的。异戊二烯在合成各种合成橡胶中至关重要。氯丁橡胶一直以来都是由异戊二烯制成的最突出的合成橡胶。

结论

在没有氧气的情况下，破坏性蒸馏确实是由热量影响产生的不可逆化学变化。一种有机材料（包括木材、煤以及原油）被热量分解的现象。这导致它们降解成固体、液体以及气体，这些固体、液体以及气体随后被用来生产焦炭、木炭、油以及氨。煤气和煤焦油似乎是破坏性煤炭蒸馏的副产物。在这个过程中，焦炭作为残留物留下来，主要用作金属提取过程中的还原剂。

常见问题

1. 破坏性煤炭蒸馏的目标是什么？

可以破坏数吨煤炭以产生700公斤焦炭、100升液氨、50升煤焦油以及400 𝑚3煤气。破坏性蒸馏正在成为一种越来越可行的从废聚合物中回收单体的方法。

2. 煤中发现了什么矿物？

煤中最常见的矿物（例如石英、伊利石粘土、方解石以及黄铁矿）由以下元素组成：O、Al、Si、Fe、S以及Ca。

3. 木材的破坏性蒸馏会产生哪种醇？

甲醇被称为“木精”，因为它以前主要作为木材破坏性蒸馏的残留物获得。

4. 煤炭燃烧与煤炭的破坏性蒸馏有什么区别？

煤炭燃烧产生热量以及能量，而破坏性蒸馏则分离煤炭成分，如煤气、煤焦油、焦炭以及氨水。

5. 破坏性蒸馏与碳化之间到底有什么区别？

破坏性蒸馏是利用热量分解原料，并伴随有效的提取。碳化似乎是一种在复杂过程中发生的热解反应，其中许多反应同时发生。