破壊蒸留は、未処理の物質を高温に加熱して分解する化学プロセスです。この用語は、一般に、空気が存在しない、または少量の酸素、蒸気やフェノールなどの他の試薬、触媒、溶媒が存在する状態で有機物質を処理することに適用されます。これは熱分解の応用です。このプロセスにより、大きな分子が分解または「クラック」されます。コークス、石炭ガス、ガス状炭素、コールタール、アンモニア液、石炭油は、歴史的に石炭の破壊蒸留によって生産された商用製品の例です。

特定の無機原料の破壊蒸留では、原則として限られた範囲の製品しか生成されませんが、多くの有機材料の破壊蒸留では非常に多くの化合物、しばしば数百が生成されます。ただし、特定のプロセスの製品のすべてが商業的に重要であるわけではありません。蒸留物は一般に分子量が低いです。ただし、一部の留分は、熱安定性のタール状物質や炭化物など、小さな分子をより大きな分子に重合または凝縮します。原料を液体および揮発性化合物に分解することと、重合、つまり炭化物と固体を形成することは、同じプロセスで発生する可能性があり、どのクラスの製品も商業的に興味深いものになる可能性があります。
現在、破壊蒸留の主な産業用途は石炭である。[1] [2]
歴史的には、現代の有機化学者が親分子を合成したり、具体的に調査したりするプロセスを開発する以前に、破壊蒸留やその他の形態の熱分解のプロセスによって多くの化合物が発見されたり、その構造が解明されたりした。特に初期の頃は、他の破壊プロセスの生成物と同様に、破壊蒸留の生成物の研究が、化学者が多くの天然物質の化学的性質を推測するのに役立った。[3]よく知られた例としては、ピラノースとフラノースの構造の推測がある。[4]
歴史
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古代ローマの博物学者で著述家の大プリニウス(紀元23/24年 - 79年)は、百科事典的な著書『博物誌』 (ラテン語:Naturalis Historia )の中で、松材の破壊蒸留において、軽い成分(芳香油)と重い成分(ピッチ(樹脂))の2つの液体成分が生成される様子を記述している。軽い成分はガスの形で放出され、凝縮されて集められる。[5]
ヨーロッパでは、火を使って松明の木 [ Pinus mugo ] からタールを抽出します。これは船の塗装やその他多くの有用な目的に使用されます。この木の木材は小さなビレットに切り刻まれ、次に炉に入れられます...最初に滲み出る蒸気は [液体] の形で、それを受け取るための貯水槽に流れ込みます。シリアでは、この物質は「セドリウム」 [杉油] として知られています。これは非常に優れた強度を持っているため、エジプトでは、死体をこれに浸すと、一切の腐敗から守られます。その後に残る液体はより粘稠度が高く、ピッチを構成します。
プロセス
熱分解のプロセスは、収集用の揮発性生成物を形成するために蒸留装置 (レトルト) で実行できます。物質の多くは炭、灰、非揮発性タールとして残るため、生成物の質量は原料の質量の一部に過ぎません。対照的に、燃焼は有機物のほとんどを消費し、生成物の正味重量は消費された燃料と酸化剤とほぼ同じ質量になります。
破壊蒸留と関連プロセスは、事実上、伝統的な木炭燃焼技術の現代産業的後継である。そのため、スカンジナビアなどの多くの地域で産業上の重要性を持っている。現代のプロセスは洗練されており、利用可能な原料から可能な限り最も価値のある製品を生産するためには慎重なエンジニアリングが必要である。[6] [7]
アプリケーション
- 木材を蒸留するとメタノールと酢酸が生成され、同時に木炭の固形残留物も生成される。[8]
- 1 トンの石炭を蒸留すると、コークス700 kg 、アンモニア水100 リットル、コールタール50 リットル、石炭ガス400 m 3が生成されます。
- 破壊蒸留は、廃棄ポリマーから得られるモノマーをリサイクルする方法として、ますます有望視されています。
- 天然ゴムの破壊蒸留によりイソプレンが発見され、ネオプレンなどの合成ゴムが作られました。
参照
参考文献
- ^ ランジ、ジョージ(1887)。コールタールとアンモニア。ガーニーとジャクソン。
- ^ スペイト、ジェームズ・G. (2010)。未来の製油所。ウィリアム・アンドリュー。ISBN 978-0-8155-2041-2。
- ^ ショルレマー、カール; スミセルズ、アーサー (1894)。有機化学の興隆と発展。マクミラン。
- ^ IL Finar Organic Chemistry vol 1 ( 4th.ed.) Longmans 1963 および IL Finar Organic Chemistry vol 2 ( 3rd.ed.) Longmans Green & Co. 1964 次の場所からダウンロードできます: https://archive.org/details/OrganicChemistryVol1 および https://archive.org/details/OrganicChemistryVol2
- ^ 大プリニウス (1855) [プリニウスは最初の 10 冊を 77 年に出版しました。残りは小プリニウスの死後に出版されました]。「XVI.21(11)」。プリニウスの博物誌: 翻訳、大量の注釈とイラスト付き。第 3 巻。翻訳: ジョン・ボストック、ヘンリー・トーマス・ライリー、ヘンリー・G・ボーン。
- ^ ベイツ、ジョン S.; カナダの広葉樹の蒸留; 出版: オタワ、FA アクランド、1922年。ダウンロード可能: [1]
- ^ クラー、マックス、ルール、アレクサンダー、木材蒸留の技術、特に一次蒸留物から中間製品と完成品を得る方法に関連して、出版:ロンドンチャップマン&ホール1925。ダウンロード可能:[2]
- ^ Tokay, Barbara A. (2000). 「バイオマス化学物質」. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . doi :10.1002/14356007.a04_099. ISBN 978-3-527-30385-4。
外部リンク
- 破壊蒸留とは何ですか?
