La respuesta de Julia Ge es una excelente descripción de cómo funciona su planta de pirólisis de plástico, sin embargo, no proporciona ninguna idea de cómo el plástico y el caucho se convierten en aceite y negro de carbón.
El plástico es un polímero, formado por largas cadenas repetitivas de algunos hidrocarburos. Por lo general, cuanto más largas son las cadenas, mayor es el punto de fusión. Al calentar el plástico en una atmósfera desprovista de oxígeno, se rompen los enlaces que conectan los diferentes átomos, lo que acorta la longitud del polímero. Este proceso se repite hasta que el plástico, que podría haber comenzado como cadenas de polímeros de cientos de átomos de carbono de largo, se acorta a cadenas de alrededor de 8-20 átomos de carbono de largo, además de gases como metano, etano, propano, etc.
Ahora, la pirólisis del plástico no solo produce petróleo y gases inflamables, sino que también produce negro de humo. El negro de carbón es básicamente solo cadenas de átomos de carbono unidos entre sí. Ahora, ¿por qué se produce negro de humo durante la pirólisis de plástico? Para simplificar la explicación, en lugar de un monómero plástico usaré una molécula de octano como ejemplo. El octano tiene la fórmula química C8H18. Digamos que queremos dividir la molécula de octano en dos moléculas que tienen cuatro carbonos cada una. El problema es que el butano tiene la fórmula química C4H10, y el número total de átomos de hidrógeno en dos moléculas de butano es 20, 2 más que los 18 presentes en el octano. y no es posible producir dos átomos de hidrógeno adicionales de la nada. Hay dos soluciones para este problema. Una es que podría producir una molécula de propano (C3H8) y una molécula de butano, y el átomo de carbono adicional se depositaría como negro de humo. La otra opción es que el octano se divide en dos moléculas de buteno (C4H8) y libera hidrógeno gaseoso.
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En los plásticos, se produce aún más negro de humo debido a que los monómeros forman el plástico que a menudo contiene oxígeno unido al carbono, que durante la pirólisis reacciona con hidrógeno para producir agua. Además, el azufre presente en los cauchos de la vulcanización también se une con hidrógeno, formando sulfuro de dihidrógeno. En pocas palabras, el negro de humo se produce porque no hay suficiente hidrógeno para producir hidrocarburos, por lo que el exceso de carbono se deposita en forma de negro de humo.
Creo que si quisieras reducir la cantidad de negro de humo producido para aumentar los rendimientos de hidrocarburos, podrías bombear gas hidrógeno, posiblemente por la electrólisis del agua.
(¿tal vez podría vender el oxígeno sobrante para obtener ganancias?)
Como siempre, las críticas o sugerir modificaciones a mi respuesta son bienvenidas.
