La destilación seca es el calentamiento de materiales sólidos para producir productos gaseosos (que pueden condensarse en líquidos o sólidos). El método puede implicar pirólisis o termólisis , o puede que no (por ejemplo, una simple mezcla de hielo y vidrio podría separarse sin romper ningún enlace químico, pero la materia orgánica contiene una mayor diversidad de moléculas, algunas de las cuales son propensas a romperse).
Si no hay cambios químicos, solo cambios de fase, se parece a la destilación clásica , aunque generalmente necesitará temperaturas más altas. La destilación seca en la que se producen cambios químicos es un tipo de destilación destructiva o craqueo .
El método se ha utilizado para obtener combustibles líquidos a partir de carbón y madera. También se puede utilizar para descomponer sales minerales como sulfatos ( SO2−
4) a través de termólisis , en este caso produciendo dióxido de azufre (SO 2 ) o trióxido de azufre (SO 3 ) gas que puede disolverse en agua para obtener ácido sulfúrico . Por este método se identificó por primera vez el ácido sulfúrico y se produjo artificialmente . Cuando las sustancias de origen vegetal, por ejemplo, carbón, esquisto bituminoso , turba o madera, se calientan en ausencia de aire (destilación en seco), se descomponen en gas, productos líquidos y coque / carbón vegetal . El rendimiento y la naturaleza química de los productos de descomposición dependen de la naturaleza de la materia prima y las condiciones en las que se realiza la destilación en seco. La descomposición dentro de un rango de temperatura de 450 °C a aproximadamente 600 °C se llama carbonización o desgasificación a baja temperatura. A temperaturas superiores a 900 °C, el proceso se llama coquización o desgasificación a alta temperatura. [2] Si el carbón se gasifica para producir gas de carbón o se carboniza para producir coque, entonces el alquitrán de hulla se encuentra entre los subproductos.
Cuando la madera se calienta por encima de los 270 °C, comienza a carbonizarse. Si no hay aire, el producto final (ya que no hay oxígeno presente para reaccionar con la madera) es carbón vegetal. Si hay aire (que contiene oxígeno), la madera se incendiará y arderá cuando alcance una temperatura de aproximadamente 400-500 °C y el producto combustible será ceniza de madera. Si la madera se calienta sin aire, primero se elimina la humedad. Hasta que esto se completa, la temperatura de la madera permanece en aproximadamente 100-110 °C. Cuando la madera está seca, su temperatura aumenta y, aproximadamente a los 270 °C, comienza a descomponerse espontáneamente. Esta es la conocida reacción exotérmica que tiene lugar en la quema de carbón vegetal . En esta etapa comienza la evolución de los subproductos de la carbonización de la madera. Estas sustancias se desprenden gradualmente a medida que aumenta la temperatura y, aproximadamente a los 450 °C, la evolución se completa. El residuo sólido, el carbón, está compuesto principalmente de carbono (alrededor del 70%) y pequeñas cantidades de sustancias alquitranadas que pueden eliminarse o descomponerse completamente solo elevando la temperatura a más de unos 600 °C.
En la práctica común de quemar carbón usando el calentamiento interno de la madera cargada quemando una parte de ella, todos los vapores y gases subproductos escapan a la atmósfera en forma de humo. Los subproductos se pueden recuperar pasando los gases de escape a través de una serie de agua para producir el llamado vinagre de madera ( ácido piroleñoso ) y el gas de madera no condensable pasa a través del condensador y se puede quemar para proporcionar calor. El gas de madera solo se puede usar como combustible y generalmente consta de 17% de metano; 2% de hidrógeno; 23% de monóxido de carbono; 38% de dióxido de carbono; 2% de oxígeno y 18% de nitrógeno. Tiene un valor calorífico de gas de aproximadamente 10,8 MJ/m 3 (290 BTU/pie cúbico), es decir, aproximadamente un tercio del valor del gas natural. [3] Cuando las maderas de árboles caducifolios se someten a destilación, los productos son metanol (alcohol de madera) y carbón . La destilación de la madera de pino hace que el alquitrán y la brea de pino se desprendan de la madera y dejen carbón. El alquitrán de abedul , elaborado a partir de la corteza de abedul, es un alquitrán particularmente fino, conocido como " aceite ruso ", adecuado para la protección del cuero . Los subproductos del alquitrán de madera son la trementina y el carbón vegetal .
Los hornos de alquitrán son hornos de destilación en seco que se utilizaban tradicionalmente en Escandinavia para producir alquitrán a partir de madera. Se construían cerca del bosque, a partir de piedra caliza o de agujeros más primitivos en el suelo. El fondo está inclinado hacia un agujero de salida para permitir que el alquitrán se derrame. La madera se corta en dimensiones del tamaño de un dedo, se apila densamente y, finalmente, se cubre herméticamente con tierra y musgo. Si pudiera entrar oxígeno, la madera podría incendiarse y la producción se arruinaría. Además, se apila y enciende un fuego. Después de unas horas, el alquitrán comienza a derramarse y continúa haciéndolo durante unos días.