廢塑料裂解生產原料油的研究

2019-06-15 12:14:41 122
本文轉載自網絡,如有侵權,請聯絡刪除:  隨著石油化工的開展,塑料工業也得到迅速的開展。塑料產品已在人們日常生活中寬泛應用,它們替代了像金屬、木料、紙張、玻璃、人造制革等資料。據有關資料報道,全世界塑料產品在1979年抵達6300萬t,到2000年已超越1億多t11,僅中國的塑料產量超越360萬纟2.塑料產品的大規模使用,招致了大量的廢塑料產生。統計資料顯示,每年廢塑料的產生量大概是塑料產品產量的70%1.在一些國家廢塑料大概占城市垃圾的10%34.例如,美國整個城市固體寶物大概為1.8―2億t,而廢塑料約為1600―2000萬t.廢塑料也能被不同的溶劑所分別,這種辦法常用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等的分別。然而,上述的物理回收辦法須要消費大量的人力和物力。

  塑料的綜合利用是一個常用的辦法。當分別技術難以實現時,將塑料混合物加工成為木質產品是一個有效的綜合利用門路。廢塑料被洗凈破碎后,被加熱到溶解狀態,再被制做成不同形狀的木質產5r%聚乙H增加加而增加:這是由于聚烯的分子構造含有較多這種產品裝飾了563個公園。廢塑料也被用作水泥原資料,這個技術在美國得到了應用,消費涂料是另外一個綜合利用門路。首先用清水將聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯洗凈,把它們用有機溶劑溶解在參與一些填加劑和色素后,就能消費出有商業價值的涂料,應用廢塑料作為燃料有較好的經濟價值。在法國,40%的廢塑料被焚燒。從日本的鉆研結果顯示,破碎的混合廢塑料和煤有簡直雷同的性質。然而,由于焚燒時有大量的廢氣排放,將給四周生態環境帶來重大的危6.由于廢塑料是一個潛在的能源,熱分解技術也被人們越來越器重。

  如今,有人在從事裂解廢塑料成為原料油的鉆研9‘10,然而,到目前為止,裂解聚乙烯和聚丙烯混合物及用復合催化劑裂解聚丙烯成為燃料油還未見具體報道。裂解不同比例的聚乙烯和聚丙烯混合物成為燃料油,采納單一催化劑和復合催化劑對聚丙烯停止催化裂解是本鉆研的主要內容。對不同的裂解實驗結果停止了探討,通過比較不同的催化裂解結果,取得了有效的催化劑,本鉆研成績對未來廢塑料裂解原料油的大規模消費起到重要領導作用。

  2聚乙烯和聚丙烯無催化裂解實驗2.1實驗塑料本鉆研所用的塑料為高密度聚乙烯和聚丙烯,這也是在環境中見到較多的寶物。這兩種塑料有下列特征,聚乙烯分子量12500,密度0.95;聚丙烯分子量556 2.2實驗內容1實驗裝置及工藝流程塑料裂解在一個反饋器中停止,該反饋器放到一個550W的電爐中,電爐溫度被一個溫度控制器所控制,反饋器的溫度被另一個溫度丈量儀器丈量。

  用氮氣通入反饋器可攜帶裂解氣體,混合平均反饋物及打消反饋器中的溫度梯度。裂解氣體經過兩個冰水冷凝浴冷凝后被搜集。具體工藝流程見。2.2.2操作條件對4種不同比例的塑料停止裂解實驗,它們是100%聚乙烯75%聚乙烯5遍丙烯為了取得產品組成隨工夫的變遷,搜集在不同工夫里裂解出的樣品。對100%聚乙烯裂解,在4個小時的裂解過程中,共搜集6個樣品;在前兩個小時中,每半個小時搜集一次裂解出的樣品,在后兩個小時,每小時搜集一次。對75%聚乙烯和25%聚丙烯,僅有5個樣品能被搜集到,最后一個小時已沒有任何裂解產品。關于50%聚乙烯和50%聚丙烯及100%聚丙烯兩種裂解物,分別只能搜集到4個和2個樣品,它們用較短的工夫就能完成整個裂解過程。

  3產品剖析產品剖析采納帶有火焰離子檢測器的自動氣相色譜,并且有自動進樣和記錄系統。對氣體樣品,用帶熱傳導檢測器的PerkinElmer8500型氣相色譜來剖析。

  2.3結果剖析1裂解出的產品組分散布4個反饋物裂解出產品組分的重量散布。100%聚乙烯的裂解產品不同組分的重量變遷不大,而其他3種裂解產品組分的重量散布變遷較大。例如,100%聚丙烯、50%聚丙烯和50%聚乙烯這兩組裂解產品的組分均有兩個峰值,即C8和C13產品組分最多。75%聚乙烯和25%聚丙烯裂解出的產品組分散布也有兩峰值,C8和C16組分最多。從也能看出,純聚丙烯的裂解產品的輕組分(汽油產品,C5-C11)最多,并且隨著聚丙烯百分含量的出口石蠟訴隨工夫的變遷aI關于其他3的分子支鏈,這將有利于裂解反饋的停止,產生較多的輕組分產品。

  2.3.2裂解產品及石蠟產率隨工夫變遷和分別給出了液體產品和石蠟隨工夫的累積產量。從能夠發現,100%聚丙烯裂解的產品隨工夫增加最快,最終產品的產量也最多;50 %聚乙烯和50%聚丙烯裂解的產品產量位居第二;而100%聚乙烯所裂解的產品最少。裂解產品速率及最終的產率受反饋物碳碳鍵的強弱、自由基反饋特征等影響。聚丙烯的分子構造是不同于聚乙烯分子構造的,它有比較多的支鏈分子,這將招致快速的自由基反饋和較多的裂解產品產生。

  依據不同工夫裂解產品C20每種裂解產品的隨工夫累積石蠟重量可計算得到,給出了這些結果。結果顯示,聚乙烯的比例越大,所裂解出產品的石蠟含量就越高,這是因為聚乙烯分子構造有較少的支鏈,相對不容易被分解。

  3裂解氣體出口溫度與石蠟產率的關系50%聚乙烯和50%聚丙烯裂解氣2.3.4氣體樣品剖析結果表1給出了裂解氣經冷凝搜集產品后尾氣的剖析結果,剖析采納PerkinElmer8500型帶有熱傳導檢測器的氣相色譜剖析。在每種裂解尾氣中的主要組成中,除氮氣以外的主要組分是從范圍,在這些組分之中,甲烷和C2(乙烷和乙烯)組分占比較低的含量,而C3―C6組分有較高的含量。

  3聚丙烯催化裂解鉆研從上述實驗中可發現,聚丙烯產生較多的裂解產品和汽油產率(5―C),為進一步進步產品的產率和輕組分含量,幾種催化劑被選擇用于聚丙烯的催化裂解解從而可得有效的催化劑和較高的裂解產品產率。

  表1不同反饋物裂解尾氣的組分剖析結果組分(碳數目)100%聚乙稀75%聚乙稀和25%聚丙稀50%聚乙稀和50%聚丙稀100%聚丙稀CH41. 467245合計10000100001000010000表2聚丙稀的催化裂解結果催化劑裂解產品―  3.2結果與探討表2給出了催化裂解結果,從表2能夠發現,單一催化劑ZnCl2的催化成效好于LB-1和CC-15,它的催化裂解液體產品回收率為89.6%汽油的產率抵達59.7%.ZnCh被加熱時,造成質地疏松、內部布滿許多毛細孔道的填充床。塑料裂解氣通過時流速減慢且趨于穩定,氣體分子可進入毛細孔內部與仍堅持渙散填充狀態,裂解氣通過時有可能造成短路。而且由于分子篩內部的有些孔徑小于塑料熱解氣體分子,氣體分子無法進入這些小的孔徑與催化劑內部的活性點接觸反饋,因此無法充分發揮催化劑的作用。關于同屬于硅鋁分子篩的CC-15和LB-1,粒徑較小的CC-15液體回收率和汽油產率高于LB-1.可見所用的催化劑應是粒徑小、比外表大,而且內部孔隙尺寸要大的多孔狀物質,能夠充分發揮催化劑外表和內部活性點的催化作用。

  從表2還可發現,復合催化劑的催化成效比單一催化劑成效好。3種催化劑配合使用時成效最好,復合催化劑能互相補償單一催化劑的毛病,起到較好的催化作用。

  催化劑活性點接觸反饋而(丨-口誠-士高溫blishgHuse.AUrightsreseryed.下轉第與聚丙烯的無催化裂解結果相比,催化裂解能得到相對較高的汽油產率,這是由于催化劑可降低反饋時的活化能使得塑料碳碳鍵容易裂解解成為汽油分子,這樣會得到較高的汽油回收率。

  13宋衛峰,吳斌,馬前等。電解法降解有機污染物機理及動力學的鉆研。化工環保,200121(3)131―136陳衛國,朱錫海。電催化產生H2O2和。OH機理及在有機物降解中的應用。水解決技術,1997吳輝煌。水中有機污染物電化學革除的鉆研停頓。環境污染與防治,2000,22(4)許海梁,楊衛身,周集體。偶氮染料廢水的電解解決。

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  聚丙烯的催化裂解比無催化裂解可得到較多的汽油產品組分。催化劑可降低裂解反饋的活化能,這就較容易將該塑料裂解為汽油成分。復合催化劑比單一催化劑成效要好,使用復合催化劑可得到更高的液體回收率和汽油產品產率。復合催化劑能補救單一催化劑的毛病,起到更好的催化成效。

  本鉆研成績將為廢塑料裂解燃料油的大規模消費打下了根底。

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