廢舊塑料的熱解-新-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 的手段。石油工業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)有關(guān)反應(yīng)涉及的催化劑提出了新的要求。分子篩是由氧化硅、氧化鋁組成的具有特殊立體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。這兩種分子篩擁有B酸酸性和L酸酸性中心，具有良好的熱穩(wěn)定性和良好的裂解性能，在石油化工領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。Songip將一些固體酸催化劑，如經(jīng)稀土金屬離子交換的Y型分子篩(REY)、HY、HZSM5分子篩和硅鋁膠(SA)用于催化重整廢聚乙烯熱裂解產(chǎn)生的重油來(lái)生產(chǎn)汽油得到了很好的催化效果。相反，高硅或者普通的HZSM5分子篩生產(chǎn)的汽油辛烷值只有23，汽油收率18%。在水蒸氣環(huán)境下，催化劑的強(qiáng)酸位(經(jīng)常導(dǎo)致過(guò)度裂解)被水蒸氣包圍，不僅可得到收率較高的液體油品，而且結(jié)焦率減少。硅鋁催化劑隨著裂解氣增多而逐漸失活，而HY,H絲光沸石分子篩催化劑的失活速度很快。日本富士公司是采用ZSM5分子篩催化劑，使產(chǎn)物的碳分布輕質(zhì)化，裂解產(chǎn)物以煤油、汽油為主。主族元素的氧化物多數(shù)用于酸堿型機(jī)理的催化反應(yīng)，包括脫氫、加氫、氧化脫氫、氨化氧化、氧氯化等反應(yīng)。前者是藉助因吸附而活化的過(guò)渡態(tài)氧與被氧化物的作用；后者以氧化物催化劑中的晶格氧與被氧化物發(fā)生作用而自身被還原，還原狀態(tài)的氧化物催化劑再?gòu)拇呋瘎┍砻鏆庀嘀袏Z取氧而再被氧化，形成催化循環(huán)。SiO2)對(duì)聚乙烯和聚丙烯的催化作用，發(fā)現(xiàn)按一定比例混合而成的廢塑料在不同的催化劑作用下反應(yīng)，所得液體收率不同，其中SH1最好，可達(dá)到90%以上，汽油產(chǎn)率高，焦碳產(chǎn)率低，BT1的效果次之，HX1最差。采用其他的催化劑如TR99300，則不僅不能降低氯的含量，而且產(chǎn)物中碳原子分布比較均勻分散。廢塑料在活性炭負(fù)載氧化物的催化條件下，在一段溫度為400～420℃、二段溫度為300～320℃的操作條件下，%的液體收率，其中汽油42%、%、%。北京化工學(xué)院在ZnO,Fe2O3等金屬氧化物中，%～%的稀土金屬氧化物(如氧化鈰)，在300～400℃、～，苯乙烯的產(chǎn)率可達(dá)到35%～60%。四種固體堿的堿性強(qiáng)弱順序?yàn)锽aOSrOCaOMgO，而在它們的催化作用下聚苯乙烯裂解生成苯乙烯單體量的順序也是如此。若采用ZnO對(duì)2,4二甲基1庚烯的生成有利，對(duì)其他餾分的形成影響不大?；旌纤芰现苯恿呀獾漠a(chǎn)物沸點(diǎn)分布范圍很寬，利用價(jià)值不大，但采用催化劑可使裂解產(chǎn)物的碳數(shù)集中在一定范圍內(nèi)。催化劑的強(qiáng)酸位是反應(yīng)的活性中心?？梢?jiàn)控制催化劑表面的強(qiáng)酸位數(shù)量是重要的。對(duì)各種催化劑的NH3TPD及吡啶吸附的原位紅外光譜實(shí)驗(yàn)表明，改性的ZSM5沸石表面存在大量的B酸（Bronsted酸）和L酸（lewis酸），隨著脫附溫度的升高，表征B酸的吸收峰基本不發(fā)生變化，而L酸的吸收峰卻明顯減弱。Songip的研究結(jié)果也顯示，稀土Y表面強(qiáng)酸位的增加對(duì)產(chǎn)物汽油的辛烷值提高并無(wú)影響。冀星等認(rèn)為，對(duì)聚丙烯及廢塑料熱解產(chǎn)物催化改質(zhì)用催化劑以中強(qiáng)酸位和弱酸位比較合適，這與它的熱解產(chǎn)物組成有關(guān)，聚丙烯的熱解產(chǎn)物為C3～C40的烯烴，C21～C40烯烴裂解需要中強(qiáng)酸位與弱酸位較多的催化劑，強(qiáng)酸位過(guò)多會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物汽油進(jìn)一步裂解為氣態(tài)烴，催化劑結(jié)焦增加，使用壽命縮短。HY晶粒內(nèi)有較大的超籠，其大小相當(dāng)于2～3個(gè)芳環(huán)，活性高，但很容易結(jié)焦失活。文獻(xiàn)比較了不同晶粒的分子篩對(duì)催化劑重油裂解的影響，發(fā)現(xiàn)小晶粒比大晶粒催化劑的反應(yīng)速率常數(shù)大，生成的汽油量大，而汽油品位幾乎沒(méi)有差別。三、含鹵廢塑料的處理難題含鹵廢PVC 塑料的處理增加了能源回收和化學(xué)回收的難度。另一方面含鹵有機(jī)物進(jìn)入液體和氣體產(chǎn)品中還會(huì)造成這些產(chǎn)品再利用的困難。最終塑料廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)槭X油、液態(tài)和蠟狀碳?xì)浠衔?。但在這種方法中,由于廢物的裂解條件不同,在進(jìn)行混合塑料的裂解脫鹵回收中受到很大的限制。結(jié)果表明:隨著溫度的升高,含氯塑料熱解過(guò)程出現(xiàn)兩個(gè)明顯的失重過(guò)程。第二級(jí)反應(yīng)是碳?xì)渲麈湐嗔焉尚》肿拥倪^(guò)程。因而,這些添加劑可導(dǎo)致脫氯率明顯的下降。他們對(duì)各種PVC 混合塑料模型的熱解動(dòng)力學(xué)的研究,將有助于從理論上預(yù)測(cè)塑料混合物的最佳脫氯溫度和脫氯時(shí)間。在德國(guó)已有運(yùn)轉(zhuǎn)多年、采用此工藝的廢塑料加氫化工廠(chǎng),但催化加氫需要很苛刻的反應(yīng)條件。使用供氫物質(zhì)雖然解決了氫氣的運(yùn)輸貯存問(wèn)題,反應(yīng)條件也相對(duì)溫和,操作過(guò)程也更安全簡(jiǎn)單。吸附的HCl 很容易和氧化鐵反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化鐵而使催化劑的活性下降。研究最成功的復(fù)合型催化吸附劑有:Fe (Fe3O4 )2C 和Ca (CaCO3 )2C。同時(shí)在催化脫鹵部分采用Ca2C 吸附、Fe2C 催化、Ca2C 再吸附三級(jí)脫鹵方式。3 熱解氫化脫鹵技術(shù)熱解氫化脫鹵指塑料廢棄物在氫氣氛中進(jìn)行熱解,而鹵素最終以鹵化氫的形式脫除。塑料廢棄物發(fā)生熔融和解聚后,以鹵化氫的形式釋放,釋放量含鹵達(dá)到80 % ,釋放的鹵化氫氣體采用水洗方法進(jìn)行回收。Mihai Brebu 等研究表明 :分別用KOH 和H2O為催化劑,在溫度280 ℃和5 MPa 的壓力條件下進(jìn)行HIPS2Br 氫化熱解時(shí),30 mL 水可以脫去1 gHIPS2Br 中90 %的溴,但因塑料的過(guò)度熱解而達(dá)不到回收的價(jià)值。Miho Uchida 等研究表明[ 13 ] :在250 ℃溫度條件下,50 mmol 的二溴苯酚中加入1 mol 的NaOH 溶液,4 h后溴的脫除率達(dá)100 %。真空熱解技術(shù)在進(jìn)行廢塑料的處理中,有其獨(dú)特的優(yōu)越性。彭紹洪[13 ] 在20 kPa 的真空條件下進(jìn)行了電路板的
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