廢舊塑料的熱解-新-文庫(kù)吧資料
2025-06-28 00:11本頁(yè)面
【正文】 制NLG分子篩催化劑的酸位分布和酸強(qiáng)度對(duì)裂解反應(yīng)的影響。要獲得大量的高品位汽油。但由于汽油是催化裂解反應(yīng)的中間產(chǎn)物，其產(chǎn)率提高到一定值后又隨著強(qiáng)酸位的繼續(xù)增加而下降。文獻(xiàn)報(bào)道了稀土金屬離子交換的Y型沸石(REY)催化劑上強(qiáng)酸位數(shù)量對(duì)產(chǎn)物分布的影響(見圖12)。催化劑的酸性、孔結(jié)構(gòu)和晶粒大小直接影響其催化裂解活性、裂解產(chǎn)物的分布和所生產(chǎn)汽油的品位(辛烷值RON)。表12列出了一些混合裂解常用的催化劑。聚苯乙烯常用的催化劑如下表11。TiO2可13第一章文獻(xiàn)綜述強(qiáng)烈抑制揮發(fā)物的形成，對(duì)其他餾分的形成影響不大。當(dāng)加入Cs2CO3作促進(jìn)劑時(shí)，液體油品含量相比之下則更多，氣相產(chǎn)品則更少。在常壓下，溫度為420℃，催化劑量為2%時(shí)，可以得到的裂解液和苯乙烯收率最高，分別為90%%。固體堿的堿性越強(qiáng)，它的催化性能越好。席國(guó)喜等在聚苯乙烯的裂解過(guò)程中采用固體酸、固體堿和酸堿性很低的過(guò)渡金屬氧化物作催化劑。華南環(huán)境資源研究所采用金屬氧化物催化劑(ZnO,Al2O3或CuO于450～500℃下連續(xù)裂解PS，同時(shí)減壓蒸餾，可獲得90%液體餾出物，其中苯乙烯占70%～75%，乙苯、苯乙烯二聚體和三聚體等為15%～20%。日本公開特許提出了一種裂解PS連續(xù)制備苯乙烯的方法，采用銅粉催化劑，將PS的苯溶液加入裂解反應(yīng)器內(nèi)，在300～500℃下通入過(guò)熱水蒸氣，苯乙烯的收率隨裂解溫度的升高而逐步提高。把顆粒狀活性炭放置在CO2氣流中，在600℃下干燥1小時(shí)，并在850℃下活化2h，然后用5%硝酸鐵溶液浸漬得到活性載體，再經(jīng)干燥、焙燒等后處理活化過(guò)程制得最終的催化劑產(chǎn)品。薛福連采用活性炭作催化劑裂解廢塑料。利用它降解重油的液體收率可達(dá)到70%，液體油品中的氯含量從1127ppm降低到90 ppm，液體油品中碳原子分布范圍為C5～C25，其中C9化合物含量可達(dá)到55%。同時(shí)，不同催化溫度下液體收率也不同，在360℃下，SH1和BT1催化的液體收率可分別達(dá)到93%%。在氧化物催化劑中，多含有催化劑載體，如氧化鋁載體、硅膠載體等李穩(wěn)宏比較了三種催化劑，SHl、BTHX1(主要為Al2O3從組成上可分為單一氧化物或混合氧化物催化劑[55]，后者存在幾種形式：（1）生成復(fù)合氧化物，如尖晶石﹑重晶石﹑含氧酸鹽雜多酸等；（2）形成固溶體，如氧化鐵氧化鉻、氧化釩氧化磷等；（3）相互分開的混合物通過(guò)協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生催化作用。在金屬氧化物催化的氧化反應(yīng)中有多種活化的過(guò)渡態(tài)氧生成，如O、O、O，它們表現(xiàn)出不同的反應(yīng)活性，可分兩種作用機(jī)理，即吸附氧作用機(jī)理和晶格氧作用機(jī)理。過(guò)渡金屬氧化物催化劑，一般為非化學(xué)計(jì)量化合物，存在著負(fù)離子或正離子缺位，形成特定的活性中心。在工業(yè)上用得最多的是過(guò)渡金屬氧化，它們廣泛用于氧化還原型機(jī)理的催化反應(yīng)。北京麗坤工廠以沸石為二段位催化劑，在反應(yīng)溫度300～400℃條件下，生產(chǎn)汽油和柴油。他們采用經(jīng)過(guò)特殊改性的Y型分子篩和高純度、高比表面積的氧化鋁在特殊條件下加工而成的催化劑(多層固定床)，直接催化裂解熔融的PS，反應(yīng)溫度保持在320～390℃，液態(tài)產(chǎn)物均為沸點(diǎn)在350℃的輕質(zhì)產(chǎn)物，苯乙烯產(chǎn)率為62%～65%，乙苯為12%～15%，甲苯為8%～10%,α甲基苯乙烯為10%～13%。利用鉑催化劑對(duì)廢塑料的裂解產(chǎn)物中不飽和碳?xì)浠衔镞M(jìn)行加氫催化，催化溫度390℃，沸點(diǎn)低于360℃的液體產(chǎn)物的產(chǎn)率超過(guò)90%。HZSM5裂解聚乙烯時(shí)，由于積碳較少，催化劑沒有失活，而且該催化劑生產(chǎn)輕質(zhì)油較多，主要由異鏈烷烴和芳烴構(gòu)成，但是裂解聚苯乙烯時(shí)，催化劑的積碳較多，很容易失活。與氮?dú)猸h(huán)境下的MFI分子篩的催化作用相比，再生后，NiREY的活性保持穩(wěn)定，而MFI分子篩逐漸失活，而且對(duì)汽油的裂解選擇性差別較大，液相收率NiREY在水蒸氣下為78%,MFI在氮?dú)庀聻?5%。Masuda等采用NiREY在水蒸氣環(huán)境下裂解廢塑料，其中Ni的作用是把氫原子從水蒸氣轉(zhuǎn)移到碳?xì)浠衔镏?。中?guó)專利報(bào)道了以多次改性的Y型分子篩和高活性的氫氧化鋁催化劑，熱解廢塑料得到的汽油和柴油，總產(chǎn)率85%～87%。而且，REY分子篩更適合各種苛刻的條件，生產(chǎn)的汽油辛烷值(RON)達(dá)到67，汽油收率到達(dá)48%。而單純使用普通的催化劑，如硅鋁膠和HZSM5分子篩很難將重油轉(zhuǎn)化成汽油。以中強(qiáng)酸位、弱酸位為主，平均孔徑為25～40nm的改性Y型分子篩催化劑上的裂解反應(yīng)以重油和柴油的裂解反應(yīng)為主，可以用于廢塑料的熱裂解催化改質(zhì)。翼星等[49]采用自制分子篩催化劑對(duì)廢聚乙烯塑料進(jìn)行催化改質(zhì)，液相產(chǎn)率可達(dá)到80%以上，經(jīng)過(guò)催化改質(zhì)可得到合格的汽油、柴油，測(cè)得的汽油辛烷值82。而我國(guó)研究人員[48]合成的磷酸鈷鋁分子篩和磷酸鈷鎂分子篩是第三代分子篩。20世紀(jì)60年代，美國(guó)Mobil公司率先將稀土分子篩引入重油催化裂化，大幅增加了汽油產(chǎn)量和質(zhì)量，提高了裝置能力。2廢塑料熱解催化劑分類廢塑料熱解用到的催化劑主要分為兩類[47]：（1）分子篩或改性分子篩，如Y型分子篩與Al2O3形成多層固定床、REY型分子篩等；（2）金屬氧化物，如硅鋁微球、Al2OCuO、ZnO、Fe2OCoMo氧化物系列。如裂解、重整、氧化、加氫、脫氫、烷基化、聚合等，沒有催化劑的存在這些反應(yīng)都難以行。在實(shí)用催化劑的開發(fā)中，負(fù)載型催化劑、配合物催化劑、固體酸堿催化劑、沸石類催化劑、水滑石類催化
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