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《超临界反应技术在废旧塑料回收再生利用方面的应用_龙中柱》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、TechnologyProgress技术进展技术进展超临界反应技术在废旧塑料3回收再生利用方面的应用龙中柱高勇(华东理工大学,上海,200237)提要本文介绍了各种废旧塑料在超临界流体中的化学分解反应过程,分析并比较了以超临界流体为介质分解废旧塑料与常规分解方法的优缺点,为废旧塑料,尤其是缩聚型废旧塑料的处理及回收再生利用指明了一条新的途径。关键词超临界水,甲醇,废旧塑料,化学分解我国废旧塑料对生活环境的污染已构成严重的境。目前,利用超临界流体回收再利用废旧塑料已社会问题,这在一定程度上也限制了塑料工业的进成为日本、美国和德国等发达国家研究与开发的热[
2、3～6]一步发展。据统计,1997年我国塑料制品产量已点,并形成许多专利方法。[1]超过700万t,居亚洲第一位,世界第四位。按1超临界流体照使用一定周期后,废旧塑料的产生量约为其当年产量的70%计算,我国年废旧塑料量约为490万t。超临界态是指物质在温度和压力均高于其对应由于塑料不易分解,造成了大量的固体废弃物,即的临界温度及临界压力时所处的一种介于液体和气为人们通常所说的“白色污染”。因此,对废旧塑体之间的一种状态。一般而言,处于这种状态的流料回收再生利用技术的研究与开发已成为塑料工业体称为超临界流体(简称SCF,也叫稠密气体或超继续发展的迫切要求
3、。高压气体等)。广义的超临界流体还包括近临界流[7]为了解决“白色污染”问题和有效地利用资体(温度和压力在临界点附近的流体)。超临界源,人类在废旧塑料的回收利用方面进行了多年努流体与常规的气体或液体有着截然不同的特性,具力,提出了直接再生、改性再生、热分解和焚烧等体表现为:[2]方法。由于这些方法存在着再生次数有限、资源(1)粘度低,传质阻力小,扩散速度快,是化利用率低、产生二次污染等问题,较好的再生利用学反应的良好场所;技术是常温常压下化学分解技术(包括醇解法、水(2)在常温常压下不溶于某溶剂的物质在超临解法等),即在溶剂和催化剂存在的条件下,在常界
4、状态下具有较大的溶解度,可以形成均相过程,温常压下使高分子聚合物分解为单体进行回收利大大提高了反应速度;用。目前,这种化学分解方法存在着分解速度慢、(3)温度或压力的微小变化,可以使流体的性副反应多、单体和催化剂难以分离等问题。质发生很大的变化,从而使溶质在超临界流体中的超临界流体技术在分解废旧塑料,尤其是聚氨溶解度发生很大的变化,这样有利于溶剂和溶质或酯、聚酯等极性废旧塑料方面具有独特的优势,可催化剂分离。以有效地克服上述传统方法中的缺陷。采用超临界在废旧塑料分解方面,超临界水是最常用的一流体技术可以将塑料快速、不用任何催化剂即分解种优良的溶剂,在某
5、些场合中由于超临界甲醇的独[8]成单体或低聚物,最大限度地利用资源和保护环特优势,它也作为溶剂使用。3上海市曙光资助项目,编号98SG12。化工进展2001年第5期15©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net反应的压力由反应前加入的水量进行调节,反应器2超临界流体技术的应用与研究被浸入在熔融盐浴(KNO32NaNO3混合盐,熔点211以超临界水作为溶剂140℃)中。当反应一定时间后,将反应器从盐浴当超临界水作
6、为反应介质进行反应时,它的许中快速取出,然后浸入水中冷却。多特殊的物理和化学性质会影响反应过程的进行。通过考察温度、压力和反应时间的变化对反应水的离子积和介电常数的变异就是一个例子。图1产物的影响,以及产物成分的表征分析,得出在超是在25MPa下,水的介电常数和离子积随温度变临界水中分解PET的最佳反应条件为400℃、[10]化的曲线。40MPa。在此条件下,PET分解率、对苯二甲酸收率、低聚物收率、乙二醇收率与反应时间的关系如图2所示:图125MPa下水的介电常数和离子积与温度的关系—lgKw;介电常数从图中可以看出:在常温下,水的离子积是10-14
7、,但在超临界条件下却会变化很多。在250～图2反应收率随时间变化曲线300℃之间达到极大,约10-11～10-12,这种条件(673K,40MPa)○PET+残渣;△低聚物;下的超临界水对电解质化合物具有很强的溶解度,●对苯二甲酸;"乙二醇特别适合于离子反应;但在400℃以上时,水的离-22子积很小,约为10,其行为类似高温气体,特从图中可以看出,反应进行1min后,PET分别适合于自由基反应。因此,可以通过调节操作温解率为50%,反应时间为2min时,PET分解率已度,使水的离子积发生大幅度的连续的变化,实现达95%,5min后,PET达到完全分解;
8、单体对苯对反应过程的控制。同时,从图中还可以看出,在二甲酸(PTA)的回收率随反应时间增长而增
