混合车辆废塑料(PET-PE)热裂解的研究.pdf

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1、化工科技，２０１７，２５（２）：４９～５２科研开发ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ混合车辆废塑料（ＰＥＴ－ＰＥ）热裂解的研究龙小柱，刘婧雯，马超（沈阳化工大学化学工程学院，辽宁沈阳１１０１４２）摘要：以混合车辆废塑料［其主要成分为聚对苯二甲酸二乙酯（ＰＥＴ）和聚乙烯（ＰＥ）］为原料，讨论了固定床热解混合废塑料过程中，反应温度、反应压力和升温速率等对液体产物（包括燃料油和蜡）收率的影响，确定了液收率最高时的最佳工艺条件为：热解温度５７５℃、反应压力２ＭＰ、升温速率３℃／ｍｉｎ。在最佳条件下液收率达到３

2、５．５２％。最后对各裂解产物分别进行了分析表征。结果表明：液体产物的燃料油中芳烃和含氧化合物含量（质量分数）较高，所得到热解燃料油的热值与石化燃料油相近。裂解气的主要成分有甲烷、乙烯、丙烷等。残炭是具有高比表面积、高热值的焦炭。关键词：车辆废塑料；热解工艺；分析表征；性能测试中图分类号：ＴＱ５３０文献标识码：Ａ文章编号：１００８－０５１１（２０１７）０２－００４９－０４DOI:10.16664/j.cnki.issn1008-0511.2017.02.011当前，随着汽车工业的迅猛发展，车用废旧塑厂有限责任公司；高低真空扫描电子显微镜：料

3、的量日益增加，传统的处理方式，卫生填埋和焚ＪＳＭ－６３６０ＬＶ，日本电子公司；气相色谱仪：ＳＰ－［１］烧处理都存在资源浪费、二次污染的严重问题。２１００，北京北分华谱分析仪器技术有限公司；吸附自从２０１５年我国颁布新环保法，传统废旧塑料的仪：Ｖ－Ｓｏｒｂ２８００Ｐ，金埃谱科技公司。减压馏程测回收与再利用方式已经承受不住当前经济发展和定仪：ＭＹ－２００４，鄄城威瑞科教仪器有限公司；石［２］环境保护的压力。而有关车用废旧塑料的回收油产品密度试验器：ＳＹＤ－１８８４，黏度计：ＮＤＪ－７９，［３］与再利用研究更是鲜见报道。因此，针对车用石油产品凝

4、点实验器：ＳＹＤ－５１０，均为上海昌吉地混合废旧塑料再利用的研究有着非常重要的现实质仪器有限公司；全自动量热仪：ＺＤＨＷ－３００，鹤意义和理论价值。实验采用固定床反应器热裂解壁市仪表厂有限责任公司。混合车用废塑料，探究热裂解反应过程中工艺条１．２实验方法件对热解产物的影响，并对热解产物进行了分析将废塑料用清水清洗，将表面的砂子、尘土等表征和性能测试，确定了各种产物的收率，特别是不能被热解的杂质洗掉，置于１２０℃干燥箱中烘探讨并确定了提高液体产物（包括燃料油和蜡）收干。干燥后将物料剪成边长５ｍｍ的正方形小［４］率的较好工艺条件。块，室温条件

5、下将其装入密闭的大连第四仪表厂的ＦＹＸ－１型固定床反应器中；检查无误后，设定升１实验部分温程序开始加热。热解过程中所产生的裂解产物１．１原料与仪器经冷凝后，用液体收集罐收集液相产物，不凝气体实验所用的原料是来自汽车制造厂的廉价下经过气体净化装置后收集在储气罐里，固体产物留脚料，主要成分是聚对苯二甲酸二乙酯（ＰＥＴ）和在反应器中。反应结束后，将液体收集罐中的液相［５］聚乙烯（ＰＥ）。产物进行减压蒸馏，得到燃料油和蜡，称重、计算气质联用仪：ＬＣＱＤｅｃａＸＰ，美国热电－菲尼收率。然后，对各种产物依次进行分析表征和性能［６－７］根公司；全自动量

6、热仪：ＺＤＨＷ－３００，鹤壁市仪表测试。实验装置见图１。作者简介：龙小柱（１９６５－），男，湖南株洲人，沈阳化工大学化学工程学院教授，博士，研究方向为石油化工。收稿日期：２０１７－０１－１２·５０·化工科技第２５卷力越大，成本越高，安全性越差，所以选择２．０ＭＰａ为最佳反应条件。图１实验装置２结果与讨论２．１热裂解条件对产物收率的影响ｐ／ＭＰａ２．１．１反应温度对收率的影响在２．０ＭＰａ，升温速率为３℃／ｍｉｎ的条件下，图３压力对收率的影响反应温度对产物收率的影响见图２。２．１．３升温速率对收率的影响在裂解温度为５７５℃，压力为２．０ＭＰ

7、ａ的条件下，升温速率对产物收率的影响见图４。ｔ／℃图２温度对收率的影响升温速率／（℃·ｍｉｎ－１）由图２可见，随着温度的升高，残炭越来越少，液相收率呈先增大后减小的趋势，而气相产物与之图４升温速率对收率的影响相反。当温度为５７５℃时，液相收率达到最大，为由图４可见，当升温速率大于２℃／ｍｉｎ时，３５．５２％；在５７５～６００℃高温阶段，初步生成的液相残渣残留量基本＜２０％，而升温速率与液相产率产物会再次裂解为分子量更小气体，使得气相产物并非呈正相关。升温速率为３℃／ｍｉｎ时，液相收收率变高，而液相产物收率则逐渐降低。率最高，为３５．５２％

8、。当升温速率１℃／ｍｉｎ时，由２．１．２反应压力对收率的影响于反应时间太长，反应中间产物在高温条件下发在裂解温度为５７５℃，升温速率为３℃／ｍｉｎ生再聚合、结焦，导致残渣残留量较高。升温速率的