实验部分bookmark2设备与实验材料bookmark3热解釜、电加热器、热电偶温度计、冷凝器、接收选择了六种催化剂对聚乙烯废塑料进行热解实验,并与不加催化剂热解对比,其实验数据见表1.催化剂PE /g热解温度/C时间min油品/g残渣/g收率器;热解原料为PE塑料袋。催化剂选用的是酸性白土、高岭土、Ah(S4)、分子筛等酸性催化剂,氧化镁和氧化钙等碱性催化剂均为工业品。
1.2催化热解实验bookmark4将PE废塑料和催化剂放入热解釜中加热,PE熔融分解,测定气化物温度,冷却收集液化馏份。
1催化剂对PE热解反应的影响bookmark6从上表可看出:(1)催化剂对热解温度的影响催化剂的使用对PE热解温度影响很大。不加催化剂热解温度在430 ~485°Q加入酸性催化剂热解温度为320~450°C,碱性氧化物催化剂热解温度为270~310°C,碱性催化剂比酸性催化剂温度降低幅度大。
(2)催化剂对反应时间的影响催化剂对热解反应时间影响较大。和不用催化齐U比,酸性催化剂对反应所需时间影响较小,而碱性催化剂则快了25倍,比最快的酸性催化剂也快近1倍。
(3)催化剂对油品收率的影响收稿曰期:2002一04一11无催化剂PE热解收率较高,可达80%心而酸性催化剂的加入使收率降低。碱性催化剂的加事实验管理工作。转第表1浓硫酸用量对产率的影响水杨酸浓硫酸乙酸酐产品产率熔程表2无水三氯化铝用量对水杨酸和乙酸酐反应产率的影响水杨酸:三氯化铝乙酸酐产品产率熔程表3无水三氯化铝用量对乙酰氯与水杨酸反应产率的影响水杨酸三氯化铝乙酰氯产品产率温度熔程厂C 32反应物不同对产物的影响分析结果表明无论以浓H2SO4还是无水AlCl3为催化剂,反应总是用乙酰氯与水杨酸进行酯化产率最高。这可能是由于乙酰氯的氯原子吸电子性强于乙酸酐的羧基氧进行亲电结合,使反应容易发生,反应更完全。其次,从空间效应上看,乙酸酐的空间位阻要大于乙酰氯的空间位阻,影响乙酸酐与水杨酸的进一步结合,故乙酰氯的产率较高,反应也剧烈得多。
33各物质的用量对产率的影响催化剂中浓硫酸的用量以5滴(约0.效果最好,用7滴时不如3滴时的效果好,说明催化剂过量对由本身的氧化性、脱水性的特点,使一部分产物或反应物被氧化或聚合失去反应活性,故产率降低,且过多时也不利于产物的提纯脱色。用无水AlCl3催化时以用0. 4g效果最好。当用AlCl3时超过最佳值0.4g时,对产率影响不大,其原因在于Al-CI3是路易斯酸有较温和的催化作用。
3.4反应物不同对产品晶形的影响用浓硫酸做催化剂,水杨酸与乙酸酐反应,经重结晶以后,得白色针状晶体而另外两种则是白色粉末,原因可能是因为反应剧烈程度不同,冷却结晶析出快慢不同,要求温度不同造成的。
(上接第60页)入使收率相当或高于不用催化剂的水平。
催化剂对油品质量的影响无催化剂PE热解油品中石蜡油占50%左右,不同催化剂热解产物不同,酸性催化剂催化热解产品石蜡油占30%左右,而碱性催化剂催化热解产物中石蜡油不足20%.不加催化剂或酸性催化剂反应后残渣量在8%左右而碱性催化剂催化热解后残渣量只有3%左右。
2.2催化剂用量对PE热解反应的影响重点研究了催化效果较好的碱性催化剂对反应完成所需时间和产率的影响。实验结果表明催化剂用量在2%左右适宜。
2.3催化剂与废塑料热解工艺运用分子筛(酸性)催化热解重油已有悠久的历史了,现在也有很多人采用气相催化热解废塑料回收燃料油,但根据作者研究对间歇式废塑料的热解采用直投式比固定床式有多项优点。
⑴直投式加入催化剂于熔液相聚合物中,可很快生成沸点较低的油份蒸出,而固定床是把热解成气态的大分子变成小分子或变化成沸点低的油品。
在270~310工降低了直投式催化剂没有固定床催化剂的催化剂合成或酸性处理,以及给固定床单独加热等问题。
直投式没有固定床催化剂清理积碳、回收活化和再生处理等工作。
直投式催化剂价格非常低廉易得,因而一次性消耗不用回收。
气相催化热解和液相催化热解所用催化剂不同,气相催化热解所用酸性分子筛、白土、高岭土、二氧化硅等,其主要作用是改变产品油份组成。而液相催化热解酸性氧化物催化活性很小,碱性氧化物催化活性很高,可降低反应温度,缩短反应时间,又可改良油品品质。显然两者催化机理是不同的。
3结论碱性催化剂对PE热解比酸性催化剂效果好。可降低反应温度,缩短反应时间,降低残渣量,增加油品收率,提高油品品质。
量为2%,最高热解温度310可得到以柴油为主的油品,收率85%以上。催化剂成本低且易得到,这样I热解在32cfc而直投式热解温度>lish适合小型回收塑料品品生产应用
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