废塑料催化裂解制燃料的研究进展
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
时要 加氮气 ， 一个 螺 杆 被 放 置 到 有 一个 水平 放 置 有
５ｃ ２ｍ长内径为 ２ｍ 的不锈 钢管道 ， ｃ 里边有一个送
四川化工
料 的螺 杆 ， 子 的加 热分 为两部 分 ， 具有 不同温 炉 分别
第 １ 卷 ２ １ 年第 ５ ３ ００ 期
聚 乙烯 （Ｅ 时 ， 以得 到 ４ 一５ 的气 体 ，８ Ｐ） 可 ８ ２ ３ — ３ 的低沸 点油 ， 裂解 主要产 品为蜡 。 ９ 热
法， 但是这种方法也有他的缺点 ， 因为产生呋喃（ — ｆ ｕ ｒｎ）二氧芑 （ｉ ｉ ） ａ ｓ、 ｄ ｘ ｓ等有毒气体 ， ｏｎ 作为塑料填充 、 染色等无机金属也被挥发于大气之 中， 如含 Ｐ 、 ｓ ｂＡ
炉反应器（ｃ ｗ ｋｌ ｒ ｃ ｒ） ， ｓｒ －ｉ ｅ ｔ ｓ［ 这个装 置在进料 ｅ ｎ ａｏ 引
摘 要
介 绍 了废塑 料裂解 生 成燃 料油及 燃 料气体 的 发展 过程 。分 析 了反 应 器类 型 、 化 剂 的酸 性 及 催
孔径大小对产物的影响， 还发现了石英砂在控制温度及反应时间的突出作用 。并对世界上优 秀的 转化工艺进行 了概括总结 ， 为广泛进行废塑料炼制燃料奠定了基础 。
一
使用 中可以显著节约能源等优点 ， 使其被广泛应用 于工农业 及人们 的 日常生活之 中。其 数量是惊人
的 ， ２０ 年全世界的塑料产品大约是 ２ 亿吨， 在 ０５ ３ 其
数 值 已经 超过 钢铁 消耗 量 ， 同年 西 欧 的 塑 料产 品大
种为给料循 环（ｅｄｔｃ ｃｃ ｎ ） 即通过化学 ｆ ｓ ｋｒ ｙｌ ｇ ， ｅ ｏ ｅ ｉ
解 变为 燃料气 体及 燃料 油越 来越 感兴 趣 。
２ 废塑 料 裂 解 影 响 因数
２ １ 反应器 ．
种废塑料可以占所有种类废塑料的 ７ 以上［ 。 Ｏ 引 我国也非常重视废塑料处理问题 ， ２０ 年颁 在 ０８
布 了“ 限塑 令 ”３。当 前 对 废 塑 料 的 处 理 方 法 主要 ［ ］ 有 ： 圾掩 埋 （ ａｄｉｉｇ 、 烧 、 环 利 用 。垃 圾 垃 Ｌ ｎ ｆｌ ） 焚 ｌｎ 循 掩埋 是 最简 单 的处理 方 法 。此 方法 不但 会 占用大 量
废塑料有其高黏度和低热传导率的特点 ， 这将 对传热及传质有很大影响。所以合适 的反应器极其
重 要 。 世 界 最 著 名 热 处 理 流 程 为 Ｈａ ｕｇ过 ｍｂ ｒ
程［ ， ａ ｉｓｙ 引 Ｋ ｍ ｎｋ 等人改 进这个 装置 引 此 装置 的 ・， 核心部分为垂直放置 的直径为 １５ 高度为 ６ ７ ．ｍ， ．ｍ
入 石英砂 。在 这几 种 反应 器 中都加 入 了石 英 砂 ， 是
Ｉａｏａ ｖｎ ｖ 等人用 Ａ ｃ３ ｌｌ 为催化剂［】在 ３０ ， ７ ℃催
化裂解 聚 乙烯 ， 到 的 了 ８ 的气 态 烃 ， 中异 丁 得 ８ 其
烷 占 ４ ， 丁烯 占 ２ ， ２ 异 ２ 超过 Ｃ５以上 的烃 可 以忽
为 了 增 强 传 热 传 质 效 果 。还 有 搅 拌 反 应 釜
（ Ｒ 、 速裂解 （ｌｓ ｙｏｙｉ 反 应器 、 Ｃ ）快 ｆ ｈｐ ｒｌｓ ） ａ ｓ 管式 反 应器 等 。
的不锈钢管子作为流化床反应器 ， 管子里边充满着
的土地资源 ， 而且会污染环境 。焚烧这种方法可以
充分利用废塑料高含碳量 ， 将热量可转化为电能等 ，
达 到资源 再 利用 。在 以前 这是 一种 比较 好 的处理方
０３ ． ｍ ． 一Ｏ ５ ｍ石英砂作为流化载体 。另一种反应器
为螺旋 挤 压 机 （ｃｅ ｅｔｕ ｅｓｒａｔｒ） 叫螺 旋 ｓｒｗ ｘｒｄｒ ｅｃｏｓ或
第 ５期
废 塑料催化 裂 解制燃 料 的研 究进展
２ ９
废 塑料 催 化 裂 解 制 燃料 的研 究进展
周 科 唐 敏。 杨 奇 杨 守杰
（． １ 陕西理工学院化学与环境科学学院， 中，２ ００ 汉 ７３ ０ ；
２ 陕西理 工 学院体 育 学院 ， 中，２ ００ ． 汉 ７ ３０ ）
反应将废塑料裂解 为化学原料或燃料。机械循环是
首选的解决方式 ， 而给ຫໍສະໝຸດ Baidu循环在的投资代价较大 ， 但
是 当处 理量较 大 时则 是有 利 可 图 的［ ］ ０ ５年 西 ４ 。２０ 欧处理 废塑 料 的数 据显 示 ， 垃圾 掩 埋 是 最 主要 的方
约是 ４ ７ ． 亿吨［ 。随着塑料工业的蓬勃发展及其大 １ ］ 规模的使用， 旧塑料制 品与塑料垃圾带来严重 的 废 社会问题——能源浪费及污染环境。从废塑料的化 学成分来看主要有下列几种 ： 聚乙烯（ 包括低密度聚
乙烯 （ Ｄ Ｅ）线性 低密 度 聚 乙烯 （ Ｌ Ｅ 、 Ｌ Ｐ 、 Ｌ ＤＰ ） 高密 度 聚 乙烯 （ Ｐ ） 聚 丙 烯 （ Ｐ） 聚 氯 乙烯 （ ＶＣ 、 ＨＤ Ｅ） 、 Ｐ 、 Ｐ ） 聚苯 乙烯 （ Ｓ 、 Ｐ ） 聚对 苯 二 甲酸 乙二 酯 （ Ｅ 。这 几 Ｐ Ｔ）
法， 占到了 ５ ， ３ 焚烧垃圾得到能量占 ２ ， ９ 机械循 环 占 １ ， ６ 而给料循环 占 ２ ［ 。人们对废塑料裂 ¨
３ ２ 催化剂 对裂解产 物影 响 ．
度， 这种螺旋反应器的优点是可以减少裂解气体 的
产 生 ， 加重 油 的含 量 。Ｋ ｄｒ 等人 发 展 了与之 相 增 ｏ ｅａ
似 的反 应 器 叫移 动 床 反应 器 （ ｏ ｉ ｅ ｅｃ ｍ ｖ ｇ ｂｄ ｒ — ｎ ａ ｔｒ￣］不同之处在于为单一温度且在进料是要加 ｏ） ，
关 键词 ： 塑料 废 裂解 燃料 催化 剂 的化合 物 ， 造成 大气 污染 ， 现在 已经被禁 止 。循环 利
１ 序 言
塑料具有材料综合性能优异 、 加工方便 、 生产和
用可以分为两类 ， 一种是机械循环 ， 即废塑料作为塑 料制品原材料 ， 生产相似产品或更低质量 的产品； 另
５ｃ ２ｍ长内径为 ２ｍ 的不锈 钢管道 ， ｃ 里边有一个送
四川化工
料 的螺 杆 ， 子 的加 热分 为两部 分 ， 具有 不同温 炉 分别
第 １ 卷 ２ １ 年第 ５ ３ ００ 期
聚 乙烯 （Ｅ 时 ， 以得 到 ４ 一５ 的气 体 ，８ Ｐ） 可 ８ ２ ３ — ３ 的低沸 点油 ， 裂解 主要产 品为蜡 。 ９ 热
法， 但是这种方法也有他的缺点 ， 因为产生呋喃（ — ｆ ｕ ｒｎ）二氧芑 （ｉ ｉ ） ａ ｓ、 ｄ ｘ ｓ等有毒气体 ， ｏｎ 作为塑料填充 、 染色等无机金属也被挥发于大气之 中， 如含 Ｐ 、 ｓ ｂＡ
炉反应器（ｃ ｗ ｋｌ ｒ ｃ ｒ） ， ｓｒ －ｉ ｅ ｔ ｓ［ 这个装 置在进料 ｅ ｎ ａｏ 引
摘 要
介 绍 了废塑 料裂解 生 成燃 料油及 燃 料气体 的 发展 过程 。分 析 了反 应 器类 型 、 化 剂 的酸 性 及 催
孔径大小对产物的影响， 还发现了石英砂在控制温度及反应时间的突出作用 。并对世界上优 秀的 转化工艺进行 了概括总结 ， 为广泛进行废塑料炼制燃料奠定了基础 。
一
使用 中可以显著节约能源等优点 ， 使其被广泛应用 于工农业 及人们 的 日常生活之 中。其 数量是惊人
的 ， ２０ 年全世界的塑料产品大约是 ２ 亿吨， 在 ０５ ３ 其
数 值 已经 超过 钢铁 消耗 量 ， 同年 西 欧 的 塑 料产 品大
种为给料循 环（ｅｄｔｃ ｃｃ ｎ ） 即通过化学 ｆ ｓ ｋｒ ｙｌ ｇ ， ｅ ｏ ｅ ｉ
解 变为 燃料气 体及 燃料 油越 来越 感兴 趣 。
２ 废塑 料 裂 解 影 响 因数
２ １ 反应器 ．
种废塑料可以占所有种类废塑料的 ７ 以上［ 。 Ｏ 引 我国也非常重视废塑料处理问题 ， ２０ 年颁 在 ０８
布 了“ 限塑 令 ”３。当 前 对 废 塑 料 的 处 理 方 法 主要 ［ ］ 有 ： 圾掩 埋 （ ａｄｉｉｇ 、 烧 、 环 利 用 。垃 圾 垃 Ｌ ｎ ｆｌ ） 焚 ｌｎ 循 掩埋 是 最简 单 的处理 方 法 。此 方法 不但 会 占用大 量
废塑料有其高黏度和低热传导率的特点 ， 这将 对传热及传质有很大影响。所以合适 的反应器极其
重 要 。 世 界 最 著 名 热 处 理 流 程 为 Ｈａ ｕｇ过 ｍｂ ｒ
程［ ， ａ ｉｓｙ 引 Ｋ ｍ ｎｋ 等人改 进这个 装置 引 此 装置 的 ・， 核心部分为垂直放置 的直径为 １５ 高度为 ６ ７ ．ｍ， ．ｍ
入 石英砂 。在 这几 种 反应 器 中都加 入 了石 英 砂 ， 是
Ｉａｏａ ｖｎ ｖ 等人用 Ａ ｃ３ ｌｌ 为催化剂［】在 ３０ ， ７ ℃催
化裂解 聚 乙烯 ， 到 的 了 ８ 的气 态 烃 ， 中异 丁 得 ８ 其
烷 占 ４ ， 丁烯 占 ２ ， ２ 异 ２ 超过 Ｃ５以上 的烃 可 以忽
为 了 增 强 传 热 传 质 效 果 。还 有 搅 拌 反 应 釜
（ Ｒ 、 速裂解 （ｌｓ ｙｏｙｉ 反 应器 、 Ｃ ）快 ｆ ｈｐ ｒｌｓ ） ａ ｓ 管式 反 应器 等 。
的不锈钢管子作为流化床反应器 ， 管子里边充满着
的土地资源 ， 而且会污染环境 。焚烧这种方法可以
充分利用废塑料高含碳量 ， 将热量可转化为电能等 ，
达 到资源 再 利用 。在 以前 这是 一种 比较 好 的处理方
０３ ． ｍ ． 一Ｏ ５ ｍ石英砂作为流化载体 。另一种反应器
为螺旋 挤 压 机 （ｃｅ ｅｔｕ ｅｓｒａｔｒ） 叫螺 旋 ｓｒｗ ｘｒｄｒ ｅｃｏｓ或
第 ５期
废 塑料催化 裂 解制燃 料 的研 究进展
２ ９
废 塑料 催 化 裂 解 制 燃料 的研 究进展
周 科 唐 敏。 杨 奇 杨 守杰
（． １ 陕西理工学院化学与环境科学学院， 中，２ ００ 汉 ７３ ０ ；
２ 陕西理 工 学院体 育 学院 ， 中，２ ００ ． 汉 ７ ３０ ）
反应将废塑料裂解 为化学原料或燃料。机械循环是
首选的解决方式 ， 而给ຫໍສະໝຸດ Baidu循环在的投资代价较大 ， 但
是 当处 理量较 大 时则 是有 利 可 图 的［ ］ ０ ５年 西 ４ 。２０ 欧处理 废塑 料 的数 据显 示 ， 垃圾 掩 埋 是 最 主要 的方
约是 ４ ７ ． 亿吨［ 。随着塑料工业的蓬勃发展及其大 １ ］ 规模的使用， 旧塑料制 品与塑料垃圾带来严重 的 废 社会问题——能源浪费及污染环境。从废塑料的化 学成分来看主要有下列几种 ： 聚乙烯（ 包括低密度聚
乙烯 （ Ｄ Ｅ）线性 低密 度 聚 乙烯 （ Ｌ Ｅ 、 Ｌ Ｐ 、 Ｌ ＤＰ ） 高密 度 聚 乙烯 （ Ｐ ） 聚 丙 烯 （ Ｐ） 聚 氯 乙烯 （ ＶＣ 、 ＨＤ Ｅ） 、 Ｐ 、 Ｐ ） 聚苯 乙烯 （ Ｓ 、 Ｐ ） 聚对 苯 二 甲酸 乙二 酯 （ Ｅ 。这 几 Ｐ Ｔ）
法， 占到了 ５ ， ３ 焚烧垃圾得到能量占 ２ ， ９ 机械循 环 占 １ ， ６ 而给料循环 占 ２ ［ 。人们对废塑料裂 ¨
３ ２ 催化剂 对裂解产 物影 响 ．
度， 这种螺旋反应器的优点是可以减少裂解气体 的
产 生 ， 加重 油 的含 量 。Ｋ ｄｒ 等人 发 展 了与之 相 增 ｏ ｅａ
似 的反 应 器 叫移 动 床 反应 器 （ ｏ ｉ ｅ ｅｃ ｍ ｖ ｇ ｂｄ ｒ — ｎ ａ ｔｒ￣］不同之处在于为单一温度且在进料是要加 ｏ） ，
关 键词 ： 塑料 废 裂解 燃料 催化 剂 的化合 物 ， 造成 大气 污染 ， 现在 已经被禁 止 。循环 利
１ 序 言
塑料具有材料综合性能优异 、 加工方便 、 生产和
用可以分为两类 ， 一种是机械循环 ， 即废塑料作为塑 料制品原材料 ， 生产相似产品或更低质量 的产品； 另