废旧塑料裂解转化利用技术ppt课件

热裂解温度和裂解产物
PE、PP的热裂解产物主要是燃料气和燃料油； PS热裂解产物是苯乙烯单体及轻烃化合物； PVC不易采用热裂解处理，因PVC加热会产生大量的
HCl气体。
废旧塑料热裂解工艺？
废塑料热分解工艺可分为高温分解和催化低温分解，前者一般在 600-900℃的高温下进行，后者在低于450℃甚至在300℃的较低温 度下进行，两者的分解产物不同。
什么是热裂解？
所谓热分解是指有机高分子物质在还原性气体气氛中以及高 温下分解为低分子的工业气体、燃料油和焦炭的过程。
热分解法适用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等非极性塑料和 一般废弃物中混杂废塑料的分解，特别是塑料包装材料。 例如薄膜包装袋等使用后污染严重，难以用机械再生法回 收材料．可以通过热分解来进行化学回收。
第10章 废旧塑料裂解转化利用技术
高分子学院 塑料工程教研室
第一节 概述
废旧塑料主要处理方法
填埋法 焚烧法 再生利用法 化学热解回收
根据我国现有的技术综合考虑可将废塑料的处理方式分为两种： 熔融再生和热解技术
（一）熔融再生 该法是将废旧塑料加热熔融后重新塑化
根据原料性质，可分为简单再生和复合再生两种
废旧塑料直接利用或经过改性利用，制得再生塑料制品，这 是再生利用塑料的主要途径，也符合国情。
发达国家把热分解回收或生产高价值化工产品作为技术开发 的重点，但存在可工业化生产的设备投资大，开发周期长。
但是，也是综合利用废旧塑料的途径！
化学回收
什么是化学回收？
化学回收是指利用化学手段使固态的废旧塑料重 新转化为单体、燃料或化工原料，仅回收废旧塑料 中所含化学成分的方法。
化学回收大致分热分解和化学分解两种。
什么是废旧塑料裂解转化技术？
废旧塑料裂解转化利用技术是将已清除杂质的废 旧塑料通过热裂解或催化热裂解等方式，转化成低 分子化合物或低聚物。 这些技术可用于以废旧塑料为原料，生产燃料油、 燃气、聚合物单体及石化、化工原料。
我国的裂解技术
总体说来，我国在废旧塑料的裂解方面还处于 试验开发阶段。
（1）简单再生 回收对象 主要是树脂
生产厂和塑料制品厂生产 过程中产生的边角废料， 也可以包括那些易于清洗、 挑选的一次性使用废弃品， 如聚酯软饮料瓶、食品包 装袋等
特点 这部分废旧料的 特点是比较干净、成分比 较单一
（2）复合再生
特点 多样化、混杂性、污脏
回收程序 首先是分离技术和筛选工作， 国际上已采用的先进的分 离设备可以系统地分选出不同的材料， 但设备一次性投资较高， 而我国 仍以最原始的人工挑选方式为主
从化学的角度看，塑料及其他高分子聚合物热分解 的最终产物应当是单体，然而实际上，除了单体之 外，还有可能有聚合度较低的低聚物、分子量不等 的烃类及其衍生物等低分子有机化合物，他们都是 高价值的化工原料或产品。
Attention：热裂解的产物形 态
热分解的产物随所用设备及工艺条件的不同而有所 不同。
对聚烯烃类塑料而言，裂解制备燃料油是目前 使用最广泛的处理方式。
裂解转化技术的优点？
裂解无需对废旧塑料进行严格的分选，前处理过程有所简化， 特别适合混合废塑料的处理，即能净化环境，又能开发新能源， 是废旧塑料成为有价值的工业原料，实现材料再循环，提高经济 效益，是大有前途的开发项目。
废旧塑料裂解机理
一般来说，复合再生塑料的性质不稳定，易变脆，故常被用来 制备中、低档次的产品， 如建筑填料、垃圾袋， 搬孔凉鞋、雨衣及器械 的包装材料等
（二）热解技术
根据最终产品的不同可将热解技术分为两种 一种是为了得到化工原料(如乙烯、丙烯、焦油等) 另一种是为了得到燃料(汽油、煤油、柴油等)
综合利用废旧塑料的途径
它们有可能以液状油为主，或以气体为主，或油、 气、固体等产物兼而有之。
Attention：热裂解的产物形 态
不同品种塑料的热分解机理和热分解产物各不相同。 PE、PP的热分解以无规断链形式为主，热分解产物
中几乎无相应的单体，热分解同时伴有解聚和无规 断链反应，热分解产物中有部分苯乙烯单体。 PVC的热分解先是脱除氯化氢，再在更高温度下发 生断链，形成烃类化合物。
一类是裂解反应，生成小分子烃类，即气体、汽 油、柴油等物质；
另一类是缩合反应，即原料和中间产物中芳烃、 烯烃等缩合成更大的分子产物，以残油形式存在。
第二节 热裂解法
废旧塑料热裂解机理
热裂解按照自由基反应机理，首先在分子中键能 较低的C-C键处断裂，生成两个自由基：
➢ 生成的两个小分子自由基从原料中夺取氢，本身变 成烷烃或烯烃，而把原料变成自由基，当两个自由 基结合，链反应终止。
废塑料热分解使用的反应器有：塔式、炉式、槽式、管式炉、流化 床和挤出机等。
高温裂解回收原料油的方法，由于需要在高温下进行反应，设备投 资较大，回收成本高，并且在反应过程中有结焦现象，因此限制了 它的应用。
由此可见，该工艺粗糙，产品杂乱，出油率低。
热裂解温度和裂解产物
热裂解所需要的温度取决于废旧塑料种类及回收的 目标产物。
温度超过600℃，热裂解主要产物是混合燃料气， 如H2、CH4、轻烃；
温度400~600℃，主要裂解产物是混合轻烃、石脑 油、重油、煤油、混合燃料油等液态产物及蜡。
Attention：热裂解的产物形态
塑料裂解技术的基本原理是将废旧塑料制品中原 高聚物大分子进行比较彻底的裂解，使其回到低 相对分子质量状态或单体态。
裂解反应的主要表现是：C-C键断裂，同时伴随 C-H键断裂。
热效应为吸热过程，即外界必须提供大于C-C键 键能的能量，反应才能顺利进行。
废旧塑料热裂解机理
对热裂解而言，大分子物质在高温下主要发生两 类化学反应：
பைடு நூலகம்
什么是热裂解法？
热裂解法是最简单的废塑料裂解法，即通过提供热能，克 服废塑料聚合物裂解所需的活化能，生成单体或低分子化 合物。
热裂解法产生三种反应： A.聚合物通过解聚反应生成单体； B.聚合物分子链无规则断裂，生成低分子化合物； C.通过消除取代基或官能团产生小分子，伴随有不饱和 化合物的生成和聚合物交联乃至结焦。