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废塑料-煤解决液化的探讨及分析

  • 作者:东莞市宝发塑胶材料有限公司
  • 发布日期:2013-08-02
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由于作为城市固体垃圾的废塑料,主要为(PE、PSPET和PP)属于富含碳氢元素的高分子物料,而且和液化原料煤相比有较高的H/C原子比,废塑料具有适于液化的分子链结构,因此,废塑料和煤共液化是废塑料回收利用生产清洁燃料和有用化学品的合理选择。影响煤和废塑料共处理液化效果的主要因素,不同品种的塑料的裂解加氢液化的性能有很大的不同,至于哪种塑料更适于和煤共液化处理需作进一步详细研究。就共处理液化效果讲,当废塑料中存在共轭大键时,它和煤的相容性较好,由此可以部分解释共处理液化反应的产率和转化率通常是芳烃>烯烃>烷烃。由于在通常条件下废塑料和煤共液化的效果较差,总转化率仅70%左右。所以开发热裂解活性更强的催化剂和共液化工艺是当前研究的主要方向。

  煤和废塑料配比的影响煤和废塑料共处理时两者的配比对反应结果影响很大。从Wyodak煤和废塑料不同配比研究得到的结果看。当煤和塑料HDPE(高分子量聚乙烯)为1∶1时,煤的转化率下降:“共处理”时沥青烯产量增加,这可能是因为煤和塑料在高温下各自生成的自由基彼此结合的结果。当HDPE的添加量大于30%,沥青济南青稀的生成量增加,如HDPE的添加量小于30%,煤的转化率将大于85%。所以,在考虑“共处理”效果时HDPE的添加量一般认为在10%~20%为宜。限制废塑料的用量在这儿就意味着较大幅度的提高煤的转化率。在煤-废塑料共处理液化反应中有时可以观察到协同作用。研究表明,反应过程是否存在较强的协同作用,除了与所用样品和选择的催化剂有关外,主要取决于煤和废塑料的配比。催化剂的影响对煤-废塑料的共处理液化来讲,催化剂的作用是非常重要的。

  选择什么样的催化剂效果较好,以及这些催化剂在共处理液化过程中的作用等一直是研究的重点。这种催化剂对煤-废塑料对共处理液化过程影响相当有限。这表明“共处理”液化过程产生的“中间产物”和煤单独直接液化时产生的“中间产物”有很大的不同,其次也可能是受高分子聚合物结晶度的影响。另外使用HZSM-5催化剂虽可以大大提高反应速度,但其生成的液化产物中轻质油产率较低,而以芳香族为主的重质物产率较高。这一事实也证明,不仅二者的反应历程和中间产物是不同的,而且煤-废塑料之间还存在较强的相互作用。

  溶剂的影响Luo等研究了溶剂对共处理的影响。实验表明,当PE、PPE和APC塑料和BlackThun-der煤“共处理”时,用四氢萘或四氢萘跟石油渣油混合物作溶剂时,液化油收率最高。如单独使用wasteoil或干脆不用溶剂,则收率较低,从试验结果的分析研究看,似乎溶剂中同时存在较多的脂肪族和芳香族物质,其溶剂作用相对较大。由于液化油产品一般被分成汽油(BP<220℃)煤油(BP220~275℃)重油(BP275~550℃),所以,对煤-废塑料“共处理”液化过程而言,溶剂的结构组成最好是既包括芳香结构组分,也包括沥青烯结构组分。

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