發(fā)布時間：2020-12-09 00:50

　　當(dāng)前,塑料工業(yè)的發(fā)展一方面推動了其它工業(yè)發(fā)展和人民生活水平的提高,另一方面它所造成的“白色污染”問題日益突出,對環(huán)境的破環(huán)嚴(yán)重。將廢舊塑料熱解液化制取燃料油,不僅可以減少對石油化工原料的消耗,而且可節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境,緩解日益嚴(yán)重的能源短缺問題。本文提出了以熔融氯化鋅為熱載體的鹽浴熱解塑料回收燃料油的新工藝,以PE、PP、PVC、PS混合物為模擬廢塑料,系統(tǒng)研究了鹽浴熱解、鹽浴熱解-催化改質(zhì)過程中塑料的熱解特性,得到反應(yīng)的最佳溫度范圍為440～460℃、鹽料比4︰1,催化改質(zhì)溫度為350℃,催化劑用量為15g,程序升溫下的鹽浴熱解反應(yīng)中,較為適宜的升溫速率范圍5～7℃/min。針對鹽浴熱解的氣相、液相產(chǎn)物,采用內(nèi)標(biāo)法建立了一套完整的氣相色譜、色-質(zhì)分析方法。氣相產(chǎn)物中烯烴含量較高,丙稀含量最高可達(dá)47.21%;液相產(chǎn)物平均摩爾質(zhì)量介于90～280g/mol,產(chǎn)物中烯烴、異鏈烷烴和環(huán)烷烴含量較高,并含有一定量的芳烴。利用lovasic公式計算的鹽浴熱解產(chǎn)物中汽油組分的辛烷值均（RON）在83以上,在400℃～500℃的鹽浴熱解溫度范圍內(nèi),RON呈現(xiàn)先升后降的趨勢,在450℃時RON最高可... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
前言
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 廢塑料的處理方法
        1.1.1 填埋法
        1.1.2 焚燒法
        1.1.3 再生法
        1.1.4 熱解法
    1.2 國內(nèi)外廢舊塑料回收狀況
    1.3 廢舊塑料的熱解
        1.3.1 熱裂解
        1.3.2 催化熱解
        1.3.3 熱解-催化改質(zhì)法
    1.4 其它處理廢塑料的化學(xué)方法
        1.4.1 超臨界水裂解法
        1.4.2 與煤共液化裂解法
        1.4.3 與煤焦油共液化裂解法
    1.5 廢塑料熱解催化劑
        1.5.1 廢塑料熱解催化劑分類
            1.5.1.1 分子篩或改性分子篩催化劑
            1.5.1.2 金屬氧化物催化劑
        1.5.2 催化劑性能的影響
            1.5.2.1 催化劑的酸位影響
            1.5.2.2 催化劑孔徑的影響
            1.5.2.3 催化劑晶粒的影響
    1.6 廢塑料熱解反應(yīng)動力學(xué)及機理
        1.6.1 反應(yīng)動力學(xué)
        1.6.2 熱解反應(yīng)機理
            1.6.2.1 無催化劑的熱解機理
            1.6.2.2 催化熱解反應(yīng)機理
    1.7 熱解產(chǎn)物油品分析
        1.7.1 填充柱氣相色譜法
        1.7.2 毛細(xì)管氣相色譜法
        1.7.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用
        1.7.4 氣相色譜-紅外光譜聯(lián)用
        1.7.5 高效液相色譜法
    1.8 論文的研究背景及主要內(nèi)容
第二章 塑料的鹽浴熱解研究
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗儀器和試劑
        2.1.2 實驗流程
        2.1.3 實驗方法
        2.1.4 各原料和產(chǎn)物的表征及分析
            2.1.4.1 塑料的熱重分析（TGA）
            2.1.4.2 氣相產(chǎn)物
            2.1.4.3 液相產(chǎn)物
            2.1.4.4 殘留固體分析
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 鹽浴熱載體的選擇
        2.2.2 聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯的熱失重特性
        2.2.3 氣相產(chǎn)物分析
        2.2.4 液相產(chǎn)物分析
            2.2.4.1 液相產(chǎn)物的平均摩爾質(zhì)量
            2.2.4.2 紅外光譜分析
            2.2.4.3 汽油組分的色-質(zhì)聯(lián)用分析
        2.2.5 殘余固體分析
        2.2.6 鹽浴熱解溫度對產(chǎn)物分布的影響
        2.2.7 鹽料比對反應(yīng)的影響
        2.2.8 鹽浴熱解溫度對反應(yīng)時間的影響
        2.2.9 鹽浴熱解程序升溫對產(chǎn)物分布的影響
        2.2.10 汽油組分的辛烷值（RON）
    2.3 小結(jié)
第三章 鹽浴熱解催化劑的制備和表征
    3.1 儀器和試劑
    3.2 催化劑制備
        3.2.1 共沉淀法二氧化鈦催化劑的制備
            3.2.1.1 實驗方案的制定
            3.2.1.2 實驗方法
        3.2.2 浸漬法氧化錫催化劑的制備
            3.2.2.1 實驗方法
    3.3 催化劑的表征
        3.3.1 表面形貌AFM、SEM分析
        3.3.2 X射線光電子能譜分析（XPS）
        3.3.3 X射線衍射（XRD）
        3.3.4 骨架振動紅外光譜（FT-IR）
3程序升溫脫附（NH₃-TPD）">        3.3.5 NH₃程序升溫脫附（NH₃-TPD）
2程序升溫脫附（CO₂-TPD）">        3.3.6 CO₂程序升溫脫附（CO₂-TPD）
        3.3.7 比表面積測試
    3.4 分析結(jié)果與討論
2/Al₂O₃催化劑">        3.4.1 共沉淀TiO₂/Al₂O₃催化劑
            3.4.1.1 AFM、SEM分析
            3.4.1.2 XRD分析
2-TPD表征">            3.4.1.3 NH3-TPD和CO₂-TPD表征
            3.4.1.4 孔徑分布
            3.4.1.5 比表面積測定
2SnO）催化劑">        3.4.2 負(fù)載型二丁基氧化錫（Bu₂SnO）催化劑
            3.4.2.1 XPS分析
            3.4.2.2 XRD分析
            3.4.2.3 FT-IR分析
2-TPD表征">            3.4.2.4 NH3-TPD和CO₂-TPD表征
            3.4.2.5 孔徑分布
    3.5 分子篩催化劑
3-TPD和CO₂-TPD">        3.5.1 4A分子篩的NH₃-TPD和CO₂-TPD
    3.6 小結(jié)
第四章 塑料的催化鹽浴熱解研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗儀器和試劑
        4.1.2 實驗流程
        4.1.3 實驗方法
        4.1.4 各產(chǎn)物的表征及分析
            4.1.4.1 氣相產(chǎn)物
            4.1.4.2 汽油組分紅外光譜分析
            4.1.4.3 汽油組分的色-質(zhì)聯(lián)用分析
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 產(chǎn)物分析與表征結(jié)果
            4.2.1.1 氣相組成
            4.2.1.2 汽油組分的紅外光譜
            4.2.1.3 汽油的色-質(zhì)分析
        4.2.2 一段法工藝
        4.2.3 二段法工藝
            4.2.3.1 催化溫度對氣相收率的影響
            4.2.3.2 催化溫度對液相收率及組成的影響
            4.2.3.3 催化溫度對催化劑積炭率的影響
            4.2.3.4 催化溫度對辛烷值的影響
            4.2.3.5 鹽浴熱解、一段法、二段法的比較
            4.2.3.6 鹽浴熱解-催化改質(zhì)的正交優(yōu)化實驗條件
        4.2.4 催化劑的回收利用
    4.3 小結(jié)
第五章 鹽浴熱解機理和動力學(xué)
    5.1 鹽浴熱解機理
        5.1.1 聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯的鹽浴熱解及催化改質(zhì)機理
            5.1.1.1 自由基反應(yīng)機理
            5.1.1.2 正碳離子反應(yīng)機理
        5.1.2 聚苯乙烯的鹽浴熱解及催化改質(zhì)機理
            5.1.2.1 自由基反應(yīng)機理
            5.1.2.2 正碳離子反應(yīng)機理
    5.2 鹽浴熱解動力學(xué)
        5.2.1 模型的建立
        5.2.2 塑料鹽浴熱解集總動力學(xué)模型參數(shù)的計算
            5.2.2.1 模型參數(shù)的解析解
            5.2.2.2 模型參數(shù)的數(shù)值解
        5.2.3 模型的應(yīng)用
        5.2.4 模型驗證
    5.3 小結(jié)
第六章 塑料在有機相中的酶降解
    6.1 實驗部分
        6.1.1 實驗儀器和試劑
        6.1.2 實驗過程
            6.1.2.1 表面活性劑的合成
            6.1.2.2 包衣劑的合成
            6.1.2.3 包衣酶的制備
            6.1.2.4 包衣酶中酶含量測定
            6.1.2.5 環(huán)氧丙烷改良型表面活性劑的紅外分析
            6.1.2.6 塑料在有機相中的酶降解
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 改良型表面活性劑的紅外分析
        6.2.2 有機溶劑的影響
        6.2.3 酶源的影響
        6.2.4 環(huán)氧丙烷加成數(shù)的影響
        6.2.5 反應(yīng)溫度的影響
        6.2.6 反應(yīng)時間的影響
    6.3 包衣酶的穩(wěn)定性
        6.3.1 包衣酶的熱穩(wěn)定性
        6.3.2 包衣酶的熱失活特性
        6.3.3 包衣酶的失活動力學(xué)
    6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：2905972