废塑料热解油性质及组成的研究现状

废塑料热解是一种废塑料热化学处理技术，既可回收热解油等高附加值产品，缓解能源危机，又可减少环境污染，因而兼具了经济效益和环境保护，是未来塑料回收技术的发展趋势。从理化性质、元素组成、馏分分布、烃类组成、非烃化合物5个方面综述了国内外对废塑料热解油的分析研究现状，详细介绍了塑料类型、反应温度、反应时间、催化剂等对废塑料热解油性质和组成的影响；根据废塑料热解油的性质和组成特点，简述了废塑料热解油的应用方向，为今后废塑料热解工艺优化和高价值利用提供数据支撑。     

加拿大Dynamotive能源系统公司在中国建生物质快速热解装置

加拿大Dynamotive能源系统公司于2008年12月1日宣布与中国签署合同,支持开发建设基于其先进的快速热解技术的生物质热解装置,这将是Dynamotive能源系统公司在加拿大以外建设的第一套装置。该装置将由湖北信达生物油技术公司与大中华新能源技术服务公司（GCNETS）合作开发。按照这项合同,Dynamotive能源系统公司将为这项开发提供技术支持。技术支持费为230万美元。     

废塑料热解油中有机氯化物鉴定及加氢脱氯的热力学和反应机理

为了降低废塑料热解油中氯化物的含量,拟采用催化加氢的方法脱除油品中的氯化物。首先用配备有电子捕获器的气相色谱仪对油品中的有机氯化物形态及含量进行鉴定,然后对鉴定出的13种有机氯化物的加氢脱氯反应进行热力学分析。实验结果表明,13种有机氯化物的加氢反应在指定的反应温度、压力条件下均可自发进行;从热力学角度确定了加氢脱除废塑料热解油中有机氯化物的可能性。分类介绍了有机氯化物的加氢脱氯反应机理,为废塑料热解油中有机氯化物脱除方法的开发提供了指导。     

含油污泥热解工艺及目标产物定位

以3种典型含油污泥(落地油泥、罐底油泥及煤焦油泥)为例,研究其热解产物的质量分布、性质和能量分布;并在此基础上,通过综合分析该热解系统能量平衡、不同工艺对应的环保效益和经济指标来确定油泥热解工艺方案和目标产物。研究表明, 3种油泥热解产生气体量均很少,利用气体产物燃烧不足以满足其热解供热的需求。对热解炭总热量大于等于1.8倍的热解系统需热量的煤焦油泥,工艺上应考虑将热解炭气化与热解产生的可燃气一起燃烧满足热解供热需求,目标产物为回收热解油。而对于无机组分含量高的落地油泥,推荐采用柴油供能并以回收热解油为目标产物。对于极黏稠、灰含量低的罐底油泥,其热解炭热值高且灰含量也低,具有回收价值,可作为目标产物;而其热解油应考虑采取降黏措施。     

废塑料热解油烃类组成分析方法研究

建立了废塑料热解油的固相萃取前处理方法,使用硅胶、负载银-氧化铝的双固相萃取柱分离得到饱和烃、烯烃和芳烃组分,并分别进行气相色谱分析和质谱分析;根据沸点与保留时间的关系,将得到的气相色谱图与总离子流色谱图划分为柴油馏分和蜡油馏分(VGO),结合气相色谱和质谱数据可得到柴油和VGO馏分的烃类组成,实现了宽沸点废塑料热解油...     

含油污泥催化热解及残渣资源化利用实验研究

为了达到含油污泥无害化和资源化处理的目的,使用真空管式热解炉对某炼油厂的含油污泥开展了催化热解实验。以油相回收率为评价指标,优选出了最佳的催化热解工艺参数,并将热解残渣经过活化处理后应用于含油废水的吸附处理中。催化热解实验结果表明:当催化剂活性白土的加量为1.5%(质量分数)、热解温度为440 ℃、热解时间为3 h、升温速率为10 ℃/min时,油相的回收率可以达到87.8%,达到了高效回收油相资源的目的。热解残渣使用KOH和NaOH活化处理后,其比表面积和孔体积明显高于商用活性炭,并且其重金属浸出含量远小于标准控制值。活化后的热解残渣吸附性能评价结果表明:当热解残渣加量为3%(质量分数)时,含油废水中的石油类物质含量降低率可以达到90%以上,COD值降低率可以达到95%以上,吸附效率明显高于商用活性炭,经过热解残渣吸附处理后的废水中石油类物质含量和COD值均可满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准要求,实现了热解残渣资源化利用的目标。      

聚氯乙烯热解动力学及热解产物组成研究

采用热重法对聚氯乙烯(PVC)塑料进行热解实验,研究其热分解特性;采用Friedman法和?kvára-?esták模型计算PVC塑料热解反应的活化能和机理函数;采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)和X射线衍射光谱(XRD)等手段分别测定热解油、热解气和热解残渣组成。实验结果表明：PVC塑料的热解反应主要分为2个阶段,第一阶段热解发生在250～390℃之间,质量损失约为65%,其平均活化能为152.58 kJ/mol,热解反应机理为二级化学反应;第二阶段热解发生在390～560℃之间,质量损失约为29%,其平均活化能为231.52 kJ/mol,热解反应机理为随机成核和随后生长模型。GC-MS结果表明：PVC塑料的热解油气组成主要包括烷烃、烯烃、含氯有机物和芳烃化合物,热解残渣主要由石墨碳组成。研究结果可为废塑料脱氯和资源化利用提供理论基础参考。     

ExxonMobil公司将建造其首座大规模废塑料先进回收装置

ExxonMobil公司计划在美国德克萨斯州的贝城建造首座大规模废塑料先进回收装置,并且预计在2022年底开工运行。建成之后,将会是北美最大的废塑料回收装置,设计处理量为30 kt/a。目前,一个小型的临时设施已经开始商业化生产经认证的回收聚合物,将于2021年底投放市场,以满足不断增长的需求。该新装置将采用经过ExxonMobil公司试验验证过的技术。到目前为止,该试验已经成功处理了超过1 kt废塑料,相当于2亿个废塑料食品袋,处理量可以达到50 t/d。     

废轮胎低温热解制油研究

为了解废轮胎橡胶充分资源化处理规律，进行了轮胎胶粒低温热解研究，开展了铝甑干馏实验、热重试验等。结果表明：废轮胎低温热解处理以产热解油为主，其次是炭黑产物；其中，热解油收率为52.7%，炭黑为38.0%；热解瓦斯气满足热解工艺的热能需求，无需外部燃料；500 ℃可实现轮胎充分热解，但耗时较长，约180 min，因此在设备研发过程中需考虑改进热解工艺，提高设备效率。     

聚丙烯油化催化剂的研制与性能

研究了三种自制催化剂对聚丙烯及其废料的热解产物的催化改质作用,考察了催化反应温度与催化剂性质对催化改质所得气体收率、组成、汽油收率、辛烷值、柴油收率及催化剂积炭的影响。探讨了适合聚丙烯及其废料热解产物催化改质的催化剂应具备的特性及热解产物在催化剂上反应的类型,同时探讨了本研究对废塑料油化技术的指导作用。采用此催化剂,液体收率可达８０ ％ 以上。     

炼厂含油污泥低温热解研究

延长油田某炼厂含油污泥的含水率为19.63%,含油率为28.85%,外观呈油黑色,具有较大的回收利用价值。以热解油回收率为考核指标,通过单因素实验和正交实验对某炼厂含油污泥热解参数进行了优化,研究了热解终温、停留时间、氮气流速、升温速率以及加热方式对热解油回收率的影响规律,并初步分析了热解终温对热解油凝点的影响。结果表明,热解时间对热解油回收率影响最大,氮气流速无明显影响。最佳热解条件为:污泥初温时加入热解炉,热解终温440℃、停留时间4 h、氮气流速80 m L·min~(-1)、升温速率10℃·min~(-1),此时的热解油回收率最大,达到73.56%。另外,在热解终温400℃~450℃范围内,随着温度的升高,热解油的凝固点逐渐降低。     

热解气相色谱分析技术在石油地质中的应用

为了解决石油勘探开发中所面临的早期评价问题,应用热解气相色谱法,利用热解装置、气相色谱仪、数据处理工作站组成的热解气相色谱仪对储集岩进行分析,得到热蒸发烃、热解烃色谱曲线及其各种化合物、系列化合物分析数据。该技术对不同储集岩进行分析对比获得如下结论:①利用热蒸发烃正烷烃碳数分布及含烃量有助于区分水洗油层、细菌降解油层、非生产层、凝析油层;②在对储集岩热解烃分析中发现油沙岩与生油岩干酪根的热解烃图形是不同的,通过研究不同类型油砂岩热解烃色谱曲线可更好地了解不同类型油砂岩在重质组分中的烃类分布。因此,在生产中该技术可为勘探开发提供合理的勘探数据,准确评价储集岩性质,对现场快速、准确评价储层具有重要意义。     

生物质快速热解液化技术研究进展

总结了生物质热解液化技术在原料预处理、热解工艺和生物油精制3个方面的最新研究成果。在原料预处理方面,介绍了干燥、烘焙、压缩成型和酸洗4种方法;在热解工艺方面,列举了国内外具有代表性的热解反应器类型,重点介绍了催化热解和混合热解两种新工艺;在生物油精制方面,介绍了包括催化加氢、催化裂解、催化酯化和乳化等几种常用的生物油精制方法,并分析了各精制技术发展的关键问题。     

非常规石油资源热解特性研究

通过自制的热解装置对非常规石油资源油砂、油页岩及油泥进行了热解模拟实验研究,分析了不同热工条件下热解产物中油和干馏残渣的特性、气体组分和产率。结果表明,固体产物的产率随着热解温度的升高逐渐下降,油的产率在500℃左右时存在最大值,不凝结气体的产率随着热解温度的升高逐渐升高;不同热解温度下油气收率为95％～99．5％,其中油的比例为70％～75％;非常规石油资源的热解液态产物具有良好的发火性、低温流动性能、良好的安全性等特性,可以达到燃料油的指标要求。     

提升废塑料热解油品质,使其适用于蒸汽裂解

废塑料热解油作为石化行业的原料,能够起到降低温室气体排放的作用,然而,在成功推广和大规模应用方面还存在一些问题. 一是原料问题.可利用的废塑料很多,达到约15 Mt/a.但是,并不是所有种类的废塑料都适合于热解技术.聚烯烃是适用的原料(高产废塑料热解油和石蜡成分),但是对于PE(聚乙烯)和PP(聚丙烯)而言,其废料分类...     

美国国家再生能源实验室提出两种方法可使生物质热解油改质为烃类燃料

美国国家再生能源实验室（NREL）的研究人员提出了两种不同的方法,可使生物质热解油改质为烃类燃料或燃料中间体。快速热解是在缺氧条件下使生物质快速加热到中间温度（400-600℃）,并将所产生的蒸气快速冷却为生物油,它可将所有生物质成分,包括木质素,转化为液体产品。快速热解可使质量和能量的约70％转化成液体产品。生物油即热解油包含许多与水互溶的含氧有机化学品和与油互溶的组分。     

含油污泥热解及热解油加氢精制研究

采用热解法对油田污泥进行处理,通过热解分析及热解放大试验,考察不同温度下热解油收率的变化,并对热解油进行加氢精制研究。结果表明:随着热解温度升高,产油率降低,热解终温以600℃较为适宜,产油率为38.61%,产气率为6.52%;热解油的残炭、金属含量、硫含量、氮含量以及沥青质含量均较低;在反应温度为420℃、氢分压为12.0 MPa、氢油体积比为800、体积空速为1.0h~(-1)的条件下,热解油经加氢处理后,脱硫率为94.5%,脱氮率为89.4%,氢油馏分收率较高,可作为轻质燃料调合组分,而蜡油馏分及重油馏分可以作为优质的加氢裂化原料,进而获得更多的轻质燃料。     

减压渣油与废塑料共热解行为的热失重法分析

为了给减压渣油(VR)与废塑料在延迟焦化中的共焦化工艺开发提供借鉴,采用热失重分析法,在氮气气氛下,对VR、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)4种废塑料单独热解时及其共热解时的热失重行为进行了研究,并对热解机理进行了探讨。结果表明:这4种塑料单独热解时的快速热解失重温区与VR的重叠,在热失重率为80%时的对应温度均在300~500℃内;共热解时,不同塑料对VR热失重行为的影响不同,其中HDPE和LDPE均可引起VR的最大热失重速率值增大,协同效应较强,而PS,PP与VR的协同效应较小;这4种塑料的热分解反应都可用一级反应动力学来描述,而VR的单独热解以及其与PP的共热解反应则适用于分段的2个一级动力学模型。     

生物质热解油提质及其氧化动力学分析

采用732型阳离子交换树脂为催化剂,通过预处理和催化酯化工艺对生物质热解油提质处理,获得精制生物油,分析比较生物质热解油提质前后的组分、低热值、黏度与pH值等燃料特性参数,并基于热重实验研究提质前后生物质热解油的氧化和燃烧特性。结果表明：对于100 mL粗制生物油,最佳的催化酯化反应条件为油/醇体积比2/1、催化剂用量8 g、反应温度50 ℃。GC MS检测结果表明,经过酯化工艺,粗制生物油的酯类和酮类组分分别增加了824%和310%,而酸类、酚类、大分子醚类等组分分别下降了858%、180%、366%。与生物质热解油相比,精制生物油的pH值升高至57,低热值增加75%,黏度降低101%。在空气氧化氛围热重条件下,与生物质热解油相比,精制生物油的起始质量损失温度滞后61 ℃,但其在高温氧化阶段的平均氧化速率提高65%,因而终了质量损失温度提前53 ℃。依据生物质热解油提质前后的氧化反应动力学特性,将其热重条件下的挥发氧化质量损失分为失水蒸发、慢速分解、快速燃烧和碳化等4个一级反应过程,精制生物油在失水蒸发阶段比生物质热解油挥发所需的活化能略高,但在慢速分解、快速燃烧和碳化阶段比生物质热解油挥发所需的活化能低,综合整个氧化燃烧过程可见精制生物油更易氧化和燃烧。     

KiOR公司催化热解将生物质转化为可再生油

<正>催化热解工艺从生物质生产可再生油的开发商KiOR公司于2010年8月29日宣布,从美国密西西比州取得7 500×10~4 US(?)贷款,将在该州先建设三座大规模生物质转化可再生油装置。KiOR公司计划使来自当地的生物质木屑借助催化剂在数秒钟之内将木屑化学催化热解转化为原油,然后通过现有的原油加工炼油厂制取标准的汽油和柴油