塑料与蜡(重油)催化共热解相互作用研究

采用低密度聚乙烯(LDPE)和固体石蜡(WAX)分别作为塑料及重油的模型化合物,以HZSM-5为反应催化剂,通过热重实验进行热解特性及动力学分析,研究了二者在热解行为上的相互作用;并结合固定床反应器对比研究单独热解及不同原料配比下共热解的产物分布,考察了共热解过程相互作用对热解产物的影响规律。结果表明,LDPE与WAX共热解过程二者间相互作用增强,表现为促进反应物的热解失重,降低了原料的特征热分解温度及反应活化能,显著提高了热解油中C_(21-)轻油馏分及芳烃的选择性,而油中C_(21+)重油馏分的选择性及固体残渣产率均降低;而且随着共热解原料中WAX比例的增加二者间的相互作用不断增强;基于模型化合物水平初步验证了塑料与裂解重油共热解制备高品质轻质燃油工艺的可行性与技术优势。     

生物质与塑料催化共热解技术研究进展

生物质是唯一一种可再生碳源,其高效利用是解决能源与环境问题的纽带。近年来,基于化石能源的塑料制品使用和废弃量快速增加,其难于自然降解,对环境造成严重威胁。生物质与塑料的催化共热解技术能够得到选择性更高的产品,进而提升高附加值产物的产率和品质,是生物质与塑料规模化利用的重要方向。本文从生物质与塑料高效转化的角度出发,梳理了生物质与塑料催化共热解技术研究进展,对生物质与塑料共热解机理、ZSM-5基催化剂共热解、过渡金属基催化剂共热解、碱/碱土金属催化剂共热解、多催化剂共热解等不同种类的催化共热解研究前沿进行了综述,并对比了原位催化和非原位催化的共热解方式,展望了生物质与塑料催化共热解的主要技术和发展方向,以期为生物质与塑料的高效协同转化提供方法参考和研究思路。     

生物质与塑料催化共热解制芳烃研究进展

芳烃是多用途的化学品,主要来源于石油和煤焦油等。以生物质和塑料为原料制取芳烃,可以缓解能源短缺和环境污染,实现生物质和塑料的资源化利用。催化剂能够增强共热解的协同效应,生物质与塑料进行催化共热解可以提高产物品质,改善热解产物分布,提高轻质芳烃的产率和选择性,抑制焦炭的生成。本文综述了生物质与塑料催化共热解制取芳烃的协同热解机理及影响因素,总结了不同种类催化剂的共热解研究进展,以期为生物质与塑料催化共热解定向调控制备芳烃工艺的改进和优化提供参考。     

聚烯烃塑料与液体石蜡共热解工艺研究

利用热重分析仪(TGA)研究了低密度聚乙烯(LDPE)、液体石蜡(LP)及LDPE/LP共混物的热解特性,探讨了LDPE与LP在热解过程中的相互作用,进一步根据Coats-Redfern方法进行了反应动力学研究。结果表明,LDPE、LP及LDPE/LP共混物热解过程均符合一级反应动力学,LDPE/LP共热解反应活化能显著低于LDPE单独热解。为了验证LDPE和LP之间的协同效应,利用高压反应釜分别对LDPE、LP及LDPE/LP的共混物进行了热解研究。结果表明,LDPE与LDPE/LP共混物热解所得气体产物与液体产物组分相似,气体产物多为C_1～C_4的烷烃和烯烃,液体产物多为C_5～C_(23)的正构烷烃;LDPE/LP共热解所得液体产物中轻质烷烃组分(C_5～C_9)含量显著高于LDPE和LP单独热解,证实了LDPE和LP之间的协同作用。LP的加入改善了热解过程中的传质传热,抑制了LDPE单独热解时因局部过热而引起的结焦现象,促进了液体产物的轻质化。     

聚烯烃塑料与液体石蜡共热解工艺研究

利用热重分析仪(TGA)研究了低密度聚乙烯(LDPE)、液体石蜡(LP)及LDPE/LP共混物的热解特性,探讨了LDPE与LP在热解过程中的相互作用,进一步根据Coats-Redfern方法进行了反应动力学研究。结果表明,LDPE、LP及LDPE/LP共混物热解过程均符合一级反应动力学,LDPE/LP共热解反应活化能显著低于LDPE单独热解。为了验证LDPE和LP之间的协同效应,利用高压反应釜分别对LDPE、LP及LDPE/LP的共混物进行了热解研究。结果表明,LDPE与LDPE/LP共混物热解所得气体产物与液体产物组分相似,气体产物多为C_1～C_4的烷烃和烯烃,液体产物多为C_5～C_(23)的正构烷烃;LDPE/LP共热解所得液体产物中轻质烷烃组分(C_5～C_9)含量显著高于LDPE和LP单独热解,证实了LDPE和LP之间的协同作用。LP的加入改善了热解过程中的传质传热,抑制了LDPE单独热解时因局部过热而引起的结焦现象,促进了液体产物的轻质化。     

催化剂与催化方式对生物质/塑料共热解的影响

首先使用HZSM⁃5作为催化剂,探究原位与异位催化方式对生物质与塑料共热解过程的影响。之后对HY、HZSM⁃5和Fe/HZSM⁃5 3种催化剂进行全面表征,进一步对比研究三者对生物质与塑料共热解过程的影响,并对3种催化剂积炭失活行为进行了分析。结果表明,原位催化生物油产率高于异位催化,但是异位催化方式强化了“双烯合成”和芳构化等反应,显著提升了芳烃的选择性,高达82.8 %。过渡金属Fe的引入提高了催化剂抑制积炭的能力,Fe/HZSM⁃5催化剂结焦量远少于HY和HZSM⁃5催化剂,仅为3.77 %。同HZSM⁃5相比, Fe/HZSM⁃5中Brönsted酸强度减弱,略微降低了碳氢化合物的选择性,但是将碳氢化合物中芳烃的选择性提高了16.7 %。由于焦炭的附着,反应后的催化剂比表面积、孔容和酸强度均有所降低,进而降低了其催化活性。     

生物油蒸馏残渣与废弃塑料催化共热解协同作用的研究

利用热重分析仪和两段式固定床研究了生物油蒸馏残渣(DR)与废弃塑料(MS)的共热解特性,探索了DR与MS混合比、无催化、原位催化及异位催化对产物分布及液相产物化学组分的影响,以及共热解产物的相对选择性与协同作用。结果表明：随着混合比的增加,液相产率呈现增长趋势;相比于无催化,原位催化、异位催化下液相产物中芳烃相对含量增高、含氧化合物相对含量降低。在原位催化下,DR与MS在脂肪族化合物与含氧化合物上表现出的协同作用与异位催化、无催化相反。对于单环芳烃,DR与MS的协同作用参数值大小关系为：无催化>异位催化>原位催化;对于脂肪烃,在DR∶MS=1∶1时,无催化、原位与异位催化下的协同作用参数最大,分别为-20.7%、25.2%、-41.2%;对于脂环烃,在DR∶MS=2∶1时,无催化、原位与异位催化下的协同作用参数最大,分别为184.2%、132.5%、50.0%;对于多环芳烃,DR与MS在不同催化方式下均表现为负协同作用。     

低变质煤与塑料微波共热解研究

进行了微波加热条件下陕北孙家岔低变质煤与塑料共热解的实验研究.结果表明:随着塑料添加比例的增大,兰炭产率逐渐降低,焦油产率明显提高.当塑料加入量为10%时,焦油产率可达到17%,同时煤气中H2,CO和CH4的含量显著增加,分别可达到44.21%,18.75%和21.97%.塑料的加入有利于提高焦油的回收率,优化热解煤气成分,对煤气的进一步综合利用具有重要意义.     

生物质与废轮胎共热解及催化对热解油的影响

生物质稻壳与废轮胎以不同比例组成的均匀混合物在管式固定床内共热解,MCM-41和SBA-15作为催化剂,对产生的热解油性质进行了研究。结果表明,随着废轮胎在混合物中比例增加,热解油产率和热值在增加,而黏度和密度在降低。当稻壳占到60%（质量）时,热解液体产率为44.5%（质量）,热解油热值为40 MJ·kg-1,热值与柴油接近;温度对热解油的产率和组分柠檬精油的生成影响较大。对组成一定的混合物,在热解温度500℃时二者均达到最大。通过对热解油主要组分柠檬精油和氧含量的分析说明,共热解过程中组分间可以产生一定的相互作用,并具有协同效果,体现在柠檬精油组分的含量低于加权后的浓度,氧含量大于加权后的数值;与没有催化剂存在情况相比,MCM-41和SBA-15的存在能显著降低热解液体的黏度和密度,其中,SBA-15的降低效果更为明显。     

农业生物质与塑料共热解技术进展

共热解技术是将多种原料通过热化学方法转化为清洁能源的重要手段。本文综述了以农业生物质为主要原料与塑料(聚丙烯PP、高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET等)共热解技术的发展现状和研究进展。分析农业生物质与塑料共热解的动力学模型以及各组分之间的协同效应,阐述农业生物质与塑料的共热解机理;总结了温度、升温速率、滞留时间、原料混配比等因素对共热解协同作用的影响规律;探究生物质与塑料共热解固、液、气三相产物特性及分布规律,总结共热解技术优势及存在问题,展望未来发展方向,可为生物质与塑料共热解制备高附加值产品提供参考,同时也为农业生物质和农膜处理问题提供新方法、新思路。     

重油催化裂化的工艺改进

针对重油催化裂化生产工艺存在生焦率高、能耗高、轻柴油贮存安定性差、含硫污水冲击污水处理场等问题,采用两级高效再生,大剂油比高温短接触时间,高效雾化喷嘴、快速中止反应、轻烃预提升、再生烟气能量回收、含硫污水汽提等国内外先进技术,解决了生产中存在的这些问题。使生焦率下降了1％～2％(绝对值),能耗从6190.2GJ/t降至3380.0GJ/t。指出今后应进一步降焦、降能耗,治理再生烟气中的SO_x和NO_x。     

重油催化裂化工艺的新进展

随着人们对于轻质油的关注程度提升,重油的催化裂化工艺逐渐得到了越来越快的发展。对渣油催化裂化的工艺技术进行分析,望给相关的工作人员提供一定的帮助。     

稠油催化改质技术研究

综述了注空气催化氧化和注水蒸汽水热裂解两种技术的降粘机理及国内外研究进展,通过对稠油催化改质、改变稠油的组分、降低沥青质和胶质总的相对分子量以实现降粘。其中空气催化氧化技术包括低温氧化和高温氧化两个主要过程:实现芳环破裂,大分子断裂。从水溶性催化剂、油溶性催化剂到微乳催化剂研究;水热裂解中水蒸汽和供氢剂的协同可使稠油中C-S、C-O、C-N键断裂更为充分,同时综述了水热裂解的现场应用和催化剂的进展。     

重催油浆磺化制磺化沥青工艺条件研究

本实验用重催油浆经磺化、中和反应合成磺化沥青类产品。考察、优化了油浆磺化的原料、工艺条件,用中国石油天然气总公司钻井工程局企业标准《钻井液用磺化沥青-FT1》分析方法,对各种工艺条件下的油浆磺化产品的磺酸钠含量、油溶物、水溶物含量进行了测定比较,找到了油浆磺化制磺化沥青类产品的最佳工艺条件。     

双提升管工艺在重油催化裂化装置的应用

介绍了双提升管工艺在重油催化裂化（RFCC）装置上的工业应用。应用结果表明：双提升管工艺与装置改造前相比,液化气产率可提高6．73个百分点,总液收提高1．5个百分点以上。汽油的辛烷值（RON）由90．3提高到91,汽油的烯烃含量（荧光法）由50％降低到34．3％,并且可以灵活调整生产方案,具有明显的经济效益和社会效益。     

橡胶用油的研制

采用溶剂精制工艺处理糠醛抽出油、催化裂化回炼油,用以生产橡胶用油.通过实验证明, KT液溶剂精制工艺能生产出橡胶用油,其副产物抽余油可作为催化裂化原料.该工艺具有较好的经济性.     

提升管轴向流动和重油催化裂解反应过程数值模拟

主要进行了重油催化裂解集总动力学模型的建立,并设置了模拟计算域、边界条件及初始化、模拟求解,并针对了冷态模型和冷态模型记性比较,即比较比较气-固两相冷态流场和有催化反应流场,并分析了0.5维模型和二维模型的轴向产品分布。通过提升管轴向流动和重油催化裂解反应过程数值模拟可知,要使反应器模型具有可靠性和完备性,需要注重反应与流动、传递存在的影响,同时二维模型具有更好的产品分布。     

稠油催化改质降粘的实验研究

制备了4种油溶性过渡金属石油酸盐催化剂,进行了室内稠油催化改质降黏实验,评选出了最优催化剂及其最佳反应条件。结果表明,在石油酸铁质量分数为0.12%、改质温度365℃、改质时间40 min的条件下,可使鲁克沁稠油黏度从17 460降至125 mPa·s,降黏率达99.28%。改质稠油饱和分增加了17.61%,胶质减少了18.55%,350、500℃以下馏分分别增加了9.82%、29.45%。改质油轻组分的增加便于稠油降黏和管输,降低了能耗。     

重质燃料油掺水的研究

本文简述了乳化油的制备方法及其热值的测定法以及复合乳化剂的组成，并论述了乳化油热值与其它因素的关系。研制的ＥＡ－３型重油乳化剂生产工艺简单。实验结果表明，在节能，防止环境污染等方面，它是一种性能良好的重油乳化剂。     

重柴油催化裂解制乙烯研究

以重柴油为原料,在实验室小型连续管式裂解炉上,使用纳米氧化镍催化剂进行催化裂解实验,考察了裂解温度、停留时间、水油质量比和剂油质量比在不同条件下对乙烯收率的影响.通过方差分析方法,初步确定重柴油催化裂解适宜的工艺条件,为企业生产乙烯提供较佳的工艺指标。