聚烯烃与其裂解产物返回共裂解的研究

以聚烯烃塑料为裂解原料,在间歇反应釜中进行轻度热裂解,加热速率3—5℃/min,温度400℃,停留时间0—80 min;制取液相石油烃。为克服热裂解过程中的传热不均匀,提高热裂解产物轻质馏分的含量,进行了部分热裂解产物返回作为原料与聚烯烃塑料进行共裂解的实验探究,并对其裂解气相产物进行了气相色谱分析,液相产物进行了红外光谱、核磁共振氢谱表征以及GC-MS定量分析。结果表明:在400℃进行共裂解,液相产物平均收率约为90%,所得液相石油烃C数分布广,主要组分为链烷烃,其中直链烷烃所占比例44.03%。在聚烯烃塑料轻度裂解过程中部分热裂解产物返回共裂解,有利于裂解过程的传热,促进所得石油烃的轻质化且裂解过程中不会发生结焦反应。但共裂解液相产物中离心沉积物增多,主要组成为链烷烃,可作为裂解原料再次进行利用。     

HDPE/PP共混热裂解特性

利用热重分析聚烯烃HDPE、PP的单独热裂解特性及HDPE/PP共混热裂解特性,研究了HDPE与PP共混裂解过程中的相互作用。以HDPE和PP为裂解原料,在间歇裂解反应釜中,考查了不同裂解温度、停留时间、起始压力及原料中PP比例对裂解产物收率及性能的影响。通过模拟蒸馏得到裂解产物油各馏分组成分布,采用FT-IR对产物油进行表征,并对轻质组分进行GC-MS分析。最后,采用密度泛函理论计算分析了聚烯烃以及链烷烃的化学键断裂能。结果表明:PP可降低HDPE的裂解温度,PP/HDPE共混裂解过程中存在明显的相互作用。经过正交实验得到:PP比例对混合聚烯烃裂解产油率的影响最为显著;影响轻质馏分收率的因素由主到次依次为:停留时间,裂解温度,PP比例,起始压力。FT-IR、GC-MS分析和理论计算都表明:裂解产物油的主要成分为链烷烃,其中直链烷烃含量较高,所得产物油是良好的乙烯裂解原料。