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本文系统地研究了废塑料催化热裂解、废塑料和重油混合热裂解、催化改质制备燃料油的特性和改质催化剂的制备。 首先,研究了废塑料催化热裂解的特性。考察了聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯在CuO的催化作用下的温度特性,据此可对废塑料混合物通过温度分段法进行催化热裂解,在0~360℃、360~460℃、460~520℃温度段内,分别回收苯乙烯单体、轻质燃料油和重质燃料油。探讨了压力对反应的影响,减压能使裂解液的产率有所提高,三种物料的最佳压力均为9×104pa;对同一种物料而言,不同的催化剂的催化效果顺序如下:CuO>Al2O3>BaO>CaO;讨论了催化裂解温度对液体产率、汽油馏分产率、柴油馏分产率、重油馏分产率、裂解气产率和残渣产率的影响。比较了热裂解和催化热裂解对产物中各组分产率、汽油品质等方面影响的区别,经催化热裂解汽油产物的品质得到了明显提高。 其次,研究了重油和各塑料混合热裂解的特性,为解决实际生产中的结焦和二次污染等问题开辟了一条新途径。当原料比例为1:1时,重油分别与聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯混和热裂解得到的液体产物产率达到最高,气体产率随原料比例的升高而增加,残渣产率则相反。重油与聚丙烯混合热裂解的最佳温度为500℃,汽油和气体产率随温度的升高而增加,重油和残渣的产率的变化则相反。与热裂解相比,混合热裂解能够提高汽油品质,其汽油辛烷值为78.56。 其次,将重油和塑料混合热裂解与催化改质相结合,研究了混合热裂解的产物经过催化剂的催化改质后各产物组成的变化。聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯在各自最佳催化改质温度290℃、315℃、265℃时,液体产率达到最高,分别为81.65%、88.50%、87.40%。在非临氢降凝催化剂的催化作用下,随着催化改质温度的升高,汽油馏分产率逐渐提高,而重油产率、催化剂积碳率逐步减少。三种催化剂在同一温度下的催化改质能力大小的顺序为:非临氢降凝催化剂(FC)>GOR-C>CC20D。以聚丙烯和重油为反应物料时,由正交试验得到的最佳条件参数为:裂解温度460℃,催化温度为350℃,催化剂用量为40g,催化剂为非临氢降凝催化剂。 再次,结合实际生产的要求,研制了一种新型的改质催化剂—稀土锆催化剂。以共沉淀法得到以氧化铝粉末为载体的稀土锆改质催化剂。比较了无水乙醇和异丙醇对凝胶洗涤效果的区别,发现异丙醇更有利于使凝胶脱水。在300℃的煅烧温度下催化剂的比表 中南大学硕士学位论文 摘要 面积达到最大,为153.sin~g。当温度从100C上升到1300C时,殿烧产物的有效密度由 2.49增加到3.98,而松装密度、紧装密度是由高到低,再随Q-AI。O3的形成而有所上升。 通过催化实验,发现稀土错催化剂1在290C时,液体油品产率最高,为86.1%,汽油辛 烷值为 92.15。 最后,采用气谱一质谱联用法对制备的汽油进行了测试分析。当选用OVl石英毛细 管色谱柱(30m X 0.25nun),进样量为 0.ZuL,在载气(氦气)流速为 0.smlimin,初始柱 温为30oC,维持15min,以2℃/min升至230C至恒温时,可得到分离效果较好的汽油色 谱图。