PP催化热解制高品质汽柴油的应用基础研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术的进步与发展，塑料材料及其制品在工业、农业及日常生活中的使用日益广泛,但随之而来的是塑料废弃物的大量增多,造成了严重的环境污染,于是各国都积极研究废塑料的处理方法。本论文拟采用催化热解的方法，通过合理选择高效的催化剂催化热解PP，为非塑料的热解提供理论及应用基础。废塑料常用的处理方法有填埋和焚烧。但是填埋会占用土地面积和污染地下水，焚烧使大气中二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害物质的含量增加，而且采用这两种处理方法都会造成资源浪费。废塑料的生物降解、热分解回收低分子化合物和焚烧回收热能等新技术既能实现资源再生利用，又能减少环境污染。目前，废塑料的回收利用主要有填埋、焚烧、物理筛选分离和油化技术4种方法。前3种方法都会对生态环境产生二次污染并危害人体健康。因此，废塑料热解技术成了目前研究的热点。

2. 国内外研究现状分析

在废塑料制备液体燃料的实际应用过程中，各研究单位将上述裂解方法细化，形成了各自的研究特色，其中德国的veba法、英国的bp法和日本的富士回收法等规模较大，并且已进入了商业化阶段。

veba法与其他方法的不同之处在于它是加氢裂化技术，以解决废塑料裂解过程中氢不足的问题，使裂解产物如烯烃、炔烃烷构化，同时氢气可对裂解中的废塑料起到搅拌作用。

英国bp法的最大的特点在于它使用的裂解反应器为砂子流化床，以前的裂解反应器为固定床裂解釜。砂子流化床的优点在于颗粒均匀的砂子在反应器内的温度分布均匀，通过螺旋裂解反应器，有较好的流动性。

3. 研究的基本内容与计划

PP热解和催化热解动力学研究,PP热解和催化热解的反应产物分析和调控。研究PPP催化热裂解制备液体燃料的特性。考察聚丙烯在分子筛催化剂的催化作用下的温度特性，以固定升温速率在不同的温度下催化裂解，回收固体残渣、液态产物。探讨了催化剂的种类、催化剂的量和裂解温度对反应的影响。

实验计划如下:之前的一些实验了解到当热解温度在500 ℃时都能获得较高的产油率,首先使用分子筛催化剂,通过一系列数据分析之后,使用添加金属的催化剂,对比不同催化剂得到的油的产量,总结出最适合的实验条件。

4. 研究创新点

催化裂解法是将催化剂置于裂解釜中直接催化废塑料裂解制燃料，由于催化裂解反应时所采用的催化剂均属于固体酸类催化剂，故反应机理可以用碳正离子理论来解释。催化剂的强酸位是反应的活性中心。随着催化剂强酸位的数量的增加，重油的转化率、气体和汽油产率均提高。但由于汽油是催化裂解反应的中间产物，其产率提高到一定值后又随着强酸位的继续增加而下降。可见控制催化剂表面的强酸位数量是重要的。

研究单一聚丙烯催化裂解行为，首先通过对催化剂的筛选、反应条件的控制对聚丙烯的催化裂解机理进行基础性的研究，为废塑料热解制油做一些探索性工作。