Жидкий продукт пиролиза: ЖИДКИЕ ПРОДУКТЫ ПИРОЛИЗА

Содержание

Жидкие продукты пиролиза и их переработка

Объем производства жидких продуктов пиролиза на современных крупнотоннажных этиленовых установках соизмерим с выпуском этилена, и квалифицированная их переработка позволяет получить в значительных количествах ценные для народного хозяйства продукты: бензол, компоненты автомобильного бензина, ксилолы, нефтеполимерные смолы, сольвент, нафталин, сырье для техуглерода и т.д.

Объем и состав жидких продуктов пиролиза зависит от характера сырья и условий процесса. При пиролизе газообразных видов сырья (этан, пропан, бутан) в условиях оптимальной конверсии для каждого из них выход жидких продуктов составляет 2-3; 7-10; и 812 %, соответственно. Выход жидких продуктов при пиролизе бензиновых фракций колеблется в пределах 25-30 %.
Жидкие продукты пиролиза представлены в основном пироконденсатом (легкая пиролизная смола) — фракцией,
выкипающей до 190 (200) °С, и тяжелой смолой пиролиза бензиновых фракций, выкипающей выше 190 (200) °С.
В таблице 16 представлен состав пироконденсата пиролиза прямогонного бензина, который свидетельствует о высокой ароматизированности пироконденсата.

Тяжелая смола пиролиза бензиновых фракций составляет около 20 % жидких продуктов пиролиза. В ней содержится много ароматических углеводородов, в том числе и с ненасыщенными связями, и она является ценным сырьем для получения темной нефтеполимерной смолы — пиропласта и технического углерода. Состав тяжелой смолы пиролиза приведен в таблице 17.

Комплексная схема переработки жидких продуктов пиролиза представлена на рисунке 20.
Комплексная схема переработки жидких продуктов пиролиза предусматривает:
— выделение ректификацией фракции С5, которая может направляться для выделения изопрена, циклопентадиена, пипериленов или гидрироваться с получением высокооктанового компонента бензина;
— выделение бензола трехступенчатой гидрогенизационной переработкой фракции 70-130 °С и одновременное получение дифенила;
—полимеризацию фракции 130-190 °С с получением светлой нефтеполимерной смолы пиропласт-2;

— получение сольвента и суммарных ксилолов путем гидрирования отгонов фракции 130-190 °С после полимеризации;
— получение темной нефтеполимерной смолы путем полимеризации тяжелых фракций жидких продуктов пиролиза и сырья для производства технического углерода.

В таблице 18 приведен перечень продуктов и их количества, получаемых при переработке 1 млн. т жидких продуктов пиролиза бензина.

Расчеты показывают, что любой продукт, полученный из смол пиролиза, на 10-15% дешевле аналогичного, производимого по другим технологиям.

Жидкие продукты пиролиза Е-1 ТУ 2451-179-00203335-2008 от производителя

Купить ЖПП Е-1 вы можете у нас со следующими вариантами отгрузки:

  • Наливом в бензовозы непосредственно с терминала завода
  • Наливом в бензовозы, кубовые емкости или бочки со склада ООО «Вираж» в Казани (строго по предварительному заказу)
  • Возможен прием в цистернах вашего объема ЖПП на наш ЖД тупик и последующий налив в требуемые емкости

Жидкие продукты пиролиза — свойства

ЖПП марки Е-1 представляет собой смесь непредельных и нафтеновых, ароматических углеводородов, получаемая на этиленовых установках при пиролизе углеводородных газов, бензинов, дизельных фракций или их смесей

Внешний вид — жидкости от светло-желтого до коричневого цвета (в зависимости от углеводородного состава). Все продукты пиролиза обычно являются побочными продуктами других производственных цепочек

В частности ЖПП марки Е-1 производства ПАО «Казаньоргсинтез» представляют собой желтоватую жидкость с явным бензиновым запахом и используется в основном для повышения октанового числа моторных топлив

Октановое число данного продукта при определении моторным методом составляет 95-100 ед

Основные показатели жидких продуктов пиролиза Е-1 представлены в таблице:


Наименование показателя Норма по ТУ для марки Е-1 Установлено анализом
Внешний вид Жидкость от желтого до светло-коричневого цвета без механических примесей Жидкость желтого цвета без механических примесей
Плотность при 200С, г/см3 не менее 0,800 0,840
Температура начала кипения в 0С не ниже  35  43
Температура конца кипения в 0С не выше  270  179
 Массовая доля ароматических углеводородов в %, не менее  45  54
 Массовая доля бензола в %, не менее  20  43
 Массовая доля воды в%, не более  0,1  следы

 

Жидкие продукты пиролиза — Справочник химика 21

    Жидкие продукты пиролиза на модернизированных и новых установках предполагается комплексно перерабатывать с получением бензола, толуола, сольвента, сырья для производства технического углерода, компонента автобензина, светлых и темных нефтеполимерных смол, лака ЛСП. 
[c.157]

    Наибольший интерес нз компонентов жидких продуктов пиролиза представляют диеновые соединения С (изопрен, циклопентадиен), бензол и алкил-бензолы, стирол, нафталин и его алкилзамещенные. В жидких продуктах пиролиза бензиновых фракций в зависимости от состава сырья и условий пиролиза содержание основных компонентов может колебаться в следующих пределах [в % (масс.)]  [c.106]


    Переработка тяжелых фракций жидких продуктов пиролиза, выкипающих выше 190 X, может быть осуществлена несколькими путями  [c.107]

    При организации комплексной схемы переработки жидких продуктов пиролиза бензиновых фракций в составе этиленовой установки ЭП-300 могут быть получены следующие товарные продукты (в тыс. т/год) бензОл — ПО—120 циклопентадиен — 8—10 изопрен — 5—7 полимерные смолы — 15—20 нафталин — 6—8 сырье для производства сажи — 20—25 сольвент — 10—15. 

[c.108]

    Метод термического разложения нелетучих компонентов неф тей в температурном интервале 600—900° С с последующей качественной и количественной характеристикой газообразных и жидких продуктов пиролиза методом газо-жидкостной хроматографии впервые применили геохимики [13—15]. Достоинствами этого метода являются его экспрессность и возможность проведения анализа с малыми количествами образцов. После удачного решения аппаратурно-методических вопросов [15] и установления на примере исследования самых различных каустобиолитов (в том числе и остаточной части нефтей) строгой корреляции между происхождением органической основы образца и содержанием бензола р продуктах его глубокого термического разложения этот метод вошел в практику геохимических исследований. Кроме того, реакция термической деструкции в сочетании с методами газовой хроматографии успешно применяется для изучения таких материалов, как уголь и различные полимеры [16—18]. В основе всех этих методов — исследование доступных для анализа (ГЖХ, масс-спектрометрия и др.) продуктов термического разложения высокомолекулярных соединений. 

[c.168]

    IV. ЖИДКИЕ ПРОДУКТЫ ПИРОЛИЗА НЕФТИ  [c.395]

    Жидкие продукты пиролиза — углеводородный конденсат s -f высшие с содержанием до 70—86 % ароматических углеводородов. Реагент представляет собой нерастворимую в воде легковоспламеняющуюся жидкость светло- или темно-коричневого цвета, с температурой вспышки 10 °С, плотностью 780—850 кг/м и температурой застывания минус 25 °С. Реагент действует на кровь и кроветворные органы, а также на кожу, вызывая острые воспаления и хронические экземы. Используют в неразбавленном виде. [c.26]

    В США 22% нефтяного бензола получают деалкилированием толуола II 24% переработкой жидких продуктов пиролиза, которая также включает процесс деалкилирования фракций пироконденсата. 

[c.279]

    Выход жидких продуктов пиролиза зависит от применяемОго сырья и условий пиролиза. При пиролизе газов получают 2—8% (масс.) жидких продуктов, бензины образуют 20—25% (масс.), а керосино-газойлевые фракции — 35—40% (масс.) жидких продуктов пиролиза. В них может содержаться 60—90% (масс.) ароматических и 10—40% (масс.) неароматических углеводородов (преимущественно диенов, олефинов и циклоолефинов и незначительные количества парафинов и нафтенов). [c.105]


    Большинство крупнотоннажных пиролизных комплексов в качестве сырья используют бензиновые фракции, при этом основная часть жидких [80—90% (масс.) ] относится к углеводородам С5—Сд. При пиролизе керосино-газойлевых фракций на долю углеводородов С5—Сд приходится обычно около 40% (масс.) жидких продуктов пиролиза. Поэтому важно квалифицированно использовать именно эту часть продуктов. [c.106]

    Определились следующие основные направления использования жидких продуктов пиролиза. 

[c.106]

    Таким образом, основным продуктом переработки жидких продуктов пиролиза является бензол, выход которого обычно находится на уровне 40—50% от общей массы пироконденсата. Поэтому в мировой практике наиболее широко распространен вариант переработки пироконденсата в бензол. На получение бензола направляются фракции с пределами кипения 70—130 °С (БТ), 70—150 С (БТК) или 70—190 °С. Они содержат не более 20% неароматических компонентов, в основном олефинов и диенов остальное приходится на долю бензола, алкил-и алкенилбензолов. В состав этих фракций пирОконденсата обычно входит около [c.108]

    Присутствие непредельных углеводородов типа моноолефинов, диолефинов и циклоолефинов в бензинах прямой гонки и жидких продуктах пиролиза принято считать нежелательным из-за их невысокой стабильности. [c.659]

    Для определения группового состава крекинг-бензинов или жидких продуктов пиролиза анализ проводят по следующей схеме  

[c.89]

    Это положение можно наглядно показать на примере производства этилена, одного из наиболее многотоннажных нефтехимических продуктов, продукция которого непрерывно и быстро возрастает. До начала 70-х годов основным пиролизным сырьем для производства этилена в США служили этан и пропан, выделяемые из природного газа. В случае пиролиза этана получались самые высокие выходы этилена с минимальными выходами сухого газа и пиролизной смолы (ароматических углеводородов). В странах Западной Европы основным пиролизным сырьем служила бензиновая фракция, производство которой на нефтеперерабатывающих заводах значительно превышало потребность в автомобильном бензине. Резкое повышение цен на этан, пропан и нефть в начале 70-х годов сделало экономически нерентабельными эти виды сырья в пиролизных процессах производства этилена [11, 12]. В качестве сырья в процессах пиролиза начали применять более тяжелые виды нефтяных продуктов [13] и даже сырую нефть. Выходы этилена и пропилена из этого сырья, конечно, значительно ниже, чем при пиролизе этана, пропана и бензина, а выходы жидких продуктов пиролиза, в том числе бензола и его гомологов, выше. Это значит, что удельный вес пиролизного бензола и его 

[c.250]

    Жидкие продукты пиролиза содержат часто до 60% и больше ароматических углеводородов, выделение которых очень сложно. Можно, однако, при определенных условиях ведения процесса пиролиза повысить долю ароматических углеводородов в продуктах пиролиза до 95%, что, копечно, связано с определенным уменьшением выхода олефинов. Из таких высоко-ароматизированных фракций чистые ароматические углеводороды могут быть выделены сравнительно легко. [c.55]

    Вопрос об исиользованни жидких продуктов пиролиза проработан и в значительной степени решен. Некоторые же газообразные продукты пиролиза пока относят к отходам. [c.154]

    Этот механизм чрезвычайно гибок и потому может легко объяснить картииу пепредельных структур, на11денных и полиэтилене. Он согласуется также с наблюдаемым фактом, что на молекулу полиэтилена непредельность является практически величиной постоянной. Так, папример, Кросс [9 нашел, что, начиная от твердых полимеров молекулярного веса 15 ООО до смазок низкого молекулярного веса до 480 и кончая жидкими продуктами пиролиза молекулярного веса 220, непредельность колебалась в пределах от 0,3 до 0,4 двойных связей на молекулу. [c.173]

    При но шении температуры разложения ацетона (до 500—530°) жидкие продукты пиролиза состояли преимущественно из углеводородов состава Hi2. Кроме последних в небольшом количестве был констатирован симметричный 1, 3, 5-ксиленол. Он образовался, как этр подтвердил и отдельный опыт, за счет изофорона, 0чевид Ь та омерная перегруппировка кетоформы в энольную фиксируется в силу отщепления метана и возникновения в кольце второй двойной связи. [c.261]

    Для растворения АСПО часто используются побочные продукты и отходы химических и нефтехимических производств бутилбеизольная фракция, альфаметилстирольиая фракция, этилбензольная фракция, дистиллат, жидкие продукты пиролиза и т. д. [c.25]

    Существенно снижается при пиролизе деароматизованных фракций выход жидких продуктов пиролиза и пироуглерода. Последнее связано с тем, что при пиролизе деароматизованных фракций выход водорода существенно выще, чем при пиролизе нативных фракций. Этим же объясняется И увеличение выхода пироуглерода с утяжелением фракций чем тяжелее фракция, тем ниже выход водорода при пиролизе. Так, при пиролизе фракции 150— 200 °С содержание водорода в газе при 820 °С и времени реакции [c.105]


    За степень конверсии сырья целесообразно принять отногненис суммы весов газообразных продуктов и ароматических углеводородов, содержащихся в смоле, к весу сырья. Одако вследствие сложности состава исходных жидких углеводородных фракций и смолы пиролиза, а также трудности аналитического определения компонентов жидких углеводородных фракций при данном расчете. ча степень конверсии сырья принимают газообразование, т, е, выход газа в вес. % от пропущенного сырья при температуре конденса ции жидких продуктов пиролиза (—10°С). [c.90]

    Термином жидкие продукты пиролиза , очевидно, должна обозначаться вся сумма углеводородов j и выше, которые в обычных условиях находятся в жидком состоянии. Широко расггространенное название пироконденсат охватывает ту часть жидких продуктов пиролиза, которые конденсируются при охлаждении и компримировании. Этим термином обозначают обычно фракцию жидких продуктов пиролиза, выкипающую в интервале н. к. — 220 С и включающую все углеводороды j—Сд. Углеводороды Сщ и выше конденсируются при закалке продуктов пиролиза маслом и представляют собой тяжелую часть жидкил продуктов пиролиза.  [c.105]

    Жидкие продукты пиролиза, независимо от применяемого сырья и условий пиролиза, имеют примерно одинаковый фракционный и углеводородный состав. За исключением фракции С5, которая состоит в основном из диеновых углеводородов и небольшого количества олефинов, все последующие фракции жидких углеводородов содержат преимущественно ароматические углеводороды со сравнительно небольшой примесью непредельных [8—20% (масс.) . Присутствующее в жидких продуктах диеновые, алкенилароматические и другие химически [c.105]

    Получение низших олефинов. Головными производствами нефтехимических комплексов и заводов являются установки получения низших олефинов, состоящие из отделений пиролиза углеводородного сырья, газоразделения, переработки жидких продуктов пиролиза. Исследования в области пиролиза и газоразделения ведутся Всесоюзным научно-исследовательским институтом органического синтеза (ВНИИОС), а в области переработки жидких продуктов пиролиза — ВНИИОС, Институтом горючих ископаемых, ВНИИОлефин, а также НИИ сланцев. Для проектирования процесса пиролиза выдаются следующие данные характеристика сырья и состав продуктов пиролиза, температура процесса, время пребывания сырья в зоне реакции (время контакта), расход водяного пара, парциальные давления углеводородов в зоне реакции. При разработке проекта отделения газоразделения используют рекомендации по очистке пирогаза от сероводорода, двуокиси углерода, ацетилена и диеновых углеводородов, осушке газа, последовательности выделения легких углеводородов. [c.43]

    Пироконденсат (жидкие продукты пиролиза с пределами кипения от н. к. до 200—220 С) используется для выделения ценных компонентов Св (циклопентадиен, изопрен, пиперилены), производства бензола и неф1еполимерных [c.106]

    С целью устранения вышеуказанных недостатков и повышения эффективности процессов переработки жидких продуктов пиролиза нами рекомендуется смолу пиролиза перед стадиейректифика-ции подвергать каталитической полимеризации известными методами (например, в присутствии хлористого алюминия) незаполиме-ризовавшиеся углеводороды отделять от полимерных смол отгонкой с водяным паром и использовать в дальнейшем для выделения из них ароматических углеводородов известными способами (например, гидрированием на алюмокобальтмолибденовом катализаторе в одну ступень с последующей экстракцией ароматических углеводородов различными растворителями) полученная при этом полимерная смола может быть использована для производства синтетических или полусинтетических олиф. [c.151]

    За рубежом в промышленность внедрены процессы переработки жидких продуктов пиролиза с получением компонентов высокооктанового бензина и ароматических углеводородов. Наиболее широкое распространение получили процессы фирм Ре1госет1са1 Со (Япония) и Ооис1гу (США). [c.110]

    Жидкие продукты пиролиза (бензиновая фракция) содержат непредельные соединения и легко полимеризующиеся диеновые углеводороды. Чтобы использовать бензин пиролиза в качестве компонента автобензина, его подвергают гидроочистке от диеновых углеводородов. На гидрирование последних расходуется немного водорода — от 0,2 до 0,5% от бензина пиролиза. Поскольку выход бензина пиролиза составляет около 20%, на процесс гидроочистки от диеновых углеводородов затрачивается всего 0,1% Нз в расчете на бензин, поступающий на пиролиз, или около 10% от водорода, полученного в процессе пиролиза. [c.32]

    Оптимальным сырьем для получе [ия бензола гидродеалкилированием является толуол, выделяемый из продуктов каталитического риформиига. Перспективным сырьем для производства бензола являются жидкие продукты пиролиза нефтяного сырья. [c.312]

    Тяжелые нефтяные остатки, в которых смолисто-асфальтеновая часть составляет 50% и больше, а в структуре углеводородов преобладают конденсированные полициклические системы с большим удельным весом ароматических колец, характеризуются низким содержанием водорода. Поэтому использование этой части нефти в качестве топлива сопряжено с необходимостью предварительного обогащения ее водородом. Этот процесс можно осуществить либо глубокой термической деструкцией типа полукоксования, либо прямым каталитическим гидрированием, сопряженным с крекингом тяжелого сырья. В первом случае часть углерода выводится из сырья в виде кокса или полукокса, содержание водорода в котором не превышает 2—3%. Освободившийся в процессе коксования водород перераспределяется среди газообразных и жидких продуктов пиролиза. Второй процесс включает две реакции каталитический крекинг и каталитическое гидрирование. Вводимый в реакцию свободный молекулярный водород непосредственно присоединяется к осколкам крекируемого сырья, насыщая их водородом. Для переработки тяжелых нефтяных остатков предлагаются разные варианты технологических процессов, в основе которых лежит один из названных выше приемов обогащения водородом или комбинация их обоих. Процесс прямого насыщения водородом сырья (метод каталитического крекинга) затрудняется быстрой дезактивацией катали- [c.247]

    ГОМОЛОГОВ возрастает. Так, например, в 1985 г. прогнозируется потребность В бензоле около 10 млн. г, причем предполагается, что-значительная часть производства бензола будет покрываться за счет жидких продуктов пиролиза нефтепродуктов. При пиролиз -газойля кувейтской пефти выходы котельного топлива в 3—4 раза больше, чем при пиролизе бензина из той же пефти. Это топливо-содержит в большом количестве копдепсировапные ароматические углеводороды и потому может быть использовано в качестве сырь для производства сажи и как связующее вещество в производстве электродов. При смешении с высокопарафинистыми нефтепродуктами эта пиролизная смола может сжигаться в качестве котельного топлива, причем оно значительно дешевле флотского мазута. [c.251]

    Фирма Тогау (Япония) разработала процесс непосредственного извлечения стирола из жидких продуктов пиролиза углеводородного сырья экстрактивной ректификацией с диадетилацетами-дом [22]. По данным фирмы, процесс обладает хорошими техни-ко-экономнческими показателями. На установке пиролиза производительностью по этилену 300—400 тыс. т можно получить 15— 30 тыс. т стирола. Дальнейшее совершенствование метода дало возможность повысить первоначально недостаточную степень чистоты продукта [23]. До сих пор метод применяется только на заводе фирмы, разработавшей ег , но ожидается, что он может получить широкое распространение [24], [c.57]


Что такое жидкие продукты пиролиза

Жидкие продукты пиролиза — это смеси непредельных, парафиновых, нафтеновых, ароматических углеводородов в виде марки Е1, которую получают за счет этиленовых установок при пиролизе углеводородного газа, бензина, дизельной фракции, либо их смеси в виде побочных продуктов. 

Фракция применяется в виде сырья, чтобы получить моторное топливо, растворители, а также для получения ароматического углеводорода.

По объему производства жидких продуктов пиролиза на современной крупнотоннажной этиленовой установки соизмеряется с выпускным этиленовым сырьем, а за счет квалифицированной переработке можно получить значительное количество продукции, которая имеет ценность в хозяйстве, как:

  • бензол;
  • компонент автомобильного бензина;
  • ксилол;
  • нефтеполимерная смола;
  • сольвента;
  • нафталина;
  • сырье для получения техуглеродной продукции.

По объему и составу жидких продуктов пиролиза напрямую обуславливается по характеру и условиям сырьевого процесса. Пиролиз делится на два вида образования:

  1. газообразный вид сырья на выходе жидкого продукта имеет такие показатели от 2% до 3%, от 7% до 10% и от 8% до 12%;
  2. жидкий вид сырья в виде пиролиза бензиновой фракции, где показатели колеблются от 25% до 30%.

Наш завод предлагает достаточно широкий ассортимент по оптовым закупкам за выгодную стоимость. И чтобы вы понимали, что мы предлагаем, необходимо ознакомиться с комплексной схемой переработки жидких продуктов пиролиза:

  • выделяется ректификация фракций С5, которая может иметь направление при выделении изопрена, циклопентадиена, пиперилена или гидрирование для получения высокооктанового компонента бензина;
  • выделяется бензол с использованием трехступенчатых гидрогенизационных переработок фракций при показателях от 70 до 130 градусов Цельсия, где одновременно можно получить дифенил;
  • полимеризация фракций с использованием от 130 до 190 градусов Цельсия, а также получаем светлую нефтеполимерную смолу пиропласта;
  • получаем сольвент и суммарные ксилолы с помощью реакции отгона фракций температура используется та же, что и в предыдущем пункте с применением полимеризации;
  • получаем темную нефтеполимерную смолу за счет процесса полимеризации тяжелой фракции жидкого продукта пиролиза, а также сырье при производстве технического углерода.

Если у вас имеются вопросы, то вы их можете задать нашим менеджерам по телефону, который указан на главной странице нашего сайта. 

Газообразные и жидкие продукты пиролиза -ОАО «Нафтан» завод «Полимир»

Этилен (ТУ BY 300042199.121)

Пропилен (ТУ BY 300042199.125)

Фракция пропиленовая (ТУ BY 300042199.145)

Фракция пропановая (ТУ BY 300042199.104)

Фракция бутилен-бутадиеновая негидрированная (фракция С4) (ТУ РБ 300041455.008)

Пироконденсат гидростабилизированный (ТУ РБ 300041455.006)

Фракция пиролизная (ТУ BY 300042199.127)

Фракция метилацетилен-алленовая (МАФ) (ТУ BY 300042199.043)

Смолы пиролизные тяжелые (ТУ РБ 300041455.002)

Продукт пиролиза тяжелый (ТУ BY 300042199.112)


Этилен (ТУ BY 300042199.121)

Предназначен для применения в производстве полиэтилена, поливинилхлорида, окиси этилена, этилового спирта, этилбензола, уксусного альдегида и других органических продуктов, а также для холодильных установок.

Технические характеристики

Наименование показателейНорма
Объемная доля этилена, %, не менее99,9
Объемная доля пропилена, %, не более0,0050
Объемная доля метана, %, не более0,03
Объемная доля этана, %, не более0,1
Объемная доля ацетилена, %, не более0,0010
Объемная доля диоксида углерода, %, не более0,0020
Объемная доля оксида углерода, %, не более0,0010
Объемная доля кислорода, %, не более0,0005

Пропилен (ТУ BY 300042199.125)

Может использоваться в качестве исходного сырья в органическом синтезе для производства акрилонитрила, изопропилбензола, бутиловых спиртов и других органических продуктов.

Технические характеристики

Наименование показателя
Норма
Объемная доля пропилена, %, не менее98,50
Объемная доля пропана, %, не более1,50
Объемная доля углеводородов С4, %, не более0,50
Объемная доля метана, %, не более0,30
Объемная доля этана, этилена, в сумме, %, не более0,30
Объемная доля ацетилена и метилацетилена, в сумме, %, не более0,15
Объемная доля диеновых углеводородов (пропадиена и бутадиена), %, не более0,15

 

Фракция пропиленовая (ТУ BY 300042199.145)

Может использоваться для дальнейшей доочистки и в качестве сырья для химической промышленности при производстве нитрила акриловой кислоты, изопропилового и бутиловых спиртов, глицерина и других органических продуктов.

Технические характеристики

Наименование показателяНорма
Объемная доля пропилена, %90,00 — 98,49
Объемная доля пропана, %, не более10,00
Объемная доля углеводородов С4, %, не более0,50
Объемная доля метана, %, не более0,30
Объемная доля этана, этилена, в сумме, %, не более0,30
Объемная доля ацетилена и метилацетилена, в сумме, %, не более0,15
Объемная доля диеновых углеводородов (пропадиена и бутадиена), %, не более0,15

 

Фракция пропановая (ТУ BY 300042199.104)

Предназначена для использования в процессах нефтехимии и в качестве компонента топлив.

Технические характеристики

Наименование показателяНорма
марка Амарка Б
Объемная доля компонентов:

— сумма углеводородов С1 и С2, %

— сумма углеводородов С3, %, не менее, в том числе:

пропан, %, не менее

пропадиен, %, не более

метилацетилен, %, не более

пропилен, %, не более

— сумма углеводородов С4, %, не более

— сумма углеводородов С5 и С6, %, не более

 

отсутствие

94

60

15

25

10

6

отсутствие

 

не нормир.

80

50

не нормир.

не нормир.

не нормир.

10

1,6

Объемная доля жидкого остатка при 20 °С, %, не более1,6
Содержание свободной воды и щелочи в жидком остаткеотсутствие

Фракция бутилен-бутадиеновая негидрированная (фракция С4) (ТУ РБ 300041455.008)

Предназначена для использования в качестве сырья для производства синтетического каучука.

Технические характеристики

Углеводородный  составНорма для марки
АБВ
Массовая доля углеводородов С4, %, не менее,98,0
в т. ч. массовая доля бутадиена-1,3, %, не менее40,030,020,0
Массовая доля углеводородов С3 , С5 и выше в сумме, %, не более2,0

Пироконденсат гидростабилизированный (ТУ РБ 300041455.006)

Может использоваться в качестве сырья для получения ароматических углеводородов и других углеводородных фракций и продуктов.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

Объемная доля отогнанного пироконденсата:
            10 % отгоняется при температуре, ºС, не ниже45
            50 % отгоняется при температуре, ºС, не ниже65
            95 % отгоняется при температуре, ºС, не выше170
Индукционный период, мин, не менее120
Концентрация фактических смол, мг/100 см3 продукта, не более5
Механические примеси и водаотсутствие
Массовая доля суммы ароматических углеводородов, %, более50
Давление насыщенных паров, кПа, не более70
Массовая доля бензола, %, не менее20
Объемная доля олефиновых углеводородов, %, не менее10

Фракция пиролизная (ТУ BY 300042199.127)

Предназначена для использования в качестве высокооктанового компонента автомобильных бензинов при их производстве.

Технические характеристики

Наименование показателяНорма
Объемная доля отогнанной фракции:

10 % отгоняется при температуре, ºС, не ниже

50 % отгоняется при температуре, ºС, не ниже

95 % отгоняется при температуре, ºС, не выше

 

38

50

170

Концентрация фактических смол, мг/100 см3 продукта, не более5
Механические примеси и водаотсутствие
Массовая доля суммы ароматических углеводородов, %, не более50

Фракция метилацетилен-алленовая (МАФ) (ТУ BY 300042199.043)

Марка А предназначена для газопламенной обработки металлов (сварка, резка, пайка, металлизация, термообработка и др.).

Марка Б – для резки металлов.

Обе марки МАФ могут применяться в органическом синтезе и для других целей.

Технические характеристики
Наименование показателяНорма для марки
АБ
Объемная доля метилацетилена и аллена, %,

— в том числе метилацетилена, не менее

70-75

38

65-75

Не нормируется

Объемная доля углеводородов С4, %, не более6
Объемная доля ацетонитрила, %, не более0,5
Объемная доля пропана и пропилена, %Не нормируется.

Определение обязательно

Объемная доля воды, %, не более0,01Не нормируется

Смолы пиролизные тяжелые (ТУ РБ 300041455.002)

Предназначены для использования в качестве компонента в производстве технического углерода, кокса, смол — пластификаторов, а также как компонент котельного и печного топлива.

Технические характеристики

Наименование  показателяНорма
Первый сортВторой сорт
Внешний видВязкая жидкость темно-коричневого цвета
Плотность при 20 °С, г/см3, не менее1,0401,030
Вязкость кинематическая при 50 °С, мм2/с, не более2540
Температура перегонки 3 % объема, °С, не менее180170
Массовая доля воды, %, не более0,30,5
Массовая доля механических примесей, %, не более0,020,02

Продукт пиролиза тяжелый (ТУ BY 300042199.112)

Предназначен для использования в качестве компонента судового топлива

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

Вязкость кинематическая при 50 °С, мм2/с, не более25
Плотность при 20°С, г/см3, не менее1,020
Температура перегонки 3 % объема, °С, не менее180
Массовая доля воды, %, не более0,3
Массовая доля механических примесей, %, не более0,02
Массовая доля серы, %, не более0,5
Массовая концентрация натрия, мк/кг, не более100

 

 

 

Исследование свойств жидкого продукта быстрого пиролиза и его влияния на конструкционные материалы Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Д. В. Тунцев, А. З. Халитов, А. Н. Грачёв

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЖИДКОГО ПРОДУКТА БЫСТРОГО ПИРОЛИЗА И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Ключевые слова: быстрый пиролиз, жидкий продукт быстрого пиролиза, свойства пиролизной жидкости, отходы деревообработки.

Жидкие продукты быстрого пиролиза обладают высокой энергетической плотностью. Химический анализ показал, что они состоят из сложных смесей окисленных углеводородов со значительной долей воды. Основным недостатком продуктов быстрого пиролиза является высокая вязкость и высокая кислотность.

Key words fast pyrolysis, liquid product of fast pyrolysis, properties ofpyrolysis liquids, woodworking waste.

Liquid products of fast pyrolysis possess high power density. The chemical analysis has shown that they consist of difficult mixes of the oxidised hydrocarbons with a considerable share of water. The basic lack ofproducts offast pyrolysis is high viscosity and high acidity.

Вследствие непрерывного роста населения планеты и развития промышленного сектора постоянно увеличивается потребность в энергии. В условиях заметного уменьшения количества ископаемых источников энергии, таких как уголь, нефть и природный газ, одним из наиболее перспективных энергоресурсов может стать биомасса [1]. Для преобразования биомассы в различные энергетические продукты используют ряд термохимических процессов, в частности, пиролиз. Одним из наиболее перспективных методов переработки растительной биомассы является технология быстрого пиролиза, так как она позволяет непосредственно перерабатывать древесину в твердые, жидкие и газообразные продукты с наибольшим выходом жидкой фазы. Кроме того, сырьем для термохимических процессов получения жидкого продукта является низкокачественная древесина и отходы деревообработки, утилизация которых представляет отдельную проблему.

Быстрый пиролиз представляет собой процесс, при котором сухие, менее 10% влажности, древесные отходы быстро нагреваются до температуры 450-550°С в отсутствии окислителя, с образованием древесного угля и парогазовой смеси. Эта смесь подвергается процессу конденсации, в результате чего образуется жидкость — жидкое биотопливо и не-конденсируемый газ. Причем выход жидких продуктов при быстром пиролизе может составлять до 73% от массы исходного сырья [2].

Жидкий продукт быстрого пиролиза вызывает большой интерес вследствии его высокой энергетической плотности. Для оценки возможности энергетического использования жидкого биотоплива были проведены исследования по определению его физикохимических свойств и его влияния на конструкционные материалы.

Жидкие продукты пиролиза представляют собой однородную коричневую жидкость с характерным запахом дыма [3]. По элементарному составу жидкость близка к дре-

весине и представляет собой очень сложную смесь окисленных углеводородов со значительной долей воды, как находившейся в сырье изначально, так и образовавшейся в процессе пиролиза. Также жидкость может включать твёрдый уголь.

Анализ химического состава жидких продуктов пиролиза биомассы древесины проводился в два этапа. Сначала весовым методом определяли общее содержание легколетучих соединений медленным выпариванием в токе азота навески продукта. Содержание легколетучих веществ составило 6,5% от общего продукта пиролиза. Для определения качественного и количественного состава труднолетучих соединений продукта пиролиза биомассы древесины навеску продукта экстрагировали хлористым метиленом. Далее экстракт подвергали очистке и медленному выпариванию.

В результате анализа было идентифицировано более 100 веществ. Получены данные по процентному химическому составу по массе: органические кислоты — 1,9-26,4%; сложные эфиры — 0,5-3,2%; спирты — 1,7-5,8%; кетоны — 4,2-6,2%; альдегиды — 2,3-18,3%; фенолы — 2,8-12,6%; гваяколы — 2,2-15,1%; сиринголы — 14,-8,9%; сахара — 5,4-13,4%; фу-раны — 1,4-11,2%; алкены — 0,7%.

Анализ проводился на хромато-масс-спектрометре «Turbo Mass Gold» фирмы «Perkin Elmer».

Так как пиролизная жидкость состоит из молекул, образовавшихся при деполимеризации и разложении древесины, то её состав сильно отличается от нефтяных топлив. Сравнение свойств пиролизной жидкости и мазута представлено в таблице 1.

Таблица 1 — Сравнение свойств пиролизной жидкости с мазутом

Свойства Пиротопливо Тяжёлый мазут

Влажность (% мас.) 15-30 0,1

Плотность (г/см3) 1,2 0,94

Элементарный состав (% мас.)

С 54-58 85

Н 5,5-7,0 11

О 35-40 1,0

N 0-0,2 0,3

Зола 0-0,2 0,1

Теплота сгорания, МДж/кг 20,2 40

Содержание твёрдых веществ (% мас.) 0,21 1

Кубовый остаток (% мас.) до 50 1

Жидкий продукт быстрого пиролиза содержит 15-30% мас. воды, которая включает воду, изначально находившуюся в исходном сырье, и воду, являющуюся продуктом дегидратации в процессе пиролиза и хранения. Наличие воды снижает теплоту сгорания и температуру пламени, но, с другой стороны, вода снижает вязкость и увеличивает текучесть, что благоприятно сказывается при распылении и горении биотоплива в двигателе.

Пиролизная жидкость имеет два существенных недостатка: высокая вязкость и вы-

сокая кислотность.

Вязкость жидкого продукта быстрого пиролиза сильно зависит от сырья и характера пиролиза. Исследования показали, что вязкость бионефти уменьшается при увеличении содержания воды и уменьшении содержания водонерастровимых веществ. Вязкость также зависит от содержания спиртов: при добавлении в пиролизную жидкость из лиственных пород 5% масс. метанола, её вязкость уменьшилась на 35%.

Исследования КЯЕЬ показали, что при хранении бионефти, разбавленной 10% метанола, при 20°С в течение 4 месяцев её вязкость увеличилась лишь с 20 до 22 сСт. Добавление 20% этанола давало такой же стабилизирующий эффект [4].

В результате проведенных исследований и статистической обработки экспериментальных данных была получена зависимость коэффициента кинематической вязкости от температуры, которая выражается функцией:

1

у =———————-, (1)

-1,5876 + 0,685 • 1п(Т)

где V — кинематическая вязкость, Ст ; Т — температура, °С. На рис. 1 представлена зависимость коэффициента кинематической вязкости жидких продуктов пиролиза от температуры. Точками представлены экспериментальные данные, линией — значения, рассчитанные по уравнению (1). Анализ зависимости показывает, что при повышении температуры в исследуемом диапазоне коэффициент вязкости снижается почти в 5 раз. Наиболее сильное снижение вязкости наблюдается в диапазоне температур 20 — 40°С, а при 50°С вязкость пиролизной жидкости соответствует вязкости дизельного топлива при нормальных условиях [5].

Рис. 1 — Зависимость коэффициента кинематической вязкости биотоплива от температуры

При хранении жидкие продукты пиролиза увеличивают свою вязкость ввиду окисления и полимеризации их составляющих. Следует отметить, что длительная выдержка жидких продуктов пиролиза при повышенных температурах приводит к более существен-

ному увеличению коэффициента вязкости. Увеличение вязкости за счет внутреннего реагирования происходит более существенно в первые 6 месяцев с последующим снижением скорости увеличения вязкости. При соблюдении температурного режима хранения продуктов пиролиза (не более 20°С) возможно их хранение до 2-х лет.

Жидкий продукт быстрого пиролиза содержит значительное количество карбоксильных кислот, таких как уксусная и муравьиная кислоты. Учитывая данное обстоятельство, были проведены замеры показателя активности ионов водорода (pH) биотоплива.

При температуре исследуемой жидкости 20°С, рН исследуемой жидкости составил 2,4-3,6, это говорит о высокой кислотности среды, что может привести к коррозии металлических элементов используемого оборудования.

С целью оценки влияния низших органических кислот в составе пиролизной жидкости на металлические конструкционные материалы были проведены исследования. В качестве образцов для эксперимента использовались образцы из конструкционной стали Ст10, нержавеющей стали 08Х18Н, алюминия, меди, полиэтилена и полипропилена. Образцы содержались в эквивалентных условиях в пиролизной жидкости при температуре 20°С, и через определенные интервалы времени замерялась их масса. Результаты исследования показали, что изменения массы для образцов алюминия, меди, нержавеющей стали и полимеров в течение 100 суток практически отсутствовали и находились на уровне погрешности измерения ±0,05%. Однако для образцов из конструкционной стали Ст10 наблюдалось устойчивое уменьшение веса (рис. 2), что в пересчете на линейную скорость коррозии составляет 0,016 мм/год. Данное обстоятельство необходимо учитывать при проектировании емкостной аппаратуры, технологического и энергетического оборудования.

Рис. 2 — Изменение массы конструкционной стали Ст10 при выдержке в пиролизной жидкости

Таким образом, в результате проведенных исследований были определены химический состав, показатель активности ионов водорода (pH), коэффициент кинематической вязкости и проведена оценка влияния низших органических кислот в составе пиролизной жидкости на металлические конструкционные материалы. Исследование пиролизной жид-

кости выявило следующие недостатки, которые необходимо учитывать при использовании его в качестве топлива:

— высокое содержание органических кислот в биотопливе может приводить к коррозии металлических элементов используемого оборудования;

— предварительный подогрев пиролизной жидкости позволяет снизить его вязкость, что значительно снижает давление, требуемое для его распыливания;

— хранение жидкого продукта быстрого пиролиза возможно лишь в герметичной пластиковой упаковке или таре из цветных металлов.

Литература

1. Грачев, А.Н. Утилизация отработанных деревянных шпал методом пиролиза / А.Н. Грачев, Т.Д. Исхаков, В.Н. Башкиров, Р.М. Иманаев // Вестник Казан. технол. ун-та. — 2008. — №5. -С. 166-171.

2. Грачев, А.Н. Технология быстрого пиролиза при энергетическом использовании низкокачественной древесины / А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, И.А. Валеев, Р.Г. Хисматов, А.А. Макаров, Д.В. Тунцев // Энергетика Татарстана. — 2008. — № 4(12). — С. 16-20.

3. Гелетуха, Г.Г. Обзор современных технологий получения жидкого топлива из биомассы быстрым пиролизом. Часть 1. / Г.Г. Гелетуха, Т. А. Железная // Экотехнологии и ресурсосбережение. -2000. — №2. — С. 3-4.

4. Sipilae K, Kuoppala E, Fagernaes L, et al. Characterization of biomass-based flash pyrolysis oils. Biomass Bioenergy 1998; 14(2): 103-13.

5. Грачев, А.Н. Исследование физико-химических свойств и оценкавозможности энергетического использования жидкого пиротоплива из отходов древесины. / А.Н. Грачев [и др.] // Деревообрабатывающая промышленность. — 2009. — №4. — С. 24-26.

© Д. В. Тунцев — асп. каф. переработки древесных материалов КГТУ, [email protected]; А. З. Халитов — асп. той же кафедры, [email protected]; А. Н. Грачёв — канд. техн. наук, доц. той же кафедры, [email protected]

Жидкие продукты пиролиза / ПРОДУКЦИЯ / ПРОФИЛЬСНАБ (Тольятти)

Жидкие продукты пиролиза
С-9; Е-1; Е-3; Е-5; Е-18

Жидкие продукты пиролиза С9

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
Внешний вид: Жидкость от светло-желтого до свет зеленого го цвета без механических примесей.
Плотность при 20ºС не менее: 0,95 г/см³
Фракци­онный состав:
— Температура начала кипения, не ниже: 110°С
— Температура конца кипения, не выше: 210°С
Массовая доля воды, не более: 0,3%

Жидкие продукты пиролиза Е-5

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
Внешний вид: Жидкость от светло-желтого до коричневого цвета без механических примесей.
Плотность при 20ºС не менее: 0,750 г/см³
Фракци­онный состав:
— Температура начала кипения, не ниже: 35°С
— Температура конца кипения, не выше: 230°С
Массовая доля ароматических углеводородов С6-С8 в отгоне до 185°С, не менее: 60%
Массовая доля бензола, не менее: 30%
Массовая доля воды, не более: 0,5%

Жидкие продукты пиролиза Е-3

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
Плотность при 20ºС не менее: 0,800 г/см³
Фракци­онный состав:
— Температура начала кипения, не ниже: 32°С
— Температура конца кипения, не выше: 300°С
Массовая доля ароматических углеводородов С6-С8 в отгоне до 185°С, не менее: 50%
Массовая доля бензола, не менее: 23%
Массовая доля воды, не более: 0,5%

Жидкие продукты пиролиза Е-1

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
Плотность при 20ºС не менее: 0,800 г/см³
Фракци­онный состав:
— Температура начала кипения, не ниже: 32°С
— Температура конца кипения, не выше: 320°С
Массовая доля ароматических углеводородов С6-С8 в отгоне до 185°С, не менее: 45%
Массовая доля бензола, не менее: 20%
Массовая доля воды, не более: 1%

Жидкие продукты пиролиза Е-18

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
Внешний вид: Жидкость от светло-желтого до тем. коричневого цвета без механических примесей.
Плотность при 20ºС не менее: 0,800 г/см³
Фракци­онный состав:
— Температура начала кипения, не ниже: 25°С
— Температура конца кипения, не выше: 230°С
Массовая доля воды, не более: 0,3%

ПРИМЕНЕНИЕ:
Жидкие продукты пиролиза получают на этиленовых установках при пиролизе углеводородных газов, бензинов, дизельной фракции или их смесей в качестве побочного продукта. Фракции представляют собой жидкий продукт со специфическим запахом, состоящий из смеси непредельных, парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов — бензола, толуола, стирола, ксилола и др.

Характеристики жидкого продукта пиролиза смеси отходов пластмасс при низких и высоких температурах: Влияние времени протекания реакции

https://doi.org/10.1016/j.wasman.2005.12.017Получить права и содержание смеси пластиковых отходов (полиэтилен высокой плотности: полиэтилен низкой плотности: полипропилен: полистирол = 3:2:3:1) в жидкий продукт проводили в реакторе полупериодического действия с мешалкой при низкой (350 °С) и высокие (400 °C) температуры. Исследовано влияние времени протекания реакции в реакторе, а также температуры разложения на характеристики жидкого продукта пиролиза смеси.Жидкие продукты описывали распределением кумулятивного количества, распределением парафинов, олефинов, нафтенов и ароматических соединений (PONA) и распределением молекулярной массы. Их характеристики существенно различались в зависимости от времени реакции, а также при низких и высоких температурах разложения из-за различных физико-химических свойств типов пластика в смеси. С увеличением времени реакции в компонентах ПОНА, полученных при 350 °С, порядок основных продуктов был сначала ароматическим, а затем олефиновым, а при 400 °С — сначала ароматическим, затем олефиновым и, наконец, парафиновым. .Эксперименты также показали из молекулярно-массового распределения жидких компонентов PONA, что продукты парафина и олефина имели широкое распространение в основном за счет случайного расщепления полимера, но в случае олефиновых продуктов они были получены по механизму разрыва концевой цепи, а также случайным образом. механизм разрыва, о чем свидетельствует гораздо большее количество легких олефиновых продуктов. Это явление проявлялось при более высокой температуре разложения. Кроме того, как легкие олефиновые, так и нафтеновые продукты с молекулярной массой около 120 в качестве основного продукта продемонстрировали аналогичную тенденцию в зависимости от времени истечения, которое имело максимальную долю при 343 мин (при 350 °C) и 83 мин. (при 400 °С).Среди компонентов ПОНА самые высокие концентрации ароматических продуктов были получены с молекулярной массой около 100 при наименьшем времени протекания реакции, независимо от температуры разложения. Сделан вывод, что на характеристики жидкого продукта при пиролизе пластических смесей сильное влияние оказывает время протекания реакции и температура разложения.

Рекомендуемые статьиСсылки на статьи (0)

Просмотреть полный текст

Copyright © 2006 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Производство жидкого углеводорода путем термического пиролиза отходов бумажных стаканчиков

Отходы бумажных стаканчиков подвергали пиролизу в полупериодическом реакторе из нержавеющей стали при температуре от 325°C до 425°C и скорости нагрева 20°C мин − 1 с целью изучения физико-химических характеристик полученной углеводородной жидкости и определения ее пригодности в качестве товарного топлива. Максимальный выход жидкости составил 52% при 400°С. Функциональные группы, присутствующие в жидкости, представляют собой альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, алкены и алканы.Было обнаружено, что пиролитическая жидкость содержит около 18 типов соединений с длиной углеродной цепи в диапазоне C 6 – C 20 . Полученная жидкость может быть использована как ценное химическое сырье.

1. Введение

Урбанизация является важным фактором, определяющим как количество, так и тип топлива, используемого в развивающихся странах. В целом урбанизация приводит к более высокому уровню потребления энергии, что также сопровождается повышением уровня доходов. Поэтому происходит переход от традиционных видов топлива к коммерческим.Несколько других факторов, которые способствуют этой тенденции, включают снижение доступа к топливу из биомассы, неудобство транспортировки и хранения топлива из биомассы, а также снижение доступности коммерческих видов топлива в городских районах [1]. Утилизация твердой биомассы и отходов становится огромной проблемой, потому что с ними очень сложно и дорого обращаться. Пиролиз зарекомендовал себя как новый тип метода утилизации твердой биомассы и отходов, который превращает биомассу и отходы с низкой плотностью энергии в бионефть с высокой плотностью энергии и извлекает более ценные химические вещества.Бумажные стаканчики, используемые в качестве стаканчиков для кофе или холодных напитков, быстро накапливаются в виде отходов на поверхности земли. Только в Америке ежегодно для питья кофе используется 14,4 миллиона одноразовых бумажных стаканчиков. Помещенные встык, эти чашки обернутся вокруг Земли 55 раз и будут весить около 900 миллионов фунтов.

Большинство бумажных стаканчиков предназначены для одноразового использования, а затем утилизируются или перерабатываются. Один бумажный стаканчик представляет собой эквивалент 4,1 г бензина, а себестоимость производства в 2,5 раза выше, чем у пластиковых стаканчиков.Бумажные стаканчики специально не перерабатываются. Они попадают в категорию обычных отходов и сжигаются или вывозятся на свалки. Переработка бумажных стаканчиков затруднена из-за того, что они представляют собой комплекс бумаги и парафина. Следовательно, им требуется около 150 лет (как и пластику) для разложения из-за их пластиковой пленки [2]. Бумажные стаканчики для горячих напитков изготавливают из древесной массы (целлюлозы) и полиэтиленовой пленки, изготовленной из бензина или парафинов, для повышения ее водоупорности и термостойкости. Имеют покрытие 8–18 г/м 2 с одной стороны.Стаканы для холодных напитков имеют плотность 6–15 г/м 2 на верхней стороне и 8–18 г/м 2 на обратной стороне [3]. Стандартная чашка для горячих напитков обычно изготавливается на 95% (по весу) из бумаги и на 5% (по весу) из полиэтилена для покрытия. В чашке для холодных напитков используется полиэтилен на 10% и волокно на 90%. Используемая бумага производится из ценных «отбеленных крафтовых» волокон [3]. Смешанные бумажные отходы (MPW) представляют собой ценный источник энергии. Следовательно, изучается определение количества энергии, полученной из отходов известного количества и состава.Для превращения отходов в энергетическую систему теплотворная способность отходов является одной из важных характеристик, определяющих энергию, получаемую из отходов [4]. Смешанные бумажные отходы, состоящие из смеси газет, картона, крафт-бумаги, коробок из-под напитков и молока, картона, санитарно-гигиенической бумаги, цветной офисной бумаги, белой офисной бумаги, конвертов, обработанной бумаги (NCR) и глянцевой бумаги, были исследованы на их совокупную теплотворную способность, как показано. в табл. 1 [4].

3

000

2



Тип бумаги Средняя валовая теплотворная способность (BTU / LB)

Газета 7540
картон 6907
Kraft 6897 6897
Ящики напитков и молока
ткани
6512
цветные офисные бумаги 6348
белый офисный бумага 6234
6160
6370
6477

Ожидаемая теплотворная способность любого неизвестного wn образца смешанной макулатуры можно рассчитать, используя теплотворную способность каждой отдельной категории смешанной макулатуры (СММ) и массовую долю каждой в образце СММ [4].

Поскольку бумажные стаканчики имеют покрытие из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), то исследование пиролиза макулатуры и ПЭНП может оказаться полезным. Ли и др. исследовали влияние температуры пиролиза и скорости нагрева на выход продуктов пиролиза из макулатуры и пришли к выводу, что максимальный выход бионефти 49,13 % достигается при температуре около 420°С со скоростью нагрева 30°С мин -1 . Результаты спектроскопического и хроматографического анализа показывают, что бионефть содержит много различных химических классов, и в бионефти есть четыре основных различных соединения: безводные сахара, карбоксильные соединения, карбонильные соединения и ароматические соединения [5].Пиролиз немелованной бумаги для печати и письма был проведен Wu et al. в реакционной системе ТГА при постоянной скорости нагрева 5 K мин -1 и в среде азота. Исследованные газообразные продукты включали неуглеводороды (H 2 , CO, CO 2 и H 2 O) и углеводороды (C 1 –C 3 , C 4 , C 5 8 ). 6 , бензол, C 10 – C 12 , левоглюкозан, C 13 – C 15 и C 16 – C

86 9).Накопленные массы и мгновенные концентрации газообразных продуктов были получены в условиях эксперимента. Выходы неуглеводородных газов и углеводородов составили около 10,46 и 0,49% при 623 К, 33,68 и 0,89% при 700 К, 64,52 и 1,05% при 788 К и 79,10 и 1,63% при 938 К соответственно. Поскольку синтетические газы (CO, CO

2 , H 2 O, HCs) имеют высокую теплотворную способность, их использование в качестве товарного топлива мягко поддерживает важность повторного использования ресурсов немелованной бумаги для печати и письма [6].Шах и др. имеют пиролиз отходов LDPE в самодельном реакторе периодического действия при атмосферном давлении с использованием широкого спектра кислотных и основных катализаторов, таких как кремнезем, карбид кальция, оксид алюминия, оксид магния и гомогенная смесь кремнезема и оксида алюминия. CaC 2 оказался более предпочтительным с точки зрения времени реакции, в то время как эффективность превращения в жидкость была выше для SiO 2 при оптимальных условиях. Следовательно, эти два вещества могут быть успешно использованы для каталитического пиролиза полиэтилена (оптимальный вес — 1   г/5   г ПЭНП).Катализатор, содержащий оксиды, может лучше всего подходить для селективного превращения в полярные и ароматические соединения, тогда как CaC -2- можно использовать для селективного превращения в алифатические продукты [7]. Жидкий продукт, полученный в результате каталитического пиролиза, был охарактеризован физическими и химическими испытаниями. Физические тесты включают плотность, удельный вес, плотность в градусах API, вязкость, анилиновую точку, температуру вспышки и высшую теплотворную способность. Они были определены в соответствии со стандартными методами IP и ASTM для значений топлива.Полученная жидкая фракция сопоставима со стандартными результатами физических испытаний бензина, керосина и дизельного топлива. Химические тесты, такие как бромная вода и тесты KMnO 4 на присутствие смеси олефинов и ароматических соединений, могут быть получены. Компоненты масляной смеси разделяли колоночной хроматографией и фракционной перегонкой с последующей характеристикой с помощью FTIR-спектроскопии [7].

Целью настоящей работы является оптимизация производства жидкого топлива из бумажных макулатурных стаканчиков методом термического пиролиза в полупериодическом реакторе.В этой работе также сообщается о характеристике жидкого топлива с использованием FTIR, GC-MS для определения состава и других стандартных методов изучения различных физических свойств.

2. Материалы и методы

Отходы от бумажных стаканчиков были собраны на территории кампуса NIT в Руркеле, штат Орисса (Индия). Чашки были разрезаны на небольшие кусочки квадратной формы (со стороной около 1  см). Экспресс-анализ отходов бумажных стаканчиков и полукокса, полученных после пиролиза, был проведен в соответствии с ASTM D3173-75, а окончательный анализ был проведен с использованием анализатора CHNS (элементарный vario EL cube chnso).Теплотворная способность сырья и полученного угля была определена в соответствии с ASTM D5868-10a.

Термогравиметрический анализ образца стаканчика из макулатуры проводили на приборе shimadzu DTG-60/60H. Образец известной массы нагревали в кварцевом тигле при постоянной скорости нагрева 25°С/мин в токе азота с расходом 25 мл/мин от 32°С до 700°С.

Пиролизная установка состоит из полупериодического реактора, изготовленного из трубы из нержавеющей стали (длина 145 мм, внутренний диаметр 37 мм и внешний диаметр 41 мм), запаянной с одного конца, и выпускной трубы с другого конца.Реактор обогревается снаружи электрической печью, при этом температура измеряется термопарой типа Cr-Al:K, закрепленной внутри реактора, а температура контролируется внешним ПИД-регулятором, как показано в предыдущем исследовании [8]. В каждую реакцию пиролиза загружали 15   г образца стаканчика из макулатуры. Конденсируемые жидкие продукты/парафин собирали через холодильник и взвешивали. После пиролиза твердый остаток, оставшийся внутри реактора, взвешивали. Затем из материального баланса рассчитывали массу газообразного/летучего продукта.Реакции проводили при различных температурах в диапазоне 325–425°С с разницей температур 25°С.

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) пиролитического масла, полученного в оптимальных условиях, проводилась на инфракрасном спектрофотометре с преобразованием Фурье Perkin-Elmer с разрешением 4  см −1 , в диапазоне 400–4000  см −1 , чтобы знать состав функциональных групп. Компоненты жидкого продукта анализировали с помощью GC-MS-QP 2010 (shimadzu).Условия ГХ, изменение температуры термостата колонки, используемая колонка и условия МС приведены в таблице 2. Физические свойства, такие как плотность, удельный вес, вязкость, углерод Конрадсона, температура вспышки, температура воспламенения, температура застывания, температура помутнения, теплотворная способность, содержание серы и цетановое число жидкости определяли стандартными методами испытаний. Содержание воды в жидком продукте определяли методом Карла Фишера и отделяли гравитационным разделением жидкости.


999995% 9.0 (32 мин Total)0

Прибор GC-MS-OP 2010 [Shimadzu]


Условия GC
Температура печи 70 ° C
Instrue Mode Split
Сплит 10
Режим управления потоком Linear скорость
 Поток в колонке 1.51 мл / мин
Carrier Gas Гелий 99.9995% Чистота
Оценить Температура (° C) )
70 2
10 300
Колонка: DB-5
Длина 30.0 м
Диаметр 0,25 мм
толщиной пленки 0,25 м
MS Условия
Ионная источника 200 ° C
Температура интерфейса 240 ° C
M / Z 40
End M / Z 1000


3.Результат и обсуждение
3.1. Экспресс- и окончательный анализ отходов бумажных стаканов и полученного угля

Экспресс- и окончательный анализы образцов отходов бумажных стаканов показаны в таблице 3. Летучие вещества составляют 52% в экспресс-анализе, который резко снижается до 12% после пиролиза. Это указывает на высокую конверсию биомассы в жидкое топливо. В результате снижения содержания летучих веществ количество связанного углерода в материале значительно увеличилось, что означает меньшее выделение связанного углерода.Окончательный анализ, представленный в Таблице 3, показал значительные изменения в содержании углерода и кислорода, тогда как были небольшие изменения в содержании водорода, азота и серы.

0 90 97.7

Бумажная стаканчик Бумага стаканчик

Влагоустройство 0 0
Волатильный вопрос 52 12 12 Ash Content 2 8 8
9
фиксированный углерода 46 80114 80112 Окончательный анализ (WT%)
 С 46.7 77.7
H 6.7 4,9 N N 2.12 5.33
S 0 0
O 44.4 12.07
C / H Молярное соотношение 0.57 1.32 1,32
C / O Молярное соотношение 1.4 8.63
Эмпирическая формула
валовой теплотворной способности (MJ / KG) 20.1 25,4

3.2. ТГА и ДТГ Анализ отходов бумажных стаканчиков

Термогравиметрический анализ (ТГА) — очень полезный метод термического анализа для исследования термической стабильности материала или изучения его поведения в различных атмосферах (например, инертных или окислительных). ТГА применяется для исследования термической стабильности/деградации отходов бумажных стаканчиков в различных диапазонах температур. В этом разделе представлены характерные параметры дегазации.График ТГА отходов бумажных стаканов при скорости нагревания 25°C/мин в атмосфере азота показан на рис. . При этом первая стадия разложения представляет собой испарение влагосодержания; второе разложение указывает на образование летучих в основном СО и СО 2 . На третьей стадии пиролизный остаток медленно разлагается, при этом скорость потери массы становится все меньше и меньше, а соотношение остатка стремится к постоянству в конце разложения углеводорода.Наблюдается трехэтапное снижение массы тела. На начальном или первом этапе разложения наблюдалась потеря массы на 7,39%, что представляет собой удаление содержания влаги. В активной пиролитической зоне или второй стадии разложения наблюдалась потеря массы 70,42%, а на третьей стадии разложения наблюдалась потеря массы 22,19%. Из-за высокой скорости разложения в единицу времени зону быстрого разложения или вторую стадию разложения рассматривают как активную пиролитическую зону. На втором этапе разрушаются межмолекулярные ассоциации и более слабые химические связи [9–13].Боковые алифатические цепи могут быть разорваны, и при более низкой температуре образуются небольшие газообразные молекулы. На третьем этапе при более высокой температуре происходит разрыв химических связей и разрушение исходных молекулярных скелетов. В результате большая молекула распадается на более мелкие молекулы.


Дифференциальная термогравиметрия (ДТГ) (рис. 2) кривая отходов бумажных стаканов содержит один главный пик; это указывает на наличие одной ключевой стадии разложения на рисунке 2. Доминирующий пик приходится на температуру от 270°C до 405°C, при которой происходит максимальное разложение.Аналогичным образом зона активного пиролиза отходов глянцевой бумаги находилась в диапазоне 274–361°С, при которой происходила максимальная потеря массы [14]. Аналогичная тенденция наблюдалась для газеты, где второе разложение газеты произошло между 291°C и 429°C, что представляет собой потерю веса 63,2% [15].


3.3. Влияние температуры на распределение продукта и время реакции

В результате пиролиза отходов бумажных стаканов были получены три различных продукта: нефть, газ и остаток. Распределение этих фракций различно при разных температурах и показано в таблице 4.




90

Температура (° C) Масло (мас.%) Газ / волатильный (мас.%) CHAR (мас.%) Время реакции (мин. )

30110 30.33 26.67 26.67 43
350
350 39.23 21.27 39.59 20
375 47.13 16.87 16.87 36 18
400 52.53 13.87 33.6 425 425 42.33 26.87 30.8 80

Нефть и газ/летучие вещества составляют основной продукт по сравнению с фракциями твердых остатков. Конденсируемый продукт, полученный при низкой температуре (325°С и 350°С), представлял собой маловязкие жидкости.С повышением температуры жидкость становилась вязкой, максимальное содержание жидкого продукта составляло 52% при температуре 400°С. Извлечение конденсирующейся фракции увеличивалось с постепенным повышением температуры. Аналогично для макулатуры максимум 49,13% жидкого продукта получено при температуре пиролиза 420°С [5]. Максимальный выход полукокса 43% был получен при температуре 325°С. С повышением температуры выход угля снижается. Это снижение может быть связано с вторичным разложением угольного остатка или неразложившихся материалов [16].Выход газа снижается с повышением температуры пиролиза до 400°С, а затем увеличивается. Наибольший выход газа 26,87% получен при температуре пиролиза 425°С. Это связано со вторичным разложением полукокса, а вторичный крекинг паров пиролиза может обогащать состав газового продукта при более высокой температуре [16–18]. Влияние температуры показано на рисунке 3. Скорость реакции пиролиза увеличивалась, а время реакции уменьшалось с повышением температуры.


4. Характеристика жидкого продукта
4.1. FTIR образца масла, полученного при 400°C

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) является важным методом анализа, который обнаруживает различные характерные функциональные группы, присутствующие в масле. На рис. 4 показаны FTIR-спектры отработанного пиролитического масла из бумажных стаканов. Валентные колебания O–H на частоте 3409 см −1 указывают на присутствие спирта. Присутствие алканов обнаружено при 2851 см -1 с валентными колебаниями С-Н.Валентные колебания С=О при 1714 см -1 показывают присутствие альдегидов, кетонов, карбоновых кислот, сложных эфиров. Присутствие алкенов определяли по валентным колебаниям С=С при 1644 см -1 . Присутствие спиртов, простых эфиров, карбоновых кислот и сложных эфиров определяют по валентным колебаниям С-О при 1057 см -1 . Деформационные колебания C–H на частоте 925 см –1 указывают на присутствие алкенов, а деформационные колебания C–H на частоте 811 см –1 указывают на наличие полос замещения фенильного кольца.Результаты оказались согласующимися при сравнении с результатами ГХ-МС.


4.2. ГХ-МС образца масла

Анализ ГХ-МС образца пиролитического масла (рис. 5) обобщен в таблице 5. Было обнаружено, что пиролитическое масло содержит около 18 соединений. Принимая во внимание процент площади, самые высокие площади пиков общей ионной хроматограммы (TIC) соединений были у 2-фуранкарбоксальдегида, 2-фуральдегида, олеанитрила, гексадекановой кислоты, гексадеканнитрила, метилциклопентенолона и эйкозана.Компоненты, присутствующие в отработанном пиролитическом масле из бумажных стаканов, в основном представляют собой фурановые производные кетонов, фенолов и алифатических углеводородов (алканов) с числом атомов углерода C 6 – C 20 .

4 90.3. Физические свойства образца масла

В таблице 6 представлены результаты анализа физических свойств масла, полученного в результате пиролиза отходов бумажных стаканчиков. Внешний вид масла темно-коричневатый, без видимых отложений.


0 5 OH

3

0 32 42 N N N

3

33 N 33 N

Соединение IUPAC Имя Область% Формула


1-Acetoxy-2-пропионизиоксиэтан Диметил 2,2-диметилпропанедиота 3.62 C 7 H 7 H 12 O 4 4
2-Fharancarboxaldehyde, 5-метил- бензол-1,3-диол 10.36 C 6 H 6 O 2 2
Phanol Hydroxybenzene 2.34 C 6 H 5 OH
1,2-Cyclopentanedione, 3-метил- Cyclogexa-3,5-Diene-1 ,2-диол 5.06 C 6 H 8 O 2
3-дигидрокси-4-метилциклопент-2-ен- 3.27 C 6 H 8 H 8 O 8 3
11-метилпентан- 4-метилпентан-2-один 2.85 C 6 H 12 O
Maltol SPOP-2-Enoyl SP-2-Enoate 5.82 C 6 H 6 O 3 3
2,3-дигидро-3,5-дигидрокси-6-метил -4H-пиран-4-он Циклобутан-1,1-дикарбоновая кислота 1.17 C 6 H 8 H 4 O 4 4 4

9

C 6 H 8 H 8 O 4 4
2-Furancarbooaldehyde, 5- (гидроксиметил) — ROP-2-Enoyl Prop-2-Enoate 18.20 C 6 H 6 O 3
Тетрадекан Тетрадекан 0.72 C 14 H 30 H 30 30

9

PentadeCane 7-этилтридекана 1,51 C 15 H 32
3-HeptadeCene, (Z) — 4, 8,12-триметилтетрадец-1-ENE 1,55 C 17 H 17 H 9

9

0
Eicosane ICOSANE 8.54 C 20 H 42
HexadeCaneniRile (E)-N-[(E)-окт-1-енил]окт-1-ен-1-амин 1.08 C 16 H 31 N 31 N 31 N
Гексадекановая кислота 2- (11-метиллдодетоксиметил) OxiRane 3.59 C 16 H 32 O 2 Олианитрический 2-децил-1,3,3а, 4,7,7А-гексагидроизоиндодержал 3.86 C 18 H 33 N
Октаккановая кислота 1-AcetoxyhexadeCane 1,84 C 18 H 36 O 2




0

3

9

9

9

9

9



Свойства Стандартные методы испытаний Стандартные методы испытаний


Плотность при 15 ° C в кг / м 3 1.0136 ASTM D1298-99
Удельная гравитация при 15 ° C / 15 ° C 1.0145 ASTM D1298-99 ASTM D1298-99 Кинематическая вязкость при 40 ° C в центстоках 0,80 ASTM D445 11
Point Flash 64 ° C ASTM D6450-05 (2010)
Polet Point ниже -12 ° C ASTM D5853-09
Облачная точка -4 °C ASTM D1310-01(2007)
Содержание серы Нет IS:1448 P:33
Угольный остаток по Конрадсону 9,1010976% ASTM D189-06 (2010) E1
Содержание воды 9,1% KARL Fischer Method
валовой теплотворной способности в MJ / KG 23 ASTM D5468-02 (2007)
Distillation ASTM D2887-08
Начальная точка кипения 187 ° C
Конец точка кипения 369 ° C

По сравнению с другими видами топлива для транспортных средств, как показано в Таблице 7, плотность и вязкость жидкого продукта можно изменить, смешивая его с топливом для коммерческих транспортных средств.Температура вспышки жидкого продукта находится в сопоставимом диапазоне, а температура застывания составляет минус 12°C, что не вызовет никаких проблем в большинстве регионов, но в более холодных регионах с отрицательным климатом может привести к проблемам с замерзанием. Отработанное пиролитическое масло для бумажных стаканов имеет GCV 23   МДж / кг, что меньше по сравнению с бензином и дизельным топливом; следовательно, этот жидкий продукт является очень плохим моторным топливом. Из отчета о перегонке масла видно, что диапазон кипения масла составляет 187–369 ° C, что свидетельствует о присутствии в масле смеси различных компонентов масла, таких как бензин, керосин и дизельное топливо.Из этого результата видно, что эта углеводородная жидкость может быть возможным сырьем для дальнейшей модернизации или использования более легких соединений в качестве дизельного топлива.


3

3

12 0




Выделение топлива Удельный гравитационный вес 15 ° C / 15 ° C Кинематическая вязкость при 40 ° C (CST) Точка вспышки
(° C)
POLE
(° C)
GCV
(MJ / KG)
IBP
(° C)
FBP
(° C)
Chemical
Формула


Бумажная стакана Пиролитическое масло 1 .0145 0,8010109 64 <-12 ° C 23 187 369 369

9

C 6 -C 18 -C 18
бензин [19] 0.72-0.78 -43 -43 -40 42-46 27 225 C 4 -C 12 -C 12
дизель [20] 0.82-0,85 2-5.5 53-80 -40 к -1 42-45 42-45 172 172 350 C 8 -C 25 -C 25 -C 25
Био-дизель [20] 0.88 4-6 4-6 100-170 -3 к 19 37-40 37-40109 350 C 12 -C 22

9

5. Заключение

Термический пиролиз отходов бумажных стаканчиков проводили в полупериодическом реакторе в диапазоне температур от 325°С до 425°С и скорости нагрева 20°С/мин. Максимальный выход жидкости составил 52% при температуре 400°С; летучие продукты в основном получают при низкой температуре.Время реакции уменьшается с повышением температуры. Функциональные группы, присутствующие в пиролитическом масле, представляют собой альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, алкены и алканы. Было обнаружено, что пиролитическое масло содержит около 18 соединений с длиной углеродной цепи в диапазоне C 6 – C 18 . Физические свойства полученного пиролитического масла были в диапазоне других пиролитических масел и топлив низкого качества. Простой метод периодического пиролиза может преобразовать отходы бумажных стаканов в жидкие углеводороды со значительным выходом, который зависит от температуры.

Характеристики жидкого продукта пиролиза смеси пластиковых отходов при низких и высоких температурах: влияние времени протекания реакции

Пиролиз смеси пластиковых отходов (полиэтилен высокого давления: полиэтилен низкого давления: полипропилен: полистирол = 3:2:3:1) в жидкий продукт проводили в реакторе полупериодического действия с мешалкой при низкой (350°С) и высоких (400 градусов С) температур. Исследовано влияние времени протекания реакции в реакторе, а также температуры разложения на характеристики жидкого продукта пиролиза смеси.Жидкие продукты описывали распределением кумулятивного количества, распределением парафинов, олефинов, нафтенов и ароматических соединений (PONA) и распределением молекулярной массы. Их характеристики существенно различались в зависимости от времени реакции, а также при низких и высоких температурах разложения из-за различных физико-химических свойств типов пластика в смеси. С увеличением продолжительности реакции в компонентах ПОНА, полученных при 350°С, порядок основных продуктов был сначала ароматическим, а затем олефиновым, а при 400°С — сначала ароматическим, затем олефиновым и, наконец, парафиновым. .Эксперименты также показали из молекулярно-массового распределения жидких компонентов PONA, что продукты парафина и олефина имели широкое распространение в основном за счет случайного расщепления полимера, но в случае олефиновых продуктов они были получены по механизму разрыва концевой цепи, а также случайным образом. механизм разрыва, о чем свидетельствует гораздо большее количество легких олефиновых продуктов. Это явление проявлялось при более высокой температуре разложения. Кроме того, как легкие олефиновые, так и нафтеновые продукты с молекулярной массой около 120 в качестве основного продукта продемонстрировали аналогичную тенденцию в зависимости от времени истечения, которое имело максимальную долю при 343 мин (при 350°C) и 83 мин. (при 400 градусах С).Среди компонентов ПОНА самые высокие концентрации ароматических продуктов были получены с молекулярной массой около 100 при наименьшем времени протекания реакции, независимо от температуры разложения. Сделан вывод, что на характеристики жидкого продукта при пиролизе пластических смесей сильное влияние оказывает время протекания реакции и температура разложения.

Понимание распределения продуктов быстрого пиролиза биомассы

Быстрый пиролиз биомассы представляет собой привлекательный способ преобразования твердой биомассы в жидкую бионефть, которая рассматривается как возобновляемый заменитель сырой нефти.Однако отсутствие фундаментального понимания процесса пиролиза создает серьезную проблему при разработке рентабельных технологий производства транспортного топлива на основе пиролиза. Фундаментальные знания о путях пиролиза, распределении продуктов и основных механизмах окажут прямое и значительное влияние на конструкцию реактора, стратегическую эксплуатацию и кинетическое моделирование процесса пиролиза. Однако это знание оставалось неясным из-за сложности процесса пиролиза и отсутствия хорошо зарекомендовавших себя аналитических методологий.

В настоящей работе представлен системный подход к изучению пиролиза, при котором многие факторы, влияющие на процесс пиролиза, разъединяются и систематически изучается их влияние. В исследовании используется комбинация аналитических методов, таких как газовая хроматография — масс-спектрометрия, газовый анализ, жидкостная хроматография — масс-спектрометрия, капиллярный электрофорез, ионная хроматография и гель-проникающая хроматография, для идентификации и количественного определения продуктов пиролиза и установления массового баланса.

Пиролиз включает сложную схему реакций, состоящую из нескольких первичных и последующих вторичных реакций. Диссоциация первичных и вторичных реакций часто затруднена из-за типичного времени пребывания паров пиролиза в традиционных реакторах пиролиза. Однако механистическое понимание путей пиролиза требует информации о первичных продуктах пиролиза до сложной серии вторичных реакций. Это было достигнуто за счет использования системы, состоящей из микропиролизер, время пребывания паров которого составляет всего несколько миллисекунд, непосредственно соединенного с аналитическим оборудованием.Проблема была дополнительно упрощена за счет рассмотрения пиролиза каждого отдельного компонента биомассы (гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина) по одному. Исследовано также влияние минералов и температуры реакции на первичные продукты пиролиза. Вторичные реакции, которые становятся важными в промышленных системах пиролиза, изучались путем сравнения распределения продуктов пиролиза целлюлозы в микропиролизере и в лабораторной системе реактора с псевдоожиженным слоем.

Исследование дает фундаментальное представление о путях пиролиза гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина.Он показывает, что в процессе пиролиза органические компоненты биомассы полностью фрагментируются до мономерных соединений. Эти мономерные соединения повторно олигомеризуются с образованием тяжелых олигомерных соединений и аэрозолей. Это также дает представление о влиянии таких параметров, как присутствие минералов и температура, на распределение получаемого продукта. Эти знания могут помочь адаптировать процесс пиролиза для получения биомасла с желаемым составом. Данные о распределении продуктов пиролиза, представленные в этой диссертации, также могут быть использованы в качестве основы для построения описательных моделей пиролиза, которые могут прогнозировать выход конкретных химических соединений, присутствующих в бионефти.Кроме того, он также служит основой для отличия вторичных реакций от первичных, что является важным фактором в системах промышленного масштаба.

Каталитический пиролиз пластиковых отходов для производства жидкого топлива для двигателей

Каталитический пиролиз пластиковых отходов с использованием недорогой гранулированной бентонитовой глины, не содержащей связующего вещества, был исследован для получения пиролизных масел в качестве заменителей коммерческого жидкого топлива, такого как дизельное топливо и бензин 91.Пиролиз четырех пластиковых отходов, полистирола, полипропилена, полиэтилена низкой плотности и полиэтилена высокой плотности, был осуществлен в лабораторных условиях (1 кг на партию) с получением полезных топливных продуктов. Важно отметить, что добавление гранул из бентонитовой глины, не содержащих связующего, позволило получить жидкое топливо с повышенной теплотворной способностью и более низкой вязкостью для всех пластиковых отходов. Это крупномасштабное исследование пиролиза показало, что использование катализатора в виде порошка может привести к значительному падению давления в колонне катализатора, что замедлит процесс (более чем на 1 час).Важно отметить, что использование гранул катализатора устранило падение давления и сократило время пиролиза до 10 минут на 1 кг пластиковых отходов. Состав пиролизного масла из полистирола состоит на 95% из ароматических углеводородов, в то время как в составах из полипропилена, полиэтилена низкой плотности и полиэтилена высокой плотности преобладают алифатические углеводороды, что подтверждается ГХ-МС. FTIR-анализ показал, что масла из полиэтилена низкой плотности и полиэтилена высокой плотности имеют функциональные группы, соответствующие функциональным группам коммерческого дизельного топлива (совпадение сходства 96%).Напротив, пиролизные масла из полистирола показали химические и физические свойства, близкие к газоголю 91. В обоих случаях не наблюдалось образования парафина при использовании гранул бентонитовой глины в качестве катализатора в процессе пиролиза, что было связано с высокой кислотностью бентонитовый катализатор (с низким соотношением SiO 2  : Al 2 O 3 ), что делает его более активным в крекинг-парафинах по сравнению с менее кислотными гетерогенными катализаторами, описанными в литературе.Пиролизное масло, полученное в результате каталитической обработки полистирола, привело к большей мощности двигателя, сопоставимой температуре двигателя и более низким выбросам окиси углерода (CO) и двуокиси углерода (CO 2 ) по сравнению с выбросами некатализированных масел и коммерческого топлива в бензиновый двигатель.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.