廢塑料熱裂解原理及不同廢塑料的熱裂解特性差異

廢塑料的一個(gè)最重要的化學(xué)處理方法就是熱裂解，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等通過(guò)熱裂解可以制備不同性質(zhì)的燃料油。聚苯乙烯通過(guò)熱裂解可以獲得含苯乙烯單體較多的燃料油，聚丙烯通過(guò)熱裂解可以制備輕質(zhì)燃料油，而聚乙烯熱裂解可以獲得重質(zhì)燃料油。

1廢塑料熱裂解原理

廢塑料的熱裂解是一種隨機(jī)分解，在無(wú)催化劑、加熱提供能量的情況下，聚合鏈?zhǔn)紫葦嗔褳榇蠓肿拥奶細(xì)渥杂苫缓筮M(jìn)一步斷裂為中等分子的碳?xì)渥杂苫詈笊蓴?shù)目不定的碳?xì)浠衔铮渲泻邢灎町a(chǎn)物，同時(shí)聚烯烴廢塑料裂解的中間產(chǎn)物以烯烴為主。在廢塑料熱裂解過(guò)程中，熱裂解溫度起著重要作用；裂解溫度高將加劇裂解反應(yīng)，使裂解產(chǎn)物中輕質(zhì)組分增加，即組分輕質(zhì)化，同時(shí)結(jié)焦率增加。由于每種塑料發(fā)生裂解反應(yīng)時(shí)，都有各自的反應(yīng)活化能，因此它們均有自己合適的裂解溫度。

廢塑料熱裂解煉油工藝流程

2不同廢塑料的熱裂解特性

各種廢塑料均有自己的熱裂解溫度特性。在0~360°C溫度段內(nèi)，可對(duì)聚苯乙烯進(jìn)行熱裂解；在360~420°C溫度段內(nèi)，可對(duì)聚丙烯進(jìn)行熱裂解，在420~520°C溫度段內(nèi)，可對(duì)聚乙烯進(jìn)行熱裂解。因此，可通過(guò)控制裂解爐溫度，對(duì)混合廢塑料實(shí)行分段熱裂解，分別回收苯乙烯單體、輕質(zhì)燃料油和重質(zhì)燃料油。 在360~520°C之間熱裂解聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯樹(shù)脂，其液體產(chǎn)物收率隨裂解溫度升高而呈上升趨勢(shì)。但它們?cè)跓崃呀膺^(guò)程中，均有一個(gè)峰值，超過(guò)峰值后，液體產(chǎn)物收率略有下降。

隨著裂解溫度升高，聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯裂解產(chǎn)物中氣、液二相產(chǎn)物均趨向輕質(zhì)化。隨裂解溫度升高，裂解殘?jiān)章氏陆担捎诿摎浞磻?yīng)加劇，碳渣產(chǎn)率升高。

同一裂解溫度下，聚苯乙烯熱裂解的汽油餾份收率最高，聚丙烯次之，聚乙烯最低。這可能與聚乙烯裂解反應(yīng)的活化能比聚丙烯、聚苯乙烯高有關(guān)。

在同一裂解溫度下，廢塑料與樹(shù)脂的液相產(chǎn)物收率無(wú)明顯區(qū)別，而殘?jiān)a(chǎn)率明顯偏高，這是由于廢料里含有穩(wěn)定劑等添加劑的緣故。

聚丙烯和聚乙烯熱裂解的重油餾份收率較高，且其汽油餾份和柴油餾份的收率較低，質(zhì)量不高。因此，聚丙烯和聚乙烯的液體產(chǎn)物需催化改質(zhì)，以提高汽油餾份收率和品質(zhì)、柴油餾份收率和品質(zhì)。