Переработка отходов полимерных материалов и резинотехнических изделий в компоненты моторных топлив

• Автор: Корнеев, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение

Глава 1. Литературный обзор. Анализ состояния вторичной

переработки и утилизации полимерных материалов на

основе полиолефинов, полистирола и РТИ

1.1 Анализ состояния вторичной переработки полимерных

материалов

1.2 Способы утилизации полимерных материалов на основе

полиолефинов и полистирола

1.3 Способы утилизации РТИ

1.4 Постановка задачи

Глава 2. Характеристики сырья, методики проведения
экспериментов, анализов и обработки данных
2.1 Исходные вещества
2.2 Методики проведения экспериментов
2.3 Методики анализов и обработки экспериментальных данных
Глава 3. Термодеструкция полимерных материалов на основе
полиолефинов и полистирола.
3.1 Исследование закономерностей деструкции полиолефинов и
полистирола методом термогравиметрии
3.2 Закономерности термодеструкции полиэтилена
3.3 Закономерности термодеструкции полипропилена
3.4 Закономерности термодеструкции полистирола
3.5 Исследование деструкции смесей полимерных материалов
различной природы
3.6 Деструкция полиолефинов и полистирола на лабораторной
установке полунепрерывного действия
3.7 Разработка моделей термодеструкции полимеров
3.8. Заключение по главе
Глава 4. Термодеструкция каучуков и резин на их основе
4.1 Изучение закономерностей термодеструкции РТИ методом
термогравиметрии
4.2. Поиск оптимальных условий разложения резины
4.
4.5 Глава 5.
5.
5.4 Вывода
Список литературы


Применение такого аппарата позволяет уменьшить градиент температуры реакционной массы по высоте и ширине реакционного узла (достигается равномерный прогрев), увеличить теплопроводность и массообмен в отличие от реакторов шнекового и трубчатого типов (рис. Реактор периодического типа с перемешивающим устройством. Рисунок 1. Реакционный узел с псевдоожиженным слоем производительностью 1,5-2,0кг/час. Рисунок 1. Реакционный узел шнекового типа с двузонным нагревом. В процессе деструкции образуется твердый углеродсодержащий остаток (кокс). Применение абразивных материалов при использовании аппаратов с псевдоожиженным слоем и вращающийся барабанной печью помогает избегать закоксовывание стенок реакционного узла и повышает тепло- и массообмен. При переработки ПЭНД и Г1ЭВД при температурах 0-0°С образуется до %масс. Деструкция ПС при 0-0°С приводит к образованию, %масс. Пиролиз смеси полимеров ПП ( %масс. Г1Э ( %масс. ПС (5 %масс. С приводит к образованию до %масс. Переработка смесей пластиков (ПЭНД, ПП, ПС и ПВХ) при температурах 0-0°С с временем контакта 2-3 сек. БТК-фракции до %масс. Анализ приведенных литературных данных показывает, что проведение деструкции полимеров выше 0-0°С приводит к высокому выходу газообразных углеводородов. Следует также отметить, что оценить эффективность такого процесса в полном объеме не представляется возможным, т. Помимо аппаратов с псевдоожиженным слоем достаточно широко используют реактора шнекового (винтового) типа. Использование аппарата данного типа при деструкции ПЭНД и температурах Т|/Т2я0оС/0°С позволяет получать фракции углеводородов СГС4, С5-С]2 и С-С с выходами , и %масс. Продукты деструкции содержат преимущественно нормальные парафины и а-олефины []. Применение такого типа реакторов позволяет перерабатывать как чистые смеси полимеров, так и полимеры в смеси с инертной абразивным наполнителем. В работе [] смесь Г1П (- %масс. С и времени контакта 5- мин. Основными компонентами являются, %масс. В качестве альтернативы шнековому реакционному узлу предложено использование трубчатых вращающихся печей со шнековым дозатором (переработка смесей полимеров ПП (- %масс. ПС (5- %масс. С и времени контакта мин. ПС:ПП (от 5 до %масс. С (уменьшение с до %масс. С5-Сц (увеличение с до - %масс. Следует заметить, что проведение процесса деструкции при температуре выше 0°С в реакторах шнекового типа может привести к деформации движущихся и неподвижных частей реакционного узла за счет их не равномерного нагрева, а также за счет образования твердых отложений на вращающихся деталях аппарата. Существуют способы переработки пластиков в . Применение растворителя (жидкого транспортного тела) уменьшает вязкость реакционной массы и увеличивает скорость тепло- и массопередачи. В качестве растворителя предлагается применять тяжелые газойлевые фракции [], смазочные масла []. При чем, в качестве реакционного узла возможно применение шнековых реакторов с двузонным нагревом и реакторов с псевдоожижснным слоем [,]. При этом выход жидких углеводородов возрастает до - %масс. В работах [,] показано влияние применения ароматических конденсированных протонных растворителей (9,-дигидроантроцен, тетрадин, декалин, 1 -метилнафталин) на выход фракции С5-С при деструкции ПП. Авторы описывают влияние протонных растворителей на перераспределение водорода в образующихся радикалах при деструкции полимера. При температурах деструкции 0-5°С данный эффект приводит к образованию преимущественно и-олефинов (до %масс. В работах [-] показано влияние условий проведения процесса (концентрации кислорода, времени контакта, температуры, давления) на выход мономеров при разложении Г1С, ПП, и ПЭ в растворителях (ацетон, вода), находящихся в сверхкритических состояниях (эксперименты были выполнены в однолитровом автоклаве). Отмечается, что основным недостатком процессов окислительной деполимеризации является протекание реакций полного окисления углеводородов с образованием С, СО и воды. Проведение процесса в среде, не содержащей кислорода, созданной водой в сверхкритическом состоянии, облегчает образование свободных радикалов на полимерной матрице и позволяет снизить количество реакций глубокого окисления.