【摘 要】
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废塑料裂解油是一种由垃圾废塑料经高温催化裂解制得的液体燃料。废塑料油化技术的出现不仅有助于遏制废塑料垃圾对生态环境的污染,还有利于实现非再生性资源的循环化利用。但由于原料的来源中难以避免地存在含氯高聚物PVC,容易导致裂解得到的油品中氯含量的严重超标,对后续加工利用产生不利影响。因此,开展针对废塑料裂解油中氯化物的净化脱除研究具有重要的实用价值。本文首先对废塑料裂解油的基本性质进行了测试,发现除含
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废塑料裂解油是一种由垃圾废塑料经高温催化裂解制得的液体燃料。废塑料油化技术的出现不仅有助于遏制废塑料垃圾对生态环境的污染,还有利于实现非再生性资源的循环化利用。但由于原料的来源中难以避免地存在含氯高聚物PVC,容易导致裂解得到的油品中氯含量的严重超标,对后续加工利用产生不利影响。因此,开展针对废塑料裂解油中氯化物的净化脱除研究具有重要的实用价值。本文首先对废塑料裂解油的基本性质进行了测试,发现除含有高含量的氯化物外,还含有一定量的硫、氮、氧及金属元素铁和钙;对原料油进行的蒸馏切割结果表明沸点在350℃以下的常压轻质馏分油所占比例较高;对各种馏分油中氯分布规律的研究发现原料油中含有的氯化物多为低沸点有机氯化物,且主要集中在沸点低于200℃的汽油馏分;利用GC-ECD对三种馏分油中的有机氯化物进行了定性鉴定与定量分析,结果表明存在的典型有机氯化物主要包括三氯乙烯、四氯乙烯、1,1,2,2-四氯乙烷及1,2,4-三氯苯等13种类型,定量分析结果证实了大部分的有机氯化物均可被鉴定出来。其次,进行了以废塑料裂解油为原料的加氢脱氯处理研究,比较了不同加氢催化剂的性能,并系统地考察了反应工艺条件对脱氯效果的影响,分别进行的正交试验和单因素实验的结果表明,升高反应温度、增大反应压力、减小体积空速、增大氢油体积比均有利于废塑料裂解油加氢脱氯反应的发生。适宜的反应工艺条件为反应温度340～360℃、反应压力4～5MPa、体积空速～1.5h-1及氢油体积比600:1～800:1,原料油中的氯化物脱除率可达97%以上;然后针对加氢脱氯过程中催化剂活性下降过快的问题,通过XRD、BET、ICP等手段对使用前后的加氢催化剂进行了表征分析,发现活性金属组分并未出现严重的氯中毒失活特征,活性下降的主要原因可能是原料中携带的铁、钙等重金属及不饱和烃类在催化剂表面形成的积炭覆盖了催化剂的活性位点。最后,对废塑料裂解油加氢脱氯得到的产物油中的残存氯化物进行了吸附除氯精制处理的研究,采用静态吸附实验方法评选并制备了效果较好的吸附脱氯剂,确定了吸附操作的适宜条件即剂油质量比1:10,吸附温度40℃,吸附时间4h,振荡频率120r/min,在此条件下的脱氯率和平衡吸附氯容可达到69.57%及0.40mg/g;不同金属元素的离子交换改性研究结果表明,Ce4+改性后吸附剂的脱除率及平衡吸附容量均得到提高,脱氯率和平衡吸附氯容分别上升至80.99%及0.47mg/g;对Ce4+改性前后吸附剂的再生研究表明,Ce4+改性吸附剂的再生稳定性相比于未改性前也有所改善。
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