废旧塑料裂解转化利用技术.ppt

第10章 废旧塑料裂解转化利用技术 高分子学院 塑料工程教研室 第一节 概述 废旧塑料主要处理方法 填埋法 焚烧法 再生利用法 化学热解回收 根据我国现有的技术综合考虑可将废塑料的处理方式分为两种：熔融再生和热解技术 （一）熔融再生 该法是将废旧塑料加热熔融后重新塑化 根据原料性质，可分为简单再生和复合再生两种 （1）简单再生 回收对象 主要是树脂生产厂和塑料制品厂生产过程中产生的边角废料，也可以包括那些易于清洗、挑选的一次性使用废弃品，如聚酯软饮料瓶、食品包装袋等 特点 这部分废旧料的特点是比较干净、成分比较单一 （2）复合再生 特点 多样化、混杂性、污脏 回收程序 首先是分离技术和筛选工作，?国际上已采用的先进的分离设备可以系统地分选出不同的材料，?但设备一次性投资较高，?而我国仍以最原始的人工挑选方式为主 一般来说，复合再生塑料的性质不稳定，易变脆，故常被用来制备中、低档次的产品，?如建筑填料、垃圾袋，?搬孔凉鞋、雨衣及器械的包装材料等 （二）热解技术 根据最终产品的不同可将热解技术分为两种 一种是为了得到化工原料(如乙烯、丙烯、焦油等)? 另一种是为了得到燃料(汽油、煤油、柴油等) 综合利用废旧塑料的途径 废旧塑料直接利用或经过改性利用，制得再生塑料制品，这是再生利用塑料的主要途径，也符合国情。 发达国家把热分解回收或生产高价值化工产品作为技术开发的重点，但存在可工业化生产的设备投资大，开发周期长。 但是，也是综合利用废旧塑料的途径！ 什么是化学回收？ 化学回收是指利用化学手段使固态的废旧塑料重新转化为单体、燃料或化工原料，仅回收废旧塑料中所含化学成分的方法。 化学回收大致分热分解和化学分解两种。 什么是废旧塑料裂解转化技术？ 废旧塑料裂解转化利用技术是将已清除杂质的废旧塑料通过热裂解或催化热裂解等方式，转化成低分子化合物或低聚物。 这些技术可用于以废旧塑料为原料，生产燃料油、燃气、聚合物单体及石化、化工原料。 我国的裂解技术 总体说来，我国在废旧塑料的裂解方面还处于试验开发阶段。 对聚烯烃类塑料而言，裂解制备燃料油是目前使用最广泛的处理方式。 裂解转化技术的优点？ 裂解无需对废旧塑料进行严格的分选，前处理过程有所简化，特别适合混合废塑料的处理，即能净化环境，又能开发新能源，是废旧塑料成为有价值的工业原料，实现材料再循环，提高经济效益，是大有前途的开发项目。 废旧塑料裂解机理 塑料裂解技术的基本原理是将废旧塑料制品中原高聚物大分子进行比较彻底的裂解，使其回到低相对分子质量状态或单体态。 裂解反应的主要表现是：C-C键断裂，同时伴随C-H键断裂。 热效应为吸热过程，即外界必须提供大于C-C键键能的能量，反应才能顺利进行。 废旧塑料热裂解机理 对热裂解而言，大分子物质在高温下主要发生两类化学反应： 一类是裂解反应，生成小分子烃类，即气体、汽油、柴油等物质； 另一类是缩合反应，即原料和中间产物中芳烃、烯烃等缩合成更大的分子产物，以残油形式存在。 第二节 热裂解法 废旧塑料热裂解机理 热裂解按照自由基反应机理，首先在分子中键能较低的C-C键处断裂，生成两个自由基： 什么是热裂解？ 所谓热分解是指有机高分子物质在还原性气体气氛中以及高温下分解为低分子的工业气体、燃料油和焦炭的过程。 热分解法适用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等非极性塑料和一般废弃物中混杂废塑料的分解，特别是塑料包装材料。 例如薄膜包装袋等使用后污染严重，难以用机械再生法回收材料．可以通过热分解来进行化学回收。 什么是热裂解法？ 热裂解法是最简单的废塑料裂解法，即通过提供热能，克服废塑料聚合物裂解所需的活化能，生成单体或低分子化合物。 热裂解法产生三种反应： A.聚合物通过解聚反应生成单体； B.聚合物分子链无规则断裂，生成低分子化合物； C.通过消除取代基或官能团产生小分子，伴随有不饱和化合物的生成和聚合物交联乃至结焦。 由此可见，该工艺粗糙，产品杂乱，出油率低。 热裂解温度和裂解产物 热裂解所需要的温度取决于废旧塑料种类及回收的目标产物。 温度超过600℃，热裂解主要产物是混合燃料气，如H2、CH4、轻烃； 温度400~600℃，主要裂解产物是混合轻烃、石脑油、重油、煤油、混合燃料油等液态产物及蜡。 Attention：热裂解的产物形态 从化学的角度看，塑料及其他高分子聚合物热分解的最终产物应当是单体，然而实际上，除了单体之外，还有可能有聚合度较低的低聚物、分子量不等的烃类及其衍生物等低分子有机化合物，他们都是高价值