橡胶_塑料混合物热裂解制油的实验研究_李厚洋
橡胶热裂解实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究橡胶材料在高温条件下的热裂解行为，分析其裂解机理和动力学特性，并探讨不同裂解条件对裂解产物的影响。
通过实验，我们可以了解橡胶材料的热稳定性，为橡胶制品的生产和使用提供理论依据。
二、实验材料与设备1. 实验材料：- 天然橡胶- 异戊二烯橡胶- 顺丁二烯橡胶2. 实验设备：- 热重分析仪（TGA）- 微商热重分析仪（DTG）- 气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）- 裂解炉- 真空泵- 精密天平三、实验方法1. 热重分析（TGA）和微商热重分析（DTG）：将一定量的橡胶样品放入TGA/DTG分析仪中，设定不同的升温速率和温度范围，记录样品质量随温度变化的数据，分析橡胶的热稳定性。
2. 裂解气相色谱-质谱联用分析（GC-MS）：将橡胶样品在裂解炉中加热至设定温度，使其发生热裂解，产生的气体通过GC-MS进行分析，确定裂解产物的组成。
3. 裂解温度对裂解产物的影响：在不同的裂解温度下进行实验，分析裂解产物的组成和产率。
4. 裂解时间对裂解产物的影响：在同一裂解温度下，设定不同的裂解时间，分析裂解产物的组成和产率。
四、实验结果与分析1. 热重分析（TGA）和微商热重分析（DTG）结果：天然橡胶、异戊二烯橡胶和顺丁二烯橡胶在TGA/DTG曲线上的失重峰分别出现在不同温度范围内，表明这三种橡胶的热稳定性存在差异。
2. 裂解气相色谱-质谱联用分析（GC-MS）结果：裂解产物的组成主要包括烯烃、芳香烃、醇类、酮类等化合物。
不同橡胶的裂解产物组成存在差异，这与橡胶的化学结构和热稳定性有关。
3. 裂解温度对裂解产物的影响：随着裂解温度的升高，裂解产物的产率和种类逐渐增加。
高温条件下，橡胶分子链断裂程度加剧，产生更多低分子量化合物。
4. 裂解时间对裂解产物的影响：在同一裂解温度下，随着裂解时间的延长，裂解产物的产率和种类逐渐增加。
但过长的裂解时间会导致橡胶分解过度，影响产物的纯度和质量。
废橡胶废塑料裂解油化成套生产装备
废橡胶废塑料裂解油化成套生产装备1 范围本标准规定了废橡胶废塑料裂解油化成套生产装备的术语和定义、组成、型号与基本参数、要求、试验、检验规则、标志、包装、运输与贮存。
本标准适用于连续式和间歇式废橡胶、废塑料的裂解油化成套生产装备（以下简称成套生产装备）。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 151 热交换器GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 2589 综合能耗计算通则GB 2893 安全色GB 2894 安全标志及其使用导则GB 4053.1 固定式钢梯及平台安全要求第1部分：钢直梯GB 4053.3 固定式钢梯及平台安全要求第3部分：工业防护栏杆及钢平台GB 4655 橡胶工业静电安全规程GB 5226.1-2008 机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T 6388 运输包装收发货标志GB/T 9969 工业产品使用说明书总则GB/T 10610 产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法GB/T 13306 标牌GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB/T 13452.2 色漆和清漆漆膜厚度的测定GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法GB 16297-1996 大气污染物综合排放标准GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范GBZ 1-2010 工业企业设计卫生标准HG/T 2108 橡胶机械噪声声压级的测定HG/T 3120 橡胶塑料机械外观通用技术条件HG/T 3228-2001 橡胶塑料机械涂漆通用技术条件NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器SH 3009 石油化工可燃性气体排放系统设计规范SY 6503 石油天然气工程可燃气体检测报警系统安全技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
废橡胶催化裂解生产原料油工艺的实验研究
ｔｍｐ ｒｔｒ ａ ｄｔｅｒａ ｏ ａ ｌ ｅ ｅ ａｕ ｎ ｈ ｅ ｓ ｎ ｂｅｍｉｅ ｏｌ ｄｂａ ｋｃ ａｃ ａ ａ ｂ ｃ ｉｅ ｗｈ ｎｔｅｏ ｔ ｚ ｄｒｔ ｎｏ ｃ ｔｌ ｓ ｅ ｘ ｄ ｉａ ｎ ｌｃ ｈ ｒｏ Ｃ ｌ ｎ ｅｒ ｅｖ ｅ ｄ ｅ ｈ ｐｍ ｅ ａ ｉ ｉ ｉ ｏ ｆ ａａｙ ｔ ｉ ｄ ｅ ｎ ｅ ｏｍ ａ ｒ ｓｕ ｅ Ｔｈ ｃ ｉｖ ｍｅ ｔ ａ ｅｒ ｆｒｎ ｅｖ ｕ ｒｉｄ ｓ ｉ ｉｅ ｒ ｄ ｃｉｎｔｃ ｎ ｌｇ ｓａ ｄ ｕ ｄ ｒ ｒ ｌ ｅ ｓ ｒ． ｅａ ｈｅ ｅ ｎ ｓｔ ｅ ｃ ａ ｅｆ ｕ ｔ ａ ｚ ｄｐｏ ｕ ｔ ｈ ｏｏ ｙ ｄ ｎ ｐ ｈ ｈ ｅ ｅ ｌ ｏ ｎ ｒｌ ｏ ｅ ｐ ｒｍｅｅ ｄ ｔｒ ｎ ｔ ｎｉ ｅｗａｔ ｒ ｂ ｒ ｕ ｅ ａａ ｔｒ ｅｅｍｉａ ｏ ｔ ｓ ｔ ｒ ｂ ｒ ｓ ． ｉ ｎｈ ｅｉ ｕ ｅ ｅ ｅ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｗａ ｔ ｂ ｅ ； ｙ ｏｙ ｉ； ｔ ｙ ｔ ｙｗｏ ｄ ： ｓ ｅｒ ｂ ｒ ｐ ｒｌ ｓｓ ａａ ｓ ｕ ｌ
摘 要 ：采用常压为了节约能源，提高原料油的使用价值，探讨对废橡胶再生的处理方法，采用常压、减压、催化剂方法对废旧轮胎橡胶进行热
裂解 研究 ，通过 实验 分析 了不 同催 化剂 对废 旧轮胎 橡 胶进 行热 裂解 的影 响及 催化 剂配 比 （ Ｃ一 定 ） 、催化 剂配 比 （ 口一 定 ） 、催化 剂配 比 （ Ａ一 定 ）和
废塑料裂解油化与脱氯技术的研究
第52卷第8期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 8 2023年8月 Liaoning Chemical Industry August，2023废塑料裂解油化与脱氯技术的研究焦俊卿，袁本高，程全彪，董洪健，陈双喜，王建伟（山东玉皇化工有限公司，山东 菏泽 274000）摘 要：废塑料经裂解油化可生成燃料油和可燃气，当废塑料含有聚氯乙烯时，其裂解产生的氯化物具有腐蚀性，会影响裂解油的使用。
催化加氢与分子筛吸附脱氯技术可有效解决裂解油中有机氯化物超标问题，这有利于实现废塑料的资源化利用。
关 键 词：废塑料；有机氯化物；脱氯中图分类号：TQ320.9 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）08-1214-03由于塑料产品的方便、价廉等特性，人们对塑料的需求持续增长，其产量也随之持续增长，据统计2020年全球塑料产量为3.6亿t，不过其中只有8%的废塑料得以回用，其余87%的资源都被焚烧或被填埋。
废塑料导致的白色污染已成为严重的环境问题，日益影响人们的生活。
推进废塑料的回收再利用，将废塑料转化为裂解油等有价值的资源，在彻底实现废塑料无害化、减量化的同时获得经济效益较高的产品，是废塑料化学循环的重要组成部分，对于开拓新型塑料循环经济模式有重要意义，有助于促进2060年碳中和目标的实现，发展前景十分广阔。
本文针对废塑料裂解油含有有机氯化物杂质的问题，从裂解油生产过程出发，分析了产品组成及其特性，并对近年来采用加氢与吸附技术脱除氯化物杂质的工艺方案进行了总结。
1 塑料裂解油化塑料裂解油化技术是通过将废塑料制品中的高分子聚合物彻底分解为不同小分子的烃类混合物，将废塑料转化为燃料油、固体燃料和不凝可燃气等，在安全、环保、连续稳定运行的前提下，实现对废塑料的资源化、无害化、减量化处置[1-5]。
固体垃圾中出现的塑料主要有5种，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚氯乙烯，其中聚氯乙烯在废塑料中的占比一般可达10～20%。
青岛科大汪传生教授废橡胶废塑料裂解项目获国家奖
了挤出机内死胶 、出胶温度高、挤出机 电流强能 耗 高 以 及挤 出机 部 件 粘连 性 和层 间气泡 的 问题 。 这项技术可使挤出机 的工作 电流降低 １％ １％ ｏ ～５， 消除了挤 出机死胶和层 间气泡的现象，生产效率 提 高 １％ ０。
（ 《 橡胶 ９ 网 １
将废 旧的轮胎 、橡胶裂解油化 ， 到高品质 的燃 得
性 能试验 方法
Ｇ ／ ５８—０ ２ Ｂ Ｔ ９７— ０ ２
Ｇ ／ ４ ３— ９ ３ Ｂ Ｔ １８ ３ １ ９ —
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口密 封 圈 材料 规 范
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—
２ １ ０１
胶粘剂 结构胶粘剂拉伸剪切疲劳性能
的试 验方 法 橡 胶９ 网 １
子午 胎双复合 胎 面压 出技术通过鉴定
潍 坊 跃 龙橡胶 有 限公 司开 发 的全钢 子午胎 压 力控 制 法双 复 合胎 面压 出技 术 日前 通过 寿 光市 科 技局 组 织的 科技 成果 鉴定 。 该 技 术有 两个 创 新之 处 ，一 是在挤 出机 的 口 型板 设 计 了流 胶槽 ， 与其 预 口型平 顺对 接 ；二 是 调 整 挤 出机 的压 力 控 制部 件 的 尺寸 和重 量 ，解 决
油 化 是最 理 想 的方 法 之 一 ， 种处 理 方 法 不 仅 对 这 环 境 无 污 染 ， 能将 原 先 用 石 油 制 成 的 塑 料 还 原 又 成石油 制 品 ， 而且 能有 效地 回收能源 。 经 过 两 年 多 的研 究 ， 传 生 和济 南 一 家 公 司 汪 共 同合 作 ， 究 出工业 连续 化 废 塑 料 低 温 裂 解 油 研
废旧橡胶热解制取油气的实验研究
废旧橡胶热解制取油气的实验研究蔡慧芳;曾胜;郑紫琴;王梦琪;杨宏立;葛睿;王燎【摘要】对废旧橡胶的热解再生制取油气进行了相关研究.采用差热分析仪、气质联用仪等现代仪器分析手段和自制实验装置,考察了橡胶粒径、程序控制升温等对热解油气产率的影响.结果表明,热解气体主要成分为氢气、甲烷、乙烷、异丁烯等组分,热解的油组分主要是C16~C19等烃类产品;热解橡胶粒径为0.3 mm左右、实验温度~500℃的条件下,产油率、产气率较高,总油气收率稳定在50.5%左右.废旧橡胶颗粒直径从5 mm减小到0.1 mm,明显地促进橡胶热降解的反应,并且热解产物产率增加了7.9%.为废旧橡胶回收利用生产工艺提供了科学依据.【期刊名称】《化工生产与技术》【年(卷),期】2016(023)006【总页数】4页(P28-30,37)【关键词】废旧橡胶;热解;裂化反应;程序控温【作者】蔡慧芳;曾胜;郑紫琴;王梦琪;杨宏立;葛睿;王燎【作者单位】中国人民解放军92962部队,广州510710;武汉科技大学化学与化工学院,武汉430081;湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室,武汉430081;武汉科技大学化学与化工学院,武汉430081;武汉科技大学化学与化工学院,武汉430081;武汉科技大学化学与化工学院,武汉430081;武汉科技大学化学与化工学院,武汉430081;武汉科技大学化学与化工学院,武汉430081【正文语种】中文【中图分类】X783.3多年来我国的橡胶消费量一直处在世界首位。
大量的废旧橡胶给我们的自然环境带来了不可估量的影响。
在我国，橡胶资源非常匮乏，资源占有量仅占全球总量的10%左右，但每年的消费量却占到全球总消费量的25%以上[1]。
而且全国60%以上的橡胶资源被用于各种橡胶的生产制造，并每年都在持续增长，因而持续增长的年橡胶产量以及没有合理回收再利用办法，使得我国越来越依靠国外进口来补充国内橡胶资源的缺乏[2]。
废塑料裂解生产原料油的研究
废塑料裂解生产原料油的研究程水源1 金毓1 郝瑞霞1 F.N g2(1.北京工业大学环境工程系,北京100022;2.加拿大滑铁卢大学化学工程系,安大略N2L3G1)摘 要 本文对聚乙烯和聚丙烯的混合物裂解成原料油进行了研究,在440 条件下,不同比例的聚乙烯和聚丙烯被裂解。
结果发现,聚丙烯有最高的液体回收率。
几种催化剂被应用到聚丙烯的裂解过程中。
裂解产品组分的构成及催化剂的选择是本研究的主要内容。
通过比较几种不同催化剂的催化结果发现,复合催化剂有更好的催化效果。
本研究为将来的废塑料综合利用提供了一种新的有用方法。
关键词 裂解 废塑料 原料油 催化剂 汽油 聚乙烯 聚丙烯A study on thermal pyrolysis of waste plasticsinto fuel oil productsCheng Shuiyuan1 Jin Yuquan1 H ao Ruix ia1 F.Ng2(1.Department of Environm ental Engineeri ng,Beiji ng Polytechnic University,Beiji ng100022;2.Department of Chemical Engineeri ng,University of W aterloo,Canada N2L3G1)Abstract In this study,the methods of decomposing polyethylene(PE)and polypropylene(PP)into fuel oil were studied.After several mixtures w ith different ratios of polyethylene and polypropylene were respectively decomposed at440 ,it was found that the pure polypropylene had highest productivity of both diesel and gasoline.Furthermore,several kinds of catalysts w ere chosen for the catalytic pyrolysis of polypropylene.The components of the decom position products and the choice of catalysts are the main focus of this study.A com parison of the polypropylene decomposition results w ith the different catalysts show ed that composite catalysts had better catalytic results for the pyrolysis of the poly propylene.T he research results prov ide a new useful potential technique for the comprehensive use of w aste plastics.Key words pyrolysis;waste plastics;fuel oil;catalyst;gasoline;polyethylene;polypropylene1 引 言随着石油化工的发展,塑料工业也得到迅速的发展。
废塑胶提炼油类报告分析
废旧塑料无害化资源化处置新方法经过多年自主创新，2005年在兴化市建成了国内第1套大型废塑料处置的工业化装置，实现了废塑料处置的无害化、减量化、资源化。
目前得到广泛应用的塑料大约有200余种，常用塑料主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)四大类。
塑料使用后，大部分形成固体废物。
传统处置办法大概有：填埋和焚烧，缺点是产生严重二次污染，发达国家已将焚烧炉大部淘汰;把废塑料做水泥原料或钢冶炼燃料，由于塑料成分复杂，应用还存在好多问题;将废塑料与其它材料混合、重新加工，做成有新功能的构件或商品;废塑料二次加工成塑料粒子，做回流塑料，也是很好的处置办法。
可是，大多数小企业造粒对洗涤废塑料污水没有科学处理，河水污染严重。
兴化市存在类似情况，兴化市政府、环保局已实施关停转产的果断措施，消灭二次污染，取得良好效果。
上述处置办法都存在很多问题，科技界对塑料进行化学处置研究了几十年，理论上讲，给废塑料一定的热能及催化剂，使塑料逆向反应，把塑料大分子断开，转化分子量小的气、液、固三相新物质是可行的。
但是，热裂解的化学方法工业化，遇到了实施困难。
目前化学处置大多采用固定式反应釜裂解，但存在裂解后固相物质凝聚结焦，装置不能连续运行的难题。
还有相当多的采用土法裂解，但土法装置多数是无照经营、非法经营，环境污染严重，安全不能保证，国家明令禁止。
我司经过十余年自主创新，在国内第一个发明了旋转式塑料裂解反应釜，攻克了结焦难关，实现了装置全封闭、自动化生产，生产全过程无污染。
2006年，经江苏科技咨询中心查新，本装置在国内未发现类似报道。
同年，江苏省经贸委对其进行了新产品新技术鉴定，颁发了鉴定证书[苏经贸鉴字2006 082号]。
二级环保部门监测，所有污染物排放，都达到国家工排标准。
采用化学方法处置废塑料，其工艺流程大致如下：将废塑料除去大尺寸的砖头、玻璃、木头等，不用清洗自动加到储存料斗，有自动推进器推进到反映釜内，外部有一台自动燃煤炉提供热裂解的热能[也是高科技产品，不冒黑烟]，塑料在反应釜内停留几分钟即发生裂解成石油气，温度400℃一下，压力为常压。
混合塑料热裂解和催化裂解的工艺研究
塑料 的广 泛应 用 给人 们 生 活 带 来极 大方 便 ， 但 同时也 造 成 了 大 量 白色 污 染 … 。我 国是 塑料 生产 和消 费大 国 ，每年 的生 产量 和消 费 量 均 已超 过 ２ ０００万 ｔ 。废 塑 料 中 聚 乙 烯 （ＰＥ）、聚 丙 烯 （ＰＰ）、聚苯 乙烯 （ＰＳ）、聚 氯 乙烯 （ＰＶＣ）产 量 分 别 占 ４８％ ，１８％ ，１６％ ，７％ （质 量 分 数 ） 。 目 前 ，废 塑料 再 生 利 用 主 要 有 熔 融 再 生 、燃 烧 回 收 热 能 、裂 解 转 化 制 油 等 ３种 方 式 。其 中 ，最 具 有 工业 应 用 价 值 的 是 废 塑 料 裂 解 制 油 。裂 解 油经过 处 理可 制成 优 质 的汽 油 、柴油 、液 化气 、化 工 原 料 、炉 用 燃 料 等 ，从 而 替 代 大 量 进 口原 油 Ｊ，同时还 可 解 决 塑料 废 弃 物 造 成 的 环境 污 染 问题 。
废 塑 料裂 解 制 油 以热 裂 解 和 催 化 裂 解 方 法 为主 ，热裂 解 法 虽 简 单 ，但 存 在 能 耗 高 、效 率 低 、 选 择性 低 、轻油 收率 低 、产 品质 量较 差 等 问题 …。 因此 ，开发 出催 化 裂 解 法 ，其 在 热 解 阶 段 加 入 催 化 剂 ，既可 降低 反应 所 需 的 活化 能 、提 高效 率 ，又 可 提高 产 物 的选 择 性 。该 方 法 的 裂解 温 度 低 、反 应 时 间短 、液 态 产 物 收 率 高 ，与 高 温 热 裂 解 相 比 优 势 明显 … 。
混合废塑料裂解油作乙烯生产原料的可行性分析
· 18·
石
化
技
术
与
应
用
第 32 卷
废塑料， 催化裂解还需加入 1 g 催化剂， 热裂解过 程无需添加催化剂。开通 N2 ， 同时将反应釜升温 并在 120 ℃ 下保持 1 h， 以除去废塑料 至 120 ℃ ， 中残留 的 水 分。 然 后 以 15 ℃ / min 速 率 升 温 至 450 ℃ ， 待 30 min 内无液体产物生成时结束反应， 同时对液体产物和残渣进行称重。 最后将液体 产物切割馏分， 取初馏点至 205 ℃ 馏分作为汽油 馏分进行性质分析。 裂解产物主要包括气体、 液 体、 残渣。液体产物定义为在收集瓶中得到的物 质， 残渣定义为反应后残留于反应釜中的蜡状物 质。按照式（ 1 ） 至式 （ 5 ） 分别计算裂解原料总转 化率 X mater 、 气 体 产 物 收 率 Y gas 、 液体产物收率 Y liqu 、 残渣收率 Y residue 和汽油馏分收率 Y gasoline 。
1 —MWP； 2 —MWP + Al2 O3 ； 3 —MWP + Ni － Si － Al 型催化剂； 4 —MWP + Hβ 沸石 图2 裂解汽油馏分中正构烷烃的分布
要分布在 C9 ～ 11 组分， 但其含量随碳数增加显著减 C10 异构烷烃和 C9 ～ 11 少。同样在催化剂作用下， 环烷烃含量均显著增加， 这可能是由于芳烃转化 所造成 的。 在 催 化 剂 作 用 下， 芳烃发生侧链断 裂、 开环裂解、 加氢饱和等反应， 生成相对分子质 环烷烃和烯烃， 结果不但使 量较小的异构烷烃、 轻烃含量增加， 而且使芳烃含量降低。 这与聚乙 烯、 聚丙烯等的裂解规律
+ 中图分类号： TQ 221． 21 1
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失重率的８５％左右，掺混比例对热 解 温 度 范 围 的 影 响 不 明 显，但 对 热 解 速 率 有 明 显 的 影
响 ；同 时 依 据 热 重 分 析 所 确 定 的 ５００℃ 最 佳 热 解 终 温 ，在 固 定 床 上 进 行 热 解 制 油 的 验 证 性
实验，并对热解产物液态油和固体残余物进 行 收 集 称 量，计 算 得 到 液 体 和 固 体 两 相 比 例，
图 １ 橡 胶 比 例 ６０％ 样 品 １ 的 ＴＧ－ＤＴＧ 曲 线
图 ２ 橡 胶 比 例 ４０％ 样 品 ２ 的 ＴＧ－ＤＴＧ 曲 线
由 图 １ 和 图 ２ 可 以 看 出 ，在 温 度 达 到 ２３３℃ （２０ ｍｉｎ）之 前 ，样 品 随 温 度 升 高 有 幅 度 较 小 的 失 重 ，在 ＤＴＧ 曲 线 上 表 现 为 不 规 则 的 波 动 。 主 要 是 样 品 受 热 干 燥 发 生 软 化 ，析 出 水 分 和 少 量 气 体 。 之 后 样 品 的 热 解 过 程 出 现 ２ 个 明 显 失 重 阶 段 ，分 别 对 应 ＤＴＧ 曲 线 中 ２ 个 波 峰 。 第 １ 阶 段 为 主 要 热 解 阶 段 ，温 度 区 间 为 ２３５～５００℃（恒 温 ７ ｍｉｎ内），热 解 转 化 比 例 Δα占 总 热 解 失 重 ８５％ 左 右 ，基 本 上 为 挥 发 分 的 析 出 。 第２ 阶 段 ，对 应 第 ２ 个 小 的 波 峰 ，主 要 为 碳 络 合 物 的 热 解 ，温 度 区 间 为 ８００～９００℃ ，热 解 转 化 比 例 Δα 约 为 ５％ 。 在 温 度 升 到 ９００℃ 恒 温 之 后 ，样 品 余 重 保 持 恒 定 ，挥 发 分 完 全 析 出 ，残 余 物 为 灰 分 和 大 部 分 未 热 解 的固 定 碳 。２ 个 样 品 的 固 体 残 余 物 分 别 占 ３６．５５％／ｍｉｎ和 ３５．４９％／ｍｉｎ，与 工 业 分 析 的 橡 胶／塑 料 所 含 焦 炭量相近。
１ 热 重 分 析 仪 中 热 解 实 验
１．１ 实 验 样 品
收 稿 日 期 ：２０１３－１１－２９；修 回 日 期 ：２０１４－０３－１０ 基 金 项 目 ：山 东 省 自 然 科 学 基 金 项 目 资 助 （ＺＲ２０１０ＥＭ００４） 作 者 简 介 ：李 厚 洋 （１９８８－ ），男 ，硕 士 研 究 生 ，主 要 研 究 方 向 为 难 降 解 类 垃 圾 的 能 源 化 处 理 。 通 讯 作 者 ：王 翠 苹 （１９６９－ ），女 ，博 士 ，教 授 ，主 要 研 究 方 向 为 清 洁 燃 烧 。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｃｕｉｐｉｎｇ＠ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｏｒｇ．ｃｎ
样品 １ ２
峰号
ＤＴＧ 峰值／ （％ ·ｍｉｎ－１）
Ｔｉ／℃
Ｔｆ／℃
Ｔｃ／℃
Ｔｉ－Ｔｆ／ ℃
Δαｉ－ｆ
１ ５．９０ ２３７．４ ５００ ４１７．３ ２６２．６ ８６．９
８４
青 岛 大 学 学 报 （工 程 技 术 版 ）
第 ２９ 卷
选 用 汽 车 外 胎 橡 胶 和 收 集 的 塑 料 垃 圾 ，经 加
表 １ 橡 胶 粉 末 与 塑 料 粉 末 的 工 业 分 析 与 发 热 量 测 试
工 破 碎 成 粉 末 ，颗 粒 平 均 粒 径 为 １００ 目 。 分 别 对 其 进 行 工 业 分 析 和 发 热 量 测 试 ，测 试 结 果 如 表 １
橡胶 塑料
２．３４ ６１．２３ ８．２７ ２８．１６ ３６．６３１ ０．６６ ６３．４８ ３１．６９ ４．１７ ２０．１６２
定 碳 质 量 分 数 较 高 的 橡 胶 具 有 更 高 的 热 值 。 本 文 设 定 掺 混 燃 料 和 橡 胶 粉 末 的 质 量 比 分 别 为 ６０％ 和
实 验 升 温 条 件 设 置 ：系 统 从 ３３℃ 开 始 升 温 ，升 温 速 率 为 １０℃／ｍｉｎ，当 温 度 升 至 ５００℃ 时 恒 温 ４０ ｍｉｎ，
恒 温 后 恢 复 升 温 速 率 １０℃／ｍｉｎ，直 至 ９００℃ ，恒 温 ２０ ｍｉｎ。
１．３ 实 验 结 果 及 分 析 橡 胶 比 例 分 别 为 ６０％ 和 ４０％ 时 ，２ 种 掺 混 比 例 样 品 热 解 过 程 的 ＴＧ－ＤＴＧ 曲 线 如 图 １ 和 图 ２ 所 示 。
４０％ ，本 实 验 主 要 考 察 这 ２ 个 掺 混 样 品 。
１．２ 实 验 仪 器 及 实 验 过 程
实 验 采 用 瑞 士 ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ 公 司 生 产 的 ＳＤＴＡ８５１ 型 ＴＧＡ 热 重 分 析 仪 ；反 应 容 器 为 Ａｌ２Ｏ３ 坩 埚 ；反 应 气 氛 为 高 纯 度 Ｎ２，流 量 控 制 在 ４０ ｍＬ／ｍｉｎ。
中 图 分 类 号 ：ＴＫ６；Ｘ７０５
文 献 标 识 码 ：Ａ
随 着 现 代 工 业 的 快 速 发 展 和 人 们 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ，城 市 生 活 垃 圾 日 益 增 加 。 由 于 垃 圾 中 的 合 成 聚 合 物（主 要 包 括 橡 胶 和 塑 料）在 自 然 界 中 不 易 降 解 ，对 自 然 环 境 造 成 了 严 重 污 染 ，因 此 利 用 热 解 法 对 其 进 行 处 理 成 为 国 内 外 学 者 研 究 的 热 点 。 李 季 等 人 利 ［１］ 用 ＴＧ－ＤＳＣ 技 术 对 垃 圾 热 解 特 性 进 行 分 析 ，说 明 塑 料 和 橡 胶 具 有 ２ 段 明 显 的 失 重 过 程 ；刘 义 彬 等 人 分 ［２］ 析 了 废 塑 料 典 型 组 分 在 热 解 过 程 的 相 互 影 响 ；柯 威 等 人 对 ［３］ 城 市 垃 圾 进 行 热 重 分 析 ，表 明 塑 料 组 分 开 始 分 解 的 温 度 较 高 ，但 分 解 速 率 快 ，而 橡 胶 组 分 开 始 分 解 反 应 的 温 度 相 对 较 低 ，且 分 解 速 率 相 对 较 慢 ；赵 巍 等 人 利 ［４］ 用 热 分 析 —质 谱 联 用 技 术 进 行 塑 料 和 橡 胶 垃 圾 的 热 解 实 验 ，分 析 ２ 种 聚 合 物 的 热 解 机 理 和 动 力 学 ；丁 宽 等 人 分 ［５］ 析 了 固 体 垃 圾 两 两 混 合 的 热 解 特 性 ，并 得 出 ＰＶＣ 与 橡 胶 混 合 热 解 中 一 些 联 系 紧 密 的 失 重 峰 可 以 看 作 同 一 个 失 重 阶 段 处 理 ；Ｌ．Ｓｏｒｕｍ 等 人 研 ［６］ 究 了 城 市 生 活 垃 圾 １１ 种 不 同 成 分 的 热 解 特 性 以 及 不 同 成 分 之 间 可 能 发 生 的 相 互 作 用 ；Ｊ．Ｍ． Ｈｅｉｋｋｉｎｅｎ等 人 采 ［７］ 用 ＴＧ 对 不 同 垃 圾 进 行 混 合 热 解 的 研 究 结 果 表 明 ，混 合 组 分 的 热 解 可 以 采 用 各 单 组 分 的 加 权 平 均 值 来 获 得 。 此 外 ，张 于 峰 等 人 还 ［８ ９］ 利 用 不 同 的 热 解 设 备 对 固 体 垃 圾 进 行 了 热 解 实 验 ，而 关 于 橡 胶 轮 胎 和 废 塑 料 热 解 制 油 的 研 究 也 有 报 道 。 ［１０ １３］ 由 于 橡 胶 和 塑 料 可 以 获 得 更 高 的 得 油 率 ，并 且 油 的 热 值 较 高 ，所 以 在 垃 圾 热 解 处 理 方 法 中 具 有 广 阔 的 前 景 。 在 生 活 垃 圾 中 ，塑 料 和 橡 胶 掺 混 的 情 况 比 较 多 见 ， 分类 后 难 降 解 类 垃 圾 即 为 塑 料 橡 胶 废 弃 物 的 混 合 物 。 因 此 ，本 文 以 塑 料／橡 胶 为 研 究 对 象 ，在 热 重 分 析 仪 中 考 查 不 同 掺 混 比 例 燃 料 的 热 解 特 性 ，并 在 固 定 床 中 进 行 混 合 垃 圾 热 解 制 油 实 验 ，获 得 橡 胶 和 塑 料 不 同 掺混比例进行热解制油的特性。该研究对废弃资源和能源回收具有一定的经济效益和社会效益。
Δα１－２＝αｔ２－αｔ１ 其 中 ，Δα１－２表 示ｔ１－ｔ２ 时 间 内 热 解 转 化 占 整 个 过 程 的 百 分 比 ；αｔ２和αｔ１分 别 为ｔ１ 和ｔ２ 时 刻 的 热 解 率 。
由 ＴＧ－ＤＴＧ 曲 线 得 到 的 ２ 个 样 品 热 解 特 征 参 数 ，结 果 如 表 ２ 所 示 。 其 中 ，样 品 １ 的 Ｔｆ 恒 温 ６．５ ｍｉｎ；样 品 ２ 的 Ｔｆ 恒 温 ５．６ ｍｉｎ。
Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２ ０ １ ４
橡胶／塑料混合物热裂解制油的实验研究
李厚洋，王翠苹，李 刚
（青岛大学机电工程学院，山东 青岛 ２６６０７１）
摘要：针对生活垃圾中的合成聚 合 物 给 自 然 环 境 造 成 的 严 重 污 染，本 文 以 汽 车 外 胎 橡 胶
和收集的塑料垃圾为研究对象，采 用 ＳＤＴＡ８５１ 型 ＴＧＡ 热 重 分 析 仪，将 橡 胶 和 塑 料 以 不
对所得液态油进行水分和发热量测试分析，分析结果表明，得油率约为 ３８％，油发热量为
３５ ＭＪ／ｋｇ，说明混合燃料中橡胶比 例 越 大，得 油 率 越 高。 该 研 究 为 橡 胶 和 塑 料 垃 圾 的 热 解提供理论依据。
关 键 词 ：橡 胶 ；塑 料 ；热 重 分 析 ；固 定 床 热 解 ；制 油
由 表 ２ 可 以 看 出 ，２ 个 样 品 第 １ 个 波 峰 的 热 解 开 始 温 度 、终 点 温 度 和 峰 值 温 度 基 本 相 同 ，说 明 掺 混 比 例的不同对热解温度的特征系数影响不大。样品１的ＤＴＧ为（５．９％／ｍｉｎ），明显小于样品２（８．２７％／ｍｉｎ），
第３期
李 厚 洋 ，等 ：橡 胶／塑 料 混 合 物 热 裂 解 制 油 的 实 验 研 究
第２９卷 第３期
２ ０ １ ４ 年 ９ 月
青 岛 大 学 学 报 （工 程 技 术 版 ） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＩＮＧＤＡＯ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ （Ｅ＆Ｔ）