Al_(2)(SO_(4))_(3)催化热解油转化生产酯类燃料

酸类、糖类等不稳定组分的存在是制约热解油直接用作生物燃料的主要因素。为了解决此问题,提出采用Al_(2)(SO_(4))_(3)催化剂将这些不稳定成分酯化为燃料类化合物的途径。首先,分别以单模型化合物左旋葡萄糖或乙酸为原料,考察各种金属硫酸盐催化其转化制备乙酰丙酸乙酯或乙酸乙酯的能力,筛选出催化性能最好的催化剂;其次,以左旋葡萄糖和乙酸的模型混合物为原料,探究Al_(2)(SO_(4))_(3)催化同时转化制备酯类的最佳反应条件;最后,以真实热解油为原料,验证Al_(2)(SO_(4))_(3)在最佳反应条件下催化酯化的可行性。结果表明,酯化后热解油中大部分酸、糖、醛消失,同时产生大量的酯和缩醛,酯类和缩醛类占改性热解油总色谱面积的39.5%。Al_(2)(SO_(4))_(3)能有效将热解油中的酸类、糖类等不稳定组分酯化为燃料类化合物,可为热解油转化制备生物燃料提供借鉴。

溶剂萃取-亲核反应脱除塑料热解油中有机氯

研究了溶剂萃取-亲核反应脱氯,考察了反应溶剂类型、亲核试剂类型和用量、反应溶剂与油品质量比、油品中其他组分等因素对亲核反应脱氯效果的影响,分析了溶剂萃取-亲核反应脱氯的速控步骤,鉴定了不同氯化物的反应产物。实验结果表明,三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甘油均可有效萃取有机氯,对亲核试剂有较高的溶解性,可促进有机氯和亲核试剂的接触和反应,且黏度低的反应溶剂更有利于亲核反应脱氯,其中乙二醇的综合性能最好;有机氯的萃取是溶剂萃取-亲核反应脱氯的速控步骤;在研究的各种亲核试剂中,NaHS的亲核性最强,当反应温度为150℃、n(NaHS)∶n(Cl)=4、m(乙二醇)∶m(油品)=1时,真实塑料热解油脱氯率达到95.8%;伯氯代烃和仲氯代烃的反应活性显著高于氯代芳烃。

毛竹热解油改性光敏树脂光固化3D打印优化研究

光敏树脂是光固化3D打印的重要原材料,但是目前大多来源于不可再生的石化资源且成本较高,亟待开发绿色低成本的光敏树脂新材料并优化其3D打印工艺。本研究以毛竹(Phyllostachys edulis)热解油为原料来合成生物油改性聚氨酯丙烯酸酯(bio-oil polyurethane acrylate,BPUA)光敏树脂,优化分析得到BPUA树脂光固化3D打印参数为:曝光时间5 s、切片层厚0.05 mm、底层数7层,经紫外光处理后拉伸强度达到21.94 MPa,断裂伸长率17.55%,硬度76.6 HD;采用优化参数成功打印多个平面和三维结构模型,微观形貌和化学结构分析表明打印试件具有较高的尺寸精度和良好的表面质量。

反应萃取法分离热解油中酚类物质

本研究采用三辛基氧化膦/环己烷对热解油馏分中的酚类物质进行了萃取,考察了三辛基氧化膦用量、环己烷用量、萃取温度、萃取时间等不同条件对酚类物质萃取效率的影响。结果表明最佳萃取条件为:三辛基氧化膦与热解油馏分中酚类的摩尔比为2.5、萃取相中三辛基氧化膦的质量分数为10%、萃取温度为23℃、萃取时间为10 min。在此条件下,可获得愈创木酚、2-甲氧基-4-甲基苯酚、苯酚、间甲酚和4-乙基苯酚的萃取效率分别为65%、75%、84%、83%和90%。上述结果说明基于三辛基氧化膦的反应萃取法对热解油馏分中的酚类物质有较好的分离效果。

废塑料热解油分析评价及加工特性

为了解决废塑料化学循环中不同类型废塑料热解油的高价值加工利用这一问题,以分别由废弃农膜、生活垃圾废塑料、造纸厂废塑料为原料制备的3种典型废塑料热解油为研究对象,对其全馏分常规油品的理化性质、元素组成、杂质形态进行分析,并将3种热解油进行实沸点蒸馏切割为汽油、柴油和蜡油馏分,详细表征了各馏分的分子组成。结果表明:3种废塑料热解油汽油馏分和柴油馏分占60%~80%,均含有大量烯烃;废弃农膜热解油的硅、氯等杂质少,环烷烃和芳烃含量低,是优质的蒸汽裂解原料;与胜利混合原油相比,生活垃圾废塑料热解油和造纸厂废塑料热解油具有氧、硅、氯含量高和硫、氮含量低的特点,硅、氯以有机物形式存在,主要集中在汽油馏分中。基于组成特点,生活垃圾废塑料热解油的汽油馏分可作为重整原料,3种热解油蜡油均可作为催化裂化原料,但是造纸厂废塑料热解油中氧含量高,加工性能较差。

废塑料热解油催化裂化反应性能研究

为实现塑料循环经济,分别采用多产丙烯型催化剂CGP和催化裂解催化剂DMMC-2探究废塑料热解油的催化裂化反应规律、产物分布和汽油馏分组成。结果表明:废塑料热解油具有良好的催化裂化生产汽油和催化裂解生产化工原料的性能;以增产汽油为目标时,汽油产率达52.37%,液化气产率为19.01%,其中丙烯产率为7.82%;以生产化工原料为目标时,低碳烯烃及苯、甲苯和二甲苯(BTX)的总产率可达47.82%,其中,乙烯、丙烯和丁烯(三烯)产率为32.51%,丙烯产率为16.67%,BTX产率达15.31%并以二甲苯为主。研究结果可为开发废塑料热解油的高值化利用技术提供参考。

SBS/硫磺/热解油复合改性硬质沥青制备工艺与性能研究

文章研究SBS/硫磺/热解油在硬质沥青中制备复合改性沥青的可行性。基于室内不同制备工艺,通过动态剪切流变试验、弯曲蠕变试验、多重应力蠕变试验以及储存稳定性试验表征了复合改性沥青的性能。结果表明,高温预处理下热解油对复合改性沥青的高温性能提升优于未处理。复合改性显著提高了硬质沥青的弹性恢复性能,且在小应力时的弹性恢复性能更好。复合改性沥青最优制备工艺为硬质沥青与SBS在175℃与3000rpm高速剪切45min,再与热解油、硫磺在165℃与150rpm低速搅拌3h后再降温至145℃以150rpm搅拌12h,此工艺下的改性沥青PG分级低温等级提高而高温等级不变。

由轮胎热解油制造的炭黑

全球每年新轮胎销售量16亿条,相当于2600多万吨材料,大量轮胎成为报废轮胎后(ELT),在材料回收利用方面有巨大潜力.根据欧洲轮胎和橡胶制造商协会(ETRMA)最近的报告,2019年,欧洲大约95%的报废轮胎被回收处理,进行材料和能源的回收利用.尽管有大约195万吨的报废轮胎被回收处理,但目前回收处理的工艺流程不可循环,不能为轮胎产业提供较多的再生原材料.

废轮胎热解油(TPO)冷再生沥青混合料路用性能及机理研究

废轮胎热解油(Tire Pyrolysis Oil,TPO)是废旧轮胎热解的副产物。TPO的化学成分与常用沥青再生剂芳香烃类油的化学成分相似,使得TPO能够用作废旧沥青混合料(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)的再生剂,并能恢复RAP的技术性能。采用傅里叶变换红外光谱仪对再生沥青胶结料的化学结构进行了研究,揭示了TPO冷再生沥青混合料的再生机理。采用马歇尔设计方法明确了TPO冷再生沥青混合料的材料组成。研究了TPO的掺量、预活化时间和环氧树脂掺量对再生沥青混合料路用性能的影响规律。研究结果表明:TPO可以软化老化沥青、降低其黏度、重新平衡RAP表面的老化沥青的化学成分和恢复老化沥青的技术性能,但仅用TPO再生的再生沥青混合料的力学性能较差,掺入低剂量的环氧树脂在沥青混合料内部起到了结构补强的作用,极大地提高了TPO再生沥青混合料的各项性能。

升级废旧轮胎热解油的研究

废轮胎作为可再生资源来回收利用。废轮胎在500℃下经催化剂ZnO催化以及脱硫剂Cu(NO_(3))_(2)处理,得到初级产品油,再经蒸馏得不同温度下的馏分。实验表明,在蒸馏温度小于208℃,所得馏分产率为56.7%(wt%),在比重、运动黏度、热值、颜色、气味、透明度方面都基本符合0#商业柴油的基本要求;当蒸馏温度大于208℃,所得馏分产率为33.3%,各方面的性质达不到0#商业柴油的要求。生物质与轮胎共热解油蒸馏实验表明,经负载5%Co/HZSM-5作催化剂得到的油品,在蒸馏温度小于208℃,其馏分与0#商业柴油相比,比重高了3.14%,粘度低了35.5%,热值低了20.4%;经负载10%Ni/HZSM-5作催化剂时,比重为0.864 g/ml,运动粘度为1.43 mm^(2)/s,热值为38.0 MJ/Kg,与0#商业柴油柴油相比,比重高了3.62%,粘度低了51.2%,热值低了15.6%。生物质油的颜色较深,气味较浓。

废轮胎热解过程中的动力学与热力学特性及热解油组分分析

废轮胎作为一种典型的城市固体废物,由于具有耐酸、耐碱和耐生物特性,其清洁化处理难度较大。通过热解技术研究废轮胎的热解反应机理及热解油组分特性,进而可实现废轮胎的资源化利用。采用热重分析技术(TGA)对不同升温速率(5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min)下废轮胎的热解特性进行了系统研究,发现废轮胎热解过程主要发生在200~500℃温度区间,随着升温速率的增加,失重曲线(TG曲线)和失重速率曲线(DTG曲线)逐渐向高温方向偏移。采用3种等转化率法模型(Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)模型、Ozawa-Flynn-Wall(OFW)模型和Friedman(FM)模型)对热失重数据进行了动力学分析。拟合结果表明,3种模型对应的表观活化能(Ea)分别为148~221 kJ/mol、150~221 kJ/mol和156~232 kJ/mol。随着转化率的升高,Ea和指前因子(A)呈先增大后减小趋势。在此基础上,通过OFW模型计算了不同转化率下的热力学参数(焓变(ΔH)、吉布斯自由能变(ΔG)和熵变(ΔS))。结果表明,随着转化率增加,ΔS和ΔH不断增大,在转化率达0.9时稍有降低,而对应的ΔG变化趋势与之相反。升温速率对热力学参数影响不明显。此外,利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对废轮胎热解油组分进行了分析,发现D-柠檬烯含量高达62.42%,具有较好的利用前景。研究结果对于废轮胎的资源化利用及热解技术的优化具有一定的指导意义。

热解油基钻屑/橘皮生物炭钝化修复铜铅污染土壤

将热解油基钻屑(OBDC)/橘皮(OB)生物炭(OBDCs-OB)加入到Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)污染土壤中进行为期83 d的钝化修复实验,探究OBDCs-OB用于钝化修复铜铅污染土壤的效果及其对土壤微生物的影响。结果表明,OBDCs-OB表面具有—OH及—COOH等官能团、碳酸盐岩和黏土矿物等矿物组成以及多孔结构,可作为吸附剂使用;对比空白土壤,加入OBDCs-OB后,土壤阳离子交换容量(CEC)增加18.29 cmol/kg,维持pH在6.80;土壤中可酸溶态Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)含量分别降低18.21%和20.07%;Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的潜在浸出毒性分别降低52.8%和92.8%,有效钝化了Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ);土壤微生物总数最大值为8.6×10^(10)cfu/g,土壤脱氢酶与脲酶含量最大值为127.10μgTPE/(g·6 h)和167.10 mg_(NH_(3)-N)/(kg·24 h),增加了土壤微生物群落多样性和丰富度,可促进土壤微生物生长。

废塑料热解油性质及组成的研究现状

废塑料热解是一种废塑料热化学处理技术,既可回收热解油等高附加值产品,缓解能源危机,又可减少环境污染,因而兼具了经济效益和环境保护,是未来塑料回收技术的发展趋势。从理化性质、元素组成、馏分分布、烃类组成、非烃化合物5个方面综述了国内外对废塑料热解油的分析研究现状,详细介绍了塑料类型、反应温度、反应时间、催化剂等对废塑料热解油性质和组成的影响;根据废塑料热解油的性质和组成特点,简述了废塑料热解油的应用方向,为今后废塑料热解工艺优化和高价值利用提供数据支撑。

典型农林类生物质热解油裂解反应特性对比及其动力学研究

为提高生物质热解油的利用效率,探究生物质热解油在提质转化过程中的热解特性,进一步拓宽生物质热解油的利用途径,选取2种木质纤维素类生物质热解油作为研究对象,采用热重分析仪分别考察2种生物油的热解行为。选用Friedman法、FWO法2种等转化率方法求取生物质热解油整体热解反应的动力学参数,选用分布活化能模型(DAEM)法将生物质热解油热解过程分为轻质组分和重质组分2种虚拟组分热解过程,并求取2种虚拟组分热解的动力学参数。2种生物油的轻重组分含量差异导致2者的热解行为表现出不同特征,木屑热解生物油的最大质量变化速率对应温度和热失重反应结束温度均高于稻壳热解生物油。Friedman法计算所得2种生物油的活化能分别为89.92、145.98 kJ/mol,FWO法计算所得2种生物油的活化能分别为90.30、138.44 kJ/mol,2种方法计算结果具有较好的一致性;木屑热解生物油的平均活化能(142.21 kJ/mol)高于稻壳热解生物油(90.11 kJ/mol)。进一步采用DAEM方法将2种生物油热解过程分别分为轻质组分热解和重质组分热解,两组分DAEM方法动力学计算结果表明稻壳热解生物油和木屑热解生物油轻质组分的活化能(79.03、85.00 kJ/mol)小于重质组分的活化能(158.56、160.00 kJ/mol)。2种动力学方法计算结果表明生物油热解过程中轻质组分降低了生物油整体的活化能,2种动力学计算方法综合使用有利于对生物油的热解反应形成更为全面的认识。

落叶松树皮热解油酚醛树脂胶黏剂的制备与性能表征

采用FTIR分析了落叶松树皮热解油的成分,并以落叶松树皮热解油为原料部分替代苯酚20％、40％、60％,制备落叶松树皮热解油-酚醛树脂胶黏剂,并对其性能进行表征。结果表明:1．热解油中含有很多酚类、醛类、酮类以及不饱和的C=C键和一些柔性基团,可以代替部分苯酚与甲醛制备落叶松树皮热解油-酚醛树脂胶黏剂,同时在一定程度上可能起到对酚醛树脂改性的作用。2．热解油-酚醛树脂胶黏剂具备与酚醛树脂胶黏剂类似的性能。热解油代替20％的苯酚制备的热解油-酚醛树脂的反应活性最大。3．热解油中含有大量C=O、CH2-OH、C-CH2-C等基团的化合物,增加了官能团的反应活性和反应交联度,使热解油的加入起到了一定的固化剂的作用;同时热解油中含有一定的醇类物质,以及一些柔性基团,它的加入改善了树脂的脆性,提高了韧性。4．热解油加入得越多,树脂的黏度越大,树脂的固化温度也相应减低,其稳定期减短。

落叶松树皮热解油-酚醛树脂胶的固化特性研究

通过差热分析(DTA)研究快速热解油改性酚醛树脂胶粘剂的固化特性,结果表明:快速热解油与酚醛(PF)树脂在140℃左右都有一个放热峰,快速热解油的放热峰其峰强度仅为PF树脂的1/3。改性PF树脂在快速热解油替代率为40%以下时,出现单一放热峰,50%时出现两个放热峰;快速热解油替代率从20%提高到40%,放热峰逐渐向较低的温度移动;快速热解油改性后的PF树脂凝胶温度、固化温度和后处理温度都低于纯PF树脂。

废轮胎回转窑中试热解油的理化性质

研究了回转窑中试反应器中废轮胎热解所得液体产物油的品质。热解反应在中温段(450℃～650℃)进行,油产率在500℃有最大值45 1%,此后随温度升高而呈下降趋势。对热解油的品质进行了考察,获取了热解油的完整实沸点蒸馏曲线。结果表明,热解油品质较轻,200℃以下轻馏分总量高达33%～40%,而且热解温度的升高也有助于增加轻馏分含量。对各馏分进一步的FT IR分析显示,较高热解温度下热解油具有较强的芳香性,并可从谱图中识别出苯、萘及其烷基衍生物等芳香类物质。600℃和500℃热解油低馏分FT IR分析结果体现了热解芳烃类物质生成的Diels Alder反应途径。

MCM-41/SBA-15中孔分子筛对生物质热解油的催化裂解研究

以中孔MCM-41/SBA-15分子筛作催化剂,对不同条件下快速热解得到的木屑热解蒸气进行催化裂解,采用元素分析、凝胶色谱(s.e.c.)和气质联用(GC-MS)等手段表征。结果表明,同未加催化剂比较,分子筛MCM-41/SBA-15的存在可使热解液体中氧的质量分数降低,长链化合物所占比例明显减小,其中SBA-15作催化剂比MCM-41作催化剂对热解蒸气裂解更容易得到接近柴油和汽油分子量的热解油,但芳香类化合物的质量分数明显增加。热解油中Pentadecane、Hexadecane、D im e-thyjbenzene、Naphthalene等质量分数增加,而含氧类物质M ethyl-Phenol、2-M ethoxy-4-M ethyl-Phenol、2-M ethoxy-4-Propyl-Phenol等质量分数减少。

循环流化床内废轮胎的热解油化

介绍了以循环流化床反应器为主体的废轮胎热解油化装置 ,实验过程 ,实验结果及分析。通过评价热解条件对气体成分及油、碳和气产物产率的影响 ,以及热解油品的成分分析 ,得出如下结论 :( 1 )较高的温度和较长的停留时间会生成过多的不凝气 (主要成分为CH4,H2 ,C2 H4和CO等 ) ,降低油的产率 ;过低的温度和加热速率导致严重的碳化 ,同样会降低油产率。 ( 2 )热解油品的组成成分非常复杂 ,芳烃占了很大比例 ,其次是烷烃和非烃 ,沥青质的含量较少。