С з розривом ефірних і утворенням карбоксильних і вінілефірних груп, зменшенням молекулярної маси полімеру, збільшенням кількості кінцевих груп, виділенням терефталевої кислоти, ацетальдегіду, двоокису вуглецю та інших летких продуктів. При деструкції полімер спочатку забарвлюється в кремовий колір, потім жовтіє, далі стає коричневим і при глибокому піролізі забарвлюється в чорний колір. При термічній деструкції співвідношення газоподібних продуктів в інтервалі 283 - 306? З практично незмінно: ацетальдегід (80%), вуглекислий газ (9%), окис вуглецю (8%), етилен (2%), вода, метан, бензол та ін. (1%).
Термічний розпад полімеру на початкових стадіях відбувається по молекулярному механізму, і тільки при високих температурах піролізу і в присутності кисню починає набувати помітного значення розпад по радикальному механізму. Енергія активації термічної деструкції становить 210 кДж/моль. У присутності кисню протікає термоокислительная деструкція з утворенням перекисних радикалів і гідроперекисів.
Згідно роботі [35] ініціювання термічної деструкції полягає в гомолитического розриві зв'язку С-О, а не зв'язки С-С, оскільки міцність зв'язку С-О менше, що можна побачити на прикладі структурної формули ефіру, де більш слабкі зв'язки позначені пунктирними лініями:
Розподіл продуктів піролізу полімерних відходів за масою залежно від умов проведення процесу може істотно змінюватися в широких межах [36, 37].
Процес каталітичного піролізу полімерних відходів у порівнянні з некаталітичні методом переробки володіє наступними перевагами [38 - 40]:
більш низькими температурами проведення процесу за рахунок зниження енергії його активації на 50-100 кДж/моль, що дозволяє істотно знизити енергоспоживання;
більш високою швидкістю протікання процесу, що дозволяє скоротити час перебування сировини в реакторі, а також застосовувати реактори менших обсягів;
можливістю управляти селективністю процесу до виходу заданих продуктів піролізу за рахунок вибору умов його проведення, виду і маси каталізатора;
рідкі продукти піролізу містять переважно циклічні, розгалужені й ароматичні вуглеводні, що покращує якість одержуваного палива.
В умовах каталітичного піролізу полімерів протікає велике число послідовних і паралельних реакцій, серед яких визначальний вплив на результати процесу надають реакції розриву вуглець - вуглецевого зв'язку, перерозподілу водню, ароматизації, ізомеризації, розриву і перегрупування вуглеводневих кілець, конденсації , полімеризації і коксоутворення.
Загальний тепловий ефект процесу каталітичного піролізу складається із сукупності теплових ефектів окремих фізико-хімічних перетворень, які в більшості ендотермічну, за винятком таких типів реакцій, як реакції міграції водню, полімеризації, циклізації, конденсації і т.д. [41].
Зазвичай температура каталітичного піролізу пластикових відходів знаходиться в межах від 300 до 450? С. Збільшення температури проведення процесу позначається на підвищенні активності каталізаторів, однак це знижує селективність процесу. До того ж, температура впливає на хід протікання процесу і на стадії карбкатион ланцюгової реакції, (наприклад, ініціювання, ріст або обрив ланцюга), тому дуже важливо знати оптимальний температурний режим проведення процесу, що забезпечує максимальну ефективність і вихід необхідних продуктів піролізу [42 - 43 ].
Важливим параметром проведення процесу є концентрація каталізатора, що входить до складу вихідного полімерної сировини. Так, при збільшенні концентрації каталізатора зростає вміст газоподібних вуглеводнів С1-С4 у складі летких продуктів до 70%, а також відбувається збільшення виходу коксу [44]. Цей результат є передбачуваним, оскільки при збільшенні вмісту каталізатора первинні реакції крекінгу протікають переважно з утворенням С3 4, у той час як вторинні реакції протікають у меншій мірі через коротке часу перебування в реакторі.
Продукти, отримані в процесі каталітичного піролізу, мають більш високою якістю і можуть бути використані у вигляді транспортабельного палива, що є важливою перевагою застосування каталізаторів у процесі піролізу пластикових відходів [45 - 46].
Деструкція аліфатичних вуглеводнів в присутності каталізаторів супроводжується утворенням низькомолекулярних вуглеводнів, головним чином мають у молекулі три і більше атома вуглецю (С 3 Н 6, С 3 Н 8, С 4 Н 8, С 4 Н 10) , в той час як в низькомолекулярних продуктах термічного процесу переважають вуглеводні З 1 -С 2 (СН 4, С 2 Н 4, С 2 Н 6).
Вплив кислотних каталізаторів на процес деструкції вуглеводнів полягає в тому, що освіта ароматичних вуглеводнів з аліфатичних і нафтенових ...
