сполук відбувається при значно нижчих температурах (~ 500? С), ніж при чисто термічному процесі ( gt; 700 ? C) [47].
Основною метою застосування каталізаторів піролізу є збільшення масового виходу висококалорійних газоподібних і рідких палив з органічного субстрату. Іншим завданням використання каталізаторів є прискорення термічного розпаду за допомогою внесення в субстрат кислот і основ (наприклад, при розпаді поліамідів і поліефірів), а також руйнування каталізаторами утворюються шлаків і нечистот [47, 48].
Відомо [49] про незначну каталітичної активності наповнювачів пластиків, а також стиролу і бутадієну при втраті активності каталізаторів піролізу за рахунок коксоутворення на поверхні. Важко визначити, яким же чином добавки, що вводяться до складу полімеру, можуть змінювати механізм і розподіл продуктів термодеструкції, однак їх вплив значно слабкіше, ніж каталізаторів піролізу.
У безлічі науково-дослідних робіт в процесах деструкції полімерних відходів була виявлена ??активність наступних гетерогенних каталізаторів:
Тверді кислоти (цеоліти, алюмосилікати, оксиди алюмінію, невикористані і відновлені потокові каталізатори каталітичного крекінгу) [49, 50];
мезопористі каталізатори;
алюминийсодержащие глини;
нанокрісталлічние цеоліти (n-HZSM - 5);
тверді суперкіслоти (ZnO 2/SO 4 2-);
галлосілікати;
метали на вуглеці;
основні оксиди (BaO, K 2 O) головним чином для піролізу полістиролу [51 - 65];
- солі перехідних та рідкісноземельних металів (солі міді, цинку, металів підгрупи заліза, магнію, алюмінію, барію, ванадію, титану, цирконію і т.д.) [66 - 73].
Основна відмінність каталітичного процесу деструкції полімерної сировини полягає у використанні іонних каталізаторів, під дією яких розщеплення зв'язків С-С протікає по гетеролітичному (ионному) ланцюговому механізму:
С: С? С + + С - або С: С? С - + С +
Деструкція вуглеводнів у присутності іонних каталізаторів протікає з дуже великими швидкостями. У порівнянні з термічним процесом швидкість каталітичної деструкції парафінів зростає від 6 до 60 разів, нафтенов і олефінів - більш ніж у 1000 разів і ароматичних вуглеводнів від 100 до 10000 разів. Швидкість каталітичного розщеплення изопарафинов, що мають третинний атом вуглецю, значно перевищує швидкість розщеплення н-парафінів. Олефінових вуглеводні, особливо високомолекулярні, в присутності кислотних каталізаторів піддаються розщепленню набагато легше, ніж парафінові: швидкість їх розщеплення перевищує швидкість розщеплення парафінових вуглеводнів в 1000 - 10000 разів [74].
2. Експериментальна частина
.1 Сировина і реактиви
В якості сировини використовували відходи пластмас з переважним вмістом ПЕ і ПП (кришки пластикових пляшок);
Пастообразователь - смолисто-асфальтеновие відходи нафтопереробки (залишок каталітичного крекінгу і гідрокрекінгу нафтопродуктів);
Каталізатори - цеоліт родовища Семейтау теплообробний; боксит - 094 Торгайской родовища, збагачений залізом; червоний шлам; просушений иодат калію (KIO 3).
Реактиви: спіртоефірние суміш (етанол: діетиловий ефір - 1: 1); 0,2 н розчин йоду в спирті; 0,1 н водний розчин тіосульфату натрію; індикатор - 1% водний розчин крохмалю.
2.2 Установка гідрогенізаційного переробки відходів пластмас
Досліди проводили на установці, що працює в періодичному режимі під тиском від 0,4 до 2,9 МПа в інтервалі температур 150 - 450 о С при безперервному перемішуванні. Установка складалася з металевого реактора «качка» об'ємом 0,25 дм 3, виконаного з нержавіючої сталі Х18Н10Т. Обігрів реактора здійснювали за допомогою нагрівача змінного струму, регульованого трансформатором і амперметром. Контроль температури в реакторі проводили за допомогою хромель-алюмелеві термопари. Реєстрацію показань проводили на приладі КСП - 4, с откалиброванной шкалою по температурах кипіння води (100 0 С), плавлення олова (232 0 С), свинцю (327 0 С) і цинку (427 0 С). Схема установки наведена на рис. 1.
Тиск в установці гідрогенізації створювали за допомогою аргону. Зміна тиску в системі фіксували за допомогою манометричного приладу. Суміш подрібнених до стану крихти полімерних матеріалів, каталізатора і пастообразователя нагріту до 70 - 80 0 С, завантажували в реактор, потім перевіряли реактор на герметичність, продували аргоном, задавали тиск 0,4 - 0,5 МПа, включали о...
