废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油研究
3.0
2025-01-08
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27 页
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废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油研究
王允圃 1黄燕燕 1戴磊磊 1Ruan Roger2刘玉环 1王小亮 1
1.南昌大学生物质转化教育部工程研究中心,南昌 330047;南昌大学食品科学与技术国家
重点实验室,南昌 3300472.明尼苏达大学生物产品与生物系统中心,圣保罗 55108
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摘要：研究在高压反应釜中,利用 ZrO2/Al2O3/TiO2 多晶泡沫陶瓷催化剂,催化废植物油
脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油.考察了温度、时间、催化剂添加比例、物料质量比等因
素对废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油的影响.得到适宜的制备条件为反应温度
430℃、反应时间 40 min、催化剂质量分数 15％、物料质量比 1∶1,在此条件下,液体产物
产率为 65.9％.GC-MS 分析表明,裂解液体中饱和烃类产物峰面积比例接近 100％,其中
97.85％为直链烷烃,并初步推断了废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解机理.产物的部分燃料
油性能测定结果表明,裂解燃油热值明显高于生物柴油与 0号柴油,密度和运动黏度符合 0
号柴油的标准,冷凝点和冷滤点均优于生物柴油,低温流动性好.
关键词：
废植物油脂废聚乙烯塑料共裂解燃油多晶泡沫陶瓷催化剂
分类号：
S216.2(农业动力、农村能源)
资助基金：
国家自然科学基金¹(21266022) 国家自然科学基金¹(21466022) 国家国际科技合作
专项基金¹(2015DFA60170) 国家高技术研究发展计划（863 计划）¹(2012AA10180
0-03、2012AA021205-6、2014AA022002) 江西省科技重大专项¹(2012ABG0410
3)
在线出版日期：
2016-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
利用废塑料、废油和重油混合裂解制取燃料油的方法
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摘要：
一种利用废塑料、废油和重油混合裂解制取燃料油的方法，它是将重油、废油按 0.5～
1.5 0.5∶～1.5 的比例混合后作为油原料，将塑料原料和油原料按 1～3 1∶～3的比例混合后连
续加入裂解反应器中，启动搅拌器(转速为 10～30 转/min)，并开始加热，控制升温速度在
150～250 /h℃、裂解温度至 370～450℃，收集反应裂解气并用催化剂改质，经改质后的
裂解气经冷凝器得到液体油品和气体产物，液体油品再经分馏得到汽油、柴油、重油，重
油返回反应器中作为反应原料，气体产物收集储存。本发明不但解决了废塑料、重油、废
油的利用问题，还解决了废塑料裂解过程中的由于废塑料传热性差而导致的渣量大和结焦
问题，提高了汽油及柴油的出油率，改善了汽油和柴油的质量，生产效率高，经济效益也
明显提高。收起⋀
专利类型：发明专利
申请/专利号：CN03118155.4
申请日期：2003-03-10
公开/公告号：CN1434100
公开/公告日：2003-08-06
主分类号：C10G1/00
申请/专利权人:湖南大学
发明/设计人:袁兴中;曾光明;吴未红;黄国和
主申请人地址:410082 湖南省长沙市河西岳麓山湖南大学环境科学与工程系
专利代理机构:湖南兆弘专利事务所
代理人:赵洪
国别省市代码:湖南;43
权利要求：
1.一种利用废塑料、废油和重油混合裂解制取燃料油的方法，其特征在于：将重油、废油
按0.5～1.5 0.5∶～1.5 的比例混合后作为油原料，将塑料原料和油原料按 1～3 1∶～3的比例
混合后连续加入裂解反应器中，启动搅拌器(转速为 10～30 转/min)，并开始加热，控制升
温速度在 150～250 /h℃，并控制裂解温度至 370～450℃，收集反应裂解气并用催化剂改
质，经改质后的裂解气经冷凝器得到液体油品和气体产物，液体油品再经分馏得到汽油、
柴油、重油，重油返回反应器中作为反应原料，气体产物收集储存。
废弃植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备烃类燃料的
研究
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129
作者：
王小亮
摘要：
生物燃料相对于化石燃料最大的优点是具有可再生性和零排放性,目前,植物油脂是获得生物燃料的主
要原料,动植物油脂通过热裂解等热化学手段可得到再生燃油,生产过程有可观的氢气富余.与此同时
在市政固体垃圾,农业生产中有大量废弃塑料,因其在自然界难以分解形成白色污染,已经开展的废弃
塑料热裂解研究表明供氢不足造成焦化,是液态产物得率低下的主要原因.本研究通过利用 Zr203/
A1203/Ti02 多晶泡沫陶瓷催化剂催化废弃植物油脂与聚乙烯共裂解制备高品质可再生烃类燃料,通
过GC-MS,FT-IR,GC 等方法分析裂解得到的固体产物,液体产物和气体产物,探讨裂解温度,时间,催化
剂添加比例,物料比例等因素对液体产物得率和产物组分分布的影响,并推断废弃植物油脂与聚乙烯共
裂解成烃类的化学机理,同时,对催化剂进行了表征.通过 Box-Behnken 实验得到废弃植物油脂与聚
乙烯共裂解制备高品质可再生烃类燃料最优条件,从而指导废弃油脂与聚乙烯共裂解制备高品质可再
生烃类燃料的研究,突破我国高品质可再生烃类燃料研究的瓶颈问题.不同裂解条件对废弃植物油脂与
聚乙烯共裂解制备高品质可再生烃类燃料影响如下:(1)随着裂解温度的升高,液体得率先增高然后出
现下降的趋势,裂解的最适温度为 430°C.裂解液体中直链烷烃含量高达 74.47%,烯烃 0.85%,芳烃
含量为 19.85%,含氧化合物
废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油研究
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97
作者：
王允圃,黄燕燕,戴磊磊,Ruan,Roger,刘玉环,王小亮
摘要：
研究在高压反应釜中,利用 Zr O2/Al2O3/Ti O2 多晶泡沫陶瓷催化剂,催化废植物油脂与废聚乙烯塑
料共裂解制备燃油。考察了温度、时间、催化剂添加比例、物料质量比等因素对废植物油脂与废聚
乙烯塑料共裂解制备燃油的影响。得到适宜的制备条件为反应温度 430℃、反应时间 40 min、催
化剂质量分数 15%、物料质量比 1∶1,在此条件下,液体产物产率为 65.9%。GC-MS 分析表明,裂解
液体中饱和烃类产物峰面积比例接近 100%,其中 97.85%为直链烷烃,并初步推断了废植物油脂与废
聚乙烯塑料共裂解机理。产物的部分燃料油性能测定结果表明,裂解燃油热值明显高于生物柴油与 0
号柴油,密度和运动黏度符合 0号柴油的标准,冷凝点和冷滤点均优于生物柴油,低温流动性好。
废弃塑料与生物质共热解制取富烃类生物油的研究
来自¹掌桥科研
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作者：
张雅琦
摘要：
在我国能源革命和能源转型的背景下,清洁能源加速发展.生物质是一种可持续性使用,可再生的清洁
能源,被视为极具发展前景的化石燃料替代品.另一方面,全球塑料废物产量持续增加,已给生态环境和
人类健康造成沉重负担.通过热解技术则可有效实现二者的资源化,能源化利用.生物质热解转化温度
低,但产物油含氧量高,腐蚀性强,燃烧稳定性差;废弃塑料含氢量高,但转化过程能耗大,考虑将二者共
热解将有望达到协同处置的效果.本文以三种典型的塑料废物(聚乙烯,聚苯乙烯和聚氯乙烯)和两种农
业废弃物类生物质(棉花秸秆和遏蓝菜籽)为研究对象,以将二者共混热解来制取富烃类生物油为目的,
并考虑掺混比和预处理等影响因素,深入探究了二者单独及共混热解过程中的热失重行为,产物分布,
热解反应活化能和反应过程模型,具体如下: (1)利用几种有机酸性溶液浸渍预处理棉花秸秆后发现,样
品中灰分的含量显著降低,大部分的碱(土)金属被去除.预处理使得棉花秸秆的表面结构更加松散,出
现了较多褶皱和孔隙结构,从而促进了热解过程中挥发性组分的快速逃逸,提高了热解反应的(最大)热
失重速率.预处理后,棉花秸秆热解油中烃类产物,含羰基化合物及脱水糖的含量增高;同时,C6~C9 化
合物含量显著增加,有利于工业上升级精制汽油. (2)将经柠檬酸调质后的棉花秸秆与几种塑料按 1:1
共混后热解,并通过热重分析仪和热裂解-气相色谱/质谱联用仪对共热解特性进行了研究.结果表明,反
应过程中的相互作用强度表现为:聚苯乙烯 gt;聚氯乙烯 gt;聚乙烯.相比于棉花秸秆单独热解,各共混
物热解反应的质量残余率均下降(最高下降10.35%),有利于工业化生产.由于塑料作为供氢体,共热
解后产物油中的含氧化合物特别是酸类物质以及多环芳烃的含量显著下降,热解油的氧化稳定性和燃
烧稳定性提高.向预处理过的棉花秸秆中添加聚氯乙烯后,热解过程的反应活化能被降低,而添加聚乙
烯和聚苯乙烯后则出现了相反的结果. (3)比较分析探究了几种废弃塑料与遏蓝菜籽在不同混比下的
共热解特性,结果发现,塑料聚合物其结构的差异性会导致共热解中产生不同的协同效应.在聚乙烯和
聚苯乙烯与遏蓝菜籽的共热解过程中,由于熔融塑料覆盖在菜籽粉末表面阻碍了传热传质过程,导致最
大热失重峰延迟出现;而聚氯乙烯热解过程中释放的氯化氢用作酸性催化剂则使得反应出现了相反的
结果.与遏蓝菜籽单独热解相比,聚乙烯的加入主要导致了产物中脂肪烃的含量增多(最多增加了
16.91%),而添加聚苯乙烯,聚氯乙烯则使反应过程表现出较好的单环芳烃选择性(最高可达
47.26%).共热解后,酸类产物尤其是不饱和脂肪酸的含量显著降低,产物油的氧化稳定性提高.共热解
的反应机理模型随转化率的变化而改变,在转化率小于 0.6 时,聚乙烯,聚苯乙烯与遏蓝菜籽的共热解
模型曲线表现出相似的趋势,均遵循扩散反应模型. 综上,废弃塑料与生物质的共热解减少了含氧类物
质尤其是酸性产物以及多环芳烃的生成,提高了热解油的氧化稳定性和燃烧稳定性,有利于工业化生产
高品质的富烃燃料.
收起
关键词：
富烃类生物油¹共热解¹塑料废物¹农业废弃物
学位级别：
硕士
学位年度：
2022
1.本发明涉及一种生物质和聚乙烯共热解制备生物燃油的方法，属于废弃碳资
源能源转化利用技术领域。
背景技术：
2.作为唯一可再生碳源，生物质能具有绿色低碳、储量广泛等优势，但也存在
能量密度低、收集困难等局限。聚乙烯(polyethylene,pe)是一种常见固体塑料
废弃物，每年超过60％聚乙烯塑料因无法合理回收利用而流向填埋和焚烧，对
摘要：
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废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油研究 王允圃1 黄燕燕1 戴磊磊1 RuanRoger2 刘玉环1 王小亮11.南昌大学生物质转化教育部工程研究中心,南昌330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,南昌3300472.明尼苏达大学生物产品与生物系统中心,圣保罗55108引用收藏分享打印摘要：研究在高压反应釜中,利用ZrO2/Al2O3/TiO2多晶泡沫陶瓷催化剂,催化废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油.考察了温度、时间、催化剂添加比例、物料质量比等因素对废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油的影响.得到适宜的制备条件为反应温度430℃、反应时间40min、催化剂质量分数15...
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