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1、泰山学院本科毕业论文塑料热解产物的气相色谱分析所在学院化学与化工学院专业名称化学工程与工艺申请学士学位所属学科工学年级二一级学生姓名、学 号单春燕2010100111指导教师姓名、职称张建平副教授完成日期二一四年五月摘 要塑料作为优异的合成材料已经被应用到国民生产、生活的各方各面，成为应用范围最广范的材料之一。但是随着塑料工业的发展，废旧塑料造成的污染问题已成为各国科研人员研究的重点研究内容。本文介绍了当下废旧塑料处理的主要方式以及发展现状，重点研究了废旧塑料的热裂解和催化裂解制备燃料油的特征，讨论裂解温度对汽油收率的影响 , 研究表明聚乙烯、聚丙烯热解时分别在 460、430下有最大汽油收率
2、，在该温度段内汽油收率有一峰值。柴油收率、残渣收率会增加。气体收率、重油收率减小。其次，本文研究了气相色谱 -质谱联用法测定分析废聚丙烯热裂解和催化裂解制备汽油的分析方法。采用质谱法对色谱图中各组分进行定性分析，采用峰面积归一化法进行定量分析。最后，在定性分析和定量分析的基础上采用分组计算法计算聚丙烯热裂解和催化裂解所得汽油的辛烷值。其范围在 80-90之间，是比较适合制备汽油。关键词：废旧塑料，热裂解，催化裂解，气相色谱- 质谱联用，回收处理I泰山学院本科毕业论文ABSTRACTPlastic as excellent synthetic materials have been applie
3、d to the national production，all aspects of our life,become one of the most extensive scope of application materials.However,with the rapid development of the plastic industry, waste plastic pollution problems are becoming more and more serious. The waste plastic pollution recycling effectively,real
4、ize the recycling of resources has become the field of research focus on.This paper introduces the current waste plastic processing method and development status.Focus on the waste heat cracking and catalytic cracking,the characteristics of the preparation of fuel oil, discusses the effect of pyroly
5、sis temperature on the yield of gasoline, polyethylene, polypropylene pyrolysis study found respectively at 460 and 440 maximum yield of gasoline ,catalytic cracking, respectively at 460,430 maximum yield of gasoline. In the temperature range the gasoline has a peak.The yield of diesel oil ,residue
6、yield can increase the gas yield, oil yield reduction.Secondly,this paper studies the GC-ms LEAGUE usage analysis polypropylene thermal cracking waste determination and catalytic pyrolysis gas analysis methods of preparation.The mass spectrometry for chromatograph chart of components for qualitative
7、 analysis, give the components and the naming patent ,the peak area normalization method for the quantitative analysis.Finally, based on qualitative analysis and quantitative analysis used for grouping method to calculate polypropylene pyrolysis and catalytic cracking of the octane value of gasoline
8、.Its range is between 80-90,suitable for preparation of gasoline.Keywords:waste plastic, heat cracking, catalytic cracking,GC-MSAnalysis,recycling1泰山学院本科毕业论文1 引 言随着我国国民经济的快速发展和城市人口的不断增多以及人民生活结构和方式的改变 , 城市垃圾也在以年增长率10%的速度增长 , 带来的危害越来越明显，城市垃圾中的废旧塑料产品也随之不断的增加, 在所有垃圾所造成的污染中，废旧塑料的“白色污染”特别严重。目前全世界塑料制品的年产量已
9、超过1亿吨，但仍在以每年 30%的速度在增加 , 其中每年将有超过 40%的塑料制品被废弃，给全球的环境带来了巨大的压力；我国是世界上第三大塑料消费国和生产国，据资料显示, 2000年我国积累的废塑料量已达580万吨 , 在人们对环境质量日益关注的当前, 我们在使用塑料制品的同时不得不考虑其使用后的回收利用和清洁处理问题。“白色污染”从 20世纪 70年代开始就已经成为一个广泛的全球性问题, 我国自 1996年 4月 l日实行关于“白色污染”的环保法以来，废塑料的处理又同时作为环境和社会问题引起人们的重视 , 因此治理“白色污染”已成为一个难点。1.1 废旧塑料回收处理概况当前废旧塑料主要处理
10、方式（1）掩埋和焚烧填埋处理是比较传统的方法，也是人们尝试的最早方法。废旧塑料由于其难降解性 , 埋在地下腐烂要等几百年的时间，周期较长，而且会占用大量的土地资源，同时会影响土壤的通气和透水性能，对土壤的破坏力较大，还影响作物的生长发育。燃烧处理 , 主要是进行热量的回收，这种方法日本和西欧应用的较多，但是使用这种方法在处理氯含量较高的特殊废弃物时会产生氯化氢(HCl ) 和二噁英(Dixoins) 等污染物 HCl 不仅危害人类身体健康, 而且对焚烧设备有很强的腐蚀作用， Dixonis 则是地球上毒性最强的物质，具有致癌毒性、生殖毒性等；而且在废2泰山学院本科毕业论文塑料中还包含镉、 铅等
11、重金属化合物， 这些化合物主要是用作塑料的抗氧剂、热稳定剂，在废塑料焚烧过程中，这些重金属碳化物会随烟、燃烧残渣一并释放，破坏环境，同时焚烧需要用专门的设备，投资较大。（2）熔融再生技术废塑料的熔融再生技术是将废塑料加热到一定的温度，使其重新塑化成型，然后作为原料使用， 对于单一品种的塑料 , 生产出的材料和新料相比, 其性质和性能差别不大， 可谓是一种资源化利用的好方法；但对于品种混杂的塑料， 则生产出的塑化产品质差，不稳，一般只能用作建筑材料的填料、垃圾袋等，有效利用的空间很小，而且在熔融再生的生产过程中也会产生一些有毒气体，而且容易造成二次污染，最终不能够消除。（ 3）热处理技术废塑料的
12、热处理方法较多 , 国内外的许多学者对此进行过相关研究，但其有相同的原理： 就是利用能量 ( 一般为热能， 条件为高温、 高压 ) 将塑料的大分子链打断，使其裂解成小分子的物质，来制取燃料油或者其他化工产品。废塑料裂解是使废塑料在高温或催化下， 使塑料大分子断裂， 从而获取分子量较小的油料、 燃料气和化工产品的方法。 按裂解方式分类可分为热裂解和催化裂解；按产物可分为炭化裂解、 液化裂解和气化裂解。 液化裂解仅适用于聚烯烃废塑料，所以需要经过严格排序；气化裂解不必经过严格分离的废塑料 , 炼焦开裂等得到半焦固体产品 , 通常与液化和气化过程。废塑料气化热裂解需要常用的催化剂 , 在密封热解容器
13、加热到一定温度并保持一段时间 , 塑料在高温发生复杂的分子反应 , 最后得到与小分子烷烃为主 , 烯烃气体和轻质油。液化裂纹 , 一般很难得到一个简单的热裂解高纯液体产品 , 通常加入催化剂 , 和匹配一定的加热温度 , 可以得到更高质量的石油产品和化工产品。废塑料液化，根据不同液体产品的需求可以使用不同的催化剂。 热解反应 , 反应物分子断裂和分子重排 , 当使用不同的催化剂 , 热解反应的机理 , 结果也不同。一般用的催化剂有氢氧化铝、石英砂、硅酸铝、铁等，为了获得高质量油品一般还采用加氢裂解。 这种方法可以处理难以再生的塑料， 较多的以处理单种的塑料为主，且污染少。但是用于处理复杂的混合
14、塑料时存在一些技术上的难题，比如预处理 ! 种类的筛分和催化剂的开发和利用等。因为各种废塑料裂解时所需3泰山学院本科毕业论文要的条件各不相同， 同时其设备和流程较复杂， 运行费用较高， 混合废塑料裂解所得液体油品成色差，难于应用，实用价值小。现在主要应用在发达国家 , 像中国这样的发展中国家推广使用难度较大。（4）光降解和生物降解从长远利益的角度 , 完全生物降解塑料是从根本上废除“白色污染”的最好办法 , 但是现在还面临着许多尚未解决的问题。 就目前的技术而言 , 在光降解和生物降解的只是部分降解 , 降解由于其物理和化学性质变化后体积迅速萎缩 , 极其方便后处理程序。在生物可降解塑料 , 因为添加了可生物降解的成分 , 使一些性能塑料本身的影响 , 如何保证在必要时原始的性能退化的同时又在必要时让它降解 , 这本身就是一个矛盾。 另外可降解塑料的生产成本明显高于传统塑料， 这就是其难于推广使用的另一重要原因。焚烧和填埋是目前我国处理废旧塑料的主要方法，这对大气和土壤都产生了严重的损害。 利用废旧塑料制取燃料油是以热
