پایان نامه با کلید واژه های زمان واکنش، انرژی شکست

بوتادین رابر آسیاب شده، در حدود ۶/۹۰ گرم محصول قابل تقطیر و ۳/۱ گرم کک حاصل گردید. با بررسی تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر، الفینها با ۳۹ درصد بیشترین سهم از محصول مایع را شامل میشوند(جدول ۴-۸). توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن و درصد محصولات در گسترهی بنزین) (C5 – C9نشان میدهد که شکست حرارتی بیشتر به سمت تولید ترکیبات سنگینتر پیش میرود(جدول۴-۹). در واقع ترکیبات نه کربنه و بیش از ده کربنه درصد قابل توجهی از محصول مایع را تشکیل میدهند.
پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر
سیستم پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر با کاتالیست FCC
پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر با ۱۵ درصد کاتالیستFCC در دمای ۴۵۰ درجهی سانتیگراد در راکتور همزندار نیمه پیوسته و تحت گاز نیتروژن انجام گردید و در آزمایش اول در حدود ۶/۲۱ درصد محصول مایع، ۹/۶۹ درصد محصول گازی و۵/۸ درصد کک تولید شد. در آزمایشات بعدی و با توجه به تغییرات انجام شده مقدار محصول مایع تقریبا” تا چهار برابر افزایش یافت. نتایج این آزمایشها در جدول ۴-۷ آورده شده است.
جدول ‏۴-۷ درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی بوتادین رابر در آزمایشهای مختلف.
چگالی ویژه
درصد کک
درصد محصول گازی
درصد محصول مایع
درصد محصول
آزمایش
۷۶/۰
۳/۱
۱/۸
۶/۹۰
PBR/1

۵/۸
۹/۶۹
۶/۲۱
PBR/F/15/1

۷
۵/۶۱
۵/۳۱
PBR/F/15/2

۷/۷
۶۵/۴۷
۶۵/۴۴
PBR/F/15/3

۴/۵
۶/۳۱
۶۳
PBR/F/15/4

۳/۴
۰۴/۱۵
۶۶/۸۰
PBR/F/15/5
۶۶۵/۰
۲/۲
۶/۱۲
۲/۸۵
PBR/F/15/6

۵/۵
۳/۳۱
۲/۶۳
PBR/Z/15/1

۱/۳
۹/۲۶
۷۰
PBR/M/15/1
۶۹۸/۰
۹/۲
۷/۱۰
۴/۸۶
PBR/M/15/2
شکل ‏۴-۱ میزان محصولات حاصل از پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلیبوتادین رابر.
بررسی سیستم پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر با کاتالیست HZSM-5
پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر با ۱۵ درصد کاتالیست HZSM-5 در دمای ۴۵۰ درجهی سانتیگراد در راکتور همزندار بوچی و تحت گاز نیتروژن انجام گردید. در جدول ۴-۷ نشان داده شده است که محصولات این تخریب شامل ۲/۶۳ درصد مایع، ۳/۳۱ درصد گاز و ۵/۵ درصد کک بود. به دلیل درصد قابل توجه محصول مایع تقطیر شده، انجام این آزمایش در شرایط مناسب راکتور و تکرار پذیر بودن نتایج، به نتایج مورد نظر اکتفا گردید.
بررسی سیستم پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر با کاتالیست H-Mordenite
پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر با ۱۵ درصد کاتالیست H-Mordenite در دمای ۴۵۰ درجهی سانتیگراد در راکتور همزندار نیمه پیوسته و تحت گاز نیتروژن انجام گردید و در آزمایش اول در حدود ۷۰ درصد محصول مایع، ۹/۲۶ درصد محصول گازی و۱/۳ درصد کک تولید شد. درآزمایش دوم و با انجام کارهایی که در بخش ۴-۲-۲ ذکر گردید، توانستیم مقدار محصول مایع از پیرولیز پلی بوتادین رابر با کاتالیست H-Mordenite را به ۴/۸۶ درصد افزایش و مقدار کک تولیدی را به ۹/۲ درصد کاهش دهیم. نتایج این آزمایشها در جدول ۴-۷ نمایش داده شده است.
تأثیر کاتالیستهای مختلف بر پیرولیز پلی بوتادین رابر
همچنان که دیده میشود در این تحقیق، تأثیر کاتالیستهای مختلف بر روی پیرولیز پلی بوتادین رابر بررسی شده است. با پیرولیز پلی بوتادین رابر در بهترین شرایط با ۱۵ درصد از کاتالیست FCC در حدود ۲/۸۵ گرم محصول مایع و۲/۲ گرم کک تولید شد.
پیرولیز پلی بوتادین رابر با استفاده از کاتالیست H-Mordenite نیز حدود ۴/۸۶ درصد محصول مایع تولید میکند. محصول مایع تولیدی با کاتالیست FCC بیشترین مقدار را نسبت به کاتالیستهای دیگر داشت. از سوی دیگر مقدار کک به جا مانده از پیرولیز پلی بوتادین رابر با کاتالیست FCC نسبت به کاتالیست H-Mordenite کمتر است. به طور کلی، در مقایسه با HZSM-5 و H-Mordenite ، کاتالیست FCC از نظر تولید مایع دارای اثر بهتری بر روی تخریب پلی بوتادین رابر میباشد.
جدول ۴-۸ تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با ۱۵ درصد از کاتالیستهای FCC و H-Mordenite را نشان میدهد. همانطور که از نتایج برمیآید، در پیرولیز حاصل از پلی بوتادین رابر با کاتالیست H-Mordenite ، آروماتیکها با بیش از ۳۶ درصد و در پیرولیز حاصل از پلی بوتادین رابر با کاتالیست FCC، الفینها با ۴۰ درصد بخش قابل توجهی از مایع هیدروکربنی را شامل میشود.
جدول ‏۴-۸ تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با ۱۵ درصد از کاتالیستهای مختلف.
PBR/M/15/2
PBR/F/15/6
نمونه
اجزای محصول
(درصد مولی)
۴/۳۶
۳/۲۲
آروماتیک
۲/۲۴
۸/۱۹
نفتن
۳/۲۵
۱/۴۰
الفین
۱/۱۴
۸ /۱۷
پارافین
شکل ‏۴-۲ تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با ۱۵ درصد از کاتالیستهای مختلف.
در جدول ۴-۹ توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با دو کاتالیست FCC و H-Mordenite نشان داده شده است.
نتایج حاکی از آن است که پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر با کاتالیست FCC و H-Mordenite هر دو به یک میزان گروههای ۶ و ۷ کربنه تولید میکنند در حالیکه میزان هیدروکربنهای ۴ و ۵ کربنه تولیدی با FCC بسیار بیشتر از میزان آن با کاتالیست H-Mordenite است. این در حالیست که در مورد تولید هیدروکربنها با تعداد کربن ۹ و ۱۰ نیز تقریبا هر دو کاتالیست عملکرد مشابهی دارند ولی در مورد هیدروکربنهای ۱۰ کربنه و بالاتر کاتالیست H-Mordenite خیلی بیشتر محصولدهی دارد.
جدول ‏۴-۹ توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیستهای مختلف.
PBR/M/15/2
PBR/F/15/6
نمونه
گروههای محصول
(درصد وزنی)
۵/۰
۶/۱۱
بوتان
۱/۱
۲/۶
پنتان
۷/۳۱
۶/۳۱
هگزان
۴/۱۲
۹/۱۲
هپتان
۹/۱۱
۴/۱۵
اکتان
۰/۲۳
۸/۱۴
نونان
۶/۶
۸/۱
دکان
۸/۱۲
۷/۵
+دکان
شکل ‏۴-۳ توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیستهای مختلف.
تأثیر درصدکاتالیست FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر
تأثیر مقدار کاتالیست FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر در پنج غلظت کاتالیست بین صفر تا شصت درصد نسبت به پلیمر در جدول ۴-۱۰ مورد ارزیابی قرار گرفته است.
جدول ‏۴-۱۰ تأثیر مقدار کاتالیست FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر.
چگالی ویژه
درصد کک
درصد محصول گازی
درصد محصول مایع
درصد محصول
نمونه
۷۶/۰
۳/۱
۱/۸
۶/۹۰
PBR /0
۶۶۵/۰
۲/۲
۶/۱۲
۲/۸۵
PBR/F/15/6
۷۱۸/۰
۷/۶
۴
۳/۸۹
PBR/F/30/1
۷۱۷/۰
۷
۵/۰
۵/۹۲
PBR/F/45/1
۷۲۱/۰
۱/۸
۲/۵
۷/۸۶
PBR/F/60/1
نتایج حاکی از آن است که پیرولیز پلی بوتادین رابر با ۴۵ درصد کاتالیستFCC با ۵/۹۲ درصد بیشترین محصول مایع را تولید میکند. اما در مقایسه بین حالت بدون کاتالیست و درصدهای دیگر کاتالیست، تخریب حرارتی بیشتر از تخریب کاتالیستی، یعنی با ۶/۹۰ درصد بیشترین محصول مایع را تولید میکند. با افزایش میزان کاتالیست از صفر به شصت درصد، میزان کک از ۲/۲ به ۱/۸ افزایش مییابد. نتایج آنالیز ککهای بدست آمده نشان میدهد که آنها پلی آروماتیکهایی با جرم مولکولی بالا بوده و در دماهای بالا هم در برابر حرارت مقاوم هستند و به ترکیبات با جرم مولکولی پایینتر شکسته نمیشوند. به طور کلی در اغلب موارد مقداری کک ایجاد میشود و غالبا تا دماهای بالا نیز در برابر حرارت مقاوم میباشند. همانطور که قبلا هم ذکر گردید، تولید کک تأثیر منفی روی پدیدهی انتقال حرارت و جرم گذاشته و عملا هزینهی تولید را افزایش میدهد. با افزایش مقدار کاتالیست در سیستم پیرولیز و با کاهش انرژی شکست، زمان واکنش به میزان قابل توجهی کاهش مییابد اما این موضوع سبب نمیشود که افزایش میزان کاتالیست تغییر شگرفی در واکنش پیرولیز ایجاد کند. کارهای انجام شده در ارتباط با این مطلب، نشان میدهند که کاتالیستهای فعال و با میزان سطح بالا در همان میزانهای کم نیز تأثیر خود را بر روی واکنش میگذارند [۵۲]. به نظر میرسد ککی که در پیرولیز لاستیکها تشکیل میشود به دلیل پیوندهای دوگانهی فراوانی که در رابرها وجود دارد، به صورت سه بعدی و بسته است. این کک با نشست بر روی کاتالیست، حفرات آن را میبندد و اجازهی عبور زنجیرهای رابری به درون کاتالیست را نمیدهد. تولید کک طی فرآیند پیرولیز به هیچ وجه مطلوب نمیباشد. زمان اقامت طولانی و یا دماهای بالا این واکنشها را تشدید میکنند. کک تولیدی در پیرولیز رابرها متفاوت از پلاستیکها بوده و به نوعی کراس لینکهای سه بعدی تولید شده در پیرولیز رابرها همانند یک قفس عمل کرده و مانع از تحرک کاتالیست در توده رابر شده و به همین علت تأثیر گذاری کاتالیست بر روی پیرولیز رابرها به مراتب کمتر از پلاستیکها می باشد. ککها و کراس لینکهای سه بعدی زمان واکنش رابرها نسبت به پلاستیکها را تا چندین برابر افزایش می دهد و می توان به نوعی این اثر را اثر قفس۲۸ نام نهاد.
جدول ۴-۱۱ توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC را نشان میدهد.
جدول ‏۴-۱۱ توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC.
PBR/F/60/1
PBR/F/45/1
PBR/F/30/1
PBR/F/15/6
PBR/0
نمونه
اجزای محصول
(درصد مولی)
۲/۴۳
۹/۳۸
۵/۳۵
۳/۲۲
۵/۲۰
آروماتیک
۰/۲۵
۳/۲۲
۷/۲۱
۸/۱۹
۴/۲۰
نفتن
۳/۱۶
۴/۱۷
۰/۲۲
۱/۴۰
۰/۳۹
الفین
۵/۱۵
۴/۲۱
۸/۲۰
۸/۱۷
۱/۲۰
پارافین
شکل ‏۴-۴ توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC.
جدول ‏۴-۱۲ توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC.
PBR/F/60/1
PBR/F/45/1
PBR/F/30/1
PBR/F/15/6
PBR/0
نمونه
گروههای محصول
(درصد

این نوشته در No category ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید