پایان نامه با کلید واژه های زمان واکنش، تکرارپذیری

وزنی)
۳/۹
۳/۵
۸/۲
۶/۱۱
۱/۰
بوتان
۶/۵
۲/۵
۱/۵
۲/۶
۳/۱
پنتان
۲/۱۳
۳/۱۶
۵/۱۹
۶/۳۱
۷/۹
هگزان
۶/۱۳
۲/۱۷
۲/۱۴
۹/۱۲
۸/۷
هپتان
۵/۱۷
۱/۱۸
۹/۱۷
۴/۱۵
۰/۱۷
اکتان
۸/۱۷
۲/۱۵
۲/۱۵
۸/۱۴
۷/۳۶
نونان
۱/۹
۲/۱۰
۱/۹
۸/۱
۸/۹
دکان
۹/۱۳
۵/۱۲
۲/۱۶
۷/۵
۶/۱۷
+دکان
نتایج نشان میدهند که در درصدهای صفر و پانزده از کاتالیست FCC در پیرولیز پلی بوتادین رابر، الفینها سهم اصلی محصولات را تشکیل میدهند. ولی با افزایش کاتالیست از ۳۰ درصد به بالا، درصد آروماتیک موجود در محصول با شیبی ملایم افزایش یافته و به همین ترتیب مقدار الفین کاهش مییابد. ولی درصد پارافینها و نفتنهای موجود در محصول مایع روند مشخصی با مقدار کاتالیست از خود نشان نمیدهند. همانطور که قبلا نیز ذکر شد، کاتالیست FCC دارای توزیع خلل و فرج دوقلهای است. در حین فرآیند پیرولیز، علیرغم اینکه تمایل زنجیرها به عبور از حفرات بزرگتر بسیار بیشتر از حفرات کوچکتر است ولی دستهای از زنجیرها با عبور از حفرات کوچکتر تبدیل به حلقههای آروماتیکی میشوند. با افزایش درصد کاتالیست و همچنین با افزایش میزان حفرات کوچکتر، درصد آروماتیک موجود در محصول مایع افزایش مییابد.
بررسی روند تغییرات دما طی فرآیند پیرولیز پلی بوتادین رابر
با پیرولیز ۲۰۰ گرم از پلیمر پلیبوتادینرابر با ۳۰ گرم کاتالیست FCC در راکتور نیمه پیوسته در حضور گاز نیتروژن، ۱۵۰ گرم محصول مایع تیره رنگ و ۱۵ گرم کک حاصل گردید. با بررسی روند تغییرات دما در طی زمان واکنش پیرولیز و مقدار محصول مایع خروجی به نتایج جالب توجهی دست یافتیم (جدول ۴-۱۳). در فرآیند پیرولیز لاستیکها، به دلیل وجود پیوندهای دوگانهی فراوان در ساختار پلیمر و ایجاد رادیکالهای زیاد در حین پیرولیز، شبکههای پلیمری عظیمی تولید میشود و اثر قفس تقویت می شود. به این ترتیب که با ادامهی روند افزایش دما شبکههای پلیمری دوباره تخریب شده و رادیکالهای حاصله میتوانند متعاقبا به شبکههای پلیمری جدید تبدیل شوند. به همین ترتیب روند تخریب این شبکه و تولید رادیکالها ادامه دارد. بنابراین در فرآیند تخریب لاستیکها یک فرآیند پیرولیز چند مرحلهای۲۹ خواهیم داشت و برخلاف پیرولیز پلاستیکها، محصول مایع هیدروکربنی به صورت مجزا در چند مرحله خارج میگردد. به همین ترتیب، همانطور که در شکل ۴-۵ میبینیم روند تغییرات دما با گرم محصول مایع در طی پیرولیز به صورت افزایشی و کاهشی است. تخریب کاتالیستی پلیمرها سرعت شروع بالایی دارد ولی با گذشت زمان به دلیل نشست کک روی سطح کاتالیست و کاهش فعالیت آن، سرعت پیرولیز و همچنین میزان محصول مایع خروجی کاهش مییابد تا اینکه کاملا قطع گردد.
جدول ‏۴-۱۳ روند تغییرات دما و میزان محصول مایع خروجی طی فرآیند پیرولیز پلی بوتادین رابر.
مقدار محصول مایع(گرم)
دما(درجهی سانتیگراد)
زمان(دقیقه)
۵/۷۰
۳۶۰
۵/۱۲
۳/۷۲
۳۲۲
۲۶
۸/۷۷
۲۹۸
۲۸
۹/۸۰
۳۵۷
۳۰
۲/۸۹
۳۷۷
۳۲
۵/۹۶
۳۸۶
۳۴
۹/۱۰۱
۳۲۶
۳۶
۳/۱۰۶
۳۲۲
۳۸
۱۰۹
۳/۳۵۳
۴۰
۱۱۰
۳۶۱
۴۲
۴/۱۱۱
۳۷۵
۴۴
۹/۱۱۲
۳۹۳
۴۵
شکل ‏۴-۵ مقایسهی میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز PBR با کاتالیست FCC.
پیرولیز استایرن بوتادین رابر
پیرولیز کاتالیستی استایرن بوتادین رابر با استفاده از کاتالیستهای مختلف بررسی شد. در ادامه با بررسی درصدهای مختلف از کاتالیست FCC در پیرولیز استایرن بوتادین رابر، ۴۵ درصد کاتالیست نسبت به پلیمر، به عنوان مقدار مناسب کاتالیست برای تولید محصول مایع بیشتر بدست آمد.
مجددا به منظور افزایش سطح تماس الاستومر با کاتالیست، تودهی۳۰ استایرن بوتادین رابر را توسط دستگاه به اندازه ۵ میلیمترآسیاب کرده و سپس آغشته به پودر کاتالیست میکنیم.
پیرولیز حرارتی استایرن بوتادین رابر
پیرولیز حرارتی استایرن بوتادین رابر در حضور گاز نیتروژن و با استفاده از همزنی مارپیچ و به صورت حرارتی انجام شد. با تخریب ۱۰۰ گرم از استایرن بوتادین رابر آسیاب شده، در حدود ۲/۹۳ گرم محصول قابل تقطیر و ۴/۱ گرم کک حاصل گردید (نتایج در جدول ۴-۱۴) . طبق نتایج حاصل شده، مقدار کک بدست آمده کمتر از مقدار ککی است که در فرآیند پیرولیز کاتالیستی به جا میماند. زیرا به دلیل وجود سایتهای فعال روی سطح کاتالیست و تشدید واکنشهای دیلز آلدر احتمال تشکیل کک بیشتر خواهد بود.
پیرولیز کاتالیستی استایرن بوتادین رابر
بررسی سیستم پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست FCC
تخریب کاتالیستی استایرن بوتادین رابر در راکتور بوچی همزندار با ۱۵ گرم کاتالیست FCC به ازای ۱۰۰ گرم لاستیک آسیاب شده تحت گاز نیتروژن و با تنظیم دمای ۴۵۰ درجهی سانتیگراد انجام گردید. همانطور که در بخش ۴-۲-۲ توضیح داده شد با انجام یک سری تغییرات روی سیستم پیرولیز، در این مورد نیز درصد محصول مایع را تا ۲/۹۳ درصد افزایش یافت. همانطور که در جدول ۴-۱۴ نمایش داده شده است درصد کک تولیدی روند مشخصی نشان نمیدهد.
جدول ‏۴-۱۴ درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی استایرن بوتادین رابر در آزمایشهای مختلف.
درصد کک
درصد محصول گازی
درصد محصول مایع
درصد محصول
آزمایش
۴/۱
۴/۵
۲/۹۳
SBR/1
۸/۳
۱/۷۳
۱/۲۳
SBR/F/15/1
۲/۱
۲/۷۵
۶/۲۳
SBR/F/15/2
۹/۱
۲۵/۵۰
۸۵/۴۷
SBR/F/15/3
۲/۲
۵۵/۱۰
۲۵/۸۷
SBR/F/15/4
۳۵/۲
۳۵/۷
۳/۹۰
SBR/F/15/5
۷/۱
۱/۵
۲/۹۳
SBR/F/15/6
۳/۴
۱۷
۷/۷۸
SBR/Z/15/1
۳/۳
۴/۹
۳/۸۷
SBR/M/15/1
۴/۲
۵/۷
۱/۹۰
SBR/M/15/2
بررسی سیستم پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست HZSM-5
پیرولیز کاتالیستی استایرن بوتادین رابر با ۱۵ درصد کاتالیست HZSM-5 در دمای ۴۵۰ درجهی سانتیگراد در راکتور همزندار بوچی و تحت گاز نیتروژن انجام گردید. محصولات این تخریب شامل ۷/۷۸ درصد مایع، ۱۷ درصد گاز و ۳/۴ درصد کک بود (جدول ۴-۱۴). به دلیل درصد قابل توجه محصول مایع تقطیر شده و تکرارپذیری آن، شرایط آزمایش مذکور مناسب تلقی شد.
بررسی سیستم پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست H-Mordenite
پیرولیز کاتالیستی استایرن بوتادین رابر با ۱۵ درصد کاتالیست H-Mordenite در دمای ۴۵۰ درجهی سانتیگراد در راکتور همزندار نیمه پیوسته و تحت گاز نیتروژن انجام گردید نتایج این بررسی در جدول ۴-۱۴ نشان داده شده است. در آزمایش اول در حدود ۳/۸۷ درصد محصول مایع، ۴/۹ درصد محصول گازی و۳/۳ درصد کک تولید شد. با اجرای اصلاحات ذکر شده در قسمت ۴-۲-۲، در آزمایش دوم درصد مایع تولید شده تا ۱/۹۰ درصد افزایش یافت.
بررسی تأثیر کاتالیستهای مختلف بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر
در این تحقیق، تأثیر کاتالیستهای مختلف بر روی پیرولیز استایرن بوتادین رابر بررسی شده است.
تأثیر عامل کاتالیست بر روی پیرولیز با استفاده از سه کاتالیست FCC، HZSM-5 و H-Mordenite در جدول ۴-۱۴ بررسی شده است. با پیرولیز استایرن بوتادین رابر با ۱۵ درصد از کاتالیست FCC در حدود ۲/۹۳ گرم محصول مایع تولید شدکه با مقدار محصول مایع حاصل از پیرولیز حرارتی کاملا برابر است. ولی با اضافه کردن ۱۵ درصد از کاتالیست FCC به سیستم پیرولیز مقدار کک به جا مانده از ۴/۱ به ۷/۱ افزایش یافت. در پیرولیز استایرن بوتادین رابر تحت کاتالیست HZSM-5، ۱۷ درصد از محصولات به صورت گازی آزاد میشود.کاتالیست زئولیتی HZSM-5 به دلیل داشتن حفرات بسیار ریز در حدود ۵ آنگستروم، با شکست بیشتر زنجیرهای پلیمری بیشترین محصول گازی را )در حدود ۱۷درصد( نسبت به کاتالیستهای دیگر تولید میکند اما به خاطر اثر قفس و عدم دسترسی کاتالیست به تمامی زنجیرها اثر کاتالیست بر روی محصول کمتر از پلاستیکها است و میزان مایع با کاتالیست HZSM-5 بیشتر از پلاستیکها است. همچنین در تخریب کاتالیستی استایرن بوتادین رابر با کاتالیست H-Mordenite حدود ۱/۹۰ درصد محصولات قابل تقطیر و ۴/۲ درصد کک بدست آمد. کک تشکیل شده حین فرآیند پیرولیز لاستیکها، ساختار سه بعدی و بسته دارد و با نشست روی سطح کاتالیست حفرات آن را مسدود کرده و فعالیت آن را به شدت کاهش میدهد.
جدول ۴-۱۵ توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با ۱۵ درصد از کاتالیستهای FCC و HZSM-5 و H-Mordenite را نشان میدهد.
همانطور که از نتایج برمیآید، در پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیستهای FCC و HZSM-5، آروماتیکها با بیش از ۵۰ درصد سهم اصلی را در محصول مایع دارند. به دلیل حضور استایرن در ساختار استایرن بوتادین رابر و احتمال وقوع واکنشهای دیلز آلدر، درصد آروماتیک موجود در محصول قابل تراکم نسبت به موارد دیگر بیشتر است. در طی پیرولیز لاستیکها به دلیل وجود پیوندهای دوگانهی فراوان در ساختار استایرن بوتادین رابر و امکان ایجاد شبکههای پلیمری طی فرآیند تخریب، احتمال میرود لاستیک قبل از اینکه بتواند وارد حفرات کاتالیست شود روی سطح کاتالیست تخریب میگردد. بنابراین نقش کاتالیست در پیرولیز لاستیکها نسبت به پلاستیکها کمتر است. قابل ذکر است که در پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست H-Mordenite ، بخش عمدهای از محصول مایع را الفینها با بیش از ۳۷ درصد تشکیل میدهند.
جدول ‏۴-۱۵ توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با ۱۵ درصد از کاتالیستهای مختلف.
SBR/M/15/2
SBR/Z/15/1
SBR/F/15/6
نمونه
اجزای محصول
(درصد مولی)
۴/۳۲
۳/۵۴
۳/۵۰
آروماتیک
۸/۱۲
۱/۱۱
۶/۱۴
نفتن
۳/۳۷
۷/۲۰
۱/۲۱
الفین
۵/۱۷
۹/۱۳
۰/۱۴
پارافین
شکل ‏۴-۶ توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با ۱۵ درصد از کاتالیستهای مختلف.
در جدول۴-۱۶ توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن و درصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با سه کاتالیست FCC،HZSM-5 و H-Mordenite نشان داده شده است. برخلاف پیرولیز پلاستیکها، در پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست HZSM-5 بیشترین درصد محصولات در گسترهی بنزین در حدود ۳/۷۷ درصد بدست میآید.
با نگاهی به نتایج، با استفاده از کاتالیست FCC، ترکیبات هشت کربنه بیشترین سهم را با ۷/۲۰ درصد در میان محصول مایع دارند و با کاتالیست HZSM-5، ترکیبات شش کربنه با بیش از ۲۹درصد و با کاتالیست H-Mordenite ترکیبات نه کربنه با ۶/۳۱ درصد بخش عمدهای از محصول مایع را شامل میشوند.
جدول ‏۴-۱۶ توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیستهای مختلف.
SBR/M/15/2
SBR/Z/15/1
SBR/F/15/6

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

دیدگاهتان را بنویسید