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廢塑料油加氫精制的研究

文檔作者：尹航徐玉林于廷云陳仲夏文檔來源： I．中油遼河油田公司高升采油廠 2．撫順石化公司熱電廠 3．遼寧石油化工大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年02月16日
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第44卷第8期
201 5年8月
當(dāng) 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．44．N0．8
August，201 5
廢塑料油加氫精制的研究
尹航 ，徐玉林 ，于廷云3 陳仲夏。
(I．中油遼河油田公司高升采油廠，遼寧盤錦124125； 2．撫順石化公司熱電廠，遼寧撫順113001
3．遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧撫順1 13001)
摘 要： 實(shí)驗(yàn)以廢塑料油為原料，在Zr／ —A1 O，一HY催化劑的作用下進(jìn)行加氫精制反應(yīng)，探究了反應(yīng)溫
度、壓力、空速以及氫油比等因素對(duì)加氫精制效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明，加氫精制效果最佳條件為：反應(yīng)溫度為
210 、反應(yīng)壓力為6．0 MPa、空速0．5 h 以及氫油比為800：1。柴油收率為83．0％。加氫后得到的柴油凝點(diǎn)為
一12℃ ，色度為1．0，閃點(diǎn)為54．2，十六烷值為53．7。
關(guān)鍵詞：廢塑料油；加氫精制；柴油；收率
中圖分類號(hào)：TQ 320．9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671—0460(2015)08—1803—02
Research on Hydr0genati0n Refining of W aste Plastic Oil
YINHang ，XVYu lin ，YU Ting-yun ，CHEN Zhong-xia3
(1．PetroChina Liaohe Oil Field Company Gaosheng Oil Production Plant，Liaoning Panjin 124125，China；
2．ThermalPowerPlant ofFushunPetrochemicalCompany,LiaoningFushun 113001，China；
3．Liaoning Shihua University,Liaoning Fushun 1 13001，China)
Abstract：Waste plastic oil was hvdrogenated in the presence ofZr／y-A120 -HY catalyst．E旋ct ofreaction temperature，
pressure，space velocity and hydrogen to oil ratio on hydrotreating effect was investigated．Experimental results show
that the optimal reaction conditions are as follows：refining temperature 2 1 0 ℃ ．pressure 6．0 MPa．space velocity 0．5
h and hydrogen to oil ratio 800：1．Under above conditions．the diesel yield can reach to 83．O％ ．After hydrogenated．
the solidifying point ofdiese1 iS．12 ℃ ，the chroma iS 1．0，the flash point iS 54．2 and the cetane number iS 53．7．
Key words： ste plastic oil；Hydrogenafion refining；Diesel；Yield
目前，塑料制品深入到人們生活的各個(gè)方面，
在方便人們生活的同時(shí)也給環(huán)境造成了巨大的壓
力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2009年以來，我國(guó)每年塑料實(shí)際消
費(fèi)量超過4 000萬(wàn)t，而回收率僅有26％左右 。對(duì)
于這些“白色污染”的處理方式主要有三種：一是
掩埋處理，會(huì)占用大量土地、造成土地板結(jié)；二是
焚燒處理，會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體污染環(huán)境；三是回
收利用 ?；厥绽檬谴龠M(jìn)廢塑料再資源化的有效
方式，尤其是將其油化處理。在當(dāng)前能源緊張的情
況下，廢塑料油化利用具有廣泛的應(yīng)用前景。但是
在實(shí)際應(yīng)用中，廢塑料油顏色深碳鏈長(zhǎng)氣味難聞無(wú)
法直接利用，因此對(duì)廢塑料油進(jìn)行加氫精制成為其
實(shí)際利用的重要工藝環(huán)節(jié) 。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1．1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
儀器：(1)加氫裝置，自制；(2)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾
儀，沈陽(yáng)施博達(dá)儀器儀表有限公司；(3)十六烷值
機(jī)，北京蘭鉑。
試劑：(1)原料：廢塑料油(某煉油廠)；(2)
催化劑：Zr／y—A1 0 一HY；(3)硫化劑：5％的硫化
劑、航空煤油。
1．2 實(shí)驗(yàn)過程
1．2．1 預(yù)硫化過程
把催化劑填裝在固定床反應(yīng)器，硫化劑經(jīng)換熱
器和加熱爐加熱，然后氫氣混合進(jìn)入固定床反應(yīng)器，
在氫壓下發(fā)生預(yù)硫化反應(yīng)。
圖1 加氫精制裝置圖
Fig．1 The device for hydrOgenati0n refining
1一原料油罐；2-計(jì)量泵；3-預(yù)熱器；4、5-壓力表；7-加氫精制反應(yīng)器
6、8-控溫系統(tǒng)；9-冷凝灌；1O一成品油罐；1 1-尾氣處理器
收稿日期： 201 5-03-06
作者簡(jiǎn)介：尹航(1987一)，男，遼寧赤峰人。E-mail：czxhxx@126．CON。
通訊作者：于廷云(1 964一)，男，副教授，研究方向。E-mail：34931 9289@qq．com。
1804 當(dāng) 代 化 工 201 5年8月
1．2．2 加氫精制過程
經(jīng)堿洗酸洗之后的廢塑料油經(jīng)換熱器和加熱
爐加熱至220 cC與氫氣混合進(jìn)入固定床反應(yīng)器，在
zr／ —A1zO 一HY催化劑作用下進(jìn)行加氫精制反應(yīng)，使
烯烴、芳烴選擇加氫飽和并脫除硫和氮等雜質(zhì)。反
應(yīng)溫度為210 ，反應(yīng)壓力為6．0 MPa。反應(yīng)得到
加氫柴油。依次改變反應(yīng)條件，進(jìn)行不同條件下的
加氫精制。
2 結(jié)果與討論
2．1 溫度對(duì)加氫精制效果的影響
溫度是加氫精制反應(yīng)的主要影響因素，在通常
情況下，隨著反應(yīng)溫度的升高，不飽和鍵加氫還原
速度加快，柴油的產(chǎn)率隨著溫度的升高而提高。當(dāng)
溫度升高到一定范圍之后，不飽和鍵加氫速度變化
已不大，溫度進(jìn)一步升高柴油的產(chǎn)率降低，見圖2，
可能是因?yàn)镃—C鍵斷裂嚴(yán)重，產(chǎn)生了過多的小分子
物質(zhì)。因此，當(dāng)溫度為210℃時(shí)較為適宜。
反應(yīng)溫度／℃
圖2 溫度對(duì)加氫精制效果的影響
Fig．2 Efect of temperature on hydrogenation refining
2_2 壓力對(duì)加氫精制效果的影響
圖3 壓力對(duì)加氫精制效果的影響
Fig．3 Effect of pressure OU the hydrogenation refining
隨著反應(yīng)壓力的增大，柴油產(chǎn)率也不斷增大，
但是當(dāng)壓力增大到6．0 MPa以后，柴油產(chǎn)率開始降
低，見圖3。這是因?yàn)榧託浞磻?yīng)是體積縮小的反應(yīng)，
增大壓力有利于向著加氫反應(yīng)方向進(jìn)行。但是當(dāng)壓
力過大時(shí)，烯烴會(huì)發(fā)生迭合反應(yīng)，小分子的烯烴會(huì)
迭合成大分子物質(zhì)，所以在高壓下會(huì)有大量焦油狀
物質(zhì)生成，影響柴油的產(chǎn)率。同時(shí)考慮到裝置操作
成本，當(dāng)壓力在6．0 MPa時(shí)較為適宜。
2．3 空速對(duì)加氫精制效果的影響
當(dāng)空速大于0．5 h 以后收率變化顯著下降，對(duì)
此時(shí)對(duì)所得油品進(jìn)行檢測(cè)，加氫柴油油質(zhì)開始下降，
見圖4。這是因?yàn)榭账龠^大，使得反應(yīng)物停留時(shí)間
過少，降低了催化劑表面利用率，反應(yīng)進(jìn)行不完全，
影響了效果?？紤]到生產(chǎn)能力的要求，最好選用的
空速為0．5 h～。
鋒!還／h 。
圖4 空速對(duì)加氫精制效果的影響
Fig．4 Effect of space velocity on hydrogenation refining
2．4 氫油比對(duì)加氫精制效果的影響
氫油比作為加氫工藝的主要參數(shù)之一，對(duì)廢塑
料油加氫精制有著重要的影響。加氫反應(yīng)屬于強(qiáng)放
熱反應(yīng)，在反應(yīng)過程中會(huì)放出大量熱量，有足夠量
的氫氣流經(jīng)反應(yīng)器可以帶走大部分多余熱量。同時(shí)，
氫油比增大，可以維持反應(yīng)器內(nèi)較大的氫分壓，抑
制結(jié)焦前驅(qū)物發(fā)生縮合反應(yīng)造成催化劑表面積炭，
有利于反應(yīng)的進(jìn)行。但是，氫油比提高會(huì)增大加氫
裝置的操作成本。增大氫油比柴油的收率也會(huì)隨之
增大，當(dāng)氫油比大于800：1時(shí)，柴油收率變化已不
大，甚至開始下降，見圖5。因此，選擇氫油比為
800：1最為適宜。
1OO
90
80
7O
． 60
婪50
題40
30
20
l0
O
500
氯油比
圖5 氫油比對(duì)加氫精制效果的影響
Fig．5 Effect of hydrogen to oil ratio on hydr0genati0n
Refining (下轉(zhuǎn)第1807頁(yè))
∞ 如∞ ∞ ∞ 如加 0O
醉 是
∞ 舳 ∞
斟 是
∞ 舳 ∞ 如 +斛
第44卷第8期 張艷芳，等：芬頓法深度處理某化工廢水的研究 1807
的去除效果，結(jié)果如圖3所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，芬
頓法不能去除該廢水中的氨氮，反而會(huì)提高廢水的
氨氮值。其原因可能是反應(yīng)過程中生成具有強(qiáng)氧化
能力的·OH，·OH 將水中的有機(jī)氮氧化為氨氮，導(dǎo)
致氨氮升高。
2．6 總磷的去除效果
在原水pH值分別為3．0和4．0、H 0 與Fe。 投
加比例為1：2的條件下，考察芬頓法對(duì)該廢水總磷
的去除效果，結(jié)果如圖4所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，芬
頓法對(duì)該廢水的總磷有少量的去除效果。
零
^
靜
代
替
硇
圖4 總磷的去除效果
Fig．4 Removal eficiency of total phosphorus
3 結(jié)論
芬頓法對(duì)該廢水中的COD有很好的去除效果，
同時(shí)能夠去除少量的總磷。但是，該方法不能去除
水中的氨氮。該方法的最佳運(yùn)行參數(shù)是pH為5．0，
H。0 與Fe 投加比例為l：1，H 0 與Fe 投加量為0．3
mL和0．5 g，反應(yīng)時(shí)間為60 min。
參考文獻(xiàn)：
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(上接第1804頁(yè))
2．5 產(chǎn)品分析
以z 一A1 0 為催化劑，反應(yīng)溫度為210℃、
反應(yīng)壓力為6．0 MPa、空速0．5 h 和氫油比為800：
1的條件下進(jìn)行加氫精制，對(duì)得到的柴油進(jìn)行性能
測(cè)定，得到的結(jié)果見表1。
表1 產(chǎn)品分析
Table 1 Product analysis
3 結(jié)論
廢塑料油化再利用可以既解決環(huán)境問題又帶
來經(jīng)濟(jì)效益，還可以緩解不可再生能源危機(jī)。在反
應(yīng)溫度為210 oC、反應(yīng)壓力為6．0 MPa、空速0．5 h
和氫油比為800：1的條件下，廢塑料油經(jīng)加氫精制
后得到的柴油收率高達(dá)83．O％，而且凝點(diǎn)低、色度
低、閃點(diǎn)高、十六烷值高，燃燒性能好，質(zhì)量高，
能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到柴油標(biāo)
準(zhǔn)，完全可用于市場(chǎng)上。
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