废塑料热解油中杂质硅、氯的影响及应对策略探讨

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.021

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (8): 127-134.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.021

废塑料热解油中杂质硅、氯的影响及应对策略探讨

马腾(), 刘倩倩, 魏晓丽, 宋海涛(), 李明丰()

中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，北京 100083

收稿日期:2022-03-16 出版日期:2022-08-26 发布日期:2022-08-22
通讯作者: 宋海涛（1978—），男，研究员，从事催化裂化催化剂与助剂、环境催化研究，songht.ripp@sinopec.com
李明丰（1970—），男，正高级工程师，从事金属和金属硫化物催化材料活性相结构研究、设计及高活性、高选择性馏分油加氢精制、加氢裂化、费托合成、废弃物高值化利用技术开发，limf. ripp@sinopec. com
E-mail:mateng.ripp@sinopec.com;songht.ripp@sinopec.com;ripp@sinopec. com
作者简介:马腾（1992—），男，在读硕士研究生，从事塑料油的催化转化研究，mateng.ripp@sinopec.com

Influence and countermeasures of silicon and chlorine impurities on waste plastic pyrolysis oil

MA Teng(), LIU Qianqian, WEI Xiaoli, SONG Haitao(), LI Mingfeng()

Research Institute of Petroleum Processing，China Petroleum & Chemical Corporation，Beijing 100083，China

Received:2022-03-16 Online:2022-08-26 Published:2022-08-22
Contact: SONG Haitao, LI Mingfeng E-mail:mateng.ripp@sinopec.com;songht.ripp@sinopec.com;ripp@sinopec. com

摘要/Abstract

摘要：

废旧塑料化学法回收是应对白色污染，同时实现高值化回收利用的有效方法之一，尤其是利用废塑料热解油进一步生产燃料油或化工产品的技术路线备受关注。但塑料垃圾杂质较多、成份复杂，其中杂质硅、氯对反应器、产物、催化剂或反应本身的影响均不可忽视。本文对塑料热解油中硅、氯杂质的来源、形态、生成机制及催化转化规律进行了分析，并根据杂质可能产生的不利影响提出了有效的应对策略。

关键词: 废旧塑料, 化学回收, 硅, 氯

Abstract:

Chemical recycling of waste plastics is one of the effective methods to deal with white pollution and realize high?value recycling synchronously. In particular， the technical route of further producing fuel oil or chemical products from waste plastic pyrolysis oil has attracted a great deal of attention. However， there are many impurities and complex components in plastics wastes， in which the effects of silicon and chlorine impurities on the reactor， products， catalysis and its own reactions cannot be ignored. This paper analyzed the sources， forms， formation mechanism and catalytic conversion laws of silicon and chlorine impurities in plastic pyrolysis oil， and put forward some effective countermeasures according to the possible adverse effects of impurities.

Key words: plastic waste, chemical recycling, silicon, chlorine

中图分类号:

TQ320.9

马腾, 刘倩倩, 魏晓丽, 宋海涛, 李明丰. 废塑料热解油中杂质硅、氯的影响及应对策略探讨[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 127-134.

MA Teng, LIU Qianqian, WEI Xiaoli, SONG Haitao, LI Mingfeng. Influence and countermeasures of silicon and chlorine impurities on waste plastic pyrolysis oil[J]. China Plastics, 2022, 36(8): 127-134.

图/表 4

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催化方法	优势	挑战
氢解	致力于高质量的液态烃产品；生产毒性较小的产品；耐受一定量的添加剂和杂质。	需要在高操作压力下加入氢气；在相对较高的温度下运行。
氧化作用	在温和的反应温度下操作；反应时间短，反应效率高；耐受一定量的添加剂和杂质。	通常需要苛刻的氧化剂；氧化程度难以控制；交联和碳化产物以及一定量的二氧化碳的选择性较低。
溶质溶解	在温和的反应温度下操作；基于缩聚聚合物的单体转化，对单体和某种化学品具有高选择性。	通常需要大量溶剂；仅适用于缩聚聚合物。
其他C—H功能化	将聚合物直接转化为增值材料；在回收材料中发现新特性的潜力。	通常选择性较低，沿聚合物主链发生随机反应；需要复杂的化学反应物。
串联过程	增加对难以在一步内形成的目标产品的选择性控制；开辟生产复杂增值化学品和材料的新可能性。	化工作业可能需要更多成本；要求一锅反应中使用的催化剂具有良好的兼容性。
碳化	适用于各类塑料及混合塑料；耐大量添加剂和杂质；易于大规模形成功能性碳材料。	需要高温和能量输入；仅限于碳基材料生产。

催化方法	优势	挑战
氢解	致力于高质量的液态烃产品；生产毒性较小的产品；耐受一定量的添加剂和杂质。	需要在高操作压力下加入氢气；在相对较高的温度下运行。
氧化作用	在温和的反应温度下操作；反应时间短，反应效率高；耐受一定量的添加剂和杂质。	通常需要苛刻的氧化剂；氧化程度难以控制；交联和碳化产物以及一定量的二氧化碳的选择性较低。
溶质溶解	在温和的反应温度下操作；基于缩聚聚合物的单体转化，对单体和某种化学品具有高选择性。	通常需要大量溶剂；仅适用于缩聚聚合物。
其他C—H功能化	将聚合物直接转化为增值材料；在回收材料中发现新特性的潜力。	通常选择性较低，沿聚合物主链发生随机反应；需要复杂的化学反应物。
串联过程	增加对难以在一步内形成的目标产品的选择性控制；开辟生产复杂增值化学品和材料的新可能性。	化工作业可能需要更多成本；要求一锅反应中使用的催化剂具有良好的兼容性。
碳化	适用于各类塑料及混合塑料；耐大量添加剂和杂质；易于大规模形成功能性碳材料。	需要高温和能量输入；仅限于碳基材料生产。

含硅化合物	名称缩写	含量/mg·kg^-1
六甲基环三硅氧烷	D3	67.2
八甲基环四硅氧烷	D4	535.5
十甲基环五硅氧烷	D5	107.6
十二甲基环六硅氧烷	D6	45.8
十四甲基环七硅氧烷	D7	23.3
十六甲基环八硅氧烷	D8	14.3
十八甲基环九硅氧烷	D9	12.9

含硅化合物	名称缩写	含量/mg·kg^-1
六甲基环三硅氧烷	D3	67.2
八甲基环四硅氧烷	D4	535.5
十甲基环五硅氧烷	D5	107.6
十二甲基环六硅氧烷	D6	45.8
十四甲基环七硅氧烷	D7	23.3
十六甲基环八硅氧烷	D8	14.3
十八甲基环九硅氧烷	D9	12.9

含氯化合物	含量/mg·kg^-1
二氯甲烷	3.2
氯仿	3.5
1，2⁃二氯乙烷	45.6
四氯化碳	5.6
1，2⁃二氯苯	9.8
乙酸2⁃氯乙酯	152.4
苯甲酸2⁃氯乙酯	1 861.8
4⁃乙基苯甲酸2⁃氯乙酯	644.9
对苯二甲酸2⁃氯乙基乙酯	1 191.0
对苯二甲酸2⁃氯乙基丁酯	1 960.4
对苯二甲酸二（2⁃氯乙基）酯	1 121.7
十六烷基酸2⁃氯乙酯	582.9

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