メソポアシリカ触媒によるプラスチックの油化分解

使用介孔二氧化硅催化剂将塑料分解为油

• 批准号: 09218241
• 负责人: 阪田 祐作
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09218241/
• 关键词: プラスチック; 油化分解; 燃料油; リサイクル; メソポアシリカ; 固体酸触媒; 炭化水素; 炭素析出

我々は溶融高分子にシリカ・アルミナ系固体酸触媒を懸濁させる液相触媒法により、常圧中温域(360〜430℃)で、迅速な炭素鎖切断を実現し、自動車用ガソリンに近い沸点組成をもつ軽質燃料油が得られることを報告してきた。この触媒探索の過程で、結晶性メソポアシリカ(FSM)触媒が、(1)酸点を殆ど有さないにもかかわらず、(2)熱分解よりも数倍大きい速度でプラスチックを分解し、(3)熱分解と同程度の沸点組成を持つ燃料油を生成し、(4)炭素(コ-ク)の析出が極めて少ないことを見出した。本研究の目的はこの触媒の作用機構の究明と、この特性を生かした触媒分解プロセスの実用化の可能性を検討することである。本年度はFSM、シリカ-アルミナ(SA1,SA2)、ゼオライト(ZSM-5)、非晶質シリカ多孔体(シリカゲル)を用いてPEやPPなどのポリオレフィン系プラスチックの液相接触油化分解を行った。酸強度の強いSA1、ZSM-5ではガス収率が高くなり、液収率が低下した。特にZSM-5触媒で、はガス化率が約50%と異常に大きく、液収率はかなり低くなった。逆に酸点をもたないFSM触媒では液収率は無触媒熱分解より高くなり、油化分解には好ましい。初期液留出度はFSMや固体酸触媒では無触媒熱分解に比べて4-5倍速かった。しかしシリカライトやシリカゲルでは初期液留出速度は無触媒熱分解と同程度であった。分解油の液組成はSA1触媒ではガソリンに等しいが、FSMでは熱分解生成物に近く、灯・軽油成分をかなり含んでいた。同じFSM触媒を繰返し用いて回分実験を行ったところ、2回目以降も液収率の低下は小さく、4回目でも83%以上であった。分解速度は徐々に低下したが、先に報告したSA1触媒の場合よりも小さかった。FSM触媒の色は3回使用後でも白っぽく炭素析出が極めて少なかった。500、600、700℃で焼成したFSMにより、PP油化分解(380℃)を行った。600や700℃で焼成したFSMは高い分解活性を示したが、500℃焼成FSMでは活性がみられず分解成績は熱分解と変わらなかった。

I 々 は melt polymer に シ リ カ · ア ル ミ ナ series of solid acid catalyst を clouding さ せ る liquid phase catalytic method に よ り, often 圧 WenYu で (360 ~ 430 ℃), rapid な carbon lock cut を be presently し, automatic vehicle ガ ソ リ ン に nearly い boiling point of を も つ 軽 quality fuel oil が must ら れ る こ と を report し て き た. こ の catalytic process of exploring の で, crystalline メ ソ ポ ア シ リ カ catalyst が (FSM), (1) acid を perilous ど have さ な い に も か か わ ら ず, (2) thermal decomposition よ り も several times as big as き い speed で プ ラ ス チ ッ ク を decomposition し, (3) thermal decomposition と の boiling point of the same extent を hold つ fuel oil を generate し, (4) carbon (コ ク の precipitation が め extremely Youdaoplaceholder0 less な な とを とを とを see た. Purpose this study の は こ の catalyst の role institutions の investigate と, こ の features born を か し た catalytic decomposition プ ロ セ ス の be possibility in turn の を beg す 検 る こ と で あ る. This year's は FSM, シ リ カ - ア ル ミ ナ (SA1, SA2), ゼ オ ラ イ ト (ZSM - 5), amorphous シ リ カ porous body (シ リ カ ゲ ル) を with い て や PP PE な ど の ポ リ オ レ フ ィ ン department プ ラ ス チ ッ ク の liquid contact line oil chemical decomposition を っ た. The acid strength is <s:1> strong and <s:1> SA1 and ZSM-5 are で ガス ガス ガス, the yield is が high and くな, and the liquid yield is が low and <s:1> た. Trevor に ZSM - 5 catalyst で, は ガ ス abnormal change rate is about 50% と が に big き く, liquid 収 rate は か な り low く な っ た. Reverse に acid point を たな たな たな FSM catalyst で <s:1> liquid yield <e:1> no catalyst thermal decomposition よ <s:1> high くな <e:1> and good oil chemical decomposition に <e:1> ま. The initial liquid retention rate で FSMや solid acid catalyst で non-catalyst thermal decomposition に is 4 to 5 times faster than べて った. The initial liquid retention rate, catalytic thermal decomposition と, the same degree であった. Decomposition of oil liquid の は SA1 catalyst で は ガ ソ リ ン に etc し い が, FSM で は pyrolysis products に nearly く, oil lamp · 軽 composition を か な り containing ん で い た. With じ FSM catalyst を Qiao return し with い て back points be 験 を line っ た と こ ろ, 2 back to liquid drop も 収 rate low の は small さ く, 4 pa2 で も 83% で あ っ た. The decomposition rate <e:1> is slowly 々に, the <s:1> is low, the たが is reported first, the に is reported first, the た is SA1 catalyst, the <s:1> situation よ is small, and the さ った った is った. After the FSM catalyst colorimetric <s:1> three times of use, で <s:1> っぽく white っぽく carbon precipitates が very little めて and な った った った. At 500, 600 and 700℃, で焼 forms た たFSMによ, PP oil decomposition (380℃)を lines った. 600 700 ℃ や で 焼 into し た FSM は high い decomposition activity を shown し た が, 500 ℃ 焼 into FSM で は active が み ら れ ず decomposition result は pyrolysis と - わ ら な か っ た.

项目成果

Md.Azhar Uddin: "Catalytic degradation of polyethylene and polypropylene into liquid hydrocarbons with mesoporous silica" Microporous Materials. (in press). (1998)

Md.Azhar Uddin：“利用介孔二氧化硅将聚乙烯和聚丙烯催化降解为液态烃”微孔材料。

Yusaku Sakata: "Catalytic degradation of polyethylene into fuel oil over mesoporous silica (KFS-16) catalyst" Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 43. 15-25 (1997)

Yusaku Sakata：“通过介孔二氧化硅 (KFS-16) 催化剂将聚乙烯催化降解为燃料油”《分析与应用热解杂志》。

Yusaku Sakata: "Catalytic degradation of polyethylene into fuel oil" Macromolecules. (in press). (1998)

Yusaku Sakata：“聚乙烯催化降解为燃料油”大分子。