Környezetszennyező komponensek eltávolítása műanyaghulladékok pirolízistermékéből = Elimination of polluting components from pyrolysis oils of plastics wastes

摘要

A pályázat céljának megfelelően műanyaghulladékokból nyert pirolízisolajokat módosítottunk szilárd fázisú katalizátorok segítségével a nitrogén- és a halogéntartalom csökkentése érdekében. Megállapítottuk, hogy az Y és ß zeolitok többnyire megváltoztatják a polimerek hőbomlástermék vegyületeit, magát a hőbomlás reakcióját azonban kevéssé befolyásolják. Gyengén savas zeolit katalizátorágyon a pirolízistermék molekulák heteroatomot (nitrogént és oxigént) tartalmazó csoportjai leszakadnak, így a pirolizátum nitrogéntartalma a gázfázisba kerül, míg a szénhidrogén szegmensek egy- és kétgyűrűs aromás szénhidrogén vegyületekké alakulnak. A nátrium-zeolit kisebb molekulákra tördeli, és gyűrűbe zárja a hőbomlás termékeit, de nem bontja a szén-nitrogén kötéseket; így ez a katalizátor alig csökkenti a pirolízisolaj nitrogéntartalmát. A foszfortartalmú gyengén savas szervetlen égésgátlók jelentős hatással vannak a polimerek hőbomlási folyamataira és azok termékeire, azonban a pirolízisolaj nitrogéntartalmát nem befolyásolják. A nátriumionos Y és ß zeolitok általában alkalmasak a klór- és brómtartalmú pirolízisolajok halogéntartalmának mérséklésére, de halogénmentesítő aktivitásuk jelentősen eltérő a különböző típusú szerves klór- és brómvegyületek esetében. Tanulmányoztuk a deaktiválódott zeolitok regenerálhatóságát is. A katalitikus aktivitás elvesztését okozó szenes lerakódás minősége eltérőnek bizonyult a protonos és a nátriumion tartalmú zeolitoknál. | In accordance with the goals of the project pyrolysis oils of plastics waste have been converted over solid catalysts in order to decrease their nitrogen and halogen content. Our observations showed that the thermal decomposition reactions of polymers are hardly altered, but their products are mostly modified by Y and ß zeolite. The heteroatom (N and O) containing groups of the pyrolysis product molecules are cleaved over zeolites of weak acidity, thus the nitrogen content of the pyrolysate is moved to the gas phase, while the hydrocarbon parts are converted to aromatic hydrocarbons of one and two rings. Over sodium-zeolites the pyrolysis product molecules are either split at C-C bonds or cyclised. But the C-N bonds are not cleaved, so the nitrogen content of the pyrolysis oil has hardly decreased over these zeolites. The inorganic phosphor containing flame retardants of weak acidity proved to influence the thermal decomposition process of the polymers, however, the nitrogen content of the pyrolysis oil has not been changed by them. Our experiments revealed that Na-Y and Na-ß zeolite can be applied for dehalogenating pyrolysis oils of chlorine and bromine containing polymers, nevertheless their catalytic activity considerably differ for various types of organic chloro-and bromo-compounds. The regeneration of the deactivated zeolites has been also studied. The quality of the deposited coke proved to be different on the surface of protonated and sodium forms of zeolite.