• فهرست مطالب

عنوان                                                 صفحه
چکیده 1
فصل اول            2
1-1    مقدمه      2
1-2    آمارپسماند. 3
1-3    روش­های حذف پسماند. 3
1-3-1   روش دفن زباله. 3
1-3-2   روش سوزاندن پسماند. 4
1-3-3   تبدیل پسماند به کمپوست… 4
1-3-4   بازیافت    4
1-3-5   پیرولیز. 5
فصل دوم :مروری بر مطالعات انجام شده. 6
2-1    طبقه بندی پلیمرها 6
2-1-1   الاستومرها 6
2-1-2   پلاستیک­ها 10
2-1-3     شکست پلی اتیلن.. 13
2-2    انواع تخریب    13
2-3    پیرولیز پلاستیک­ها و رابرها 14
2-4-1     محصولات جانبی پیرولیز. 15
2-5    آزمون­های مورد استفاده در پیرولیز. 16
2-5-1   گرماوزن سنجی حاصل از پیرولیز تایرهای ضایعاتی با سرعت حرارت دهی بالا.. 16
2-5-1   بررسی نمودارهای گرما وزن سنجی.. 17
2-6    کاتالیست­های مورد استفاده در پیرولیز. 21
2-6-1   کاتالیست غربال مولکولی   21
2-6-2   مقدار کاتالیست… 23
2-7    سرعت همزن. 27
2-8      پارامترهای فرایندی مؤثر بر پدیده پیرولیز پلی الفین ها 28
2-8-1   تأثیر دما برروی فرایند پیرولیز. 28
2-8-2   تأثیر کاتالیست برروی فرایند پیرولیز. 32
2-8-3   تأثیر گازهای حامل بر فرایند پیرولیز. 36
2-8-4   تأثیر سرعت همزن بر روی فرایند پیرولیز. 38
2-9    چند مثال مختلف از پیرولیز. 40
فصل سوم: مواد و روش­ها 42
3-1    روش­های آزمون. 42
3-1-1  روش انجام آزمون پیرولیز. 42
3-1-2   روش انجام آزمون با بهره گرفتن از دستگاه گرماوزن سنجی 43
3-1-3  دستگاه کروماتوگرافی گازی.. 44
3-2    مواد آزمون. 44
3-2-1   استایرن بوتادین رابر. 44
3-2-2   پلی بوتادین رابر. 45
3-2-5   کاتالیست H-Mordenite. 47
3-2-6   کاتالیست  HZSM-5. 47
3-2-7   پلی اتیلن سنگین.. 48
فصل چهارم: تحلیل نتایج و بحث   .. 49
4-1    مقدمه      49
4-2    پیرولیز پلی اتیلن سنگین   49
4-2-1   پیرولیز حرارتی  پلی اتیلن سنگین.. 50
4-2-2   پیرولیز کاتالیستی پلی اتیلن سنگین.. 50
4-3    پیرولیز پلی پروپیلن.. 55
4-3-1   پیرولیز حرارتی پلی پروپیلن.. 55

4-3-2   پیرولیز کاتالیستی پلی پروپیلن.. 56
4-4    پیرولیز پلی بوتادین رابر. 60
4-4-1   پیرولیز حرارتی پلی بوتادین رابر. 60
4-4-2   پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر. 60
4-4-3   تأثیر درصدکاتالیست FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر. 66
4-4-4   بررسی روند تغییرات دما طی فرایند پیرولیز پلی بوتادین رابر. 69
4-5    پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 71
4-5-1   پیرولیز حرارتی استایرن بوتادین رابر. 71
4-5-2   پیرولیز کاتالیستی استایرن بوتادین رابر. 72
4-5-3   بررسی تأثیر درصد کاتالیست FCC بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 76
4-7     نتایج آزمون گرما وزن سنجی.. 84
4-7-1   بررسی تخریب پلی بوتادین رابر با بهره گرفتن از گرما وزن سنجی.. 84
4-7-2   بررسی تخریب استایرن بوتادین رابر با بهره گرفتن از گرما وزن سنجی.. 90
فصل 5 : نتیجه گیری و پیشنهادات    93
5-1    نتایج        93
5-2    پیشنهادات    96
ضمائم      97
مراجع    121
فهرست اشکال
شکل ‎1‑1 شکل درصد پسماندهای تولیدی در انگلیس. 3
شکل ‏2‑1 مقایسه­ منحنی­های گرما وزن سنجی برای پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی پروپیلن با سرعت حرارت دهی K/min10،تحت گاز نیتروژن 17
شکل ‏2‑2 منحنی های کاهش وزن تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC در سرعت های حرارت دهی مختلف 18
شکل ‏2‑3 منحنی های کاهش وزن تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC و کاتالیست های بازیابی شده 19
و کاتالیست های کک­دار شده 20
شکل ‏2‑5  منحنی گرما وزن سنجی  در تخریب الاستومرNR/SBR با سرعت حرارت دهی 40 درجه سانتی گراد بر دقیقه 21
شکل ‏2‑6 درصد محصول مایع حاصل از پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی اتیلن سنگین با کاتالیست FCC (خط ممتد:کاتالیستی، خط­چین: حرارتی و در دمای مربع: 400 درجه­ سانتیگراد، دایره: 430 درجه­ سانتیگراد)…………………………………………………………………………………………………………………………25
شکل ‏2‑7  درصد ترکیبات مختلف در محصول پیرولیز حرارتی پلی اتیلن سنگین در دمای 430 درجه­ سانتیگراد 26
شکل ‏2‑8  درصد ترکیبات مختلف در محصول پیرولیز کاتالیستی پلی اتیلن سنگین با کاتالیست FCC در دمای 430 درجه­ سانتیگراد 27
شکل ‏2‑9 مقایسه هیدروکربن­های حاصل از تخریب کاتالیستی ترکیب پلاستیک­های پرمصرف به عنوان تابعی از زمان در دماهای مختلف و با کاتالیست  FCC. 29
شکل ‏2‑10 تأثیر دما بر روی ترکیب درصد محصولات پیرولیزپلی اتیلن سنگین 32
شکل ‏2‑11 مقایسه هیدروکربن­های حاصل از تخریب کاتالیستی ترکیب پلاستیک­های پرمصرف به عنوان تابعی از زمان در دمای 390 درجه سانتیگراد و با کاتالیست­های مختلف… 35
شکل ‏2‑12 بازده محصول مایع حاصل از تخریب کاتالیستی پسماندهای پلاستیکی مختلف با کاتالیست FCC در دمای 400 درجه سانتیگراد 36
شکل ‏2‑13 فرایند پیرولیز LDPE(Miskokzi) 40
شکل ‏3‑1 سیستم آزمایشگاهی پیرولیز 43
شکل ‏4‑2  تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 64
شکل ‏4‑3 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیست­های مختلف. 65
شکل ‏4‑4 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 68
شکل ‏4‑5  مقایسه­ میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز PBR  با کاتالیست FCC. 71
شکل ‏4‑6  توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 75
شکل ‏4‑7  توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست­های مختلف. 76
شکل ‏4‑8 میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز SBR  با کاتالیست FCC.. 79
شکل ‏4‑9 مقدار محصول مایع خروجی در پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیست FCC در شرایط مناسب. 80
شکل ‏4‑10 مقدار محصول مایع خروجی در پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیستHZSM-5. 81
شکل ‏4‑11 مقدار محصول مایع  خروجی حاصل از پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیست H-Mordenite. 83

شکل ‏4‑13 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ H26 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 88
شکل ‏4‑14 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ H33 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 88
شکل ‏4‑15  نمودار تخریب حرارتی نمونه­ H39 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 89
شکل ‏4‑16  نمودار تخریب حرارتی نمونه­ H47 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 89
شکل ‏4‑17  نمودار تخریب حرارتی پلی بوتادین رابر و نمونه­های پخت شده­ی آن در سرعت 15 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 90
شکل ‏4‑18 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ SBR در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 91
فهرست جداول
جدول ‏2‑1  انواع فرایند تبدیل پلیمرها به کوچک مولکول­ها 14
جدول ‏2‑2  درصد آروماتیک موجود در جزء  مایع حاصل از شکست مخلوط پلی الفینی در ˚C400 تحت کاتالیست HZSM-5 و در نسبت­های متفاوت پلیمر به کاتالیست… 24
جدول ‏2‑3  درصد محصولات حاصل از تخریب پلی اتیلن سنگین در 430 درجهی سانتیگراد. 24
جدول ‏2‑4  محصولات و شرایط پیرولیز پلی الفین­ها. 31
جدول ‏2‑5  اثر کاتالیست FCC روی پیرولیز در پنج درصد متفاوت از صفر تا 60 درصد کاتالیست نسبت به پلیمرپلی اتیلن سنگین در دمای  C˚450 و با سرعت همزن RPM50. 34
جدول ‏2‑6  تأثیر گازهای حامل مختلف بر روی محصولات پیرولیز پلی اتیلن سبک خطی  در دمای 450 درجه سانتی گراد و با کاتالیست FCC. 37
جدول ‏2‑7  جدول تأثیر همزن بر روی محصولات پیرولیز پلی اتیلن سبک خطی 39
جدول ‏3‑1 مشخصات استایرن بوتادین رابر. 45
جدول ‏3‑2 مشخصات پلی بوتادین رابر. 46
جدول ‏3‑3 مشخصات پلی پروپیلن. 46
جدول ‏3‑4  مشخصات کاتالیست FCC مورد استفاده. 47
جدول ‏3‑5  نتایج آزمون  BET كاتالیست­های تجاری استفاده شده. 47
جدول ‏3‑6  مشخصات پلی اتیلن سنگین استفاده شده. 48
جدول ‏4‑1  درصد محصولات پیرولیز حرارتی وکاتالیستی  پلی اتیلن سنگین در آزمایش­های مختلف. 51
جدول ‏4‑2  توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی اتیلن سنگین با 15 درصد از کاتالیست FCC و HZSM-5. 53
جدول ‏4‑3  توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی اتیلن سنگین با کاتالیست­های FCC و HZSM-5. 54
جدول ‏4‑4  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی پروپیلن در آزمایش­های مختلف. 56
جدول ‏4‑5 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی پروپیلن با 15 درصد از کاتالیست­های FCC وHZSM-5. 58
جدول ‏4‑6 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی پروپیلن با کاتالیست­های FCC و HZSM-5. 59
جدول ‏4‑7  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی بوتادین رابر در آزمایش­های مختلف. 61
جدول ‏4‑8  تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 63
جدول ‏4‑9 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیست­های مختلف. 65
جدول ‏4‑10 تأثیر مقدار کاتالیست  FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر. 66
جدول ‏4‑11 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 67
جدول ‏4‑12 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 68
جدول ‏4‑13 روند تغییرات دما و میزان محصول مایع خروجی طی فرایند پیرولیز پلی بوتادین رابر. 69
جدول ‏4‑14  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی استایرن بوتادین رابر در آزمایش­های مختلف. 72
جدول ‏4‑15 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 74
جدول ‏4‑16 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست­های مختلف. 76
جدول ‏4‑17 تأثیر درصد کاتالیست FCC بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 77
جدول ‏4‑18 روند تغییرات دما و میزان محصول مایع طی فرایند پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 78
در تخریب پلی بوتادین رابر با سرعت­های حرارت دهی مختلف. 86
جدول ‏4‑20 مکانیسم­های شکست پلی بوتادین رابر در سه مرحله­ شروع، رشد و اختتام برای سرعت­های مختلف. 86
جدول ‏4‑21 سیستم پخت نمونه­های پلی­بوتادین رابر با درصدهای مختلف شتاب دهندهTMTD. 8