4-4-4بررسي روند تغييرات دما طي فرآيند پيروليز پلي بوتادين رابر69
4-5پيروليز استايرن بوتادين رابر71
4-5-1پيروليز حرارتي استايرن بوتادين رابر71
4-5-2پيروليز کاتاليستي استايرن بوتادين رابر72
4-5-3بررسي تأثير درصد کاتاليست FCC بر پيروليز استايرن بوتادين رابر76
4-5-4بررسي روند تغييرات دما طي فرآيند پيروليز استايرن بوتادين رابر77
4-6بررسي تأثير کاتاليستهاي FCC ، HZSM-5 و H-Mordeniteبر روي پيروليز لاستيکها و پلاستيکها………………………….79
4-7نتايج آزمون گرما وزن سنجي84
4-7-1بررسي تخريب پلي بوتادين رابر با استفاده از گرما وزن سنجي84
4-7-2بررسي تخريب استايرن بوتادين رابر با استفاده از گرما وزن سنجي90
فصل 5 : نتيجه گيري و پيشنهادات93
5-1نتايج93
5-2پيشنهادات96
ضمائم97
مراجع121
فهرست اشکال
شکل ‎1-1 شکل درصد پسماندهاي توليدي در انگليس.3
شکل ‏2-1 مقايسهي منحنيهاي گرما وزن سنجي براي پيروليز حرارتي و کاتاليستي پلي پروپيلن با سرعت حرارت دهي K/min10،تحت گاز نيتروژن 17
شکل ‏2-2 منحني هاي کاهش وزن تخريب پلي پروپيلن با کاتاليست FCC در سرعت هاي حرارت دهي مختلف 18
شکل ‏2-3 منحني هاي کاهش وزن تخريب پلي پروپيلن با کاتاليست FCC و کاتاليست هاي بازيابي شده 19
شکل ‏2-4 منحني هاي کاهش وزن TG در تخريب پلي پروپيلن با کاتاليست FCC و کاتاليست هاي ککدار شده 20
شکل ‏2-5 منحني گرما وزن سنجي در تخريب الاستومرNR/SBR با سرعت حرارت دهي 40 درجه سانتي گراد بر دقيقه 21
شکل ‏2-6 درصد محصول مايع حاصل از پيروليز حرارتي و کاتاليستي پلي اتيلن سنگين با کاتاليست FCC (خط ممتد:کاتاليستي، خطچين: حرارتي و در دماي مربع: 400 درجهي سانتيگراد، دايره: 430 درجهي سانتيگراد)…………………………………………………………………………………………………………………………25
شکل ‏2-7 درصد ترکيبات مختلف در محصول پيروليز حرارتي پلي اتيلن سنگين در دماي 430 درجهي سانتيگراد 26
شکل ‏2-8 درصد ترکيبات مختلف در محصول پيروليز کاتاليستي پلي اتيلن سنگين با کاتاليست FCC در دماي 430 درجهي سانتيگراد 27
شکل ‏2-9 مقايسه هيدروکربنهاي حاصل از تخريب کاتاليستي ترکيب پلاستيکهاي پرمصرف به عنوان تابعي از زمان در دماهاي مختلف و با کاتاليست FCC.29
شکل ‏2-10 تأثير دما بر روي ترکيب درصد محصولات پيروليزپلي اتيلن سنگين 32
شکل ‏2-11 مقايسه هيدروکربنهاي حاصل از تخريب کاتاليستي ترکيب پلاستيکهاي پرمصرف به عنوان تابعي از زمان در دماي 390 درجه سانتيگراد و با کاتاليستهاي مختلف35
شکل ‏2-12 بازده محصول مايع حاصل از تخريب کاتاليستي پسماندهاي پلاستيکي مختلف با کاتاليست FCC در دماي 400 درجه سانتيگراد 36
شکل ‏2-13 فرآيند پيروليز LDPE(Miskokzi) 40
شکل ‏3-1 سيستم آزمايشگاهي پيروليز 43
شکل ‏4-1 ميزان محصولات حاصل از پيروليز حرارتي و کاتاليستي پليبوتادين رابر.62
شکل ‏4-2 تنوع ترکيبات موجود در محصول مايع حاصل از پيروليز پلي بوتادين رابر با 15 درصد از کاتاليستهاي مختلف.64
شکل ‏4-3 توزيع محصول مايع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهي بنزين حاصل از پيروليز پلي بوتادين رابر باکاتاليستهاي مختلف.65
شکل ‏4-4 توزيع ترکيبات مختلف در محصول مايع حاصل از پيروليز پلي بوتادين رابر با درصدهاي مختلف از کاتاليست FCC.68
شکل ‏4-5 مقايسهي ميزان محصول مايع خروجي بر حسب زمان و دما در پيروليز PBR با کاتاليست FCC.71
شکل ‏4-6 توزيع ترکيبات مختلف در محصول مايع حاصل از پيروليز استايرن بوتادين رابر با 15 درصد از کاتاليستهاي مختلف.75
شکل ‏4-7 توزيع محصول مايع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گسترهي بنزين حاصل از پيروليز استايرن بوتادين رابر با کاتاليستهاي مختلف.76
شکل ‏4-8 ميزان محصول مايع خروجي بر حسب زمان و دما در پيروليز SBR با کاتاليست FCC79
شکل ‏4-9 مقدار محصول مايع خروجي در پيروليز پليمرهاي مختلف با کاتاليست FCC در شرايط مناسب.80
شکل ‏4-10 مقدار محصول مايع خروجي در پيروليز پليمرهاي مختلف با کاتاليستHZSM-5.81
شکل ‏4-11 مقدار محصول مايع خروجي حاصل از پيروليز پليمرهاي مختلف با کاتاليست H-Mordenite.83
شکل ‏4-12 نمودار کاهش وزن پلي بوتادين رابر در سرعتهاي حرارت دهي مختلف.Error! Bookmark not defined.
شکل ‏4-13 نمودار تخريب حرارتي نمونهي H26 در سرعتهاي 15، 30 و45 درجهي سانتيگراد بر دقيقه.88
شکل ‏4-14 نمودار تخريب حرارتي نمونهي H33 در سرعتهاي 15، 30 و45 درجهي سانتيگراد بر دقيقه.88
شکل ‏4-15 نمودار تخريب حرارتي نمونهي H39 در سرعتهاي 15، 30 و45 درجهي سانتيگراد بر دقيقه.89
شکل ‏4-16 نمودار تخريب حرارتي نمونهي H47 در سرعتهاي 15، 30 و45 درجهي سانتيگراد بر دقيقه.89
شکل ‏4-17 نمودار تخريب حرارتي پلي بوتادين رابر و نمونههاي پخت شدهي آن در سرعت 15 درجهي سانتيگراد بر دقيقه.90
شکل ‏4-18 نمودار تخريب حرارتي نمونهي SBR در سرعتهاي 15، 30 و45 درجهي سانتيگراد بر دقيقه.91
فهرست جداول
جدول ‏2-1 انواع فرايند تبديل پليمرها به کوچک مولکولها14
جدول ‏2-2 درصد آروماتيک موجود در جزء مايع حاصل از شکست مخلوط پلي الفيني در ?C400 تحت کاتاليست HZSM-5 و در نسبتهاي متفاوت پليمر به کاتاليست24
جدول ‏2-3 درصد محصولات حاصل از تخريب پلي اتيلن سنگين در 430 درجهي سانتيگراد24
جدول ‏2-4 محصولات و شرايط پيروليز پلي الفينها.31
جدول ‏2-5 اثر کاتاليست FCC روي پيروليز در پنج درصد متفاوت از صفر تا 60 درصد کاتاليست نسبت به پليمرپلي اتيلن سنگين در دماي C?450 و با سرعت همزن RPM50.34
جدول ‏2-6 تأثير گازهاي حامل مختلف بر روي محصولات پيروليز پلي اتيلن سبک خطي در دماي 450 درجه سانتي گراد و با کاتاليست FCC.37
جدول ‏2-7 جدول تأثير همزن بر روي محصولات پيروليز پلي اتيلن سبک خطي 39
جدول ‏3-1 مشخصات استايرن بوتادين رابر.45
جدول ‏3-2 مشخصات پلي بوتادين رابر.46
جدول ‏3-3 مشخصات پلي پروپيلن.46
جدول ‏3-4 مشخصات کاتاليست FCC مورد استفاده47
جدول ‏3-5 نتايج آزمون BET كاتاليستهاي تجاري استفاده شده.47
جدول ‏3-6 مشخصات پلي اتيلن سنگين استفاده شده.48
جدول ‏4-1 درصد محصولات پيروليز حرارتي وکاتاليستي پلي اتيلن سنگين در آزمايشهاي مختلف.51
جدول ‏4-2 توزيع ترکيبات مختلف در محصول مايع حاصل از پيروليز پلي اتيلن سنگين با 15 درصد از کاتاليست FCC و HZSM-5.53
جدول ‏4-3 توزيع محصول مايع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهي بنزين حاصل از پيروليز پلي اتيلن سنگين با کاتاليستهاي FCC و HZSM-5.54
جدول ‏4-4 درصد محصولات پيروليز حرارتي و کاتاليستي پلي پروپيلن در آزمايشهاي مختلف.56
جدول ‏4-5 توزيع ترکيبات مختلف در محصول مايع حاصل از پيروليز پلي پروپيلن با 15 درصد از کاتاليستهاي FCC و HZSM-5.58
جدول ‏4-6 توزيع محصول مايع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهي بنزين حاصل از پيروليز پلي پروپيلن با کاتاليستهاي FCC و HZSM-5.59
جدول ‏4-7 درصد محصولات پيروليز حرارتي و کاتاليستي پلي بوتادين رابر در آزمايشهاي مختلف.61
جدول ‏4-8 تنوع ترکيبات موجود در محصول مايع حاصل از پيروليز پلي بوتادين رابر با 15 درصد از کاتاليستهاي مختلف.63
جدول ‏4-9 توزيع محصول مايع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهي بنزين حاصل از پيروليز پلي بوتادين رابر باکاتاليستهاي مختلف.65
جدول ‏4-10 تأثير مقدار کاتاليست FCC بر پيروليز پلي بوتادين رابر.66
جدول ‏4-11 توزيع ترکيبات مختلف در محصول مايع حاصل از پيروليز پلي بوتادين رابر با درصدهاي مختلف از کاتاليست FCC.67
جدول ‏4-12 توزيع محصول مايع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گسترهي بنزين حاصل از پيروليز پلي بوتادين رابر با درصدهاي مختلف از کاتاليست FCC.68
جدول ‏4-13 روند تغييرات دما و ميزان محصول مايع خروجي طي فرآيند پيروليز پلي بوتادين رابر.69
جدول ‏4-14 درصد محصولات پيروليز حرارتي و کاتاليستي استايرن بوتادين رابر در آزمايشهاي مختلف.72
جدول ‏4-15 توزيع ترکيبات مختلف در محصول مايع حاصل از پيروليز استايرن بوتادين رابر با 15 درصد از کاتاليستهاي مختلف.74
جدول ‏4-16 توزيع محصول مايع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گسترهي بنزين حاصل از پيروليز استايرن بوتادين رابر با کاتاليستهاي مختلف.76
جدول ‏4-17 تأثير درصد کاتاليست FCC بر پيروليز استايرن بوتادين رابر.77
جدول ‏4-18 روند تغييرات دما و ميزان محصول مايع طي فرآيند پيروليز استايرن بوتادين رابر.78
جدول ‏4-19 اختلاف دماي T3 و T97 در تخريب پلي بوتادين رابر با سرعتهاي حرارت دهي مختلف.86
جدول ‏4-20 مکانيسمهاي شکست پلي بوتادين رابر در سه مرحلهي شروع، رشد و اختتام براي سرعتهاي مختلف.86
جدول ‏4-21 سيستم پخت نمونههاي پليبوتادين رابر با درصدهاي مختلف شتاب دهندهي TMTD.87
چکيده
در اين پژوهش پيروليز حرارتي و کاتاليستي چهار نوع پليمر از قبيل دو پلاستيک پلي اتيلن سنگين و پلي پروپيلن و دو لاستيک استايرن بوتادين رابر و پلي بوتادين رابر در راکتور نيمه پيوستهي همزندار و تحت گاز نيتروژن و با استفاده از کاتاليستهاي HZSM-5 ، FCC و H-Mordenite بررسي شده است. در اين مطالعه تنها بررسي ميزان محصول مايع حاصل از پيروليز و ترکيب آن مدنظر بوده است و از ارزيابي اجزاي محصول گازي و کک صرفنظر شده است. درصد کاتاليست انتخابي براي پيروليز پلاستيکها، با توجه به مقدار بهينهي بدست آمده در کارهاي قبلي، 15 درصد انتخاب شده است. در انجام پيروليز هر کدام از پليمرها با انجام چندين مرحله بهينهسازي روي راکتور، ميزان محصول مايع افزايش يافت. با توجه به بررسيهاي انجام شده، در ميان سه کاتاليست استفاده شده، کاتاليست FCC بيشترين محصول مايع را توليد ميکند و کاتاليست HZSM-5 به دليل اندازه حفرات ريز، عمدهي محصول را به صورت گاز آزاد ميکند. با انجام آزمون کروماتوگرافي گازي، درصد اجزاي محصول مايع، آروماتيک، الفين، پارافين و نفتن موجود در محصول بدست آمد و همچنين اجزاي محصول مايع بر اساس تعداد کربن نيز حاصل گرديد. نتايج آزمون کروماتوگرافي گازي نشان ميدهد که درصد قابل توجهي از محصول در پيروليز با کاتاليست FCC را الفينها تشکيل ميدهند.
با بررسي پيروليز حرارتي و کاتاليستي پلي بوتادين رابر با استفاده از سه کاتاليست مذکور، اين نتيجه حاصل شد که پيروليز کاتاليستي با 45 درصد کاتاليست FCC بيشترين محصول مايع را ميدهد. همچنين با توجه به دادههاي آزمون کروماتوگرافي گازي، با افزايش ميزان کاتاليست به دليل احتمال بيشتر وقوع واکنشهاي ديلز آلدر، جزء آروماتيکي محصول مايع نسبت به اجزاي ديگر نفتن، پارافين و الفين، افزايش مييابد و از طرف ديگر نيز به دليل شکست بيشتر، از نظر تعداد کربن به سمت اجزاي سبکتر ميل ميکند.
با ارزيابي روند خروج محصول مايع با دما و رسم نمودار آن، اين مطلب منتج گرديد که در پيروليز لاستيکها (پلي بوتادين رابر و استايرن بوتادين رابر) به دليل وجود پيوندهاي دوگانهي فراوان در ساختارشان و ايجاد راديکالهاي زياد در حين پيروليز، يک فرآيند پيروليز چند مرحلهاي خواهد بود و بر خلاف پيروليز پلاستيکها، محصول مايع هيدروکربني به صورت مجزا و در چند مرحله خارج ميگردد .روند تغييرات دما در پيروليز لاستيکها نيز به صورت افزايشي و کاهشي است.
در ادامه با بررسي درصدهاي مختلف از کاتاليست FCC، اين که ميزان 45 درصد کاتاليست ميزان بهينهي کاتاليست در پيروليز استايرن بوتادين رابر است، نتيجهگيري شد. با انجام آزمون گرما وزن سنجي در پنج سرعت 5، 15، 30، 45 و 90 درجهي سانتيگراد بر دقيقه براي پلي بوتادين رابر و بررسي نمودارهاي کاهش وزن با دما، اين مطلب حاصل شد که تخريب پلي بوتادين رابر حاکي از ارتباط تخريب با درصد شبکهاي شدن لاستيک در حين فرآيند است. در واقع تفاوت موجود بين نمودارهاي مذکور نتيجهي رقابت بين اين دو مکانيسم است. هرچه سرعت حرارتدهي پايينتر باشد زنجيرها فرصت ايجاد شبکههاي عرضي را دارند و مکانيسم شبکهاي شدن غالب است. با افزايش دما شبکههاي تشکيل شده در حين فرآيند شکسته شده و شيب کاهش وزن افزايش مييابد. اما در سرعت 90 درجهي سانتيگراد بر دقيقه که روند آن با ديگر سرعتها کاملا متفاوت است، راديکالها به دليل سرعت و انرژي بالايي که دارند راحتتر حرکت کرده و تخريب کلي ساختار را امکانپذير ميسازند.
کليد واژهها:پيروليز حرارتي، پيروليز کاتاليستي، پليالفينها، رابرها، ميزان محصول مايع، درصد کاتاليست
فصل اول
مقدمه
استفاده از پليمرها، پلاستيک ها و لاستيک ها در زندگي روزمره منجر به توليد ميليونها تن پسماند مي شود که روش برخورد با آنها يکي از مسائل مهم زندگي شهري است. روش هاي مختلفي براي برخورد با اين پسماند ها وجود دارد که مهمترين آنها عبارتند از: دفن پسماند، دفن پسماند همراه با گرفتن انرژي از آن ، سوزاندن پسماند و بازيافت حرارت و برق، بازيافت و توليد کمپوست (کود) ، استفاده مجدد و تبديل پسماند به ترکيباتي ديگر همچون مايعات نفتي. استفاده صحيح از پسماندها مي تواند به يکي از منابع اصلي انرژي مورد نياز بشري در آينده اي نه چندان دور تبديل شود.
توليد جهاني لاستيکها و پلاستيکها روز به روز در حال افزايش است و متعاقبا توليد زبالههاي پلاستيکي و لاستيکي نيز روندي صعودي دارد عمر اين زبالهها تا ماهها (فيلم کشاورزي) و سالها (اتومبيلها، وسايل خانگي) و حتي گاهي تا يک قرن ( در برخي کاربردهاي ساختماني) طول ميکشد [1].
آمارپسماند
مطابق شکل 1-1 پلاستيک ها و ساير مصنوعات پليمري حدود 12-10 درصد پسماند شهري انگليس را شامل ميشوند که با توجه به حجم بالاي اين مواد و عدم تخريب آنها در طبيعت به مدت طولاني، اين مطلب اهميت زيادي مي يابد که چه خطراتي محيط زيست را تهديد مي کند [2].
شکل ‎11-1 شکل درصد پسماندهاي توليدي در انگليس [2].
روشهاي حذف پسماند
در ادامه به اختصار توضيح روشهاي حذف پسماند ارائه ميگردد:
روش دفن زباله
اين روش ابتدايي ترين و ارزان ترين روش موجود در جهت از بين بردن پسماندها مي باشد. مزيت اين روش استفاده از گاز متان ناشي از تجزيهي ترکيبات آلي است. از معايب اين روش مي توان به انتقال آلودگي و يا احتمال آلوده شدن آبهاي زير زميني، توليد گازهاي گلخانهاي و نياز به فضاي مناسب براي دفن کردن، اشاره کرد[3].
روش سوزاندن پسماند
اين روش نيز از ارزان ترين روشهاي برخورد با پسماندهاي پليمري است. از مزاياي اين روش ميتوان به توليد انرژي و حرارت بسيار بيشتر نسبت به روش دفن زباله و کاهش حجمي و جرمي قابل ملاحظهي پسماندها اشاره کرد. از طرفي ديگر اين روش بسيار گرانتر از روش دفن زباله بوده و نياز به دقت فراوان در مهار گازهاي سمي آزاد شده وجود دارد. پيدا کردن مکان مناسب جهت سوزاندن از ديگر مشکلات اين روش است[3].
تبديل پسماند به کمپوست
در روش توليد کمپوست، ترکيبات آلي فسادپذير به کود تبديل شده و باعث حاصلخيزي خاک مي‌‌شود. يکي از مهمترين مزاياي اين روش اين است که از فرسودن خاک جلوگيري ميکند. ازمزاياي ديگر اين روش اين است که مانع از سپردن ترکيبات آلي به مراکز دفن زباله شده ومانع از انتشار گاز متان در محيط مي‌‌شود. بوي بسيار بدکمپوست که تا مدتها در محيط باقي مي‌‌ماند، محدوديت استفاده از کمپوست در پارکهاي شهري و امکان آلوده کردن آبهاي زيرزميني و محيط اطراف در صورت عدم رعايت استانداردهاي لازم در حين فرايند از معايب استفاده از اين روش ميباشد. از نکات ديگر در اين زمينه اين است که کنترل آلودگي در حين توليد کمپوست هزينههاي توليد را بسيار بالا خواهد برد[3].
بازيافت
بازيافت و پيروليز يکي از بهترين روشها در جهت حذف پسماندها است. پيروليز، تبديل مواد با جرم مولکولي بالا و يا پليمرها به منومرهاي اوليه، و يا مواد با جرم مولکولي پايين و با حالت فيزيکي مايع يا گاز، که اين فرايند در غياب اکسيژن انجام مي شود.
بازيافت يکي از نشانه هاي توسعه يافتگي کشورها است، بدين معني که هرچه درصد بازيافت پسماند در يک کشور بالا باشد نشانهي پيشرفت آن کشور و توجه آنها به مسئله منابع طبيعي و محيط زيست است. بازيافت به طرق مختلف باعث برگرداندن سرمايههايي که به سمت دفن شدن و يا سوزاندن مي‌‌رود مي‌‌شود. بازيافت پسماند به دو شکل استفاده مجدد و يا تبديل آن به مواد شيميايي ديگر مي‌باشد. تبديل پسماند به مواد شيميايي ديگر از آن جهت مهم مي‌باشد که در اغلب موارد امکان استفاده مجدد وجود ندارد. پس از بالا رفتن قيمت جهاني نفت، تبديل پلاستيکها و ساير ترکيبات آلي به مايعات سوختي و قابل تبديل به انرژي توجيه اقتصادي پيدا کرده و در اغلب کشورهاي دنيا به عنوان يک راهکار کاهش مصرف ترکيبات نفتي ديگر به عنوان سوخت مورد توجه قرارگرفته است. اين روشها علاوه بر هزينه بالاي توليد داراي مشکلات ديگري مي‌باشد و آن اين است که ترکيباتي که بدين روش قابل بازيافت مي‌باشد محدود بوده وکل پسماند را شامل نميشود.
پيروليز
پيروليز فرآيندي است که در آن به وسيله حرارت، پيوندهاي شيميايي لاستيک کاملا شکسته ميشوند. پيروليز تايرهاي ضايعاتي به دليل تشکيل محصولات جانبي در حين فرآيند، موضوع بسياري از پژوهشهاست. طي فرآيند پيروليز (900-500 درجه سانتيگراد) لاستيک شکسته شده و محصولاتي مانند روغن، گاز و دوده به دست ميآيند.
گاز جمع شده ترکيبي از اتيلن، پروپيلن، بوتان، بوتيلن و ديگر گازهاي هيدروکربني با وزن ملکولي پايينتر است. تلاش براي توليد کربن بلک و مايعات هيدروکربني موفقيت محدودي داشته است. کربن بلک حاصل شده از کربن بلکي که به روش هاي سنتي تهيه شده، گران قيمتتر است.
مزاياي پيروليز
مزاياي پيروليز زبالههاي پلاستيکي و تبديل به سوخت مايع بدين شرح ميباشد:
سبب بازيافت مخلوط پلاستيکهاي ضايعاتي ميشود که به روشهاي ديگر بازيافت نميشوند.
بازيافت پلاستيکهاي آلوده و جامد را نيز ميتوان با اين شيوه انجام داد مانند پلاستيکهاي کشاورزي، مالچ، فيلمهاي گلخانهاي و لولههاي آبياري.
با اين روش ميتوان لمينيتهاي پلاستيکي، فيلمهاي بستهبندي چند لايه مخصوصا آنهايي که شامل لايهاي از فويل آلومينيوم هستند و با تکنولوژيهاي سنتي قابل فرآيند نيستند را بازيافت کرد[3].
فصل دوم :مروري بر مطالعات انجام شده
طبقهبندي پليمرها
پليمرها به سه گروه اصلي ترموپلاستيک‌ها، ترموست‌ها و الاستومرها تقسيم مي‌شوند. نتيجهي حاصل از بررسي انواع مختلف پليمرها مشخص مي‌کند که هر سه گروه مذکور داراي مقاومت شيميايي بسيار بالا در برابر اسيدهاي معدني بوده و تقريباً همه آنها در مقابل تابش اشعه فرابنفش، مخصوصاً تابش نور خورشيد، بسيار حساس هستند. ترموپلاستيک‌ها با توجه به خواص مکانيکي و شيميايي مناسب، در بسياري کاربردهاي صنعتي نظير لوله‌ها و تجهيزات انتقال، تجهيزات الکتريکي، پوشش‌ها، اتصالات و نظاير آن استفاده مي‌شوند. ترموست‌ها برخلاف ترموپلاستيک‌ها داراي مقاومت خوردگي پاييني هستند و در نتيجه استفاده از آنها در صنايع محدود به ساخت لوله‌ها، شيرها، پمپ‌ها، ظروف، پوشش‌هاي محافظ، عايق‌کاري، چسبنده‌ها و … مي‌شود. الاستومرها نيز به عنوان مواد پوشش مخازن، تانکها و لوله‌ها استفاده شده و از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، قلياها و نمکها مقاوم هستند.
الاستومرها
لاستيکها و الاستومرها عمدتاً بعنوان مواد پوشش برج‌ها، مخازن، تانکها، و لوله‌ها استفاده مي‌شوند. مقاومت شيميايي بستگي به نوع رابر و ترکيبات آن دارد. اخيراً رابرهاي مصنوعي به بازار عرضه شده که نيازهاي صنايع شيميايي را تا حد زيادي تأمين کند. هر چند هيچ يک از رابرهاي تهيه شده داراي خواص رابر طبيعي نيست، ولي در يک يا چند مورد نسبت به آن برتري دارد. از رابرهاي مصنوعي، ترانس – پلي ايزوپرن و سيس- پلي بوتادين، شبيه رابر طبيعي هستند. تفاوت رابرها و الاستومرها در کاربردهاي خاص، مشخص مي‌شود.
الاستومر پليمري است که قابليت ارتجاعي زيادي دارد. نام الاستومر از دو قسمت “الاستو” (برگرفته از “الاستيک” و به معناي ارتجاعي) و “مر” (برگرفته از “پليمر”) تشکيل شده‌ است.
الاستومرها در ساخت محصولات زيادي مانند لاستيک اتومبيل، سيل‌هاي آب بندي، برف پاک‌کن، شلنگ‌ها بهکار مي‌روند. ضريب پواسون آن‌ها به 5/0 بسيار نزديک است و بنابراين مي‌توان آنها را تراکم‌ناپذير فرض کرد. الاستومرها به دو دسته تقسيم مي‌شوند: ترموست الاستومرها که در نتيجه حرارت سخت شده و ديگر به حالت اوليه بر نمي‌گردند و ترموپلاستيک الاستومرها که با حرارت حالت ارتجاعي پيدا مي‌کنند[3].
استايرن بوتادين رابر1
رابر استايرن بوتادين يک کوپليمر از استايرن و بوتادين است. اين رابر تحت نام تجاري Buna S شناخته شده است. وقتي الاستومري “همه منظوره” ناميده ميشود احتمالاً استايرن بوتادين رابر در مقابل ساير لاستيکها به اين تعريف نزديک تر است. اين الاستومر امروزه در دنيا بالاترين ميزان مصرف را دارد. در مقايسه با ساير الاستومرها اين لاستيک نسبتاً ارزان بوده و به مقدار زياد مصرف ميشود. مقاومت شيميايي آن مشابه رابر طبيعي است و داراي مقاومت پايين در مقابل اکسيد‌کننده‌ها، هيدروکربن‌ها و روغن‌هاي معدني است. از اين رو از نظر شيميايي مزيت خاصي نسبت به ديگر رابرها ندارد اين رابر در تاير اتومبيل، تسمه‌ها، واشرها، لوله‌هاي خرطومي و ديگر محصولات متنوع استفاده مي‌شود. استايرن بوتادين رابر به تنهايي استحکام کششي ضعيفي دارد، با اين وجود وقتي با دوده و روغن به طور مؤثر آميزهکاري شود خواص فيزيکي آن بسيار بهبود مييابد. استايرن بوتادين رابر به طور معمول ?? درصد پيوند کربني استايرني دارد، ولي ميزان آن ميتواند از ?? تا ?? درصد باشد هر چه ميزان استايرن افزايش پيدا کند خاصيت ارتجاعي آن کاهش مييابد. بايد توجه داشت که اساساً دو نوع پليمريزاسيون امولسيوني براي استايرن بوتادين رابر وجود دارد. يک نوع با عنوان داغ و نوع ديگر با عنوان سرد مشخص ميشوند. استايرن بوتادين رابر داغ با پليمريزاسيون امولسيوني راديکال آزاد در ?? درجه سانتيگراد بدست ميآيد، در صورتي که نوع سرد آن از پليمريزاسيون امولسيوني در ? درجه سانتيگراد و با استفاده از يک سيستم شروع کنندهي راديکال آزاد بسيار فعال حاصل ميشود. استايرن بوتادين رابر داغ در جريان جنگ جهاني دوم توسعه پيدا کرد ولي پس از جنگ در سال ???? استايرن بوتادين رابر سرد به عنوان محصولي اصلاح شده معرفي گرديد. استايرن بوتادين رابر سرد مقاومت سايشي و پارگي بهتر و نيز استحکام کششي و مدول بالاتري از استايرن بوتادين رابر داغ نشان ميدهد. در بعضي موارد به خاطر جرم مولکولي زيادتر فرآيند آن مشکل ميشود.
انستيتو بين المللي توليد کنندگان لاستيک مصنوعي، استايرن بوتادين رابر را با عناوين زير مشخص مي کند:
???? : پليمر داغ
???? : پليمر داغ حاوي دوده و پيمانه اصلي
???? : پليمر سرد
???? : پليمر سرد حاوي دوده در پيمانه اصلي
???? : پليمر سرد حاوي روغن در پيمانه اصلي
???? : پليمر سرد حاوي روغن-دوده در پيمانه اصلي
نوع سوم استايرن بوتادين رابر که امروزه مصرف ميشود معمولا از فرآيند پليمريزاسيون محلولي و با استفاده از کاتاليزور آلکيل ليتيوم بدست ميآيد. اين نوع در دهه ???? به بازار آمد ولي بخاطر گرانتر بودن، مصرف بسيار محدودي دارد. با اين وجود استايرن بوتادين رابر حاصل از فرآيند محلولي نسبت به استايرن بوتادين رابر حاصل از فرايند امولسيون مزايايي دارد. اولاً اين نوع، ميزان وينيل با آرايش سيس بسيار بيشتري دارد. در استايرن بوتادين رابر امولسيوني، ميزان آرايش سيس معمولا بين ? تا ??درصد ميباشد. ثانيا توزيع جرم مولکولي اين نوع بسيار باريکتر از استايرن بوتادين رابر امولسيوني نوع داغ و سرد ميباشد. از اين رو خواص فيزيکي ممتازي دارد، ولي استايرن بوتادين رابر امولسيوني در هنگام آسياب کردن بهتر فرآيند ميشود. استايرن بوتادين رابر حاصل از فرآيند محلول، واحدهاي استايرن و بوتادين را به صورت آماري در خود دارد و ميتواند در تاير مصرف گردد، ولي استايرن بوتادين رابر حاصل از فرآيند محلول به صورت بلاک چنين نيست. استايرن بوتادين رابر حاصل از فرآيند محلول و به صورت بلاک معمولا در قالبگيري تزريقي و چسب مصرف ميگردد[3].
در پيروليز، ماده اصلي تاير رابري است ترکيبي از استايرن بوتادين رابر، ايزوپرن رابر، کربن بلک، گوگرد، عوامل ولکانيزاسيون و اکسيد روي.
پلي بوتادين رابر
تاريخچه و چگونگي توليد: پلي بوتادين جزو اولين الاستومرها يا لاستيک هايي بود که اختراع شد، 70 درصد از پلي بوتادين توليدي، براي ساخت لاستيک و تاير استفاده مي شود و 25 درصد تا 30 درصد از آن به عنوان افزودني به لاستيکهاي ديگر اضافه ميشود تا استحکام مکانيکي آنها را بهبود بخشد. پلي بوتادين با سه روش مختلف پليمريزه ميشود که در اين صورت سه ايزومر سيس (Cis)، ترانس (Trans) و وينيل (Vinyl) بدست مي آيد. خواص پلي بوتادين بسته به درصد اين سه ايزومر متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، پلي بوتاديني که داراي درصد سيس بالا است High Cis Polybutadiene ناميده ميشود و داراي خاصيت ارتجاعي بالا و بسيار متداول است در حالي که پلي بوتاديني که داراي درصد بالاي ترانس است High Trans Polybutadiene ناميده ميشود و پلاستيک کريستالي و بدون هيچ کاربرد مفيدي است. توليد ساليانه اين پليمر در سال 1380 بيش از 2/1 ميليون تن بود که از لحاظ مقدار مصرف در بين لاستيکها، بعد از لاستيک استايرن بوتادين در رتبه دوم قرار دارد[4].
پلي بوتادين براي اولين بار در سال 1910 توسط يک دانشمند روسي به نام سرگئي واسيليويچ لِبِدِو2 پليمريزه (بسپارش) شد، او در سال 1926 فرآيندي را براي توليد بوتادين از اتانول اختراع کرد و در سال 1928 توانست براي توسعه توليد پلي بوتادين از سديم به عنوان يک کاتاليزور استفاده کند. با توجه به اين کشف، کشور اتحاديه جماهير شوروي اولين کشوري بود که در اواخر سال 1930 موفق به توليد صنعتي اين پليمر گرديد. از جمله کشورهايي که به تحقيق و توسعه توليد پلي بوتادين کمک بسياري کردند آلمان و آمريکا بودند. پس از جنگ جهاني دوم در اواسط دهه 1950 پيشرفت هاي عمده اي که در زمينه کاتاليزور (به خصوص توليد کاتاليزور زيگلر ناتا) صورت گرفت منجر به توليد انواع جديد و بهبود يافته اغلب پليمرها از جمله پلي بوتادين شد[4].
پلي بوتادين رابر عمدتاً به روش ولکانيزاسيون گوگردي پخت مي شود. و از مزاياي آن ميتوان به مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر نور خورشيد و قيمت نسبتاً مناسب اشاره کرد. مقاومت کم در برابر روغنها، بنزين و حلال هاي هيدرو کربني (آليفاتيک و آروماتيک)، مقاومت ضعيف در برابر عوامل جوي و ازون، مقاومت کم در برابر نفوذ گازها، مقاومت گرمايي کم، مقاومت کم در برابر شعله و اشتعال، فرآيند پذيري بسيار مشکل از معايب پلي بوتادين رابر به شمار ميرود.
از نظر خواص، لاستيک پلي بوتادين در برابر سائيدگي و ترک خوردگي بسيار مقاوم و بسيار بادوام است. مقاومت در برابر سايش، حرارت زايي کم و داغ نکردن تحت تنش هاي ديناميکي و ثابت، ترک نخوردن، انعطاف پذيري در دماي پايين، مقاومت خوب در برابر اسيد ها، باز ها، الکل ها و حلال هاي اکسيژنه و … از ديگر ويژگيهاي اين لاستيک به شمار ميرود.
کاربرد: بيشترين کاربرد آن در ساخت لاستيکهاي اتومبيلهاي سواري، کاميون و اتومبيلهاي مسابقه است، همچنين آج تاير نيز از کوپليمرهاي پلي بوتادين مي باشد، ساخت کفش، تسمه و نوار نقاله، اسفنجهاي لاستيکي، شيلنگ و واشر، توپ گلف و…
پلاستيکها
پلاستيکها گروه کلي از مواد سنتزي يا طبيعي هستند و از زنجيرهاي بلند که جزء اصليشان کربن است تشکيل شدهاند. در استفادهي متداول و رايج معمولا واژههاي پلاستيک، پليمر و رزين مترادف هستند [1].
يک ماده پلاستيکي به گروه بزرگ از موادي که به طور کلي يا جزئي از ترکيباتي از کربن با اکسيژن، هيدروژن، نيتروژن و ديگر اجزاي آلي و معدني تشکيل شدهاند، اطلاق ميشود.
پلاستيکها از واحدهاي تکراري منومري و توسط فرآيندهاي شيميايي مختلف تشکيل شدهاند، از قبيل:
پليمريزاسيون کاتاليستي يا شروع پراکسيدي، مانند اتيلن، پروپيلن يا کوپليمر بوتادين واستايرن.
پليمريزاسيون تراکمي منومرهاي نامشابه، مانند اسيدهاي آلي دو عاملي، الکلها يا آمينها.
پليمريزاسيون افزايشي منومرهاي فعال.
مخصوصا گروه اول خوراک مناسبي براي فرآيندهاي پيروليزي فراهم ميکند.
قبل از توليد محصولات پلاستيکي، رزين حاصله همواره با افزودنيهاي مختلف فرآيند ميشود تا خواص مکانيکي، پايداري وفرآيندي آن بهبود يابد. اين افزودنيها عبارتند از:
آنتي اکسيد انتها (1%)

پايدارکنندههاي نوري و حرارتي (5%)
نرم کنندهها (40%)
مقاوم کنندهها در برابر ضربه (10%)
رنگ دانهها و مواد رنگي (5%)
بازدارندههاي شعله (15%)
و ديگر افزودنيها
همچنين پلاستيکها اين خصوصيات را نيز از خودشان نشان ميدهند:
ساختاري آمورف و غيربلوري مربوط به بي نظمي بين زنجيرهاي پليمري
هدايت حرارتي پايين
مقاومت الکتريکي بالا
دماي نرم شدگي پايين
رفتار ويسکوالاستيک
اکثر پلاستيکهاي مصرفي براي پيروليز مناسب هستند. عموما هرچه زنجير جانبي استخلافي بزرگتر باشد، پلاستيک راحتتر تخريب ميشود. ترتيب افزايش اندازه زنجير جانبي بدين صورت است:
پلي استايرن > پلي وينيل کلرايد > پلي پروپيلن > پلي اتيلن
مشکلاتي که در خصوص تکنولوژيهاي شکست پلاستيکها وجود دارد:
فرآيندهاي ناپيوسته ( که از نظر تجاري قابل قبول نيستند )
نشست کک و کربن روي سطوح تبادل کنندهي حرارت
چسبندگي ذرات بستر در فرآيندهاي بستر سيال
کيفيت نامناسب سوخت
مقدار نسبتا زياد سولفور در محصولات نهايي (ppm700 -100 )
اگرچه در سالهاي اخير، تعداد محدودي فرآيند پيروليزي نيز براي غلبه بر اين محدوديتها، ارائه شده است[3].
پلي اتيلن3
مطالعات زيادي روي پيروليز حرارتي و کاتاليستي پلياتيلن سنگين4 انجام شده است [5-12]. زيرا پلياتيلن سنگين، يکي از پليمرهاي اصلي در زبالههاي جامد شهري است [13].
مايع حاصل از تخريب پلي اتيلن غني از پارافينها و الفينهاي خطي است. پارافينها، هيدروکربنهاي راست زنجير هستند که به طور معمول در بنزين وجود دارند. گرايش کريستالهاي پارافين به خوشهاي شدن در دماهاي پايين و شکل گيري صفحاتي از آنها منجر به گرفتگي فيلتر سوخت و مختل شدن جريان سوخت ميگردد.
ايزومرهاي شاخه دار مانند پارافينهاي خطي، گرايشي به کريستال شدن نشان نميدهند، بنابراين تا وقتي به دماهاي پايينتر نرسيدهايم، کريستالهاي واکسي تشکيل نميشوند. هيدروکربنهاي مايع حاصل از پيروليز پلي اتيلن به طور گسترده از 3C تا 25C را در برميگيرند و از پارافينها و الفينهاي خطي تشکيل شدهاند. هيدروکربنهاي مايع بدست آمده از پيروليز پلي پروپيلن نيز در گسترهي 3C تا 25C هستند اما جزء بنزين بدست آمده از پيروليز پلي پروپيلن در مقايسه با پلي اتيلن، عدد اکتان بالاتري دارد[14].
پلي پروپيلن5
هر دو پليمر پلي اتيلن و پلي پروپيلن از ساختماني شامل پيوندهاي C-C ساخته شدهاند، تنها با اين تفاوت که هيدروژن موجود در اتيلن با يک گروه متيل جابهجا شده است. از اين رو، اتم کربني که به گروه متيل متصل است، تبديل به کربن نوع سوم شده و اساسا شکست بين اتمهاي دوم و سوم رخ ميدهد. درحاليکه در پلي اتيلن ، تمام کربنهاي موجود در زنجير اصلي يکساناند و شکست به صورت اتفاقي بين هردو اتم کربن ميتواند اتفاق بيفتد. پيروليز پلي پروپيلن نيز مورد توجه محققين بسياري بوده است [15-19].
شکست پلي اتيلن
اگرچه کاتاليستهاي متنوعي براي شکست PE به کار رفتهاند، اما در اين ميان کاتاليستهاي زئوليتي مؤثرترين بودهاند. به عنوان مثال، گارفورث6 گزارش ميدهد که انرژي فعال سازي (Ea) اندازهگيري شده وقتي که پلي اتيلن به صورت کاتاليستي با HZSM-5، HY و MCM-41 شکسته ميشود، بسيار کمتر از حالتي است که از هيچ نوع کاتاليستي استفاده نميشود [20]. آنها به اين نتيجه رسيدند که HZSM-5 و HYفعاليتي مشابه هم دارند و هردوي اين کاتاليستها موثرتر از MCM-41 هستند. مانوس7 و همکارانش بررسي کردند که شکست کاتاليستي پلياتيلن با HZSM-5 و HY در توليد هيدروکربنهايي در اندازهي بنزين در راکتور آزمايشگاهي نيمه پيوسته، مؤثرند [20-21]. طبق تحقيقات آنها، زئوليتهايH-Theta-1 وH-Mordenite که قطر حفراتشان قابل مقايسه با HZSM-5 و HY است، در توليد هيدروکربنهايي در اندازهي بنزن از شکست پلياتيلن، کاربرد زيادي ندارند [22]. اسيديته و اندازهي حفرهي کاتاليست عوامل مهمي در شکست کاتاليستي پليمرها هستند [23].
اگر مخزن واکنش بسته به کار ببريم، محصولات واکنش اوليه ممکن است با کاتاليست واکنش داده تا محصولات ثانويه شکل گيرند. اخيرا آزمون کروماتوگرافي گازي براي شناسايي محصولات فرار توليد شده در شکست پليمرها، استفاده ميگردد. اين آناليز کنندهي گاز آزاد شده، شناسايي و اندازهگيري کمي مواد فرار توليد شده توسط حرارت دادن نمونههاي جامد را تسهيل ميکند [24].
انواع تخريب
فرايندهاي مختلفي در زمينهي تخريب پليمرها وجود دارد که در جدول 2-1 نشان داده شده است. در صورتي که هيچ واکنشگري همچون آب؛ هيدروژن و اکسيژن در محيط نباشد فرايند پيروليز بوده، در صورت واکنش با آب هيدروليز ، واکنش با اکسيژن سوختن ناميده شده و ساير واکنشها نيز در جدول مورد اشاره آمده است] 2[.
جدول ‏2-1 انواع فرايند تبديل پليمرها به کوچک مولکولها] 2[.
نوع فرآيندواکنشهاي اصليشرايطهدف فرآيندHydrogenationواکنش با هيدروژن، شکست حرارتيمواد همگنبازيافت مواد خامHydrolysisواکنش با آبمواد همگنبازيافت مواد خامGasificationواکنش با آب، هيدروژن و اکسيژنماهيت آليگاز سوخت، گاز سنتزCombustionواکنش با اکسيژنماهيت آليبازيافت انرژيPyrolysisتخريب حرارتيماهيت آليبازيافت انرژي و مواد خام
پيروليز پلاستيکها و رابرها
پيروليز در شرايط مختلفي از جمله گسترههاي دمايي متفاوت، زمان واکنش متفاوت، فشار متفاوت و در حضور يا غياب مايعات و گازهاي فعال و کاتاليست، ميتواند انجام گردد. پيروليز پلاستيکها در دماي پايين (<400??)، متوسط 400-600??) ) و بالا (>600??) صورت ميگيرد وعموما فشار به صورت اتمسفريک است. اگر اکثر محصولات مطلوب از نظر حرارتي ناپايدار باشند مانند وقتي که به راحتي واپليمريزه ميشوند، ممکن است شرايط زير فشار اتمسفريک، با استفاده از خلاء يا يک رقيق کننده مانند بخار انتخاب گردد. تخريب حرارتي پليمرها توليد گاز، کک و محصول مايع ميکند که مقدار هر يک از اجزاء به متغيرهاي بسياري بستگي دارد. اين محصولات ميتوانند به عنوان سوخت، مواد پتروشيميايي و منومر مورد استفاده قرار گيرند [1].
محصولات حاصل از پيروليز پلي بوتادين رابر و استايرن بوتادين رابر
پليبوتادين رابر در گسترهي دمايي 370 تا 480 درجهي سانتيگراد پيروليز شده وتنها 3 درصد به صورت باقيماندهي پيروليز ميماند. گسترهي دماي تخريب استايرن بوتادين رابر تقريبا مشابه پلي بوتادين رابر است. در پيروگرام استايرن بوتادين رابر، علاوه بر اليگومرهاي بوتادين رابر، استايرن نيز جزئي مهم است. اما ديگر ترکيبات آروماتيک از قبيل بنزن، تولوئن و زايلن با غلظت کمي در محصول مايع هستند. غلظت ترکيبات آروماتيک در روغن حاصل از پيروليز با افزايش دماي پيروليز، افزايش مييابد.
زماني که محدودهي جوش بوتادين رابر مشابه استايرن بوتادين رابر است، مشارکت مهم استايرن در بنزين حاصل از استايرن بوتادين رابر اين است که آن را آروماتيکيتر ميکند. در نمودارهاي گرما وزن سنجي پيروليز تايرهاي ضايعاتي، سه مرحلهي کاهش وزن داريم: ??330-200، ??400-330 و??500-400 [25].
مرحلهي اول مربوط به تخريب حرارتي ترکيبي از روغنها، رطوبت، نرم کنندهها وديگر افزودنيهاست. مرحلهي دوم مربوط به تخريب لاستيک طبيعي و مرحلهي سوم شامل تخريب بوتادين رابر و استايرن بوتادين رابر موجود در تاير است. شرايط پيروليز شديدا روي محصول مايع تأثير گذارند [26].
محصول مايع با ارزش ناخالص گرمازايي MJ/kg 43-41، در پيروليز ناپيوسته ضايعات تايري حاصل شده است [27]. در يک واحد آزمايشگاهي صنعتي با خوراک دهي نيمه پيوسته، با افزايش دما، بازده محصول مايع حاصل از ضايعات تاير به طور چشمگيري کاهش يافت [28].
محصولات جانبي پيروليز
پيروليز، تخريب هيدروکربنها در محيطي عاري از اکسيژن و در حضور يا غياب کاتاليست و براي پلاستيکها در محدودهي دمايي ??700-500 است. اين فرآيند براي تخريب پلاستيکها به هيدروکربنهاي سبکتر استفاده ميشود. حالت فيزيکي محصولات به اندازه اجزاي هيدروکربني بستگي دارد. اين محصولات، به صورت گسترده به سه فاز جامد، مايع و گاز دسته بندي ميشوند. وزن محصول خروجي کلي با وزن خوراک ورودي برابر است، از اينرو اگر درصد جامد يا گاز کاهش يابد، افزايش مرتبطي در درصد جزء مايع خواهيم داشت و بلعکس [14].
محصولات شامل هيدروکربنهاي مايع و گازي، جامدات شامل کک و باقيمانده هستند. ترکيب و ويژگيهاي محصولات خروجي به عوامل زير وابسته است:
ويژگيهاي کاتاليست
شرايط عملياتي

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

فشار
شرايط اجرايي اثر قابل توجهي روي ويژگيهاي مايع خروجي و ترکيب آن دارد. با افزايش دما، سرعت واکنش نيز افزايش مييابد. تقريبا براي هر40 درجهي سانتيگراد افزايش دما، سرعت تخريب دو برابر ميشود. زماني که فشار راکتور بالاست، زمان ماند افزايش مييابد و منجر به غيراشباعيت بيشتر محصول و کاهش عدد اکتان بنزين بدست آمده ميشود.
وقتي واکنش در فشار اتمسفريک انجام ميشود، زمان تماس کوتاهتر احتمال واکنشهاي شکست ثانويه و انتقال هيدروژن را کاهش داده و بنابراين ميزان الفيني بودن محصول مايع افزايش مييابد.
زمانيکه پيروليز تحت خلاء انجام ميشود، طيف محصولات و کيفيت آنها از ديگر فرآيندهاي پيروليزي (اتمسفريک) متفاوت خواهد بود. به عبارت ديگر، از مزيتهاي کاهش فشار، ميتوان به محدود شدن واکنشهاي شکست ثانويهي هيدروکربنها اشاره کرد [14].
آزمونهاي مورد استفاده در پيروليز
آزمونهاي کروماتوگرافي گازي8 و گرما وزن سنجي9 از مهمترين آزمونها در بررسي پيروليز هستند. با استفاده از اين آزمونها روند تخريب پليمرها با دما مورد بررسي قرار ميگيرند. همچنين ميتوان ميزان جرم مولکوليهاي مختلف و نيز چهار نوع هيدروکربن موجود در محصول شامل آروماتيکها، الفينها، نفتنها و پارافينها (PONA) را از هم تميز داد.
گرماوزن سنجي حاصل از پيروليز تايرهاي ضايعاتي با سرعت حرارت دهي بالا
پيروليز تايرهاي ضايعاتي با گرما وزن سنجي غير همدما و با سرعتهاي حرارتدهي مختلف و اندازه ذرات 1 و 3 ميليمتر بررسي شده است. طبق نتايج اين بررسي در سرعتهاي پايين وجود مراحل اوليه و ثانويه قابل تشخيص است. براساس نتايج آزمايشگاهي و براساس مقالات مرتبط، مرحلهي اول کاهش وزن مربوط به واپليمر شدن ترکيبات لاستيکي است. ولي باقيماندهها، در مرحلهي دوم و در دماهاي بالاتر تخريب ميشوند. از طرف ديگر در سرعتهاي حرارتدهي بالا، فاصلهاي بين پيروليز اوليه و ثانويه وجود ندارد و تنها يک پيک سرعت پيروليز مشاهده ميشود. اين پديده به دليل کاهش واکنشهاي حلقوي شدن و شبکهاي شدن که وقتي سرعت حرارتدهي بالا ميرود اتفاق ميافتند، رخ ميدهد. بعلاوه، غير يکنواختي شعاعي دما، غلظت يا فشار مواد فرار در سرعتهاي حرارت دهي بالاتر ميتواند گسترش يابد. همهي اين موارد ميتوانند براي اصلاح الگوهاي پيروليز مهم باشند [25].


دیدگاهتان را بنویسید