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废塑料油加氢精制的研究

文档作者：尹航徐玉林于廷云陈仲夏文档来源： I．中油辽河油田公司高升采油厂 2．抚顺石化公司热电厂 3．辽宁石油化工大学		点击数：	更新时间： 2021年02月16日
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第44卷第8期
201 5年8月
当 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．44．N0．8
August，201 5
废塑料油加氢精制的研究
尹航 ，徐玉林 ，于廷云3 陈仲夏。
(I．中油辽河油田公司高升采油厂，辽宁盘锦124125； 2．抚顺石化公司热电厂，辽宁抚顺113001
3．辽宁石油化工大学， 辽宁抚顺1 13001)
摘 要： 实验以废塑料油为原料，在Zr／ —A1 O，一HY催化剂的作用下进行加氢精制反应，探究了反应温
度、压力、空速以及氢油比等因素对加氢精制效果的影响。实验表明，加氢精制效果最佳条件为：反应温度为
210 、反应压力为6．0 MPa、空速0．5 h 以及氢油比为800：1。柴油收率为83．0％。加氢后得到的柴油凝点为
一12℃ ，色度为1．0，闪点为54．2，十六烷值为53．7。
关键词：废塑料油；加氢精制；柴油；收率
中图分类号：TQ 320．9 文献标识码： A 文章编号： 1671—0460(2015)08—1803—02
Research on Hydr0genati0n Refining of W aste Plastic Oil
YINHang ，XVYu lin ，YU Ting-yun ，CHEN Zhong-xia3
(1．PetroChina Liaohe Oil Field Company Gaosheng Oil Production Plant，Liaoning Panjin 124125，China；
2．ThermalPowerPlant ofFushunPetrochemicalCompany,LiaoningFushun 113001，China；
3．Liaoning Shihua University,Liaoning Fushun 1 13001，China)
Abstract：Waste plastic oil was hvdrogenated in the presence ofZr／y-A120 -HY catalyst．E旋ct ofreaction temperature，
pressure，space velocity and hydrogen to oil ratio on hydrotreating effect was investigated．Experimental results show
that the optimal reaction conditions are as follows：refining temperature 2 1 0 ℃ ．pressure 6．0 MPa．space velocity 0．5
h and hydrogen to oil ratio 800：1．Under above conditions．the diesel yield can reach to 83．O％ ．After hydrogenated．
the solidifying point ofdiese1 iS．12 ℃ ，the chroma iS 1．0，the flash point iS 54．2 and the cetane number iS 53．7．
Key words： ste plastic oil；Hydrogenafion refining；Diesel；Yield
目前，塑料制品深入到人们生活的各个方面，
在方便人们生活的同时也给环境造成了巨大的压
力。据统计，至2009年以来，我国每年塑料实际消
费量超过4 000万t，而回收率仅有26％左右 。对
于这些“白色污染”的处理方式主要有三种：一是
掩埋处理，会占用大量土地、造成土地板结；二是
焚烧处理，会产生大量有害气体污染环境；三是回
收利用 。回收利用是促进废塑料再资源化的有效
方式，尤其是将其油化处理。在当前能源紧张的情
况下，废塑料油化利用具有广泛的应用前景。但是
在实际应用中，废塑料油颜色深碳链长气味难闻无
法直接利用，因此对废塑料油进行加氢精制成为其
实际利用的重要工艺环节 。
1 实验部分
1．1 实验仪器与试剂
仪器：(1)加氢装置，自制；(2)实沸点蒸馏
仪，沈阳施博达仪器仪表有限公司；(3)十六烷值
机，北京兰铂。
试剂：(1)原料：废塑料油(某炼油厂)；(2)
催化剂：Zr／y—A1 0 一HY；(3)硫化剂：5％的硫化
剂、航空煤油。
1．2 实验过程
1．2．1 预硫化过程
把催化剂填装在固定床反应器，硫化剂经换热
器和加热炉加热，然后氢气混合进入固定床反应器，
在氢压下发生预硫化反应。
图1 加氢精制装置图
Fig．1 The device for hydrOgenati0n refining
1一原料油罐；2-计量泵；3-预热器；4、5-压力表；7-加氢精制反应器
6、8-控温系统；9-冷凝灌；1O一成品油罐；1 1-尾气处理器
收稿日期： 201 5-03-06
作者简介：尹航(1987一)，男，辽宁赤峰人。E-mail：czxhxx@126．CON。
通讯作者：于廷云(1 964一)，男，副教授，研究方向。E-mail：34931 9289@qq．com。
1804 当 代 化 工 201 5年8月
1．2．2 加氢精制过程
经碱洗酸洗之后的废塑料油经换热器和加热
炉加热至220 cC与氢气混合进入固定床反应器，在
zr／ —A1zO 一HY催化剂作用下进行加氢精制反应，使
烯烃、芳烃选择加氢饱和并脱除硫和氮等杂质。反
应温度为210 ，反应压力为6．0 MPa。反应得到
加氢柴油。依次改变反应条件，进行不同条件下的
加氢精制。
2 结果与讨论
2．1 温度对加氢精制效果的影响
温度是加氢精制反应的主要影响因素，在通常
情况下，随着反应温度的升高，不饱和键加氢还原
速度加快，柴油的产率随着温度的升高而提高。当
温度升高到一定范围之后，不饱和键加氢速度变化
已不大，温度进一步升高柴油的产率降低，见图2，
可能是因为C—C键断裂严重，产生了过多的小分子
物质。因此，当温度为210℃时较为适宜。
反应温度／℃
图2 温度对加氢精制效果的影响
Fig．2 Efect of temperature on hydrogenation refining
2_2 压力对加氢精制效果的影响
图3 压力对加氢精制效果的影响
Fig．3 Effect of pressure OU the hydrogenation refining
随着反应压力的增大，柴油产率也不断增大，
但是当压力增大到6．0 MPa以后，柴油产率开始降
低，见图3。这是因为加氢反应是体积缩小的反应，
增大压力有利于向着加氢反应方向进行。但是当压
力过大时，烯烃会发生迭合反应，小分子的烯烃会
迭合成大分子物质，所以在高压下会有大量焦油状
物质生成，影响柴油的产率。同时考虑到装置操作
成本，当压力在6．0 MPa时较为适宜。
2．3 空速对加氢精制效果的影响
当空速大于0．5 h 以后收率变化显著下降，对
此时对所得油品进行检测，加氢柴油油质开始下降，
见图4。这是因为空速过大，使得反应物停留时间
过少，降低了催化剂表面利用率，反应进行不完全，
影响了效果。考虑到生产能力的要求，最好选用的
空速为0．5 h～。
锋!还／h 。
图4 空速对加氢精制效果的影响
Fig．4 Effect of space velocity on hydrogenation refining
2．4 氢油比对加氢精制效果的影响
氢油比作为加氢工艺的主要参数之一，对废塑
料油加氢精制有着重要的影响。加氢反应属于强放
热反应，在反应过程中会放出大量热量，有足够量
的氢气流经反应器可以带走大部分多余热量。同时，
氢油比增大，可以维持反应器内较大的氢分压，抑
制结焦前驱物发生缩合反应造成催化剂表面积炭，
有利于反应的进行。但是，氢油比提高会增大加氢
装置的操作成本。增大氢油比柴油的收率也会随之
增大，当氢油比大于800：1时，柴油收率变化已不
大，甚至开始下降，见图5。因此，选择氢油比为
800：1最为适宜。
1OO
90
80
7O
． 60
婪50
题40
30
20
l0
O
500
氯油比
图5 氢油比对加氢精制效果的影响
Fig．5 Effect of hydrogen to oil ratio on hydr0genati0n
Refining (下转第1807页)
∞ 如∞ ∞ ∞ 如加 0O
醉 是
∞ 舳 ∞
斟 是
∞ 舳 ∞ 如 +斛
第44卷第8期 张艳芳，等：芬顿法深度处理某化工废水的研究 1807
的去除效果，结果如图3所示。实验结果表明，芬
顿法不能去除该废水中的氨氮，反而会提高废水的
氨氮值。其原因可能是反应过程中生成具有强氧化
能力的·OH，·OH 将水中的有机氮氧化为氨氮，导
致氨氮升高。
2．6 总磷的去除效果
在原水pH值分别为3．0和4．0、H 0 与Fe。 投
加比例为1：2的条件下，考察芬顿法对该废水总磷
的去除效果，结果如图4所示。实验结果表明，芬
顿法对该废水的总磷有少量的去除效果。
零
^
静
代
替
硇
图4 总磷的去除效果
Fig．4 Removal eficiency of total phosphorus
3 结论
芬顿法对该废水中的COD有很好的去除效果，
同时能够去除少量的总磷。但是，该方法不能去除
水中的氨氮。该方法的最佳运行参数是pH为5．0，
H。0 与Fe 投加比例为l：1，H 0 与Fe 投加量为0．3
mL和0．5 g，反应时间为60 min。
参考文献：
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(上接第1804页)
2．5 产品分析
以z 一A1 0 为催化剂，反应温度为210℃、
反应压力为6．0 MPa、空速0．5 h 和氢油比为800：
1的条件下进行加氢精制，对得到的柴油进行性能
测定，得到的结果见表1。
表1 产品分析
Table 1 Product analysis
3 结论
废塑料油化再利用可以既解决环境问题又带
来经济效益，还可以缓解不可再生能源危机。在反
应温度为210 oC、反应压力为6．0 MPa、空速0．5 h
和氢油比为800：1的条件下，废塑料油经加氢精制
后得到的柴油收率高达83．O％，而且凝点低、色度
低、闪点高、十六烷值高，燃烧性能好，质量高，
能够保证发动机稳定性好，各项指标均达到柴油标
准，完全可用于市场上。
参考文献：
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