文档介绍：天津大学
博士学位论文
用超临界水氧化降解塑料的研究
姓名:王军
申请学位级别:博士
专业:化学工艺
指导教师:马沛生
20021201
摘要超缶界流体技术作为一种新兴的学科领域,是当今科学研究的热点课题。由于超临界水哂行矶喽捞氐男灾剩梢允狗纤芰戏⑸到饣蚍纸猓本文在自行设计的高压反应装置中,以目前需求增长最快的聚丙烯在中的降解反应为主,研究该反应的主要特性,为谒芰戏掀锎砹煊虻应用提供有价值的依据。对于聚丙烯母粒在械慕到夥从此担到夥从δ芄环⑸淖畹吞跫是反应的温度和压力要超过水的临界温度和压力。聚丙烯在水中的降解反应的诸多影响因素中,反应温度是一个重要影响因素。温度越高,的降解程度越好,气体产物收率越大,油产物的粘度越小。但在陨鲜保禾锾蓟非常严重。反应时间是一个比较重要的影响因素。反应时间越长,的降解程度越好。在时,反应时间在∈弊笥遥梢缘玫狡分式虾玫那嶙榉萦产物。水与聚丙烯质量比吓浔也是影响反应的一个因素。原料配比越大,降解反应越容易进行。反应压力是影响反应的一个不重要的因素。本实验的烃类,油产品为汽、柴油混合馏分,蜡油产物很少。聚乙烯塑料需要在蜡油产物很多;所得气相产品主要为的烃类,其平均摩尔质量比聚丙烯降解的要小。聚苯乙烯在乱部梢越到猓撬貌锓植肌⑿阅苡刖郾降解所得差别很大,还需要做更深入的研究,才能对该反应有较深了解。聚丙烯在械慕到夥从扇衔J亲杂苫捶从恚豢赡嫖薰娑狭塑料因具有质轻、强度高、耐腐蚀等优良性能,已成为材料领域的四大支柱之一,但使用塑料所造成的“白色污染”却是当前棘手的环境问题。有希望解决白色污染的环境友好的化工工艺过程。得到的最优反应条件为反应温度应妗⒃吓浔任:从κ奔湮小时。聚丙烯塑料在上述条件下也可得到理想的油产物,所得气相产品主要为吓浔:从小时才能得到较好的油品,但油品品质相对较差,反应,反应级数近似为一级。本文在合理的简化假设基础之上,提出了聚丙烯在薪到夥从ν纾⒘肆芏ρP停⑻峁┝硕ρР问浪的解析和数值解法,为今后设计计算提供了实用的方法。关键词:超临界水,聚丙烯,塑料,降解,反应网络,六集总动力学
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签字日期:舻日弓青孓辱马力啦签字日期:删年,拢H学位论文版权使用授权书独创性声明或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨鲞盘堂或其他教育机构的学位或证辏拢蝗本学位论文作者完全了解基洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫洼盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学位论文作者签名:C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签字日期:导师签名:
第一章超临界水及其应用超临界流体及其主要应用】首次在世界上作了有关临界现象的报道之琒芯康男蚰弧5兰甏已有学者专门从事超临界流体的学术研究。年虷状斡檬验证明金属卤化物可以被超临界的乙醇和四氯化碳所溶解这一现象,到年,吭谑笛槭抑薪谐ち创嫉闹票甘保贸龀俳缌魈蹇捎美捶掷牖旌衔镎,於嘶但在年代后期和年代初期,超临界流体的研究走入一个“过热阶段”【,随着人们对超临界流体的深入研究,研究者对超临界流体的认识逐渐走向清醒当把处于汽液平衡的物质升温升压时,热膨胀引起液体密度减少,而压力的升高又使气相密度变大,当温度和压力达到某一点时,汽液两相的相界面消失,成为均相体系,这一点就是临界点【。当物质的温度、压力分别高于临界温度和临界压力时就处于超临界状态,此时的流体就是超临界流体超临界流体与气体及液体比较,在传递性质上有如下特点【浚芏扔胍体接近,比一般气体大鍪考叮扯缺纫禾逍个数量级,扩散系数比液体大鍪考叮榈绯J嫜沽本绫浠榈绯J龃螅欣谌芙超临界流体具有类似气体的良好的流动性,同时又有远大于气体的密度,因此具有许多独特的理化特性。如具有类似液体的密度,使它具有与液体相当的溶解能力,同时又具有类似气体的粘度和扩散系数,使它的运动速度和分离过程的传质速率大幅度提高韑。自年,后,掀起了超临界流体一重要见解,为超临界流体萃取虺芐一些极性物质。和客观。
超临界流体具有许多特性【】:哂卸捞氐娜芙庑浴具有很大的压缩性,温度或压力较小的变化可使拿芏确⑸洗蟮谋浠的溶解能力主要取决于密度,密度增加,溶解能力增加;密度减少,溶解能力减弱,甚至丧失对溶质的溶解能力。因此,有可能借助系统压力和温度的调节,在较宽的范围内变动娜芙饽力。在环境温度