提 要

　　熱解法是石油工業(yè)中含油污泥（以下簡(jiǎn)稱油泥）無(wú)害化處置和資源化利用的途徑之一，但高含量重餾分導(dǎo)致油泥直接熱解產(chǎn)生的油品不能滿足高效清潔利用要求。本研究將聚乙烯塑料添加到油泥中，以調(diào)節(jié)熱解原料的H/C比，使油泥和聚乙烯塑料產(chǎn)生強(qiáng)烈的共熱解過(guò)程，生成物具有較高的熱值、較多短鏈輕餾分和鏈烷烴含量，改善了油產(chǎn)品品質(zhì)。

圖1 摘要圖

研 究 概 覽

　　本研究采用聚乙烯塑料和油泥不同配比（1:0、1:5、1:3、1:1、3:1、5:1和0:1）混合物開(kāi)展共熱解試驗(yàn)，研究塑料對(duì)油泥熱解的影響，特別是不同H/C比下共熱解特性和熱解產(chǎn)物。

　　研究基于熱重曲線分析探索了共熱解過(guò)程中油泥和聚乙烯塑料之間的相互作用（圖2）：聚乙烯塑料促進(jìn)了油泥中輕組分的熱解，并且參與了重組分的熱解過(guò)程。油泥促進(jìn)了聚乙烯塑料中高分子鏈的高溫裂解。此過(guò)程中，油泥對(duì)混合物共熱解時(shí)的相互作用貢獻(xiàn)大于塑料，油泥比例較高（塑料比例較低）時(shí)共熱解相互作用較強(qiáng)。此外，對(duì)氣相產(chǎn)物的分析表明，共熱解過(guò)程中，產(chǎn)生較多具有高熱值的烷烴和烯烴，且烯烴明顯多于烷烴；而且HCN和含氮污染物均有所減少。這也與熱解產(chǎn)物中氣體回收率隨著聚乙烯塑料比例的增加呈上升趨勢(shì)相呼應(yīng)。聚乙烯的添加促進(jìn)了油泥中重餾分裂解成輕烴，從而減少了產(chǎn)油，而增加了氣體的產(chǎn)量。

圖2 （a）油泥、聚乙烯塑料及其混合物的熱重曲線;（b）–（f）混合物熱重曲線的實(shí)驗(yàn)值和計(jì)算值的對(duì)比 (圖中OS為油泥，PE為聚乙烯塑料）

　　對(duì)產(chǎn)油油品的分析表明，與純油泥熱解產(chǎn)生的高重餾分（>C21，總含量~75%）相比，添加聚乙烯塑料后，共熱解產(chǎn)油中輕餾分的比例明顯超過(guò)重質(zhì)餾分（圖3），油品質(zhì)量更高。

圖3 油泥、聚乙烯塑料及其混合物熱解產(chǎn)油成分 (圖中OS為油泥，PE為聚乙烯塑料）

　　核磁共振譜圖對(duì)油品中芳烴、石蠟和烯烴的相對(duì)含量分析（圖4）表明，添加聚乙烯塑料有效提高了產(chǎn)油中的石蠟含量，但降低了芳烴含量，而烯烴含量隨聚乙烯比例的增加而先降低后升高，即油泥/塑料共熱解應(yīng)具有生產(chǎn)較高熱值、較高的短鏈輕餾分和石蠟的潛力。

圖4 基于1H 核磁共振的積分計(jì)算的油泥、聚乙烯塑料及其混合物熱解產(chǎn)油成分 (圖中OS為油泥，PE為聚乙烯塑料）

編 者 按

　　本研究采用對(duì)含有重餾分的油泥和聚乙烯混合調(diào)節(jié)H/C比進(jìn)行共熱解的方法，考察聚乙烯添加對(duì)油泥熱解的影響。結(jié)果表明，聚乙烯可與油泥相互作用，促進(jìn)油泥中輕組分的熱解，同時(shí)參與重組分的降解。聚乙烯添加還可促進(jìn)油泥熱解高附加值氣態(tài)產(chǎn)品的獲取，并可減少污染物的釋放。該方法顯著改善了油泥的熱解過(guò)程并為油泥的清潔處理提供了一個(gè)新的方向。