烘焙脱氧毛竹与高密度聚乙烯共催化热解制备轻质芳烃

作者：朱亮; 黄明; 丁紫霞; 马中青^*

来源：燃料化学学报, 2022, 50(08): 993-1003.

DOI：10.19906/j.cnki.JFCT.2022014

• 生物质
• 烘焙脱氧预处理
• 高密度聚乙烯
• 多级孔分子筛
• 共催化热解
• 轻质芳烃

轻质芳烃是化工领域重要的基础有机原料，可通过生物质和废塑料共催化热解技术路线制取。首先，采用烘焙预处理对毛竹进行脱氧改性提质；其次，通过Na2CO3溶液对微孔HZSM-5进行碱扩孔预处理，制备多级孔分子筛催化剂，最后通过烘焙毛竹和高密度聚乙烯(HDPE)共催化热解制取轻质芳烃，研究烘焙温度、Na2CO3浓度、原料共混比例、热解温度等因素对轻质芳烃产率的影响。结果表明，毛竹经烘焙脱氧预处理后，碳元素显著增加，氧元素显著下降，氧脱除率达到40.3%，高位热值从17.47 MJ/kg增加至25.64 MJ/kg；微孔HZSM-5经Na2CO3溶液碱扩孔预处理后，介孔容积、总孔容和平均孔径均增加，表明经过碱扩孔后HZSM-5形成了一定程度的介孔结构，使其转变为具有微-介孔结构的多级孔分子筛；烘焙毛竹热解产生的呋喃类含氧中间产物和HDPE热解产生的轻烯烃中间产物会发生“双烯合成”反应，成为轻质芳烃生成的关键协同催化反应，当烘焙温度为250℃、Na2CO3浓度为0.6 mol/L、烘焙毛竹和HDPE质量比为1∶2和热解温度为800℃时，BTX(苯、甲苯和二甲苯)等轻质芳烃产率达到最大值，为3.05×108 p.a./mg。

• 单位
  浙江农林大学; 国家木质资源综合利用工程技术研究中心; 化学与材料工程学院