Nghiên cứu tổng hợp xúc tác zeolit y từ cao lanh việt nam và ứng dụng cho phản ứng nhiệt phân nhựa polipropilen thu hồi nhiên liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC ZEOLIT Y TỪ CAO LANH VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG CHO PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN NHỰA POLIPROPILEN THU HỒI NHIÊN LIỆU Mã số: CS 2015.19.20 Chủ nhiệm đề tài: TS NGUYỄN THỊ TRÚC LINH TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 9/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC ZEOLIT Y TỪ CAO LANH VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG CHO PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN NHỰA POLIPROPILEN THU HỒI NHIÊN LIỆU Mã số: CS 2015.19.20 Xác nhận quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài TS NGUYỄN THỊ TRÚC LINH TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 9/2016 DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Các thành viên tham gia thực đề tài TS Nguyễn Thị Trúc Linh, Chủ nhiệm đề tài Học viên cao học Trần Tánh Các đơn vị phối hợp Viện Hóa Học, Viện Hàn Lâm KHCN VN Trường ĐH Tài Ngun Mơi Trường thành phố Hồ Chí Minh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN 10 Nhiệt phân xúc tác 10 1.1.1 Khái niệm 10 1.1.2 Cơ chế trình nhiệt phân xúc tác [3] 10 1.2 Tình hình nghiên cứu phát triển sản xuất vật liệu xúc tác cho trình nhiệt phân nhựa 14 1.2.1 Xúc tác đồng thể [2] 14 1.2.2 Xúc tác dị thể 15 1.3 Phương pháp điều chế xúc tác 20 1.3.1 Phương pháp tẩm 20 1.3.2 Phương pháp nhúng 21 1.3.3 Phương pháp phun 21 1.3.4 Phương pháp tẩm kèm theo bay dung dịch 21 1.3.5 Phương pháp tẩm muối nóng chảy 22 1.4 Phân loại zeolit 22 1.5 Cấu trúc thành phần zeolit 23 1.6 Zeolit Y 25 1.6.1 Cấu trúc 25 1.6.2 Tính chất 26 1.6.3 Ứng dụng 27 CHƯƠNG 2.1 THỰC NGHIỆM 29 Xử lí khống sét thơ xác định đặc trưng nguyên liệu 29 2.1.1 Xử lý nguyên liệu thô 29 2.1.2 Xác định đặc trưng nguyên liệu đầu 29 2.2 Nhiệt phân nhựa polipropilen (PP) không xúc tác xác định đặc trưng sản phẩm lỏng thu hồi từ trình nhiệt phân 29 2.2.1 Quy trình nhiệt phân nhựa PP 29 2.2.2 Xác định nhiệt trị sản phẩm lỏng trình nhiệt phân PP 31 2.2.3 Phân tích thành phần dầu nhiên liệu phương pháp sắc kí khí khối phổ GC-MS 32 2.3 Điều chế đánh giá hoạt tính vật liệu xúc tác từ nguyên liệu khoáng sét Quảng Ngãi 33 2.3.1 Điều chế vật liệu xúc tác 33 2.3.2 Đánh giá hoạt tính xúc tác 34 2.3.3 Chưng cất phân đoạn sản phẩm lỏng 35 2.3.4 Xác định số đặc trưng vật liệu xúc tác 36 2.3.5 Phân tích thành phần dầu nhiên liệu 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 37 3.1 Đặc điểm thành phần, cấu trúc khoáng sét Cà Đáo, xã Di Lăng, huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi 37 3.2 Thành phần, tính chất nhiên liệu lỏng thu hồi từ trình nhiệt phân nhựa polipropilen (PP) khơng xúc tác 40 3.3 Hoạt tính vật liệu xúc tác thể q trình chuyển hóa nhựa PP rắn, nhựa thải thành nhiên liệu lỏng 43 3.3.1 Chuyển hóa nhựa PP thành dầu nhiên liệu 44 3.3.2 Chuyển hóa nhựa thải thành dầu nhiên liệu 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN 51 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Một số đơn vị thứ cấp SBU 24 Hình 1.2 Cấu trúc số khung mạng zeolite 24 Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống nhiệt phân-xúc tác 30 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống chưng cất 35 Hình 3.1 Giản đồ XRD mẫu khoáng sét mỏ cao lanh Cà Đáo, xã Di Lăng, huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi 38 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn biến thiên thể tích dầu thu hồi (ml) theo thời gian nhiệt phân nhựa PP (phút) 41 Hình 3.3 Phổ FTIR ngun liệu khống nguồn SiO2 quartz vật liệu sau biến tính 44 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn biến thiên thể tích dầu thu hồi (ml) theo thời gian nhiệt phân có xúc tác nhựa PP (phút) 45 Hình 3.5 Hình ảnh thí nghiệm đốt sản phẩm lỏng thu hồi từ trình nhiệt phân-xúc tác chất thải nhựa 48 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính chất số zeolit thông dụng sử dụng phản ứng cracking nhựa 17 Bảng 2.1 Chú thích thiết bị 31 Bảng 2.2 Hóa chất, thiết bị 33 Bảng 3.1 Dữ liệu thơng tin cấu trúc mẫu khống sét mỏ cao lanh Cà Đáo, xã Di Lăng, huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi 38 Bảng 3.2 Kết phân tích ICP mẫu khoáng sét Cà Đáo 39 Bảng 3.3 Bảng so sánh giá trị nhiệt trị thô dầu thu hồi từ nhiệt phân nhựa PP với số sản phẩm nhiên liệu lỏng thương mại 41 Bảng 3.4 Kết GC – MS mẫu dầu thu hồi từ trình nhiệt phân nhựa PP 42 Bảng 3.5 Các thông số vật lý phân đoạn sau chưng cất dầu nhiên liệu 46 Bảng 3.6 Tính tốn trị số octan phân đoạn đầu (nhiệt độ chưng cất