Craking of high density polyethylene and polypropylene catalyzed by ZSM-5/Al-HMS composite

การแตกย่อยพอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นสูงและพอลิโพรพิลีน เร่งปฏิกิริยาด้วยคอมพอสิตแซดเอสเด็ม-5/อะลูมินัมเอชเอ็มเอส

Name: Rangson Katsutath

LCSH: Catalytic cracking

LCSH: Polyethylene

LCSH: Polypropylene

LCSH: Composite materials

LCSH: Porous materials

Abstract: Composites of microporous and mesoporous materials have been studied as catalyst in the cracking of high density polyethylene (HDPE) and polypropylene (PP). Microporous ZSM-5 with the Si/Al molar ratio in gel of 40 and mesoporus Al-HMS with the Si/Al molar ratios in gel of 20, 60 and 200 were physically mixed. All synthesized catalysts were characterized using XRD, ICP-AES, 27Al-MAS-NMR, N2 adsorption-desorption, NH3-TPD and SEM techniques. Catalytic cracking of HDPE and PP over various ZSM-5/Al-HMS catalysts were studied under different conditions. When ZSM-5/Al-HMS was used as catalyst, the conversions of both plastics greatly increased comparing with those in the absence of catalyst. The conversions and yields of gas fraction, liquid fraction and solid coke depended on reaction temperature, catalytic to plastic ratios, weight of ZSM-5 per Al-HMS ratios, and Si/Al ratios in Al-HMS. The product selectivity was not significantly changed. The gas fraction obtained by HDPE and PP cracking composed mainly propylene, iso-butylene and C5+. The liquid fraction obtained by cracking of both types of plastic mainly composed of hydrocarbons in the range of C7 to C8. The optimal condition for catalytic cracking of composite ZSM-5/Al-HMS catalyst in this work was at the temperature of 400?C, ratio of ZSM-5 per Al-HMS as 1:1, and the Si/Al ratio of Al-HMS as 60. The catalyst to plastic ratios for HDPE and PP were 10 and 5 wt%, respectively. The reuse of ZSM-5/Al-HMS-60 (1:1) catalyst was performed by calcination. The activity of the reused catalyst for one cycle was not much different from the fresh catalyst.

Abstract: วัสดุคอมพอสิตของสารที่มีรูพรุนขนาดเล็กและสารที่มีรูพรุนขนาดกลาง ได้ถูกนำมาใช้เป็นตัวเร่งปฎิกิริยาการแตกย่อยของ พลาสติกพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงและพอลิโพรพิลีน โดยวัสดุคอมพอสิตจะประกอบด้วยสารที่มีรูพรุนขนาดเล็กแซดเอสเอ็ม-5 ที่สัดส่วนโมลาร์ของซิลิกาต่ออะลูมินาในเจลเท่ากับ 40 และสารที่รูพรุนขนาดกลางอะลูมินา-เอชเอ็มเอสที่สัดส่วนโมลาร์ของ สัดส่วนซิลิกาต่ออะลูมินาในเจลเท่ากับ 20 60 และ 200 ซึ่งถูกนำมาผสมโดยวิธีทางกายภาพ โดยตรวจสอบลักษณะด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ ไอซีพี-เออีเอส อะลูมิเนียมนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ชนิดสปินมุมเฉพาะ การดูดซับไนโตรเจน การคายแอมโมเนียโดยใช้อุณหภูมิที่ตั้งโปรแกรม และกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด ได้ศึกษาการแตกย่อยแบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาของพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง และพอลิโพรพิลีนบนตัวเร่งปฏิกิริยาแซดเอสเอ็ม-5/อะลูมินัมเอชเอ็มเอสชนิดต่างๆ ภายใต้ภาวะที่แตกต่าง เมื่อใช้ แซดเอสเอ็ม-5/อะลูมินา-เอชเอ็มเอสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ค่าการเปลี่ยนของพลาสติกทั้งสองชนิดสูงขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับการแตกย่อยแบบไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ค่าการเปลี่ยนและปริมาณของผลิตภัณฑ์ส่วนที่เป็นแก๊ส ของเหลวและปริมาณโค้ก ขึ้นกับอุณหภูมิของปฏิกิริยา อัตราส่วนของตัวเร่งปฏิกิริยาต่อพลาสติก อัตราส่วนน้ำหนักของแซดเอสเอ็ม-5ต่ออะลูมินัมเอชเอ็มเอส และอัตราส่วนของซิลิกอนต่ออะลูมิเนียมในอะลูมินัมเอชเอ็มเอส ความเลือกจำเพาะต่อชนิดผลิตภัณฑ์มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ส่วนที่เป็นแก๊สที่ได้จากการแตกย่อยพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง และพอลิโพรพิลีนประกอบด้วยโพรพิลีน ไอโซบิวทิวลีนและสารคาร์บอนห้าอะตอมขึ้นไปเป็นส่วนใหญ่ ผลิตภัณฑ์ส่วนที่เป็นของเหลวที่ได้จากการแตกย่อยพลาสติกทั้งสองชนิดส่วนใหญ่อยู่ในช่วง C7 ถึง C8 ภาวะที่เหมาะสมของการแตกย่อยด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาคอมพอสิตแซดเอสเอ็ม-5/อะลูมินา-เอชเอ็มเอส คือที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส อัตราส่วนของแซดเอสเอ็ม-5ต่ออะลูมินัมเอชเอ็มเอส 1:1 และอัตราส่วนของซิลิกอนต่ออะลูมิเนียมในอะลูมินัมเอชเอ็มเอสเป็น 60 ซึ่งอัตราส่วนของตัวเร่งปฏิกิริยาต่อพลาสติกของพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงและพอลิโพรพิลีนใช้เป็น 10% และ 5% โดยน้ำหนักตามลำดับ ตัวเร่งปฏิกิริยาแซดเอสเอ็ม-5/อะลูมินัมเอชเอ็มเอส-60 (1:1) ที่ใช้งานแล้วสามารถทำให้กลับคืนสภาพเดิมได้ด้วยการเผา และความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่นำกลับมาใช้ใหม่ ไม่แตกต่างจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยังไม่ใช้งาน

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Soamwadee Chaianansutcharit

Role: advisor

Created: 2007

Modified: 2560-05-15

Issued: 2017-05-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Petrochemistry and Polymer Science

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Rangson_ka.pdf	3.02 MB	12	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.032388 วินาที