تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب
عنوان                                                 صفحه

چکیده………………………1

فصل اول            2

1-1    مقدمه      2

1-2    آمارپسماند. 3

1-3    روش­های حذف پسماند. 3

1-3-1   روش دفن زباله. 3

1-3-2   روش سوزاندن پسماند. 4

1-3-3   تبدیل پسماند به کمپوست… 4

1-3-4   بازیافت    4

1-3-5   پیرولیز. 5

فصل دوم :مروری بر مطالعات انجام شده. 6

2-1    طبقه بندی پلیمرها 6

2-1-1   الاستومرها 6

2-1-2   پلاستیک­ها 10

2-1-3     شکست پلی اتیلن.. 13

2-2    انواع تخریب    13

2-3    پیرولیز پلاستیک­ها و رابرها 14

2-4-1     محصولات جانبی پیرولیز. 15

2-5    آزمون­های مورد استفاده در پیرولیز. 16

2-5-1   گرماوزن سنجی حاصل از پیرولیز تایرهای ضایعاتی با سرعت حرارت دهی بالا.. 16

2-5-1   بررسی نمودارهای گرما وزن سنجی.. 17

2-6    کاتالیست­های مورد استفاده در پیرولیز. 21

2-6-1   کاتالیست غربال مولکولی   21

2-6-2   مقدار کاتالیست… 23

2-7    سرعت همزن. 27

2-8      پارامترهای فرآیندی مؤثر بر پدیده پیرولیز پلی الفین ها 28

2-8-1   تأثیر دما برروی فرآیند پیرولیز. 28

2-8-2   تأثیر کاتالیست برروی فرآیند پیرولیز. 32

2-8-3   تأثیر گازهای حامل بر فرآیند پیرولیز. 36

2-8-4   تأثیر سرعت همزن بر روی فرآیند پیرولیز. 38

2-9    چند مثال مختلف از پیرولیز. 40

فصل سوم: مواد و روش­ها 42

3-1    روش­های آزمون. 42

3-1-1  روش انجام آزمون پیرولیز. 42

3-1-2   روش انجام آزمون با بهره گرفتن از دستگاه گرماوزن سنجی 43

3-1-3  دستگاه کروماتوگرافی گازی.. 44

3-2    مواد آزمون. 44

3-2-1   استایرن بوتادین رابر. 44

3-2-2   پلی بوتادین رابر. 45

3-2-5   کاتالیست H-Mordenite. 47

3-2-6   کاتالیست  HZSM-5. 47

3-2-7   پلی اتیلن سنگین.. 48

فصل چهارم: تحلیل نتایج و بحث   ……….. 49

4-1    مقدمه      49

4-2    پیرولیز پلی اتیلن سنگین   49

4-2-1   پیرولیز حرارتی  پلی اتیلن سنگین.. 50

4-2-2   پیرولیز کاتالیستی پلی اتیلن سنگین.. 50

4-3    پیرولیز پلی پروپیلن.. 55

4-3-1   پیرولیز حرارتی پلی پروپیلن.. 55

4-3-2   پیرولیز کاتالیستی پلی پروپیلن.. 56

4-4    پیرولیز پلی بوتادین رابر. 60

4-4-1   پیرولیز حرارتی پلی بوتادین رابر. 60

4-4-2   پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر. 60

4-4-3   تأثیر درصدکاتالیست FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر. 66

4-4-4   بررسی روند تغییرات دما طی فرآیند پیرولیز پلی بوتادین رابر. 69

4-5    پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 71

4-5-1   پیرولیز حرارتی استایرن بوتادین رابر. 71

4-5-2   پیرولیز کاتالیستی استایرن بوتادین رابر. 72

4-5-3   بررسی تأثیر درصد کاتالیست FCC بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 76

4-7     نتایج آزمون گرما وزن سنجی.. 84

4-7-1   بررسی تخریب پلی بوتادین رابر با بهره گرفتن از گرما وزن سنجی.. 84

4-7-2   بررسی تخریب استایرن بوتادین رابر با بهره گرفتن از گرما وزن سنجی.. 90

فصل 5 : نتیجه گیری و پیشنهادات    93

5-1    نتایج        93

5-2    پیشنهادات    96

ضمائم      97

مراجع    121

فهرست اشکال

شکل ‎1‑1 شکل درصد پسماندهای تولیدی در انگلیس. 3

شکل ‏2‑1 مقایسه­ منحنی­های گرما وزن سنجی برای پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی پروپیلن با سرعت حرارت دهی K/min10،تحت گاز نیتروژن 17

شکل ‏2‑2 منحنی های کاهش وزن تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC در سرعت های حرارت دهی مختلف 18

شکل ‏2‑3 منحنی های کاهش وزن تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC و کاتالیست های بازیابی شده 19

شکل ‏2‑4 منحنی های کاهش وزن TG در تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC و کاتالیست های کک­دار شده 20

شکل ‏2‑5  منحنی گرما وزن سنجی  در تخریب الاستومرNR/SBR با سرعت حرارت دهی 40 درجه سانتی گراد بر دقیقه 21

شکل ‏2‑6 درصد محصول مایع حاصل از پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی اتیلن سنگین با کاتالیست FCC (خط ممتد:کاتالیستی، خط­چین: حرارتی و در دمای مربع: 400 درجه­ سانتیگراد، دایره: 430 درجه­ سانتیگراد)…………………………………………………………………………………………………………………………25

شکل ‏2‑7  درصد ترکیبات مختلف در محصول پیرولیز حرارتی پلی اتیلن سنگین در دمای 430 درجه­ سانتیگراد 26

شکل ‏2‑8  درصد ترکیبات مختلف در محصول پیرولیز کاتالیستی پلی اتیلن سنگین با کاتالیست FCC در دمای 430 درجه­ سانتیگراد 27

شکل ‏2‑9 مقایسه هیدروکربن­های حاصل از تخریب کاتالیستی ترکیب پلاستیک­های پرمصرف به عنوان تابعی از زمان در دماهای مختلف و با کاتالیست  FCC. 29

شکل ‏2‑10 تأثیر دما بر روی ترکیب درصد محصولات پیرولیزپلی اتیلن سنگین 32

شکل ‏2‑11 مقایسه هیدروکربن­های حاصل از تخریب کاتالیستی ترکیب پلاستیک­های پرمصرف به عنوان تابعی از زمان در دمای 390 درجه سانتیگراد و با کاتالیست­های مختلف… 35

شکل ‏2‑12 بازده محصول مایع حاصل از تخریب کاتالیستی پسماندهای پلاستیکی مختلف با کاتالیست FCC در دمای 400 درجه سانتیگراد 36

شکل ‏2‑13 فرآیند پیرولیز LDPE(Miskokzi) 40

شکل ‏3‑1 سیستم آزمایشگاهی پیرولیز 43

شکل ‏4‑2  تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 64

شکل ‏4‑3 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیست­های مختلف. 65

شکل ‏4‑4 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 68

شکل ‏4‑5  مقایسه­ میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز PBR  با کاتالیست FCC. 71

شکل ‏4‑6  توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 75

شکل ‏4‑7  توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست­های مختلف. 76

شکل ‏4‑8 میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز SBR  با کاتالیست FCC.. 79

شکل ‏4‑9 مقدار محصول مایع خروجی در پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیست FCC در شرایط مناسب. 80

شکل ‏4‑10 مقدار محصول مایع خروجی در پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیستHZSM-5. 81

شکل ‏4‑11 مقدار محصول مایع  خروجی حاصل از پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیست H-Mordenite. 83

شکل ‏4‑12  نمودار کاهش وزن پلی بوتادین رابر در سرعت­های حرارت دهی مختلف. .

شکل ‏4‑13 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ی H26 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 88

شکل ‏4‑14 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ی H33 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 88

شکل ‏4‑15  نمودار تخریب حرارتی نمونه­ی H39 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 89

شکل ‏4‑16  نمودار تخریب حرارتی نمونه­ی H47 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 89

 

شکل ‏4‑17  نمودار تخریب حرارتی پلی بوتادین رابر و نمونه­های پخت شده­ی آن در سرعت 15 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 90

شکل ‏4‑18 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ی SBR در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 91

فهرست جداول

جدول ‏2‑1  انواع فرایند تبدیل پلیمرها به کوچک مولکول­ها 14

جدول ‏2‑2  درصد آروماتیک موجود در جزء  مایع حاصل از شکست مخلوط پلی الفینی در ˚C400 تحت کاتالیست HZSM-5 و در نسبت­های متفاوت پلیمر به کاتالیست… 24

جدول ‏2‑3  درصد محصولات حاصل از تخریب پلی اتیلن سنگین در 430 درجهی سانتیگراد. 24

جدول ‏2‑4  محصولات و شرایط پیرولیز پلی الفین­ها. 31

جدول ‏2‑5  اثر کاتالیست FCC روی پیرولیز در پنج درصد متفاوت از صفر تا 60 درصد کاتالیست نسبت به پلیمرپلی اتیلن سنگین در دمای  C˚450 و با سرعت همزن RPM50. 34

جدول ‏2‑6  تأثیر گازهای حامل مختلف بر روی محصولات پیرولیز پلی اتیلن سبک خطی  در دمای 450 درجه سانتی گراد و با کاتالیست FCC. 37

جدول ‏2‑7  جدول تأثیر همزن بر روی محصولات پیرولیز پلی اتیلن سبک خطی 39

جدول ‏3‑1 مشخصات استایرن بوتادین رابر. 45

جدول ‏3‑2 مشخصات پلی بوتادین رابر. 46

جدول ‏3‑3 مشخصات پلی پروپیلن. 46

جدول ‏3‑4  مشخصات کاتالیست FCC مورد استفاده. 47

جدول ‏3‑5  نتایج آزمون  BET كاتالیست­های تجاری استفاده شده. 47

جدول ‏3‑6  مشخصات پلی اتیلن سنگین استفاده شده. 48

جدول ‏4‑1  درصد محصولات پیرولیز حرارتی وکاتالیستی  پلی اتیلن سنگین در آزمایش­های مختلف. 51

جدول ‏4‑2  توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی اتیلن سنگین با 15 درصد از کاتالیست FCC و HZSM-5. 53

جدول ‏4‑3  توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی اتیلن سنگین با کاتالیست­های FCC و HZSM-5. 54

جدول ‏4‑4  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی پروپیلن در آزمایش­های مختلف. 56

جدول ‏4‑5 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی پروپیلن با 15 درصد از کاتالیست­های FCC وHZSM-5. 58

جدول ‏4‑6 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی پروپیلن با کاتالیست­های FCC و HZSM-5. 59

جدول ‏4‑7  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی بوتادین رابر در آزمایش­های مختلف. 61

جدول ‏4‑8  تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 63

جدول ‏4‑9 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیست­های مختلف. 65

جدول ‏4‑10 تأثیر مقدار کاتالیست  FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر. 66

جدول ‏4‑11 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 67

جدول ‏4‑12 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 68

جدول ‏4‑13 روند تغییرات دما و میزان محصول مایع خروجی طی فرآیند پیرولیز پلی بوتادین رابر. 69

جدول ‏4‑14  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی استایرن بوتادین رابر در آزمایش­های مختلف. 72

جدول ‏4‑15 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 74

جدول ‏4‑16 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست­های مختلف. 76

جدول ‏4‑17 تأثیر درصد کاتالیست FCC بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 77

جدول ‏4‑18 روند تغییرات دما و میزان محصول مایع طی فرآیند پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 78

جدول ‏4‑19  اختلاف دمای T3 و T97 در تخریب پلی بوتادین رابر با سرعت­های حرارت دهی مختلف. 86

جدول ‏4‑20 مکانیسم­های شکست پلی بوتادین رابر در سه مرحله­ی شروع، رشد و اختتام برای سرعت­های مختلف. 86

جدول ‏4‑21 سیستم پخت نمونه­های پلی­بوتادین رابر با درصدهای مختلف شتاب دهنده­یTMTD. 8

 

چکیده
در این پژوهش پیرولیز حرارتی و کاتالیستی چهار نوع پلیمر از قبیل دو پلاستیک پلی اتیلن سنگین و پلی پروپیلن و دو لاستیک استایرن بوتادین رابر و پلی بوتادین رابر در راکتور نیمه پیوسته­ی همزن­دار و تحت گاز نیتروژن و با بهره گرفتن از کاتالیست­های HZSM-5 ، FCC و H-Mordenite بررسی شده است. در این مطالعه تنها بررسی میزان محصول مایع حاصل از پیرولیز و ترکیب آن مدنظر بوده است و از ارزیابی اجزای محصول گازی و کک صرفنظر شده است. درصد کاتالیست انتخابی برای پیرولیز پلاستیک­ها، با توجه به مقدار بهینه­ بدست آمده در کارهای قبلی، 15 درصد انتخاب شده است. در انجام پیرولیز هر کدام از پلیمرها با انجام چندین مرحله بهینه­سازی روی راکتور، میزان محصول مایع افزایش یافت. با توجه به بررسی­های انجام شده، در میان سه کاتالیست استفاده شده، کاتالیست FCC بیشترین محصول مایع را تولید می­ کند و کاتالیست HZSM-5 به دلیل اندازه حفرات ریز، عمده­ی محصول را به صورت گاز آزاد ­می­ کند. با انجام آزمون کروماتوگرافی گازی، درصد اجزای محصول مایع، آروماتیک، الفین، پارافین و نفتن موجود در محصول بدست آمد و همچنین اجزای محصول مایع بر اساس تعداد کربن نیز حاصل گردید. نتایج آزمون کروماتوگرافی گازی نشان می­دهد که درصد قابل توجهی از محصول در پیرولیز با کاتالیست FCC را الفین­ها تشکیل می­دهند.

با بررسی پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی بوتادین رابر با بهره گرفتن از سه کاتالیست مذکور، این نتیجه حاصل شد که پیرولیز کاتالیستی با 45 درصد کاتالیست FCC بیشترین محصول مایع را می­دهد. همچنین با توجه به داده­های آزمون کروماتوگرافی گازی، با افزایش میزان کاتالیست به دلیل احتمال بیشتر وقوع واکنش­های دیلز آلدر، جزء آروماتیکی محصول مایع نسبت به اجزای دیگر نفتن، پارافین و الفین، افزایش می­یابد و از طرف دیگر نیز به دلیل شکست بیشتر، از نظر تعداد کربن به سمت اجزای سبک­تر میل می­ کند.

با ارزیابی روند خروج محصول مایع با دما و رسم نمودار آن، این مطلب منتج گردید که در پیرولیز لاستیک­ها (پلی بوتادین رابر و استایرن بوتادین رابر) به دلیل وجود پیوندهای