Thermo-catalytic degradation of low density polyethylene over clinoptilolite - the effect of carbon residue deposition

• Autorzy: Tomaszewska K. , Kałużna-Czaplińska J. , Jóźwiak W.

Warianty tytułu

PL

Termokatalityczna degradacja polietylenu małej gęstości w obecności klinoptylolitu - wpływ depozytu węglowego na aktywność katalizatora

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermo-catalytic degradation of low density polyethylene (PE-LD) was studied in the presence of the natural zeolite - clinoptilolite. The effect of carbon deposition on the catalyst activity was also investigated. It was observed that the PE-LD degradation process over clinoptilolite proceeded at shorter time and lower temperature. The catalyst activity tests were carried out in argon in a stainless steel batch reactor at temperature, up to 410 ° C at ambient pressure. The decomposition products were classified into three groups: gases, liquids and solid-like residues. The liquid products were analysed by gas chromatography coupled with mass spectrometry GC/MS method. A shift towards lower molecular mass products was observed in reactions with fresh clinoptilolite. The application of this catalyst in thermal degradation of PE-LD leads to lower alkane to alkene ratios and inhibits the formation of cyclohydrocarbons. The presence of carbon deposit on the surface of re-used clinoptilolite leads to higher ratio of saturated to unsaturated hydrocarbons, but neither did it significantly change reaction temperature nor the phase composition of the reaction products.

PL

Przeprowadzono badania dotyczące zastosowanie naturalnego zeolitu - klinoptylolitu jako katalizatora reakcji rozkładu termicznego polietylenu małej gęstości (PE-LD), a także wpływu depozytu węglowego na powierzchni tego katalizatora na jego aktywność w badanej reakcji. Stwierdzono, że klinoptylolit jest bardzo efektywnym katalizatorem termokatalitycznej degradacji PE-LD umożliwiającym obniżenie temperatury reakcji, skrócenie czasu jej trwania jak i zwiększenie selektywności reakcji w kierunku produktów ciekłych. Testy katalityczne prowadzone były w reaktorze ze stali nierdzewnej w atmosferze przepływającego argonu, pod ciśnieniem atmosferycznym do temperatury 410 ° C. Otrzymane produkty reakcji termokatalitycznej degradacji PE-LD podzielono na trzy grupy: gazowe, ciekłe i stałe. Ciekłe produkty analizowane były za pomocą chromatografu gazowego sprzężonego ze spektrometrem mas (GC/MS). Stwierdzono, że zastosowanie "świeżego" klinoptylolitu w badanej reakcji sprzyja otrzymywaniu lżejszych węglowodorów, zmniejsza stosunek ilościowy alkanów do alkenów i niemalże eliminuje cykloalkany z produktów ciekłych. Kilkakrotne zastosowanie tej samej próbki katalizatora w reakcji rozkładu PE-LD skutkuje zwiększeniem stosunku ilościowego węglowodorów nasyconych do nienasyconych w produktach degradacji oraz niewielkim wzrostem zawartości węglowodorów cyklicznych, ale nie wpływa znacząco na czas i temperaturę prowadzenia procesu, a także na skład fazowy otrzymanych produktów.

Słowa kluczowe

EN

clinoptilolite; thermal degradation; low-density polyethylene; carbon deposit

PL

klinoptylolit; degradacja termiczna; degradacja katalityczna; polietylen małej gęstości; depozyt węglowy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 55, nr 3
• Strony: 222--226
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., wykr.

Twórcy

autor

Tomaszewska K.

autor

Kałużna-Czaplińska J.

autor

Jóźwiak W.

• Technical University of Lodz, Institute of General and Ecological Chemistry, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland,

Bibliografia

• 1. Stelmachowski M.: „Termokatalityczna degradacja polimerów”, PAN, Łódź 2003.
• 2. Bajer K., Kaczmarek H.: Polimery 2007, 52, 13.
• 3. Kim J. R., Van J. H., Park D. W., Lee M. H.: React. Kinet. Catal. Lett. 2004, 81, 73.
• 4. Park D. W., Hwang E. Y., Kim J. R., Choi J. K., Kim Y. A., Woo H. C.: Polym. Degrad. Stab. 1999, 65, 193.
• 5. Chmielewska E., Sabova L., Wu A., Aranyosiova M., Velic D.: Ann. Univ. MCS. Sec. AA 2007, 62, 35.