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乙烯、丙烯等低碳烯烃和苯、甲苯、二甲苯等轻质芳香烃作为石油化工行业的重要基础原料,长期以来,主要由石油路线生产获得。随着低碳烯烃和芳烃的需求量的不断增加以及石油资源的不断枯竭,开发非石油路线制备低碳烯烃和芳烃的新技术势在必行。随着社会的迅速发展,人们对聚烯烃塑料的使用量逐渐增大,废弃塑料的妥善处理成了环境污染治理的一道难题,将废弃塑料经过催化裂解制备低碳烯烃和芳烃等高附加值的化学品,不仅利于解决白色污染问题,也能缓解能源危机。传统介孔分子筛的合成多使用昂贵的阳离子表面活性剂作为模板剂,制作成本高,难以大规模生产和应用。本论文以四丙基溴化铵(TPABr)为主模板剂,以微晶纤维素(MCC)或葡萄糖为助模板剂,通过水热合成法制备了多级孔ZSM-5分子筛。并以高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)为原料,研究了分子筛的催化裂解活性;进一步对反应工艺条件进行了优化研究。该论文研究内容主要包括以下几个方面:(1)以MCC为助模板剂合成了硅铝比不同的多级孔ZSM-5分子筛(MZ-X,X=27、80、150)。BET分析表明:与不加MCC的分子筛(HZ-X)相比,MCC的加入显著增加了分子筛的外比表面积和介孔孔容。MZ-27因为其较强的酸性和较大的孔结构,在HDPE和PP的催化裂解反应中获得较高的液体产率和BTEX芳香烃选择性。工艺条件优化结果表明:MZ-27在550℃,剂料比为0.75时获得的液体产率和芳烃选择性最高,催化裂解HDPE和PP获得液体产率分别为21%和32.6%,而液体产物中BTEX选择性分别为88.1%和82.6%;而气体产物中低碳烯烃选择性比较接近,分别为32.5%和32.9%。(2)以葡萄糖为助模板剂合成硅铝比不同的多级孔ZSM-5分子筛(PZ-X,X=27、80、150)。BET分析表明:葡萄糖作为助模板剂,增加了ZSM-5分子筛的介孔数量和外比表面积。催化裂解研究表明:硅铝比高且孔径小的ZSM-5(HZ-150)获得了更多的气体产物和更高的低碳烯烃选择性,而硅铝比低且孔径大的分子筛(PZ-27)获得更高的液体产率和轻质芳烃选择性。PZ-27在550℃,剂料比为1时催化裂解HDPE获得的最高液体产率为22.6%,SBTEX为82.9%。而在同等条件下催化裂解PP获得的最高液体产率为31.2%,SBTEX为78.5%。(3)不同MCC添加量的分子筛催化裂解HDPE和PP获得的液体产率、气体产率和SBTEX相差不大,意味着产物分布主要受到催化剂酸性的影响。裂解HDPE的液体产率为20.7~22%,SBTEX为79%左右,而裂解PP的液体产率为30~33%,SBTEX为75%左右。在连续反应600 min后,MZ-27和PZ-27催化活性出现了轻微的下降,说明催化剂的稳定性有待提高。