Atliekinio polipropileno pirolizės alyvos savybių tyrimas naudojant hidrodinaminę kavitaciją

Pasaulyje kiekvienais metais susidaro apie 55 milijonus tonų polipropileno plastiko atliekų, o tai sudaro 20 proc. visos plastiko gamybos. Tik dalis plastiko atliekų yra perdirbama, o kita plastiko dalis yra šalinama sąvartynuose. Todėl tai kelia didelį aplinkosauginį susirūpinimą. Siekiant sumažinti aplinkai daromą taršą, vienas iš sprendimų būtų naudoti pirolizės procesą, kurio metu yra sukuriami aukštesnės pridėtinės vertės produktai. Iš polipropileno išgauta pirolizės alyva pasižymi žemu oksidaciniu stabilumu, blogas oksidacinis stabilumas sukelia papildomų problemų naudojant, transportuojant, sandėliuojant ir pan. Šiame tyrime polipropilenas buvo perdirbamas nemaišomame periodiniame reaktoriuje lėtos pirolizės būdu žemoje temperatūroje. Kaip žaliava buvo naudojamas atliekinis polipropilenas. Didžiausia skysto produkto išeiga gauta pirolizės proceso metu buvo 350 °C ir 400 °C. Pirolizės alyvos stabilizavimui buvo pasirinkta naudoti hidrodinaminės kavitacijos reaktorių su Orifice plokštelėmis. Po hidrodinaminės kavitacijos pirolizės alyvos tankis, kinematinė klampa, šilumingumas, stingimo temperatūra atitinka jūrinio kuro standartą (ISO 8217:2017 „Jūrų laivų kuras. Reikalavimai ir tyrimo metodai“). Gautų pirolizės alyvų >180 °C ir 180-320 °C frakcijų savybės atitinka atitinkamai EN 228 ir EN590 standartus. Hidrodinaminė kavitacija turi didelę įtaką dvigubų jungčių C=C suardymui. Jodo skaičius po hidrodinaminės kavitacijos pirolizės alyvoje ir atskirtose frakcijose sumažėjo 86 proc., o tai rodo, kad pirolizės alyva yra stabilesnė.

Around 55 million tonnes of polypropylene plastic waste is generated worldwide each year, accounting for 20% of all plastic production. Only part of the plastic waste is recycled, while the rest is landfilled. This is therefore a major environmental concern. In order to reduce environmental pollution, one solution would be to use the pyrolysis process, which produces higher value-added products. Pyrolysis oil extracted from polypropylene has a low oxidative stability, and poor oxidative stability leads to additional problems in use, transport, storage, etc. In the present study, polypropylene was processed in an unmixed batch reactor by slow pyrolysis at low temperature. Waste polypropylene was used as feedstock. The highest liquid yields obtained from the pyrolysis process were 350 °C and 400 °C. A hydrodynamic cavitation reactor with Orifice plates was chosen to stabilise the pyrolysis oil. After hydrodynamic cavitation, the pyrolysis oil density, kinematic viscosity, calorific value and pour point are in accordance with the marine fuel standard (ISO 8217:2017 'Marine fuels - Requirements and test methods'). The properties of the resulting pyrolysis oils in the >180 °C and 180-320 °C fractions comply with EN 228 and EN590 respectively. Hydrodynamic cavitation has a significant effect on the degradation of C=C double bonds. The iodine content of the pyrolysis oil and the separated fractions decreased by 86 % after hydrodynamic cavitation, indicating that the pyrolysis oil is more stable.