Proučavanje procesa ko-pirolize bituminoznog škriljca i polietilena visoke gustine

Abstract

Upotreba plastičnih materijala u svakodnevnom životu je danas nezaobilazna i dovodi do sve većih količina plastičnog, nebiodegradabilnog, otpada. Sa porastom ekološke svesti i sve većeg iscrpljivanja ležišta prirodne nafte poraslo je i razmatranje reciklirane plastike kao alternativnog izvora energije. Direktno spaljivanje plastičnog otpada može biti ekološki nepoželjan proces, zbog povećane emisije gasova staklene bašte, prvenstveno CO2 i drugih toksičnih zagađujućih supstanci. Termička degradacija plastičnog otpada u tečne ugljovodonike je jedna od obećavajućih metoda u oblasti tretmana i reciklaže plastičnog otpada. Stoga, tehnika pirolize može biti ekološki prihvatljivi put za transformaciju plastičnog otpada u tečne ugljovodonike. Bituminozni škriljci u opštem smislu predstavljaju fino usitnjene sedimentne stene koje su bogate u sadržaju neorganske supstance i koje sadrže promenljivu količinu organske supstance. Organska supstanca zagrevanjem u inertnoj atmosferi daje ulje ugljovodoničnog sasatva. Zbog toga se bituminozni škriljci smatraju potencionalnom alternativom sirove nafte. Proizvodnja ulja iz bituminoznih škriljaca je skup proces, zbog čega se razmatra kombinacija plastičnog otpada sa bitumionoznim škriljcima. Ko-piroliza ove dve sirovine poboljšava hemijsku reaktivnost tokom pirolize i proizvodi veću količinu tečnih ugljovodonika nego što bi proizvodile individualno. Ko-piroliza daje mogućnost prevođenja plastičnog otpada pomešanog sa bituminoznim škriljcem u gorivo ili druge značajne proizvode. U ovom radu proučavana je piroliza kerogena bituminoznog škriljca u prisustvu polietilena visoke gustine (HDPE) na temperaturama od 450 i 500°C, u trajanju od 4h i u struju azota. Kao uzorak korišćni su bituminozni škriljci sa lokaliteta Dubrava (D3 i D12) , Aleksinačkog basena – najbogatijeg i najbolje ispitanog ležišta bituminoznih škriljaca u Srbiji. U radu je određen prinos tečnog pirolizata, čvrstog ostatka i gasa bituminoznih škriljaca i smeše bituminoznih škriljaca i HDPE, u donosu 1:1. Grupni sastav pirolizata određen je nakon razdvajanja frakcija na hromatografskoj koloni na zasićenu, aromatičnu i NSO frakciju. Zasićena frakcija pirolizata bituminoznih škriljaca i smeše bituminoznih škriljaca i HDPE, analizirana je gasnohromatografsko-masenospektrometrijskom (GC-MS) instrumentalnom tehnikom. Na osnovu dobijenih hromatograma su izračunati organsko-geohemijski parametri.