ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
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Research Papers : A Study on Pyrolysis of Styrene Dimer Fraction (SDF)
Abstract
Thermal degradation of styrene dimer fraction (SDF, main compound: 47 wt% of 1,3-diphenylpropane), 5~15% of total
products produced during decomposition of waste expanded polystyrene (WEPS) was investigated. Reaction condition of 360
℃, and 152 kPa to 202 kPa was an optimum for high pressure degradation. Under this operating condition, the yield of
oil was 73.8% and the selectivities to Ben, Tol, EB, SM, and AMS were 0.4, 30.9, 15.0, 19.6, and 4.2%, respectively.
Non-catalytic fixed bed continuous degradation was conducted at reaction temperatures of 510~610 ℃ and contact time
ranges of 2~24 min, where the yield was increased by increasing of reaction temperature and contact time. A Cr2O3 catalyst
showed the highest activity and SM yield among acid, base, and redox catalysts. The conversion of 74.6% and the yield
of Ben, Tol, EB, SM, and AMS were 0.4, 21.6, 9.7, 17.9, and 3.5%, respectively at 560 ℃ and contact time of 24 min.
It is thought that styrene is converted to EB and other secondary products throughout the formation of diradicals of styrene.
연구논문 : 스티렌 이량체 유분의 열분해 연구
초록
폐발포폴리스티렌(WEPS)의 열분해 반응시 부생되는 약 5~15%의 난분해성 스티렌 이량체 유분(SDF, 주성분: 47 wt%
1,3-diphenylpropane)의 열분해방법에 대하여 검토하였다. 가압열분해반응에서는 반응온도 360 ℃에서 152~202 kPa이 최
적의 조건으로 판단되었다. 이 반응조건에서 오일 수율 73.8%와 벤젠 0.4%, 톨루엔 30.9%, 에틸벤젠 15.0%, 스티렌 19.6%,
알파메틸스티렌 4.2%의 선택율로 얻을 수 있었다. 상압연속 열분해반응에서는 반응온도 510~610 ℃, 접촉시간 2~24 min
의 무촉매 반응에 대하여서는 온도와 접촉시간이 증가할수록 상기 생성물의 수율이 증가하였고 촉매 반응에 대하여서는
산촉매, 염기성촉매 및 산화환원촉매의 활성에 대하여 검토한 결과 Cr2O3 촉매가 가장 높은 활성을 보여주었다. Cr2O3 촉매
를 사용하여 560 ℃, 접촉시간 24 min의 조건에서 전환율 74.6%와 벤젠 0.4%, 톨루엔 21.6%, 에틸벤젠 9.7%, 스티렌
17.9%, 알파메틸스티렌 3.5%의 수율을 각각 얻을 수 있었다. 이때의 반응 메커니즘은 스티렌이 열에 의해 diradical을 경유
하여 에틸벤젠이나 다른 부생성물을 생성시키는 것으로 추측된다.