專(zhuān)利名稱(chēng)：用廢聚烯烴塑料制造烴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為環(huán)境科學(xué)中廢塑料回收方法，特別是廢舊聚烯烴塑料回收制造烴油的方法。
近年來(lái)隨著聚烯烴塑料的廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)量迅速增加，而且其應(yīng)用多為一次性的，日常生活丟棄廢物中含量很高，塑料不像紙類(lèi)產(chǎn)品那樣很快降解，自然凈化。因此，造成白色污染嚴(yán)重。目前也有將其再生的，但因再生產(chǎn)品性能差，處理量小，不是發(fā)展方向。這就迫切需要一種科學(xué)的、合理的高水平的處理技術(shù)。催化降解是近年來(lái)發(fā)展的一種新技術(shù)，美國(guó)專(zhuān)利US3956414號(hào)談到這種技術(shù)的情況，此專(zhuān)利技術(shù)制出的產(chǎn)品有相當(dāng)部分是石蠟和石油焦。這兩種產(chǎn)品應(yīng)用價(jià)值不高;此后在此技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的技術(shù)有美國(guó)專(zhuān)利US4108730號(hào)，US4175211號(hào)，US4118281號(hào)，是采用重循環(huán)油把廢塑料溶解，然后再進(jìn)行催化裂化處理，其主要缺點(diǎn)是需要大量的高沸點(diǎn)的重油，作為熱循環(huán)油，增加了工藝過(guò)程的復(fù)雜性;美國(guó)專(zhuān)利US4851601(1989)披露一種新方法，將廢舊塑料粉碎、加熱，熔融進(jìn)入熱裂解反應(yīng)室，進(jìn)行熱裂解，使轉(zhuǎn)為氣態(tài)進(jìn)入催化反應(yīng)室，在氣態(tài)下用中等孔徑的沸石分子篩ZSM-5作催化劑，進(jìn)行催化裂化，得到低沸點(diǎn)，低傾點(diǎn)油，冷凝為液態(tài)，再蒸餾各種餾份，但此法不能處理PVC塑料，否則會(huì)使催化劑失活;還有與此類(lèi)似的技術(shù)，如JP0386790(9186790)，JP0386791(9186791)提到的也是先將廢塑料熔融，并在熱裂解罐中使其裂化為蒸汽，將裂解蒸汽送入HZSM5催化劑床，以進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，然后將產(chǎn)物冷凝為液態(tài)，即為生產(chǎn)汽油的原料。上兩專(zhuān)利的特點(diǎn)是將中間產(chǎn)物的一部分，回流到熱熔化攪拌罐中或者回流到熱裂解罐中，以保持系統(tǒng)的平衡，其余部分與美國(guó)專(zhuān)利US4851601相似，上述三專(zhuān)利的基本特點(diǎn)是先將熔融物熱裂解，將裂解的蒸汽通入催化劑床，在汽態(tài)下使其催化裂化，將產(chǎn)物冷凝下來(lái)，冷凝物再蒸餾，取得各種餾分，這種將熱裂解和催化裂化分為兩步進(jìn)行的工藝我們稱(chēng)為兩步法。上述方法的缺點(diǎn)是工藝流程較復(fù)雜，而且最終產(chǎn)物要冷凝為液態(tài)，再重新加熱蒸餾，耗能量高。
本發(fā)明的目的是針對(duì)我國(guó)塑料產(chǎn)品日益普及，白色污染日益嚴(yán)重，燃料油短缺的現(xiàn)實(shí)，以及目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有廢塑料處理技術(shù)的不足之處，研制一種一步法催化降解新工藝，使工藝流程簡(jiǎn)化，并可制得高質(zhì)量的燃料油。
本發(fā)明采用一種經(jīng)多次改性的有中大孔徑的Y型沸石和大比表面積的Al(OH)3粉末復(fù)合制成的催化劑，用此催化劑在反應(yīng)釜內(nèi)，溫度為300℃～400℃的條件下直接催化降解已熔融為液態(tài)的聚烯烴塑料為汽態(tài)烴油，經(jīng)管路進(jìn)入二級(jí)換熱分離系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中控制不同溫度范圍，冷凝分離出柴油和汽油，剩下少量常溫下為氣態(tài)的低分子量的碳?xì)浠衔?，從而將現(xiàn)有技術(shù)的熱裂解和催化降解的兩步法工藝改為一步進(jìn)行，此催化劑具有較高的活性和較長(zhǎng)的壽命，其催化降解的產(chǎn)品分布集中在350℃以下的輕餾份，此催化劑為催化降解聚烯烴塑料的專(zhuān)用催化劑，其詳細(xì)內(nèi)容在與本申請(qǐng)同時(shí)提出的催化劑產(chǎn)品專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)改現(xiàn)有技術(shù)的熱裂解和催化裂解的兩步法為直接催化降解的一步法，使主要工藝流程簡(jiǎn)化，節(jié)省設(shè)備投資和能源。
(2)在催化降解同時(shí)，生成產(chǎn)物為汽態(tài)烴，經(jīng)二級(jí)換熱分離系統(tǒng)，冷凝分離出柴油和汽油。不需像現(xiàn)有工藝那樣，先將汽態(tài)產(chǎn)物冷凝下來(lái)，再加熱蒸餾，生產(chǎn)汽油和柴油，簡(jiǎn)化了后一步的工藝并可節(jié)省能源。
(3)加工出來(lái)的產(chǎn)品全部為350℃以下的輕質(zhì)餾份，工業(yè)中試收率為85～87%，其中汽油為45～48%，常溫下汽態(tài)烴3～5%，其余為柴油，汽油辛烷值達(dá)80～85＃，為高質(zhì)量汽油，柴油為零號(hào)，品質(zhì)亦高，可作汽車(chē)燃油。
以下結(jié)合工藝流程圖，對(duì)本發(fā)明詳述如下

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖，圖中編號(hào)1進(jìn)料斗，2螺旋進(jìn)料器，3熔料釜，4反應(yīng)釜，5一級(jí)換熱器，6氣液分離器，7冷卻器，8產(chǎn)品罐，9二級(jí)換熱器。
1、進(jìn)料熔料系統(tǒng)，廢聚烯烴塑料經(jīng)粉碎、漂洗、干燥后，從進(jìn)料斗1進(jìn)入帶有預(yù)熱裝置的螺旋輸送進(jìn)料器2，再進(jìn)入熔料釜3，釜內(nèi)溫度為200℃～250℃，保持此溫度，隔離空氣加熱，減小熔融物粘度，完成沉降過(guò)程，使固體雜質(zhì)沉降分離，以免進(jìn)入反應(yīng)釜4，影響催化劑的作用。
2、催化反應(yīng)系統(tǒng)，經(jīng)沉降后的聚烯烴熔融液，從反應(yīng)釜頂部、中部、底部同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)釜4噴灑到多層固定催化劑床上，使熔融物與催化劑充分接觸，充分利用催化劑的作用和保持催化劑的活性，催化反應(yīng)溫度為300℃～400℃，經(jīng)催化劑催化降解反應(yīng)生成汽態(tài)烴油。
3、二級(jí)換熱分離系統(tǒng)，汽態(tài)烴經(jīng)管路進(jìn)入本系統(tǒng)，首先進(jìn)入第一級(jí)換熱器5，器內(nèi)保持150℃～200℃，高溫汽態(tài)烴在此溫度以上的組份冷凝下來(lái)為液體柴油，進(jìn)入油汽分離器6和冷卻器7即可裝入產(chǎn)品罐8，在150℃～200℃未冷凝下的汽態(tài)烴進(jìn)入二級(jí)換熱器9，器內(nèi)保持10℃～40℃，高于此溫度的汽油餾份液化，進(jìn)入油-汽分離器6和冷卻器7，最后裝入產(chǎn)品罐8，在10℃～40℃下仍呈氣態(tài)的烴油裝入貯氣罐中，可以作為本設(shè)備的加熱燃料，也可裝罐外銷(xiāo)。
實(shí)施例在某工廠對(duì)本發(fā)明進(jìn)行中試，將廢塑料破碎為小塊，清洗、烘干，通過(guò)進(jìn)料斗1進(jìn)入螺旋進(jìn)料器2，在此器內(nèi)預(yù)熱到180℃左右，送到熔料釜3，釜內(nèi)溫度200℃～250℃，將聚烯烴塑料熔融為液體，隔熱空氣加熱以減小熔融體的粘度，便于雜質(zhì)沉降，沉降好的熔融體，經(jīng)多途徑(反應(yīng)釜的上、中、下部)同時(shí)進(jìn)入裝有數(shù)層固定催化床的反應(yīng)釜內(nèi)，噴灑在催化劑層上，反應(yīng)溫度保持在300℃～400℃，經(jīng)催化降解生成汽態(tài)烴油，經(jīng)管道送到二級(jí)換熱分離系統(tǒng)，第一級(jí)換熱器溫度為150℃～200℃，冷凝下柴油，到二級(jí)換熱器溫度為10℃～40℃，冷凝下汽油，剩下少量汽態(tài)烴約為3～5%，可作為本系統(tǒng)的燃料或壓縮裝罐。本次中試收率為85～87%，其中汽油為45～47%，汽態(tài)烴3～5%，其余為柴油，汽油的辛烷值為80～85＃。
權(quán)利要求
1.一種用廢聚烯烴塑料制造烴油的方法，其特征是采用多次改性的有中大孔徑的Y型沸石和大比表面積的Al(OH)3粉末復(fù)合制成的催化劑，在反應(yīng)釜內(nèi)，用此催化劑直接催化降解熔融成液態(tài)的聚烯烴塑料為汽態(tài)烴油，反應(yīng)釜溫度保持300℃～400℃，反應(yīng)產(chǎn)物為氣態(tài)烴油，經(jīng)管路進(jìn)二級(jí)換熱分離系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，控制不同溫度范圍，冷凝分離出柴油和汽油，及少量氣態(tài)烴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢聚烯烴塑料制造烴油的方法，其特征是所述進(jìn)入反應(yīng)釜的液態(tài)聚烯烴塑料是將經(jīng)粉碎、清洗、干燥的廢舊聚烯烴塑料在螺旋進(jìn)料器中，預(yù)熱輸送入熔料釜中，隔絕空氣加熱，溫度保持200℃～250℃，經(jīng)靜置沉降制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢聚烯烴塑料制造烴油的方法，其特征是所述液態(tài)聚烯烴塑料是通過(guò)反應(yīng)釜的上、中、下部同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)釜，均勻地噴灑在多層固定催化劑床層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢聚烯烴塑料制造烴油的方法，其特征是所述在反應(yīng)釜中產(chǎn)生的汽態(tài)烴油首先進(jìn)入一級(jí)換熱器，器內(nèi)溫度保持150℃～200℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的用廢聚烯烴塑料制造烴油的方法，其特征是所述從一級(jí)換熱器出來(lái)的汽態(tài)烴進(jìn)入二級(jí)換熱器，器內(nèi)溫度保持10℃～40℃。
全文摘要
一種用廢聚烯烴塑料制造烴油的方法，主要是采用多次改性的Y型沸石和高活性的Al(OH)
文檔編號(hào)F02B3/06GK1077479SQ9310489
公開(kāi)日1993年10月20日 申請(qǐng)日期1993年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月12日
發(fā)明者楊先春, 吳國(guó)杰, 黃國(guó)柱 申請(qǐng)人:楊先春, 吳國(guó)杰