[发明专利]塑料废弃物的热解聚方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃塑料物的催化热解聚方法，尤其涉及使用固体催化剂在低温下将塑料废弃物转化为高品质的液态燃料并且不影响其产量。

背景技术

在大多数传统的废弃塑料处理方法中，塑料废弃物一般采用焚烧，掩埋或填埋，对由此带来的环境和健康问题的逐步认识驱动当代的科学家和发明家研究出对环境更友好的废弃物管理处理方案一裂解和解聚塑料废弃物。

与当前的废弃塑料处理方法不同，裂解和解聚方法能够从废弃塑料中成功地回收特定的资源、原油和/或天然气。因此，这样的废弃物处理方法能够使得废弃塑料重新利用而不是在自然界中降解，在自然界降解依旧没有解决塑料填埋处理导致其数量越来越多的问题。

与废弃塑料热解相关的现有技术包括美国专利US2003047437(A1)，其公开了一种两阶段的热解方法，将破碎的废弃塑料在300-600℃之间通过流化床热循环颗粒状惰性载热体引入惰性气体从而初步熔化和热解成烃油。在接下来的步骤中，未转化的废弃塑料、载热体、引入的惰性气体从热解产物中分离并进入流化床完成热解。第一步和第二步的热解产物进行分级分离并冷凝成液态运输燃料。

这样的废弃塑料热解方法，如本领域技术人员所理解的那样，成功地减轻了在流化床工艺中通常观察到的限制，例如热解产物的逆向混合、流化床的不均匀，更重要的是有价值的芳香烃类和高分子烃类的低产量。然而，由于该方法是一个多步骤过程，需要在高温高压条件下完全分解废弃塑料转化成烃油，因此这种技术相当昂贵。此外，还需要额外的步骤，例如通过在600到900℃燃烧去除沉积在流化床中的焦炭，这导致了高昂的维护成本。

因此，与高温分解方法相比，在温和的温度条件下进行的催化热解聚废弃塑料以获得其原始单体的方法在本领域是更优选的。美国专利申请5369215即公开了这样的热催化解聚方法。在该文献中，在解聚来自废旧轮胎和橡胶的废弃塑料的工艺中使用金属盐催化剂，这些废旧轮胎和橡胶优选是在高温和低压的条件下已经暴露于臭氧。尽管臭氧化的聚合物易受热从而使废塑料能在相当低的温度下完全分解，但臭氧气体的有害作用不应被忽视。

因此，本发明的主要目的是提供一种环境上可接受的和经济上可行的塑料废弃物的热解聚方法以克服上述传统塑料废弃物处理方法的局限性。

本发明的另一个目的是提供一种新的催化剂，能够在相当低的温度下，尤其是在低于460℃的条件下进行塑料解聚并且不影响产量。

本发明的还一个目的是提供一种热解聚方法，能够从塑料废弃物中回收高品质的液态运输燃料同时不形成副产物，尤其是含碳物质或焦炭。

发明概述

一方面，本发明提供了一种热解聚方法，通过使用石灰石催化剂催化增强废弃塑料到其单体成分的分解，又可容易地在正常气压、低于460℃地条件下转换成液态运输燃料。

所述的热解聚方法优选包括如下步骤：提供熔融形式的废弃塑料；在1Bar的正常气压条件和420℃-450℃的温度范围内使用石灰石催化剂解聚进入反应室的熔融废弃塑料；将气态的解聚产物引入到蒸馏单元使解聚产物分馏和冷凝成液态运输燃料。

需要注意的是，本发明所用的石灰石催化剂来自固体组合物的烧结产物，该固体组合物包括39％到41％的氧化铝(Al₂O₃)；30％到32％的氧化钙(C_aO)；0.09％到0.12％的一氧化硅(SiO)；0.01％到0.03％的氧化镁。

附图概述

图1是流程图，详细显示了热解聚废弃塑料材料得到液态烃，尤其是运输燃料的过程。

发明详述

参照下述给出的详述的实施例可以更好的理解本发明的目的、构造、特征和功能。

本发明涉及一种废弃材料，尤其是塑料废弃物(10)通过使用石灰石(20)作为催化剂转变成液态运输燃料(15)的热解聚方法(100)。本发明所述的废弃塑料(10)是市政和/或工业废料，包括但不限于聚乙烯，聚丙烯和聚氯乙烯。