[发明专利]氢氧燃烧法直接加热裂解废聚烯烃的装置及方法

权利要求书

1.一种氢氧燃烧法直接加热裂解废聚烯烃的装置，包括氢氧燃烧器(1-3)和高温裂解反应装置(1-1)，所述氢氧燃烧器(1-3)与高温裂解反应装置(1-1)相连通，其特征在于，所述高温裂解反应装置(1-1)包括高温裂解反应器(2-1)，所述高温裂解反应器(2-1)包括上下连接的混合器(2-1a)和反应器(2-1b)；

所述混合器(2-1a)和反应器(2-1b)的内部连接有可上下移动的可移动热电偶(2-13)；所述反应器(2-1)内部反应区与可上下移动的急冷装置(2-11a)相连；

所述混合器(2-1a)相对的两侧壁沿切线方向分别设置有过热水蒸汽入口(3-1)与气液混合物料入口(3-3)，所述混合器(2-1a)顶部沿轴向方向设置有气态物料入口(3-2)；其中所述过热水蒸汽入口(3-1)与氢氧燃烧器(1-3)相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括聚烯烃温和裂解炉(1-5)与高温裂解反应装置(1-1)相连通。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括预热气化装置(1-4)，设置于高温裂解反应装置(1-1)与聚烯烃温和裂解炉(1-5)之间。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述混合器(2-1a)的气态物料入口(3-2)与气液混合物料入口(3-3)分别连接于原料预热气化装置(1-4)。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述氢氧燃烧器(1-3)与除焦再生反应器(1-2)相连。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述氢氧燃烧器(1-3)与除焦再生反应器(1-2)相连。

7.一种基于权利要求1所述装置的氢氧燃烧法直接加热裂解废聚烯烃的方法，包括以下步骤：

1)将废聚烯烃进行温和裂解制得液态烃，将液态烃作为裂解原料；

2)将氢气和氧气输送进入氢氧燃烧器，燃烧生成过热水蒸汽，使过热水蒸汽的温度区间为800～2000℃；

3)将过热水蒸汽和裂解原料分别输送进入高温裂解反应装置，过热水蒸汽与裂解原料在高温裂解反应器的混合区中迅速混合形成裂解反应物料，并使裂解反应物料瞬间升温至裂解反应温度750～1000℃；其中，上述裂解原料与过热水蒸汽在混合区内混合方式为：水蒸汽切向进入高温裂解反应装置的混合区，裂解原料沿轴向或切向进入高温裂解反应装置的混合区与高温水蒸汽混合；

4)裂解反应物料在高温裂解反应器的混合区和反应区中发生裂解反应，生成裂解产物；

5)通过急冷系统将裂解产物的温度降至500℃以下，从而终止裂解反应的进行。

8.根据权利要求7所述的裂解废聚烯烃的方法，其特征在于，所述步骤3)将裂解原料先输送进入预热汽化装置，预热汽化装置内温度为200～600℃，获得预热后的裂解原料；将过热水蒸汽和预热后的裂解原料分别输送进入高温裂解反应装置。

9.根据权利要求7所述的裂解废聚烯烃的方法，其特征在于，所述裂解原料预热后全部转变为气态物料或气液混合物料。

10.根据权利要求7-9任一所述的裂解废聚烯烃的方法，其特征在于，所述步骤1)中氢气和氧气之间质量比为1:5～1:8。

11.根据权利要求7-9任一所述的裂解废聚烯烃的方法，其特征在于，所述步骤2)中水蒸汽与裂解原料的质量比为20:1～4:1。

12.根据权利要求7-9任一所述的裂解废聚烯烃的方法，其特征在于，所述步骤3)裂解反应停留时间为0.01～0.2s。

13.根据权利要求7-9任一所述的裂解废聚烯烃的方法，其特征在于，所述废聚烯烃包括聚乙烯或聚丙烯或者二者的混合物。

14.根据权利要求7-9任一所述的裂解废聚烯烃的方法，其特征在于，所述步骤1)用水或裂解反应过程回收的低温水蒸汽对过热水蒸汽进行温度调节。

15.根据权利要求7-9任一所述的裂解废聚烯烃的方法，其特征在于，步骤4)所得裂解产物经冷却及废热回收系统冷却至室温后进入分离系统。