[发明专利]一种废塑料的裂解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用混合固体废弃物制备生物燃油的技术，特别涉及能源草与以醋酸纤维素为主的碳氢类塑料共热裂解的方法。

背景技术

目前，中国的塑料制品消费量巨大，其中80％为烯烃类聚合物，且每年国内都会产生2000万吨左右的废弃塑料，由于技术的缘故，我国塑料的重复回收利用率仅有20％，形成了巨大的资源浪费。同时，人们还面临着能源短缺的问题。能源与环境问题成为当今世界的两大主题。

能源草作为最有发展前途的生物质资源之一，富含木质纤维素中的纤维素、半纤维素和木质素等，从材料成分看，能源草的含硫量很低(0.12％)，燃烧时释放的二氧化碳很少，环境污染轻微，能源草的纤维素含量高，具有可再生特性。除了能作为煤炭和石油的替代品外，还不会增加二氧化碳排放量，但是，国内外将能源草热解用来产油却常常遇到产油率不高，含氧较高等问题，因此限制了其工业化的推广应用。醋酸纤维素塑料常常作为助塑剂，用来制作牙刷把、刷子和玩具等，因其对光稳定，不易燃烧等特点使其相比于其他塑料制品更难于降解。大部分的塑料制品都是由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等烯烃类聚合物组成，人们的研究热点也常常关注于以上的塑料制品，而往往忽略了醋酸纤维素这类碳氢类塑料。

发明内容

本发明涉及到一种能源草与碳氢类塑料混合制备生物燃油的技术，具体为将能源草的开发应用与以醋酸纤维素塑料为主的碳氢类塑料相结合，通过共热裂解催化制备生物燃油。

本发明的目的是通过能源草与醋酸纤维素的催化裂解提供一种可以解决能源草的转化率不高以及醋酸纤维素的资源化利用低等问题。

为达上述目的，本发明按如下步骤进行：

一种废塑料的裂解方法，以能源草和碳氢类废塑料为原料，通过共热裂解催化技术制备生物燃油，所述碳氢类废塑料以醋酸纤维素为主。具体包括以下步骤：

(1)将去异物干燥后的废塑料与干燥后的能源草粉碎混匀后，进行共热裂解反应，通入载气氮气，裂解温度为400～550℃；

(2)共热裂解反应进行的同时，将气态产物经催化剂催化改质；

(3)改质后的产物经冷凝，得到生物燃油与不可凝气体。

所述能源草与废塑料混匀后，经预热至100～150℃，保温1h，再置于裂解反应器中进行共热裂解反应，裂解时间为4h。

所述能源草与废塑料的质量比为3:2～3:7混合。

所述能源草为巨菌草与巨能草中的一种或两种。

所述碳氢类塑料包括占主要比例的醋酸纤维素(50％以上)，以及其他所述塑料主要包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)的一种或两种以上。

步骤(3)不可凝气体再次返回裂解反应器进行回用。

步骤(2)所述催化剂为Zn、Mn或Fe金属改性后的HBeta分子筛，催化剂用量为原料重量的1～5％。

步骤(1)所述能源草的干燥条件为100℃下干燥0.5～1h，所述废塑料的干燥条件为100℃下干燥0.5h，废塑料的粉碎细度为80-140目。

所述生物燃油为气体烃类、油状烃类和含氧有机物两种或两种以上的混合物。

能源草与以醋酸纤维素塑料为主的碳氢类塑料共热裂解催化，此过程中两者的协同增效，特别是能源草热值高，在降低降解温度的同时，也使得塑料裂解温度降低，能耗下降，而以醋酸纤维素为主的碳氢类塑料含氢量高，塑料中的氢转移与能源草中的含氧官能团结合，有利于C-C、C-H键的断裂。因此，能源草与碳氢类塑料共热裂解催化，不仅实现了清洁化资源化得以利用，而且可以解决由于能源草与碳氢类塑料不合理利用而带来的环境问题。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)能源草的加入不仅减少了资源的浪费，环境的污染问题，且由于能源草热值高的原因，工艺整体温度降低了约50～150℃，减少了能耗。

(2)以醋酸纤维塑料为主的碳氢类塑料的加入减少了“白色垃圾”的隐患，且醋酸纤维素这类常常被忽视的塑料也被得以工业化。

(3)本发明整个工艺过程简单，能源草与以醋酸纤维素塑料为主的碳氢类塑料的混合共热裂解催化，发生协同增效作用，塑料中的氢转移与能源草中的含氧官能团结合，有利于C-C、C-H键的断裂，使得产油率得到提升。该技术不仅解决了能源草的资源化利用问题，降低了对化石能源的依赖，而且减少了碳氢类塑料的白色污染问题，实现了固体废弃物的高效清洁利用。

附图说明

图1为本发明中能源草与醋酸纤维素共热裂解催化制备生物燃油方法的工艺流程图。

具体实施方式