[发明专利]用于通过催化裂化将混合废塑料转化为液态燃料的方法

说明书

本申请要求欧洲申请号15201124.3的优先权，该欧洲申请于2015年12月18日提交，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。

本发明涉及一种用于通过催化裂化将混合废塑料转化为液态燃料的方法。该方法包括以下步骤：在反应器内引入混合废塑料和包含无定形型催化剂的催化剂；在该反应器内允许至少一部分混合废塑料被转化为液态燃料；并且从该反应器中去除含有所述液态燃料的产物流。

鉴于聚合物作为常规构建材料(例如玻璃、金属、纸和木材)的替代品的重要性日益增加、节约不可再生资源(例如石油)的觉察到的需要和可用于废产物处置的垃圾填埋容量的减少量，近年来，相当多的关注致力于回收、再生、再循环或以某种方式再利用废塑料的问题。

已经提出了热解或催化裂化废塑料以将高分子量聚合物转化为具有低得多分子量的挥发性化合物。取决于所采用的方法，挥发性化合物可以是用作燃料油或燃料油补充剂的相对高沸点液烃，或用作汽油型燃料或用作其他化学品的轻沸点到中沸点烃类。

混合废塑料的催化裂化是本领域技术人员熟知的方法。例如，US 5,216,149披露了一种用于通过识别允许在其他聚合物(没有实质性分解)的存在下分解给定聚合物的催化剂和温度条件来控制塑料的复杂废物流的热解以将此流转化为有用的高价值单体或其他化学品的方法。

K.-H.Lee，等人在Polymer Degradation and Stability[聚合物降解和稳定性]84(2004)123-127中披露了废弃的高密度聚乙烯和聚苯乙烯的混合物经用过的FCC催化剂的液相催化降解。研究了聚乙烯与聚苯乙烯的混合比例的影响，并且诸位作者发现反应物中聚苯乙烯含量的增加展示出在所得液体产物中汽油比例的增加以及煤油和柴油比例的减少。然而，同时，液体产物中芳香族组分的比例急剧增加至70％，并且更甚至聚苯乙烯含量为仅约40％。此发现在K.-H.Lee在Polymer Degradation and Stability 93(2008)1284-1289的出版物中被证实，其中获得的聚苯乙烯含量为40％，甚至90％的芳烃。使用20g催化剂/200g塑料进行由K.-H.Lee报道的实验。

虽然对于某些应用，增加从废塑料的催化裂化获得的汽油的比例可能是有利的，但高比例的芳香族化合物可能是不希望的，例如由于此类化合物的毒性。因此，希望提供一种用于催化裂化废塑料的方法，其中可以定制所获得的汽油与柴油馏分的比率，而不会不希望地增加所获得的芳香族化合物的比例。

本发明的诸位发明人发现，通过选择在混合废塑料中一定比率的聚苯乙烯与聚烯烃并且增加在反应器中含有无定形型催化剂的催化剂与废塑料的比率，可以出人意料地解决这一问题和如以下描述的其他问题。

本发明因此涉及一种用于通过催化裂化将混合废塑料转化为液态燃料的方法，该方法包括：

●在反应器内引入混合废塑料和包含无定形型催化剂的催化剂；

●在该反应器内允许至少一部分混合废塑料被转化为液态燃料；并且

●从该反应器中去除含有所述液态燃料的产物流，

其特征在于，该混合废塑料含有按重量计从5％至50％的聚苯乙烯和按重量计从50％至95％的聚烯烃，各自基于该混合废塑料中聚苯乙烯和聚烯烃的总重量，并且其特征在于，该反应器中催化剂与混合废塑料的重量比高于1∶10。

在塑料的催化裂化中，获得了化学化合物的若干馏分。通常，存在含有具有少于5个碳原子的轻质化学化合物的气体馏分。汽油馏分含有具有低沸点(例如低于216℃)的化合物。该馏分包括具有5至11个碳原子的化合物。煤油和柴油馏分具有较高的沸点(例如216℃至359℃)。该馏分通常含有具有12至21个碳原子的化合物。一般将甚至更高沸点的馏分命名为蜡(重循环油或HCO)。在所有馏分中，这些化合物是烃，任选地包括杂原子(例如N，O等)。本发明意义上的“液态燃料”因此是如汽油和柴油等燃料，但还可以被用作其他有价值的化学品或溶剂。

塑料主要由特定的聚合物构成，并且塑料通常由该特定的聚合物命名。优选地，塑料含有其总重量的按重量计超过25％、优选按重量计超过40％并且更优选按重量计超过50％的特定聚合物。塑料中的其他组分是例如添加剂，如填料、增强剂、加工助剂、增塑剂、颜料、光稳定剂、润滑剂、抗冲击改性剂、抗静电剂、油墨、抗氧化剂等。通常，塑料包含多于一种添加剂。