[发明专利]一种利用催化剂进行废弃塑料解聚制备燃油的方法

说明书

一种利用催化剂进行废弃塑料解聚制备燃油的方法，涉及资源循环利用技术领域，将粉碎、干燥后的废弃塑料和催化剂混合均匀，加入到连接有蒸馏装置的反应釜中，在320‑400℃条件下反应10‑40min，得到可燃油和可燃气体。本发明的有益效果在于：在无氧氛围且在常压下进行反应，采用密闭系统,整个过程中无任何气体排出到大气中，采用纯氧化铝为催化剂，成本低，且实现了液体油的高出油率，液体油的出油率达到了90%以上；本方法几乎无副反应，反应釜内仅残余催化剂以及原料所含的不反应的杂质，实现了对废弃塑料的充分、绿色利用。

技术领域

本发明涉及资源循环利用技术领域，具体是涉及一种利用催化剂进行废弃塑料解聚制备燃油的方法。

背景技术

近年来，利用生物质和塑料废弃物、废旧轮胎合成车用燃料是一个热门话题，对于塑料废弃物的处理，最有前景的方法是将塑料废弃物转化为高能燃料。该转化反应中气体、液体、固体的产生是一个此消彼长、相互竞争的过程，反应条件及催化剂决定了转化为气体、液体、固体的比例，因此反应条件的控制和催化剂的选择是至关重要的。目前已经有较多的研究人员着手于将废弃塑料液化为车用燃料，但其液体油的出油率都较低，通常只有50%左右。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明提出了一种废弃塑料干法处理方法。一步反应实现从固体废弃塑料解聚得到液体油的高出油率转化，该方法投资小，成本低，易于实现产业化。

本发明提供一种利用催化剂进行废弃塑料解聚制备燃油的方法，将粉碎、干燥后的废弃塑料颗粒和催化剂混合均匀，加入到连接有蒸馏装置的反应釜中，通入氮气至替换掉反应釜内空气后停止通入，加热至320-400℃，在搅拌下维持该温度10-40min，从蒸馏装置收集得到可燃油和可燃气体。反应釜内的残留固体为催化剂，可以在活化后重复利用。

所述的催化剂为纯氧化铝。

所述的纯氧化铝为α-Al₂O₃。

所述的催化剂添加量为3%-8%。

所述的原料成分由PE、HDPE、LDPE、PP和PS中的一种或2种以上组成。

所述的原料中可混杂有10%以下的生物质废物或含氧、含氯、含氟、含氮塑料。

所述的废弃塑料颗粒粒度为5-10cm。

所述的搅拌转速为5-20r/min。

所述的催化剂可以在反应完成后进行回收循环利用。

所述的原料还可以是废旧轮胎。此时反应釜内的残留固体包括催化剂和焦炭，焦炭来源于原料废旧轮胎材料中所含的炭黑。

所述的可燃油主要为柴油和汽油，以及少量的重油；所述的可燃气体主要为小分子烷烃类化合物，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。

所述的α-Al₂O_3，可以采用如下方法制备，以拜耳法生产的商用氢氧化铝为原料，缓慢加热至500℃，并进一步的加热至900-1000℃焙烧，得到α-Al₂O₃的含量大于99%，Na₂O含量小于0.4%，SiO₂含量小于0.05%，Fe₂O₃含量低于0.3%，比表面积为10-70 m²/g。

本方法仅在反应开始前充入氮气，替换反应釜中的空气，反应开始后产生气体无需再通入氮气，此时产生的气体可以维持常压，反应在常压、无氧、密闭、相对低温的条件下进行，可以避免空气进入以及气体排出，不会产生环境污染，又保证了反应体系中的无氧氛围。