[发明专利]用于废旧聚烯烃塑料降解的催化剂

说明书

本发明涉及一种用于高分子降解的催化剂，特别是用于废旧聚烯烃塑料降解的催化剂。

近年来随着塑料工业的发展，虽为人类带来极大方便，但也带来废旧塑料对人类生存环境的污染，在废旧塑料中，废旧聚烯烃塑料占有相当大的比重，所以对废旧聚烯烃塑料的回收，处理方法的研究已成为环境科学的研究方向之一，针对我国能源短缺的国情，我们开展了将废旧聚烯烃塑料降解为烃油的研究。要进行降解，必需有专用催化剂，所以首先要进行专用催化剂的研究，经检索国内外文献，与本课题最相近的专利有：US5078385A（1992    Jan7）和US4851601（1989TuL25），前面所用催化剂为固态酸性催化剂，如ZSM-34分子筛，该催化剂需要周期性的再生，以除去催化剂表面的积碳，该分子筛是由12个或更多的四面体构成了微孔和通道，此专利目前尚处于实验室评价阶段，其使用特点是二步法，如用HZSM5B为催化剂处理废旧聚烯烃塑料，先加热到300-350℃，2小时后再升温至450℃2小时，得到0.5cc液体产品，沸点在144℃以下的产品含量仅有7.13%，后一专利使用的催化剂ZSM-5，在250-340℃温度下操作，液收率为50-60%，最大进样量为680-706克/小时，产品分布较宽。

上述两文献提到的催化剂，在用其催化降解聚烯烃塑料为烃油时，均采用两步法进行，先进行热裂解，将裂解后的蒸汽通过催化剂层转化成为烃油，热裂解的结果将生成大量的积碳附在催化剂的表面，使催化剂的活性降低或失活。

本发明的目的是研制一种能将废旧聚烯烃塑料用一步法催化裂解为烃油的催化剂，即将热裂解过程和催化降解过程并为一步进行的催化剂，催化降解过程在较低温度下，聚烯烃塑料熔融为液态进行。

本发明的内容如下：

第一步：主要组分Y型分子筛的制取过程如下：

1）先合成NaY沸石，原料配比和合成条件如下：

成分组成3.2-3.5Na₂O∶0.9-1.1Al₂O₃∶9-11SiO₂∶200-210H₂O，晶化温度100℃±2℃，晶化时间10-12小时，

NaY分子筛的典型分析结果

化学成分%    x光分析

Na₂O SiO₂Fe²O³AL₂O₃H₂O 物相 晶胞 硅铝 结晶

常数    比    度%

10.20    47.82    16.04    0.19    25.70    Y    24.66    4.8    85

10.26    49.64    14.88    0.3    25.0    Y    24.68    4.6    90

其他物化性能

平均颗粒    吸苯重    比表面    差热放热峰温度

直径μm mg/g m²/g ℃

0.5～0.8    253    1007    915

0.5～0.8    247    986    885

2）助催化剂的制备：用镍、钴等过渡族金属元素的高纯金属氧化物溶解在硝酸中，浓度为1-3%（重量）。

3）改性金属氧化物溶液的制备，用周期表上第三族元素的高纯度金属氧化物，溶解在高纯度的盐酸中配成15-20%的溶液（a）和5-15%的溶液（b）两种，使用时和助催化剂配在一起，助催化剂用量为3-5%。

4）NaY分子筛的第一改性交换：用（3）所制成的溶液（a）和NaY分子筛进行交换，经三次交换，三次洗涤，三次焙烧而成，焙烧温度为500-700℃，8-12小时。

5）NaY分子筛的第二次改性交换：在（4）交换的基础上，用（3）所制成的溶液（b）和NaY分子筛进行交换，经过二次交换，二次滤洗，二次熔烧而成，熔烧温度为500-650℃，4-6小时，制成Y型分子筛。

本发明催化剂的制备：

用多重改性的Y型分子筛为主要成分，加入高纯度AL（OH）₃和润滑剂，其重量配化为：

Y型分子筛    5-25

AL（OH）₃73-90

润滑剂    2-5