[发明专利]用废旧聚烯烃塑料制造烃油的方法

说明书

本发明涉及一种环境科学中废旧塑料的再生利用方法，特别是一种用废旧聚烯烃塑料制造烃油的方法。

近几年来，国内外屡有废塑料热分解技术的专利申请。其中，由山东垦利化肥厂赵积善、张洪福申请的专利(发明专利申请公开号CN1078973A)是其中比较优秀的一个。它将除去杂质后的废塑料与原油或废机油掺在一起，送入裂化炉裂化，裂解产物进入反应釜中催化重整为烃类混合气体；混合气体先冷凝至150℃以下，分离出一部分柴油，再将剩余部分冷却、精馏得到汽、柴油。该技术能够产生一定的汽、柴油，但仍存在下列问题：

(1)原油和废机油由于来源不足，常常致使反应停工；

(2)反应釜中催化剂未加解释，因而难以实施；而催化剂优劣往往决定了出油率和油品质量，是该技术成败的关键所在；

(3)即使进行预筛分，废塑料中仍不可避免地含有聚氯乙烯。它的裂解会产生HCl气体，从而污染大气，腐蚀设备，并引起催化剂失活，导致停产。

(4)由于废塑料中所含填料、杂质和裂解过程中的新产物，裂解釜中会产生结焦产物，甚至重油的长期冷凝会导致管线堵塞，以往的专利申请都回避了这一问题。

另一专利申请(公开号CN1077479A)则提出了将催化剂加入到裂解炉，直接催化降释，再经二级换热分离，系统冷凝出汽油、柴油。但事实上，该工艺必须先设置一融料釜，工艺并未简化。而且，熔融态烃类在催化剂表面反应不充分，影响了油品质量。同时，它导致催化剂表面结焦产物增加，易使催化剂失活。

本发明的目的在于提供一种高效低耗、操作简便、催化剂能再生循环，并能去除生产中产生盐酸的用废旧聚烯烃塑料制造烃油的方法。

本发明的技术解决方案为一种用废旧聚烯烃塑料制造烃油的方法，其特征是：将按常规预处理后的废聚烯烃塑料加入到裂解釜中，通入氮气并升温，至100-150℃时，停止通气并继续加热至150-250℃，关闭裂解釜通向催化床的阀门，开启通往盐酸吸收塔的阀门，吸收已生成的HCl，当加热至350-400℃时，打开通往催化床的阀门，关闭通往吸收塔的阀门，继续加热裂解釜至400-500℃，裂解气进入控温在300-380℃的可切换式催化床，经催化剂催化裂解产生的裂解气经一级、二级冷凝分馏，得到柴油、汽油，剩余不凝气体通入锅炉作燃油用。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明出油率高，可达85％以上；油品质量高，汽、柴油符合国标70-90^#汽油和-10～-20^#柴油。

(2)催化剂成本低廉，约为现有技术所使用催化剂的1/4～1/5，催化效率高，可反复再生，多次使用，寿命较长；且采用可切换式催化床，在更换催化剂时不必停产。

(3)裂解釜为上下两段式，且设计有备用釜，可以比较方便地除去结焦产物，提高热效率。

(4)设计了HCl吸收装置，使原料中混杂的少量PVC产生的HCl有吸收处理，反应后没有新的污染物排出，减少了二次污染和设备腐蚀。

(5)对结焦产物中炭黑进行了回收，从而提高了本发明的综合利用率。

附图是本发明制造方法所涉及的生产装置的示意图。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

本发明附图所示装置上实施。该装置由烟道气炉(1)、裂解釜(2)、给料器(3)、催化床(4)、冷凝器(5)、分馏塔(6)、回流冷凝器(7)、炭黑处理装置(8)、HCl吸收塔(9)、氮气气源(10)组成，其工艺过程为，将回收的废塑料作常规预处理，即分拣粉碎(不需清洗)，除去大部分PVC，所剩产物主要为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，将其破碎后，经给料器(3)加到裂解釜(2)中。裂解釜(2)为两段式的，便于定期除焦，共设置3个，正常状态下使用其中的两个，另一个烘烤以除去前次反应中的结炭。在体系内通入氮气以保持还原气氛，并开始加热，加热裂解釜至100-150℃时，停止通氮气，当加热至150～250℃时，将通往催化床(4)的阀门关上，开启通往盐酸吸收塔(9)的阀门，以去除HCl。当温度升至350～400℃时，打开通往催化床(4)的阀门，关闭通往盐酸吸收塔(9)的阀门。此后，将裂解釜加热到400～500℃，控制催化床温度在300～380℃，催化床所用催化剂为含大比表面积硅铝酸盐的粘土矿物，HZSM-5，稀土Y型分子筛和金属助剂。催化后的裂解气经第一级冷凝器(5)在150～170℃状态下先冷凝出一部分重柴油，剩余部分经第二级冷凝器冷凝后进入分馏塔(6)，经回流冷凝器(7)分馏出汽、柴油和部分不凝尾气。不凝尾气可通入锅炉作燃料用，也可装罐出售。整个反应过程4～6小时，出油率达85％以上，汽油的辛烷值70-90^#，柴油的十六烷值为-10～-20^#。