[發明專利]聚丙烯廢塑料轉化為丙烯的方法和裝置

無效

• 申請號: 200810025606.5
• 申請日: 2008-01-03
• 公開（公告）號: CN101215215A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 唐蘭;黃海濤;黎清薦;王春;郝海青;王云鶴;朱赤暉
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C07C11/06
• 分類號: C07C11/06;C07C4/22;C08J11/10
• 代理公司: 廣州市天河廬陽專利事務所
• 代理人: 胡濟元

技術領域

本發明涉及一種廢料的回收加工，具體涉及聚丙烯廢塑料轉化為丙烯的方法及其裝置。

背景技術

近一個世紀以來，塑料工業得到了迅速的發展，目前世界塑料的年產量已超過1.3億噸，我國的塑料使用量每年已達到600萬噸。如此大規模的塑料制品的生產和積累，意味著將會有大量的廢舊塑料產生。為回收處理塑料廢棄物，實現廢舊塑料在化學、材料、能源三方面的循環回收與再利用，世界各國都在研究開發各種各樣的回收利用廢塑料的方法。

廢舊塑料熱解是處理廢舊塑料，同時回收燃氣、油品等石油產品的途徑之一。一般而言，廢塑料普通熱解處理將形成低分子量產物：氣體(氫氣、甲烷等)、液體(油)和固體(蠟、焦碳等)。根據產生的熱解產物側重不同分為廢塑料油化技術和氣化技術。以熱解油為主要目的產物的熱解工藝通常反應溫度較低、物料在反應區停留時間較短，但是，廢塑料油化工藝生成的熱解油是高度氧化的復雜化合物，主要是一些分子量大的有機物，其化合物種類有數百種之多，幾乎包括所有種類的含氧有機物，具有高度氧化、相對不穩定、粘稠、腐蝕性、化學組成復雜的特點，使用時需要對其進一步精制與優化處理，而優化處理又存在油的黏度大，溫度穩定性差等難題，因而存在產品處理成本高，難以滿足工業化過程中的經濟性要求。側重于熱解氣化處理時，氣體產物一般為H₂、CO、CH₄等，一般考慮作為燃氣使用，產物的附加值并不高。而且，在常規的塑料熱解過程中，無論以制碳、制油、或制氣為目的，液體產物油都是不可避免的產物之一。廢塑料氣化過程中產生的油類產物不僅降低了氣化效率，且氣液產物分離困難，導致產物難以利用。國外先進技術中常采用催化裂解和高溫裂解來降低焦油含量。催化裂解增加了氣化過程的成本，而升高溫度的高溫裂解以犧牲燃氣的部分熱值為代價，焦油仍未能完全消除。因此現有的很多聚合物熱分解技術另外，由于生產成本高，產物附加值低等經濟性因素，工業化過程中遇到障礙和挑戰，很難有競爭力。

近年來，基于等離子體廢棄物熱解技術受到關注。等離子體反應器(亦稱等離子體裂解爐)是利用等離子體廢棄物熱解工藝中的關鍵設備，通常分為直流電弧等離子體反應器和高頻等離子體反應器。

從目前的使用效果來看，采用直流電弧等離子體反應器熱解高分子廢棄物尚存在下列不足：(1)直流電弧放電為大電流強放電，電極容易燒蝕、壽命短，當使用惰性氣體(Ar，He)、還原性氣體(H₂)或者中性氣體(N₂)作為工作氣體時，電極壽命一般為600小時；當使用氧化性氣體(O₂、H₂O、空氣)時，電極壽命僅有200小時左右；(2)直流電弧等離子體溫度高達3000-10000K，反應器壁面材料難以長時間承受；(3)固體物料只能在等離子體射流的下游引入，難以進入等離子體中心區，不能充分利用等離子體能量；(4)氣體產物以H₂、CO、CH₄等為主，一般考慮作燃氣使用，生產成本高，產物附加值低。一種具有上下兩個等離子體區的高頻高頻等離子體反應器，

國知局2007年1月31日授權公告了“一種利用高頻等離子體處理有機固體廢棄物的方法”(公開號為CN1297781C)的發明專利，該專利方法是在5000～10000Pa的低壓條件下，由電感耦合線圈在反應器的下部和上部分別產生第一等離子體區和第二等離子體區；所述第一等離子體區產生的高溫射流尾焰噴入上部的第二等離子體區形的中心成一噴動床；固體物料供給第二等離子體區后，在等離子體作用下完成熱解氣化反應。根據耦合方式的不同，射頻等離子體可以分為容性耦合等離子體和感性耦合等離子體。該專利方法在同一反應器的上下產生兩個等離子體區形成一噴動床，不僅使得等離子體的點火過程容易，而且有效地改善了等離子體的穩定性，同時還有利于處理塊狀物料。但是，上述專利方法所述的反應器內的等離子體始終在維持在一個較高的溫度(1000～1500℃)，聚丙烯(PP)塑料顆粒供給第二等離子體區后，首先發生解聚反應，進行裂解反應，所獲得的氣體產物以H₂、CO為主，僅能作為燃氣使用，附加值較低。

發明內容

鑒于現有技術存在上述不足，本發明的目的是提供一種聚丙烯(PP)廢塑料轉化為丙烯的方法，該方法具有轉化率高，轉化氣附加值高的優點。

本發明的另一目的是提供改進的高頻等離子體反應器。

本發明實現上述目的的技術方案是：

一種聚丙烯廢塑料轉化為丙烯的方法，該方法包括以下步驟：