[發明專利]混合型廢塑料連續催化裂解生產燃油的方法

無效

• 申請號: 200810036702.X
• 申請日: 2008-04-28
• 公開（公告）號: CN101260309A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 朱志榮;吳倩
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C10G1/08
• 分類號: C10G1/08
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳龍梅

技術領域

本發明涉及一種廢塑料裂解生產燃油的工藝，具體是采用催化熱裂解與熱裂解催化改質相結合的二段復合催化工藝，將從垃圾中獲得的混合型廢塑料制備燃油的方法。

背景技術

人們日常生活垃圾中產生的大量廢舊塑料嚴重危害人類的生存環境，被稱之為“白色垃圾”，白色垃圾也是各國政府最頭痛的環境治理難題。近十年來有許多關于利用廢塑料裂解制燃料油的方法報道，國內也建立了不少廢塑料裂解制燃料油裝置，但現有技術存在著以下幾方面的明顯不足：A、廢塑料裂解汽化成油工藝都為間隙或半間隙釜式操作過程，不能形成連續化作業，裂解溫度難于正確控制，再者升溫降溫過程能耗大，工藝設備簡陋，安全性差，操作復雜，并易于產生二次污染。B、由于間隙釜式方法的工藝條件難于適應成分復雜的廢塑料裂解，產生油品存在質量不穩定的問題，往往只能作為鍋爐燃油等低檔次產品。C、單釜式裂解使用單一功能固體酸或廉價的白土(活性二氧化硅)作為催化劑，廢塑料裂解產物分布范圍太寬，產生大量重油和氣體，輕質油比率低，尤其對混合廢塑料裂解油化更難于控制。D、國內外同類廢塑料裂解油化工藝對處理廢塑料預選和預處理要求嚴格，如廢塑料需要進行分類、清洗、烘干；部分工藝需要高溫加氫或加壓下進行裂解。

發明內容

本發明的目的是公開一種將混合型廢塑料經過催化裂解制備成燃油的工藝，本發明的混合型廢塑料是成分復雜的混合廢塑料，用本發明的工藝可以形成連續操作，且安全，無二次污染，能耗低，油品收率高，質量穩定。

為了達到上述目的，本發明將混合型廢塑料的清洗、烘干等預處理直接在全封閉二段復合催化連續化運行中進行，本發明先經過第一段熱裂解工藝將廢塑料催化裂解產生粗油，再經過第二段催化裂化精制工藝對第一段產生的裂解氣進行二次催化裂解反應和改質反應。經過無數次的實驗，找到了二級復合催化生產質量穩定的燃油的控制條件。具體的工藝和條件如下：

第一步，構件全封閉二級復合催化連續化運行裝置，第一級熱裂解設備采用具有輔助傳動的流態化管式床，管式床的管外用廢塑料煉油產生可燃氣體燃燒產生的熱氣流加熱，分二個溫度段加熱，并具有四周幅射傳熱功能，管式床中心軸設置傳動裝置，傳動裝置上固結近壁式刮刀，刮刀帶動物料慢速移動，物料的移動速度按需要調節，保證脫水與裂解的完全，管式床垂直方向微傾10-15度放置；第二級選用催化裂化改質的流化床反應器，該流化床反應器為提升管反應器，通過管道與第一級流態化管式床的管內連接，以實現連續運行工藝過程。

第二步，預先將收集的組成復雜的混合型廢塑料粉碎到20厘米以下。然后按照廢塑料∶催化劑粉末＝100份重量∶(1～3)份重量量取，接著，通過帶有攪拌的加料斗，邊混合邊連續均勻將粉碎的廢塑料與催化劑粉末一起加入管式床頂端的入口，經過管式床150-250℃較低溫度前段時，在升溫中將含有少量生物質與雜物的廢塑料進行脫水，然后在350-400℃溫度中段和無氧環境及催化劑作用下，廢塑料裂解轉化成低分子量烴類而汽化，并與準備進入二級催化裂化改質反應器的管內的冷的粗油進行熱交換后，冷凝后進入油分水器，在油水分離器中除水后，粗油放入粗油貯罐，氣相部分作為燃燒氣輸出使用，最后傳動裝置在冷卻后段的出口將焦碳和不分解物固體連續刮出，完成廢塑料裂解汽化過程。所述的催化劑是一種廉價的酸性白士或蒙脫土。

第三步，粗油貯罐中的粗油經與第二步的一段裂解過程的產物進行熱交換后進入二級催化裂化改質流化床反應器，在溫度380-400℃、壓力1.0～5.0bar，催化反應空速WHSV?0.2-2.0h^-1條件下，在REY分子篩或稀土USY催化劑的催化裂化作用下，將液相粗油中重組分進一步催化裂解成為更小分子，并將石蠟和烯烴成份轉化成為大量的異構烷烴和芳烴，使粗油轉變成為較理想的汽柴油組分，汽柴油餾分相對于粗油收率可達82％以上。

第四步，將催化裂化產物汽柴油輸入熱交換器，將溫度降低到50℃，再進入后續的蒸餾釜進行分餾，將低于100℃的餾分進入冷凝器冷凝后得到成品汽油；柴油餾分進入柴油儲罐；重油餾分重返粗油儲罐；從冷凝器回收的輕烴氣通過輕烴氣管送入到工業爐內燃燒。

本發明的工藝具有如下顯著的技術效果：

1.由于本發明采用了全封閉二段常壓復合催化連續化運行裝置，因此形成連續操作，且安全，無二次污染，能耗低，裂解可控性好、合格燃油出油率按廢塑料計可達66％以上，油品質量好，汽油為90號，柴油為O號至-20號，質量穩定。