[發(fā)明專利]一種廢塑料熱解油制備清潔燃料油的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310606829.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN103589454A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勝?gòu)?qiáng);嚴(yán)黎;張馨予;王慶;武祝民;于宏兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): C10G53/12
• 分類號(hào): C10G53/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明是涉及固體廢棄物處理利用和能源領(lǐng)域的一種廢塑料熱解油制備清潔燃料油的方法。

技術(shù)背景：

目前我國(guó)固體廢棄物年產(chǎn)量已達(dá)到2.5億噸，其中塑料廢棄物約占8～9％，其中可適合用于熱解法制備液體燃料的聚烯烴塑料約占塑料廢棄物總量的78％。然而我國(guó)廢塑料的處理方式主要是填埋和焚燒為主，這兩種處理方法還存在許多問題，塑料廢棄物質(zhì)輕又體積龐大，它們被填埋后不分解，造成土地板結(jié)，妨礙作物呼吸和吸收養(yǎng)分，使之減產(chǎn)；塑料廢棄物中的有毒添加劑和聚氯乙烯還會(huì)富集于蔬菜和糧食及動(dòng)物體內(nèi)；塑料廢棄物在燃燒時(shí)排放出的CO、氯乙烯單體(VCM)、HCL、甲烷、NOx、SO₂、烷烴、烯烴、芳烴、含油污泥、粉塵等污染物會(huì)污染水體和空氣，含氯塑料焚燒釋放二噁英等有害物質(zhì)。所以我國(guó)的固體廢塑料有很大的回收利用空間，除部分廢塑料可通過機(jī)械循環(huán)再生外，其他可用熱解法熱解制備燃料油，不但解決大量廢塑料存在造成的環(huán)境壓力，而且還可以還原為石油原料，從而實(shí)現(xiàn)廢塑料資源的再生利用。

廢塑料燃燒時(shí)，發(fā)熱量高達(dá)33.6～42MJ／kg，比煤高，主要轉(zhuǎn)化為燃料油加以利用。我國(guó)燃料油消費(fèi)的主要方式是以燃燒加熱為主，少量用于生產(chǎn)原料，具有較強(qiáng)的節(jié)約和替代潛力。我國(guó)燃料油消費(fèi)主要集中在發(fā)電、交通運(yùn)輸、冶金、化工、輕工等行業(yè)。其中電力行業(yè)的用量最大，占消費(fèi)總量的32％；其次是石化行業(yè)，主要用于化肥原料和石化企業(yè)的燃料，占消費(fèi)總量的25％；第三是交通運(yùn)輸行業(yè)，主要是船舶燃料，占消費(fèi)總量的22％；近年來需求增加最多的是建材和輕工行業(yè)(包括平板玻璃、玻璃器皿、建筑及生活陶瓷等制造企業(yè))，占消費(fèi)總量的14％；鋼鐵部門的燃料油消費(fèi)占全部消費(fèi)量的比例為7％左右。因此利用廢塑料熱解制燃料油具有廣闊的前景。

目前塑料廢棄物的組成部分主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛樹脂(PF)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)和氨基樹脂等。塑料廢棄物通常采用熱解油化技術(shù)加以回收，即通過加熱或加入一定的催化劑使廢塑料分解，獲得主要為C1～C14的氣體、熱解油和固體殘?jiān)茏钣行У鼗厥召Y源。因此，廢塑料熱解油化技術(shù)是以石油為原料的石油化學(xué)工業(yè)制造塑料制品的逆過程。PE、PP、PS、PVC等熱塑性塑料當(dāng)加熱到300～500℃時(shí)，大部分分解成低分子碳?xì)浠衔铮渲校琍VC加熱到約200℃時(shí)發(fā)生脫氯反應(yīng)，進(jìn)一步加熱發(fā)生斷鏈反應(yīng)。PEP、ABS樹脂含有氮、氯等元素，熱解時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害氣體或腐蝕性氣體。廢塑料熱解油熱值較高，有很高的利用價(jià)值，但是現(xiàn)有技術(shù)仍存在不足，導(dǎo)致難以商業(yè)化推廣。廢棄塑料的成分過于復(fù)雜，油品質(zhì)量雜質(zhì)含量較高，作為燃料油燃燒需要專門的焚燒裝置和尾氣處理系統(tǒng)，這是主要問題所在。因此廢塑料熱解油燃燒利用的關(guān)鍵在于脫除熱解油中的鹵素、氮、硫等雜質(zhì)，制備清潔燃料油。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種廢塑料熱解油制備清潔燃料油的方法，特點(diǎn)是將廢塑料熱解油中的雜質(zhì)脫除，油品質(zhì)量得到了明顯改善，解決了廢塑料處理后熱解油中雜質(zhì)含量高，作為燃料燃燒嚴(yán)重污染大氣環(huán)境的問題。

本發(fā)明所述的廢塑料熱解油制備清潔燃料油的過程如下：

將廢塑料熱解油與一定濃度的堿性水溶液按照一定比例混合，在溫度75～350℃下加熱0.5～10小時(shí)，冷卻到50～70℃溫度后，靜止油水兩相分離。上述熱解油放入反應(yīng)器，熱解油中加入負(fù)載了雜多酸或氯化鐵的硅基吸附劑，在50～90℃下反應(yīng)吸附0.5～5小時(shí)，然后過濾分離，得到清潔燃料油。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明將廢塑料熱解油中的雜質(zhì)脫除，油品質(zhì)量得到了明顯改善，解決了廢塑料處理后熱解油中雜質(zhì)含量高，作為燃料燃燒嚴(yán)重污染大氣環(huán)境的問題，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具，有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明具有投資少，操作成本低的特點(diǎn)，還可以應(yīng)用于其它有機(jī)固廢熱解油的改質(zhì)處理領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式：

1.實(shí)施例1

將20％質(zhì)量濃度的氫氧化鈉水溶液和廢塑料熱解油以質(zhì)量比1：2.0于75℃溫度下反應(yīng)5h后，冷卻到50℃后，靜止油水兩相分離。上述熱解油放入反應(yīng)器，熱解油中加入負(fù)載了磷鎢酸的硅膠吸附劑，磷鎢酸與硅膠的質(zhì)量比為0.2：1。負(fù)載磷鎢酸后吸附劑與熱解油按照質(zhì)量比0.05：1，在50℃下反應(yīng)吸附1小時(shí)，然后過濾分離，得到清潔燃料油，燃料油中氯、溴、氮和硫元素含量均小于6ppm。

2.實(shí)施例2