[發明專利]一種廢塑料的裂解方法

在審

• 申請號: 201610143940.5
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105733639A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 黃少斌;曹亞亞;陳朋飛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術領域

本發明涉及一種利用混合固體廢棄物制備生物燃油的技術，特別涉及能源草與以醋酸纖維素為主的碳氫類塑料共熱裂解的方法。

背景技術

目前，中國的塑料制品消費量巨大，其中80％為烯烴類聚合物，且每年國內都會產生2000萬噸左右的廢棄塑料，由于技術的緣故，我國塑料的重復回收利用率僅有20％，形成了巨大的資源浪費。同時，人們還面臨著能源短缺的問題。能源與環境問題成為當今世界的兩大主題。

能源草作為最有發展前途的生物質資源之一，富含木質纖維素中的纖維素、半纖維素和木質素等，從材料成分看，能源草的含硫量很低(0.12％)，燃燒時釋放的二氧化碳很少，環境污染輕微，能源草的纖維素含量高，具有可再生特性。除了能作為煤炭和石油的替代品外，還不會增加二氧化碳排放量，但是，國內外將能源草熱解用來產油卻常常遇到產油率不高，含氧較高等問題，因此限制了其工業化的推廣應用。醋酸纖維素塑料常常作為助塑劑，用來制作牙刷把、刷子和玩具等，因其對光穩定，不易燃燒等特點使其相比于其他塑料制品更難于降解。大部分的塑料制品都是由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等烯烴類聚合物組成，人們的研究熱點也常常關注于以上的塑料制品，而往往忽略了醋酸纖維素這類碳氫類塑料。

發明內容

本發明涉及到一種能源草與碳氫類塑料混合制備生物燃油的技術，具體為將能源草的開發應用與以醋酸纖維素塑料為主的碳氫類塑料相結合，通過共熱裂解催化制備生物燃油。

本發明的目的是通過能源草與醋酸纖維素的催化裂解提供一種可以解決能源草的轉化率不高以及醋酸纖維素的資源化利用低等問題。

為達上述目的，本發明按如下步驟進行：

一種廢塑料的裂解方法，以能源草和碳氫類廢塑料為原料，通過共熱裂解催化技術制備生物燃油，所述碳氫類廢塑料以醋酸纖維素為主。具體包括以下步驟：

(1)將去異物干燥后的廢塑料與干燥后的能源草粉碎混勻后，進行共熱裂解反應，通入載氣氮氣，裂解溫度為400～550℃；

(2)共熱裂解反應進行的同時，將氣態產物經催化劑催化改質；

(3)改質后的產物經冷凝，得到生物燃油與不可凝氣體。

所述能源草與廢塑料混勻后，經預熱至100～150℃，保溫1h，再置于裂解反應器中進行共熱裂解反應，裂解時間為4h。

所述能源草與廢塑料的質量比為3:2～3:7混合。

所述能源草為巨菌草與巨能草中的一種或兩種。

所述碳氫類塑料包括占主要比例的醋酸纖維素(50％以上)，以及其他所述塑料主要包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)的一種或兩種以上。

步驟(3)不可凝氣體再次返回裂解反應器進行回用。

步驟(2)所述催化劑為Zn、Mn或Fe金屬改性后的HBeta分子篩，催化劑用量為原料重量的1～5％。

步驟(1)所述能源草的干燥條件為100℃下干燥0.5～1h，所述廢塑料的干燥條件為100℃下干燥0.5h，廢塑料的粉碎細度為80-140目。

所述生物燃油為氣體烴類、油狀烴類和含氧有機物兩種或兩種以上的混合物。

能源草與以醋酸纖維素塑料為主的碳氫類塑料共熱裂解催化，此過程中兩者的協同增效，特別是能源草熱值高，在降低降解溫度的同時，也使得塑料裂解溫度降低，能耗下降，而以醋酸纖維素為主的碳氫類塑料含氫量高，塑料中的氫轉移與能源草中的含氧官能團結合，有利于C-C、C-H鍵的斷裂。因此，能源草與碳氫類塑料共熱裂解催化，不僅實現了清潔化資源化得以利用，而且可以解決由于能源草與碳氫類塑料不合理利用而帶來的環境問題。

與現有技術相比，本發明的優點是：

(1)能源草的加入不僅減少了資源的浪費，環境的污染問題，且由于能源草熱值高的原因，工藝整體溫度降低了約50～150℃，減少了能耗。

(2)以醋酸纖維塑料為主的碳氫類塑料的加入減少了“白色垃圾”的隱患，且醋酸纖維素這類常常被忽視的塑料也被得以工業化。

(3)本發明整個工藝過程簡單，能源草與以醋酸纖維素塑料為主的碳氫類塑料的混合共熱裂解催化，發生協同增效作用，塑料中的氫轉移與能源草中的含氧官能團結合，有利于C-C、C-H鍵的斷裂，使得產油率得到提升。該技術不僅解決了能源草的資源化利用問題，降低了對化石能源的依賴，而且減少了碳氫類塑料的白色污染問題，實現了固體廢棄物的高效清潔利用。

附圖說明

圖1為本發明中能源草與醋酸纖維素共熱裂解催化制備生物燃油方法的工藝流程圖。

具體實施方式