[發明專利]采用廢聚烯烴類塑料與溴系阻燃廢塑料制備熱解油的方法

有效

• 申請號: 201610259285.X
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105713640B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 孫路石;馬川;王賁;于潔;向軍;胡松;周長松
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 李佑宏

技術領域

本發明屬于環境保護和能源利用領域，更具體地，涉及一種采用廢聚烯烴類塑料與溴系阻燃廢塑料制備熱解油的方法，該方法是通過將廢聚烯烴類塑料與溴系阻燃廢塑料共混熱解脫溴制備熱解油(pyrolysis oil)，有效控制熱解油中有機溴的含量，提高熱解油的品質，使該熱解油能夠作為環保燃料使用，是種能夠抑制溴代二惡英類污染物的形成的溴系阻燃廢塑料的高效資源化利用的方法。

背景技術

目前，我國廢棄電子電器產量已達到552萬噸，其中電子廢塑料占電子廢棄物總量的30％，是電子廢棄物的重要組成部分。我國對于廢塑料的處理方式主要以填埋和焚燒為主，然而電子廢棄塑料中通常含有溴代阻燃劑(即溴系阻燃劑)，如：十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴雙酚A。其中主要的阻燃廢塑料為高抗沖擊性苯乙烯(HIPS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料，占電子廢塑料的55％。簡單填埋和焚燒處理會對環境造成極大的危害，特別地，溴代阻燃劑在環境中分解會產生強致癌物質溴代二惡英。

Miskolczi N.等(J.Anal.Appl.Pyrolysis 83(2008)115-123)研究了阻燃HIPS和ABS兩種塑料在特定設計的加長水平管反應器中的熱解技術，該技術可使一次熱解產物進一步分解，使有機溴進一步釋放轉化為無機溴，溴化氫和溴化銻；熱解油中有機溴含量低于8％。

Hall W.J.等(J.Anal.Appl.Pyrolysis 81(2008)139-147)利用分子篩催化劑ZSM-5和Y型分子篩對阻燃塑料熱解產物進行脫溴處理，發現兩種催化劑均可用于脫除熱解產物中的含溴化合物，尤其是Y型分子篩。但是，它們也會導致熱解油中有價值產物的產率減少，并且對使用過的含有機溴催化劑進行處理也是一個難題。

Bhaskar T.等(Polym.Degrad.Stab.92(2007)211-221)采用分步升溫控制熱解法對電子廢棄塑料混合物進行脫溴的技術。第一階段在330℃下反應2小時，第二階段在430℃下進行。此兩段熱解法熱解可以使絕大部分溴以溴化銻和有機溴化物的形式匯集于第一步熱解的油中，第二步中獲得的熱解油占總量的60％，但只含有少量的溴。不過該法并沒有真正把有機溴轉化為無機溴而只是將其匯集，需進一步處理。

電子廢塑料中另一類常見塑料為聚烯烴類塑料，包括低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，聚丙烯。此類塑料為人工合成高分子材料，具有不可生物降解性。如何再利用這些聚烯烴類廢塑料，也是環境保護不可忽視的問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種采用廢聚烯烴類塑料與溴系阻燃廢塑料制備熱解油的方法，其中通過對其關鍵的熱解反應的原料配比、處理溫度、熱解氣體處理方式等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決溴系阻燃廢塑料的再回收利用的問題，得到的熱解油溴元素含量低，可用作環保燃料；并且該方法有效回收利用了廢聚烯烴類塑料和溴系阻燃廢塑料中的潛在能量，資源利用率好。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種采用廢聚烯烴類塑料與溴系阻燃廢塑料制備熱解油的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將溴系阻燃廢塑料和廢聚烯烴類塑料兩者分別破碎形成粒徑均為75μm～250μm的溴系阻燃廢塑料顆粒和廢聚烯烴類塑料顆粒，接著將所述溴系阻燃廢塑料顆粒和所述廢聚烯烴類塑料顆粒混合均勻得到熱解反應原料，該熱解反應原料中所述溴系阻燃廢塑料顆粒和所述廢聚烯烴類塑料顆粒兩者的質量比為1：1～9：1；

(2)將所述步驟(1)得到的熱解反應原料置于固定床反應器中，并將該固定床反應器加熱至400℃～500℃進行熱解反應；熱解反應得到的氣體經過冷凝處理，然后通過過濾收集即得到熱解油。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(2)中的所述固定床反應器是以10℃/min的升溫速率加熱至400℃～500℃，并在400℃～500℃下保持至少1h進行熱解反應。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(2)中的熱解反應是向所述固定床反應器通入載氣進行的，所述載氣的流速為標準狀態下的100mL/min，該載氣為氮氣和氦氣中的至少一種。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(2)中熱解反應得到的氣體是經過冰鹽浴進行冷凝處理，所述冷凝處理的溫度為-20℃～-15℃。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(2)中熱解反應得到的氣體經過冷凝處理，然后通過過濾收集分別得到固體蠟和所述熱解油。