[發明專利]一種廢塑料裂解制備汽油和柴油的方法和裝置

在審

• 申請號: 201710726352.9
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107746722A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 王鳴;宋金文;魏躍;周華蘭;劉博洋;夏峰峰;徐根華;江笑;朱小方
• 申請（專利權）人: 南京大學連云港高新技術研究院;連云港石化產業園有限公司
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅

技術領域

本發明涉及一種廢塑料高效開發利用生產高附加值產品汽油和柴油的方法和裝置。屬于資源循環再生利用和綠色環保的技術領域。

背景技術

塑料是石油化工深加工的產物，主要含有碳氫兩種元素，具有價廉物美易加工、經久耐用、耐化學腐蝕、電氣性能優良等特點。塑料制品被廣泛應用于工業、農業、交通運輸、建筑包裝、食品醫療、家用電氣、家具兒童玩具等各個領域。隨之而來的是廢棄塑料物品的處理成為社會發展的一個重要課題，特別是“白色污染”已經成為一大公害，受到廣泛關注。

廢塑料資源化開發利用要解決的技術難點和關鍵問題：

由于廢舊塑料型號規格多、形狀多樣、品種繁多、體積、密度差異極大、成分復雜、水土泥砂金屬雜質垃圾等多而分散，給收集開發利用帶來很大困難。

廢塑料在裂解反應中由于塑料的導熱性差，熔融物料粘度大，易于粘壁產生積炭，導致反應時間長、液體收率低、反應器容易結焦、運行周期短。

塑料PVC含氯量高(58％左右)，反應過程中生成HCl,會嚴重腐蝕設備，HCl回收利用經濟效益較差，產品中含氯需要進一步處理。

目前國內廢舊塑料及其制品少部分被回收利用，大部分作為廢物或垃圾被丟棄、堆放、填埋、焚燒。既造成土地資源被占用，又造成地下水或空氣被污染。若經過科學處理，它們又可以變為寶貴的資源被循環再生利用，既不污染環境，又可造福社會。

隨著我國環境治理法規的強化、生態文明建設要求的提高，各項清潔燃料標準的頒布實施，傳統的廢塑料的處置模式-丟棄、堆放、填埋、焚燒已不再允許；高能耗高污染的廢塑料粗加工工藝和粗產品黑油，也將被淘汰。開發清潔高效綠色無污染的新工藝新技術勢在必行。其中利用廢塑料制取清潔燃料油氣是一種綠色環保的工藝和可較大規模處理的有效方法，既可減少白色污染，又可增加寶貴資源。

國內外關于廢塑料的開發利用主要有3個方面，一是直接回收利用，所占比例很小；二是作為垃圾處理，所占比例較大；三是資源化開發利用，成為研究的熱點和發展方向。

廢塑料的資源化開發利用國內外報道的專利文獻很多，大多數處于實驗研究和小批量試驗階段。例如，廢塑料經過破碎，直接與煤混合作為燃料或化工原料；廢塑料磨成細粉與焦粉混合，作為礦石冶煉的還原劑；與重油、渣油、廢機油混合裂解制爐用燃料油；廢塑料直接裂解制燃料油氣等。

據報道，日本富士回收公司和POKODA集團公司等研究廢塑料制油技術，將廢塑料要經過仔細分選、水洗烘干、擠塑成形等，處理工序復雜；將熔化與裂解分開進行，存在熔化塑料在泵體內和管線中輸送時的凝固等問題。

英國BP公司等將洗凈粉碎的廢塑料細小碎片噴射到400～900℃高溫的砂子流化床反應釜內，裂解為以乙烯、丙烯為主的烴類混合物。乙烯、丙烯經精密分餾及處理后將可作為聚乙烯、聚丙烯單體。存在投資大、能耗高、效益不佳等問題。未見大規模工業裝置投產。

專利CN03118155.4《利用廢塑料、廢油和重油混合裂解制取燃料油的方法》.

將聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯按1∶1∶1的比例混合后作為塑料原料，將廢油、重油作為油原料。將塑料原料和油原料按1∶1的比例混合連續加入釜式裂解反應器中，在380℃下進行裂解，裂解氣經過冷卻到320℃進行催化改質，分餾，得到汽油、柴油等。其汽油和柴油的收率為66.74wt％-69.70wt％，其氣體、重油和固體的收率為 30.30wt％-33.26wt％。

重油、廢機油中含有較多的多環芳烴、分子量較大的膠質、瀝青質、酸性氧化物、鎳釩等金屬化合物或添加劑等物質，促使裂解反應苛刻度增加，氣體、重油和固體炭化物等低附加值產物的含量增加，加速催化劑的失活速度。

專利CN200810036702.X描述了一種混合型廢塑料連續催化裂解生產燃油的方法，

在管式床一端入口將粉碎20厘米以下的廢塑料100公斤與2.2公斤的催化劑粉末通過帶有攪拌的加料斗，邊混合邊連續均勻進料，在管式床內置的近壁式刮刀的帶動下，物料由管式床低溫脫水前段向高溫裂解段慢速移動，在160-220℃下將廢塑料進行脫水，接著在360-390℃溫度下廢塑料裂解。粗油加熱汽化進入二級催化裂化改質流化床反應器，在溫度390-400℃下催化裂化，可生產汽油柴油。