[發(fā)明專利]一種微波高溫裂解廢舊聚氯乙烯的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811264452.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111097350B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣海斌;喬金樑;張曉紅;劉文璐;黃文氫;宋志海;陳松;李秉海;孫姝琦;高建明;趙亞婷;張江茹;韓朋;張紅彬;蔡傳倫;賴金梅;戚桂村;茹越;王湘;郭照琰;姜超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J19/12
• 分類(lèi)號(hào): B01J19/12;C10B53/07
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 趙宇

本發(fā)明公開(kāi)了一種微波高溫裂解廢舊聚氯乙烯的方法。方法包括：將廢舊聚氯乙烯與多孔復(fù)合材料接觸，在惰性氣氛下或真空，對(duì)廢舊聚氯乙烯與多孔復(fù)合材料施加微波場(chǎng)，多孔復(fù)合材料在微波下產(chǎn)生電弧，從而迅速達(dá)到高溫，使廢舊聚氯乙烯裂解；本發(fā)明的方法利用微波中產(chǎn)生電弧的多孔復(fù)合材料在微波中產(chǎn)生電弧，從而迅速產(chǎn)生高溫，使廢舊聚氯乙烯裂解成化工原料，過(guò)程高效，產(chǎn)物組成附加值高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢舊塑料資源利用技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種微波高溫裂解廢舊聚氯乙烯的方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)50年代以來(lái)，人類(lèi)已生產(chǎn)83億噸塑料，其中63億噸已成為廢棄物。這63億噸廢舊塑料中，9％被回收，12％被焚燒，其余79％(近55億噸)被埋在垃圾填埋場(chǎng)中或在自然環(huán)境中積累。人類(lèi)還在不斷加快塑料的生產(chǎn)速度，目前塑料產(chǎn)量每年已達(dá)到4億噸，預(yù)計(jì)到2050年，全球?qū)⒂?20億噸廢舊塑料。每年有超過(guò)800萬(wàn)噸塑料進(jìn)入海洋，如不加以限制，到2050年，海洋里的塑料垃圾將比魚(yú)類(lèi)還多。近年來(lái)，國(guó)際頂級(jí)刊物相繼發(fā)表了塑料微粒對(duì)海洋、河流中的生物和飲用水的污染，引起了全社會(huì)對(duì)塑料污染的關(guān)注。2018年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署首次聚焦一次性塑料污染問(wèn)題，發(fā)布世界環(huán)境日的主題為“塑戰(zhàn)速?zèng)Q”，呼吁全世界向塑料污染“宣戰(zhàn)”。就解決塑料污染問(wèn)題，科研工作者已經(jīng)做出了許多不懈的努力。從1970年開(kāi)始，就有大量研究致力于制備在自然環(huán)境中可降解的塑料，但是可降解塑料只在生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)地膜和垃圾袋等方面有重要應(yīng)用，并且，在需要回收再利用的場(chǎng)合，可降解塑料的存在會(huì)嚴(yán)重影響回收塑料制品的性能；同時(shí)，可降解塑料在非理想的自然環(huán)境中依然需要較長(zhǎng)時(shí)間才能降解，無(wú)法有效解決白色污染問(wèn)題。目前，機(jī)械回收是唯一被廣泛采用的處理廢舊塑料的技術(shù)方案，主要步驟依次是去除有機(jī)殘?jiān)⑾礈?、粉碎、熔融再加工，在熔融再加工的過(guò)程中通常需要共混新料來(lái)維持性能。不同塑料對(duì)加工過(guò)程的響應(yīng)不同，使得機(jī)械回收的技術(shù)方案適用的塑料種類(lèi)很少，目前實(shí)際采用該技術(shù)進(jìn)行回收再生的只有聚對(duì)苯二甲酸二醇酯(PET)和聚乙烯(PE)，分別占每年塑料產(chǎn)量的9％和37％。溫度敏感塑料、復(fù)合材料、和升溫不熔融流動(dòng)的塑料(如熱固性塑料)都無(wú)法通過(guò)該方法來(lái)處理。將廢塑料通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化或熱轉(zhuǎn)化制成小分子烴(氣體、液態(tài)油或固體蠟)的化學(xué)回收法被認(rèn)為是可以超越機(jī)械回收的技術(shù)方案，所得產(chǎn)物可以用作燃料或化工原料。目前該技術(shù)方案并沒(méi)有被廣泛應(yīng)用，主要是由于成本太高。一方面化學(xué)回收過(guò)程大多需要昂貴的催化劑，并且催化劑的選擇性要求原料需是純的聚合物，這需要對(duì)廢舊塑料進(jìn)行耗時(shí)耗力的分類(lèi)；另一方面化學(xué)回收過(guò)程需要較大能耗。

聚氯乙烯是常用的塑料之一，不采用催化劑的微波熱裂解技術(shù)，能量效率高，能夠處理受到一定污染的廢舊聚氯乙烯使之裂解成化工原料，有望成為解決塑料污染問(wèn)題的關(guān)鍵。微波是指波長(zhǎng)介于紅外線和特高頻(UHF)無(wú)線電波之間的電磁波，具有非常強(qiáng)的穿透能力，其波長(zhǎng)在l m到l mm之間，所對(duì)應(yīng)的頻率為300GHz～300MHz。微波發(fā)生器的磁控管接受電源功率而產(chǎn)生微波，通過(guò)波導(dǎo)輸送到微波加熱器，需要加熱的物料在微波場(chǎng)的作用下被加熱。微波的加熱方式與普通的熱傳遞有較大不同，高頻電場(chǎng)以每秒幾億級(jí)的速度周期性改變外加電場(chǎng)和方向，使物料中的極性分子隨電場(chǎng)作高頻振動(dòng)，分子間摩擦擠壓作用使物料迅速發(fā)熱，從而使物料內(nèi)部和表面溫度同時(shí)迅速升高。已有較多的專利公開(kāi)了利用微波的這一特性進(jìn)行熱裂解的技術(shù)，如專利CN102585860A、專利CN103252226A、專利CN106520176A等，但都是用碳化硅等普通微波敏感材料在微波場(chǎng)中生熱并傳到給熱裂解物料，從而達(dá)到熱裂解目的，這種方式的工作溫度不高，效率和產(chǎn)物組成不理想。

因此，如何開(kāi)發(fā)一種高效的微波高溫裂解廢舊聚氯乙烯的方法依然是一個(gè)難題，開(kāi)發(fā)該方法具有巨大的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種微波高溫裂解廢舊聚氯乙烯的方法。本發(fā)明利用微波中產(chǎn)生電弧的多孔復(fù)合材料在微波中產(chǎn)生電弧，從而迅速產(chǎn)生高溫，使廢舊聚氯乙烯裂解成化工原料。本發(fā)明的方法過(guò)程高效，產(chǎn)物組成附加值高。

本發(fā)明的目的是提供一種微波高溫裂解廢舊聚氯乙烯的方法。

本發(fā)明的方法包括：