[發(fā)明專利]一種微波高溫裂解廢舊聚丙烯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811264455.9
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN111100327B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣海斌;喬金樑;張曉紅;劉文璐;宋志海;趙亞婷;戚桂村;孫姝琦;高建明;黃文氫;蔡傳倫;陳松;賴金梅;李秉海;茹越;韓朋;王湘;張紅彬;張江茹;姜超;郭照琰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08J11/16
• 分類號: C08J11/16;C08J11/10;C10L3/00;C08L23/12
• 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)明公開了一種微波高溫裂解廢舊聚丙烯的方法，包括：將廢舊聚丙烯與多孔復(fù)合材料接觸，在惰性氣氛下或真空，對廢舊聚丙烯與多孔復(fù)合材料施加微波場，多孔復(fù)合材料在微波下產(chǎn)生電弧，從而迅速達到高溫，使廢舊聚丙烯裂解；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，使廢舊聚丙烯裂解成化工原料，過程高效，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丙烯的方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)50年代以來，人類已生產(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)被埋在垃圾填埋場中或在自然環(huán)境中積累。人類還在不斷加快塑料的生產(chǎn)速度，目前塑料產(chǎn)量每年已達到4億噸，預(yù)計到2050年，全球?qū)⒂?20億噸廢舊塑料。每年有超過800萬噸塑料進入海洋，如不加以限制，到2050年，海洋里的塑料垃圾將比魚類還多。近年來，國際頂級刊物相繼發(fā)表了塑料微粒對海洋、河流中的生物和飲用水的污染，引起了全社會對塑料污染的關(guān)注。2018年，聯(lián)合國環(huán)境署首次聚焦一次性塑料污染問題，發(fā)布世界環(huán)境日的主題為“塑戰(zhàn)速決”，呼吁全世界向塑料污染“宣戰(zhàn)”。就解決塑料污染問題，科研工作者已經(jīng)做出了許多不懈的努力。從1970年開始，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合，可降解塑料的存在會嚴(yán)重影響回收塑料制品的性能；同時，可降解塑料在非理想的自然環(huán)境中依然需要較長時間才能降解，無法有效解決白色污染問題。目前，機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殘渣、洗滌、粉碎、熔融再加工，在熔融再加工的過程中通常需要共混新料來維持性能。不同塑料對加工過程的響應(yīng)不同，使得機械回收的技術(shù)方案適用的塑料種類很少，目前實際采用該技術(shù)進行回收再生的只有聚對苯二甲酸二醇酯(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、和升溫不熔融流動的塑料(如熱固性塑料)都無法通過該方法來處理。將廢塑料通過化學(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，這需要對廢舊塑料進行耗時耗力的分類；另一方面化學(xué)回收過程需要較大能耗。

聚丙烯是使用最多的塑料之一，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丙烯使之裂解成化工原料，有望成為解決塑料污染問題的關(guān)鍵。微波是指波長介于紅外線和特高頻(UHF)無線電波之間的電磁波，具有非常強的穿透能力，其波長在lm到lmm之間，所對應(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，通過波導(dǎo)輸送到微波加熱器，需要加熱的物料在微波場的作用下被加熱。微波的加熱方式與普通的熱傳遞有較大不同，高頻電場以每秒幾億級的速度周期性改變外加電場和方向，使物料中的極性分子隨電場作高頻振動，分子間摩擦擠壓作用使物料迅速發(fā)熱，從而使物料內(nèi)部和表面溫度同時迅速升高。已有較多的專利公開了利用微波的這一特性進行熱裂解的技術(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中生熱并傳到給熱裂解物料，從而達到熱裂解目的，這種方式的工作溫度不高，效率和產(chǎn)物組成不理想。

因此，如何開發(fā)一種高效的微波高溫裂解廢舊聚丙烯的方法依然是一個難題，開發(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)的問題，本發(fā)明提供了一種微波高溫裂解廢舊聚丙烯的方法。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，使廢舊聚丙烯裂解成化工原料。本發(fā)明的方法過程高效，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丙烯的方法。

本發(fā)明的方法包括：