[發(fā)明專利]一種廢塑料催化裂解制低碳烯烴的催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110626073.1
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113398982B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王婷;楊朝合;張金慶;譚映臨;李正;張新功
• 申請（專利權(quán)）人: 青島惠城環(huán)保科技集團股份有限公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;B01J35/10;C07C4/06;C07C11/04;C07C11/06;C07C11/08;C10G1/00
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一種廢塑料催化裂解制低碳烯烴的催化劑，包括硅鋁基質(zhì)和分子篩，硅鋁基質(zhì)包括含硅物質(zhì)和含鋁物質(zhì)，SiO₂計的含硅物質(zhì)的質(zhì)量占催化劑的質(zhì)量10～40wt％，Al₂O₃計的含鋁物質(zhì)的質(zhì)量占催化劑的質(zhì)量的30～60wt％，硅鋁基質(zhì)的孔徑分布在5～200nm；分子篩包括ZSM?5分子篩或/和ZSM?11分子篩；分子篩占催化劑的質(zhì)量的10～40wt％。上述的制備的催化劑應(yīng)用于廢塑料催化裂解制低碳烯烴，提高了低碳烯烴的產(chǎn)率，同時改善了汽油的品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化工領(lǐng)域的催化劑，具體的，涉及一種使用在廢塑料回收領(lǐng)域的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

塑料是現(xiàn)代材料領(lǐng)域中的重要組成部分，因其價格低廉、綜合性能良好等特點，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，塑料制品在給人們的生活帶來方便的同時，也產(chǎn)生了大量的廢棄物，“白色污染”已成為環(huán)境保護的突出問題。傳統(tǒng)的廢塑料處理方法為填埋法和焚燒法，這兩種回收方法都存在嚴重的問題。填埋法不僅浪費寶貴的土地資源，而且破壞土壤結(jié)構(gòu)，污染土壤和地下水資源；焚燒法雖然避免了侵占土地資源，并能回收部分熱能，但是大量的廢氣排出會造成嚴重的大氣污染。廢舊塑料催化熱解制備生物燃油或高附加值的化學品是近幾年發(fā)展起來的一種比較理想的回收處理方式。近年來有許多關(guān)于利用廢塑料裂解制燃料油的方法報道，國內(nèi)也建立了不少廢塑料裂解制燃料油裝置，但現(xiàn)有技術(shù)存在著以下明顯不足：廢塑料裂解汽化成油工藝都為間隙或半間歇釜式操作過程，催化劑往往直接套用原油裂解的催化劑。雖然廢塑料裂解和原油裂解有許多相似之處，都是將大分子碳氫結(jié)構(gòu)在無氧條件下高溫裂解—降解成更小的分子結(jié)構(gòu)，然而，原油組成與廢塑料化學性質(zhì)存在很大差異，原油組成結(jié)構(gòu)較為復雜，而廢塑料雖分子量更大，但成分結(jié)構(gòu)較為單一，這就造成了原油與廢塑料裂解這兩二反應(yīng)過程的很大差別，如直接將原油裂解的催化劑用于廢塑料裂解會產(chǎn)生種種問題：A現(xiàn)有的廢塑料裂解催化劑為白土或硅鋁氧化物，催化劑成分簡單，功能單一，僅用于降低裂解反應(yīng)溫度；B裂化改質(zhì)催化劑多為套用石油煉制催化劑，多為REY或USY沸石，功能簡單，僅能將粗油中大分子進一步裂解成小分子，不能有選擇性增加汽柴油組分的比率，氣體副產(chǎn)大；C廢塑料釜式裂解過程中使用單一功能固體酸或廉價的白土(活性二氧化硅)作為催化劑，廢塑料裂解產(chǎn)物分布范圍太寬，產(chǎn)生大量重油和氣體，輕質(zhì)油比率低，尤其對混合廢塑料裂解油化更難于控制；D由于垃圾廢塑料的成分復雜，部分廢聚乙烯塑料中的氯含量有時高達10％，簡單套用原油裂解的催化劑用于廢塑料裂解會產(chǎn)生油品的質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，往往只能作為鍋爐燃油等低檔次產(chǎn)品；E國內(nèi)外同類廢塑料裂解油化工藝對處理廢塑料預(yù)選和預(yù)處理要求嚴格，如廢塑料需要進行分類、清洗、烘干﹔部分工藝需要高溫加氫或加壓下進行裂解。

中國專利申請公開第CN101168678號，公開了一種用于聚乙烯和聚丙烯廢塑料裂解制取燃料油的催化劑，由KDC-1型分子篩和高嶺土經(jīng)過磷改性制備，汽油和柴油收率在80％左右。

現(xiàn)有廢塑料裂解的目標產(chǎn)物均是燃料油和高分子蠟，對氣相產(chǎn)物作為燃氣使用，關(guān)注度較低。但是大部分氣相產(chǎn)物是乙烯、丙烯、丁烯等，它們作為重要的化工原料，近年來需求越來越大，所以以乙烯、丙烯、丁烯作為主要的目標產(chǎn)物具有更強的市場導向性和更高的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種廢塑料催化裂解制低碳烯烴的催化劑，該催化劑可以提高廢塑料裂解成低碳烯烴的收率。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種廢塑料催化裂解制低碳烯烴的催化劑的制備方法。

本發(fā)明的第三個目的是提供一種廢塑料催化裂解制低碳烯烴的方法。