[发明专利]一种利用混合溶剂提高煤与废塑料共液化油收率的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭化学加工技术领域，特别涉及一种利用混合溶剂提高煤与废塑料共液化油收率的方法。

背景技术

目前全世界各种塑料制品的年产量近1亿t，仍以每年30％的速度在增长，其中每年有超过40％的塑料制品被废弃。其所带来的严重污染，从70年代开始已逐渐成为一个广泛的社会问题。迄今为止，人们已先后提出了焚烧、掩埋、热解制油、使用降解塑料等来试图解决这一问题。然而这些方法或是由于有二次污染，浪费土地资源和可利用能源，投资巨大，或是由于技术不成熟，使其推广应用受到限制。为此，有人提出了煤与废塑料共液化的工艺。煤与废塑料共液化，一方面可以使煤能够在温和条件下达到高效转化，液化油质量得到改善，同时又能使废塑料得到高效的利用。煤与废塑料共液化，无论从技术方面还是经济方面都优于二者单独液化。

煤与废塑料共液化的核心技术之一就是制备高效催化剂，它可以降低反应温度，加快反应速率，降低能耗和成本。已经研究过的催化剂有三类：一是金属(NiCo，W和Mo等)硫化物；二是含金属的酸性催化剂(HgCl₂等)；三是铁矿、飞灰和天然硫铁矿等。前两类催化剂中含的金属不是价格昂贵，就是本有毒性，要从液化残渣中用萃取的方法回收这些属，必须建耗资很大的催化剂回收系统。第三类催化剂成本低，可以随液化残渣一起弃去，对环境不造成大的危害，但活性太低，影响总的经济成本。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用混合溶剂提高煤与废塑料共液化油收率的方法，以降低苛刻的液化反应条件和成本，提高煤转化率，促进煤的洁净转化和利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用混合溶剂提高煤与废塑料共液化油收率的方法，在高压釜中加入混合溶剂、煤、废塑料、木质素磺酸盐、催化剂以及氯化锌，通入氢气冲压至1.0～10.0Mpa，然后升温至300～450℃直到液化反应完毕，其中，

煤和废塑料的重量比为1∶10～10∶1；

混合溶剂与煤重量比为1∶10～10∶1；

催化剂为三氟化硼络合物，加入量为煤与废塑料总重量的1％～10％；

木质素磺酸盐的加入量为煤与废塑料总重量的1％～10％；

氯化锌的加入量为煤与废塑料总重量的1％～10％；

所述混合溶剂由四氢萘、苯酚和乙醇组成，其中乙醇占混合溶剂总重量的1％～15％，苯酚占混合溶剂总重量的1％～15％。

其中，将煤加入到高压釜中之前，最好是先对其进行粉碎、缩分、研磨以及干燥处理，使其粒度小于100目，水分小于1.0％。

所述煤为褐煤或烟煤或任意重量比的褐煤烟煤混合物。

所述废塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种，或者为任意几种的任意重量比混合物。

所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸铵、木质素磺酸镁、木质素磺酸铁、木质素磺酸钾、木质素磺酸锌、木质素磺酸锰中的一种，或者为任意几种的任意重量比混合物。

所述氯化锌可以用氯化亚锡或者任意重量比的氯化锌/氯化亚锡混合物替代。

所述三氟化硼络合物为三氟化硼-乙醚、三氟化硼-四氢呋喃、三氟化硼-乙腈、三氟化硼-醋酸、三氟化硼-甲醚、三氟化硼-丙酸、三氟化硼-碳酸二甲酯、三氟化硼-醋酸丁酯、三氟化硼-单乙胺、三氟化硼-苯酚、三氟化硼-甲醇、三氟化硼-苯甲醚、三氟化硼-丁醚、三氟化硼-乙酸、三氟化硼-乙酸乙酯、三氟化硼-乙酸丁酯、三氟化硼-哌啶、三氟化硼-吡啶、三氟化硼-环丁砜、三氟化硼-乙二醇二甲醚中的一种，或者为任意几种的任意重量比混合物。

将煤液化产物与液化残渣一起在索氏抽提器上先用萃取剂萃取，溶于其中的为油，由此即可得到液化油；再用四氢呋喃萃取，溶于四氢呋喃而不溶于萃取剂的物质即为沥青烯和前沥青烯，由此可得到沥青烯和前沥青烯，萃取时间定为至萃取液无色为止，每种溶剂萃取的时间大约为48h。所述萃取剂为正已烷、正戊烷或者正庚烷中的一种，或者为任意几种的任意重量比混合物。

为量化计算本发明的效果，本发明中，煤的总转化率、气和水的产率、油产率、沥青烯和前沥青烯的产率分别如下式计算(以干燥无灰基煤为基准)：

煤总转化率(％)＝【称量的煤重-(四氢呋喃不溶物量-加入的催化剂的量)】/干燥无灰基煤量

气产率(％)＝反应前后固液物料的差值/干燥无灰基煤量