[发明专利]一种利用废聚烯烃制取液态烃的温和裂解方法

说明书

技术领域

本发明属于废塑料的回收利用技术领域，具体地，本发明涉及一种利用废聚烯烃制取液态烃的温和裂解方法。

背景技术

塑料是用途广泛的高分子材料。有资料显示，2011年中国的塑料消费量已达到占世界消费总量1/4强的近6000万吨，成为世界第一大塑料消费国。同时，大量废塑料造成了日益严重的“白色污染”。

填埋、焚烧、回收利用是目前废塑料处理的主要方法。随着废塑料量的逐年增长和环保管理的日益严格，填埋和焚烧处理开始受到限制甚至抵制。将废塑料通过化学转化制取小分子烃(固体蜡、液态油或气体)的化学回收是废塑料回收利用的研究热点，这得益于化学回收能处理异质和受到一定污染的废塑料的特点。废塑料的回收利用因而成为可持续利用资源的一种最佳方式。

废塑料中，仅高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP)三者所占的比例通常可达60～70％，因此回收废聚烯烃的重要性是显而易见的。废聚烯烃经轻度裂解(热裂解或催化裂解)制取液态烃是目前废塑料回收中研究较多的技术(J.Aguado et al.,Fuels from Waste Plastics by Thermal and Catalytic Processes:A Review,Ind.Eng.Chem.Res.,47(2008):7982-7992；Kumar et al.,A review on tertiary recycling of high-density polyethylene to fuel,Resources,Conservation and Recycling55(2011):893-910)，其特点在于：1)适用于混合废聚烯烃的回收；2)经进一步加工可制成燃料油或基本化工原料。然因此法制取的燃料油中多含直链烷烃或烯烃，一般需要进行异构化或芳构化方可满足使用要求。

中国专利CN1137057A公布了一种废塑料制汽油柴油的方法和装置，工艺过程包括热裂解和催化重整两步，其中热裂解由专门的装置完成物料熔融、裂解、分离三个过程。中国专利CN94110379.X公布了废塑料两段联合制液化气、汽油、柴油和润滑油基础油的原料油的工艺，包括一段常压热裂解和一段加压热裂解，不使用催化剂。所裂解产物中气体产率较高，这对于液化过程来讲是不利的，同时所得汽油柴油馏分由于辛烷值较低，尚需进一步催化处理。中国专利CN1434100A公布了一种利用废塑料、废油和重油混合裂解制取燃料油的方法，工艺过程包括裂解和改质两步。其中裂解过程在温度为370～450℃的条件下进行，控制加热速率在150～250℃/h，反应在连续条件下进行。中国专利CN200410041527.5公布了一种废塑料裂解生产燃油的工艺方法，以Y型沸石分子筛为催化剂，在常压下催化裂解废旧塑料，裂解温度为380～400℃，反应时间3～4h，液体收率占60～85wt.％。中国专利CN201210283520.9公布了一种废塑料炼油的工艺方法。该方法包括热裂解和催化裂解两个反应过程。其中热裂解的温度为400℃，其所生成的产物在催化塔中催化后冷却，最终出油率为60～90wt.％。中国专利CN101074383A公布了一种废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制方法与装置。通过控制阀使除蜡器中蜡回流再裂解反应的回流量得以适量控制，以解决废塑料液化裂解时蜡回流再裂解回流量的不稳定现象。美国专利US5731483公布了一种生产蒸汽裂解原料为目的的废塑料液化工艺，该工艺包括熔化/除氯过程(280～380℃)，裂解转化过程(400～550℃)和蒸馏分离过程等，适用的裂解原料是含聚氯乙烯或聚苯乙烯的聚烯烃废塑料，得到的裂解产物包括液体或气体，均用作蒸汽裂解原料。

上述专利均涉及废塑料裂解制液态烃技术以及共裂解或返回再裂解技术，总体来讲当前技术存在以下不足：1)气体产率过高，液体收率少，不利于废塑料的液化回收；2)废塑料熔融态高粘度和废塑料的低导热系数不利于裂解的连续操作，其中废塑料与其他物料共裂解是解决这一问题的手段之一，但是其他物料的加入可能会带来副产物如芳烃，不利于作为乙烯裂解原料；3)聚烯烃热裂解产物以直链烷烃为主，辛烷值很低，不利于用作燃料油，如以制取燃料油作为目的，往往需要增加催化裂解段；4)忽略了裂解反应中反应条件(加热速率、反应温度和反应时间等)的优化对产物特性的影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种利用废聚烯烃制取液态烃的温和裂解方法，该方法具有废聚烯烃转化率高、转化温度低、裂解条件灵活多变和能产生优质裂解原料等优点。