[发明专利]由塑料生产碳氢燃料

说明书

本文公开了一种在由塑料生产碳氢燃料中所使用的窑(100)。窑(100)包括与反应室(130)流体连通的洗涤器(200)，洗涤器(200)配置用于冷凝反应室气体产物流(501)中高于预定上碳氢化合物范围的碳氢化合物，以使其返回反应室(130)用于在不存在氧气的情况下进一步加热。本文还公开了将废塑料转化成以柴油或类似物的商业有用形式的方法。该方法包括利用第一提取步骤和第二提取步骤处理在热解处理中由塑料所产生的粗燃料，第一提取步骤包括逆流液‑液提取，第二提取步骤包括逆流提取来自第一提取步骤的溶剂。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求以下澳大利亚临时专利申请的优先权：AU2015904828，于2015年11月24日提交，名称为“由塑料生产碳氢燃料中所使用的窑”；AU2016901654，于2016年5月5日提交，名称为“塑料衍生燃料及其制造方法”；以及AU2016902869，于2016年7月21日提交，名称为“塑料衍生燃料及其制造方法II”，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体涉及由废塑料材料生产碳氢燃料。

背景技术

塑料是典型地由长链有机聚合物形成的材料。由于生产成本相对较低且制造容易，因此塑料材料在世界各地被用于各种产品中，其包括大量一次性产品，如包装。随着由塑料材料制成的一次性产品的消耗增加，相关的废塑料材料也增加，由于塑料材料在送至填埋场情况下的寿命长，导致环境问题。与倾倒废塑料有关的其他问题包括土壤污染和不育。

塑料回收是回收废料或废塑料并且将该材料再加工成有用产品的过程。然而，与金属回收不同，塑料材料的回收由于经济效益低而具有挑战性。由于长链有机聚合物的化学性质使得它们难以加工，塑料的回收面临更多困难。此外，废塑料材料通常需要分拣成用于单独再循环处理的各种塑料树脂类型，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)。

由于塑料由含有氢和碳的长链有机聚合物形成，因此已经开发了用于将长链聚合物转化为较短长度的碳氢燃料产物(例如汽油或柴油)的工艺。这些工艺通常涉及塑料材料的热解以将长链聚合物还原成较小链长的聚合物。

目前用于将塑料材料加工成碳氢燃料产品的技术通常导致蜡和焦油类产品的产生，这些产品会污染工艺中使用的设备和管道。另外，引入系统或在反应过程中形成的颗粒材料的存在在冷凝时可导致低纯度的难以处理的类似污泥的产物的形成。此外，总体需要在热解反应之后直接冷凝的碳氢化合物再加热以分离出所需的碳氢化合物。

塑料填埋处置的替代方法是焚烧。然而，这形成了如炉子损坏和有害气体排放以及恶臭的问题。社会不断增长的环保意识已经将焚烧视为一种大体上不受欢迎并且不可持续的废塑料处理方法。

在美国，1995年制定了规定回收和再利用塑料的责任的“包装回收利用法”。鉴于这些情况，近来已经做出多种尝试将塑料废物作为资源进行再利用。然而，在该法颁布后的二十年中，实际上只有8％的塑料废物得到回收利用。显然地，存在关于提高回收率的环境驱动。然而，后勤和持续的社会因素仍然决定着绝大多数塑料废物被倾倒，甚至更糟地被焚烧。

进一步的考虑是，向全球供应需求不断增加的塑料的矿物成本占每年全球原油消耗量的约7％。简而言之，生产塑料需要以油为代价——除非该塑料在达到其商业目的后油可以回收，否则我们的全球矿物债务只会增加。

日本发明人伊藤润一推广了通过塑料热解将废塑料转化为燃料油的想法。热解是在没有氧气的情况下在升高的温度下对如塑料的有机材料进行热化学分解。它涉及化学成分和物理相的同时变化，并且是不可逆的。通常在400-900℃的温度范围内，在小的过压下进行热解。例如，该工艺广泛用于炼油厂中以从石脑油中获得低分子量单体，并且可用于燃料生产的废塑料加工，作为其焚化或填埋的替代方法。