[发明专利]一种废塑料裂解制备汽油和柴油的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种废塑料高效开发利用生产高附加值产品汽油和柴油的方法和装置。属于资源循环再生利用和绿色环保的技术领域。

背景技术

塑料是石油化工深加工的产物，主要含有碳氢两种元素，具有价廉物美易加工、经久耐用、耐化学腐蚀、电气性能优良等特点。塑料制品被广泛应用于工业、农业、交通运输、建筑包装、食品医疗、家用电气、家具儿童玩具等各个领域。随之而来的是废弃塑料物品的处理成为社会发展的一个重要课题，特别是“白色污染”已经成为一大公害，受到广泛关注。

废塑料资源化开发利用要解决的技术难点和关键问题：

由于废旧塑料型号规格多、形状多样、品种繁多、体积、密度差异极大、成分复杂、水土泥砂金属杂质垃圾等多而分散，给收集开发利用带来很大困难。

废塑料在裂解反应中由于塑料的导热性差，熔融物料粘度大，易于粘壁产生积炭，导致反应时间长、液体收率低、反应器容易结焦、运行周期短。

塑料PVC含氯量高(58％左右)，反应过程中生成HCl,会严重腐蚀设备，HCl回收利用经济效益较差，产品中含氯需要进一步处理。

目前国内废旧塑料及其制品少部分被回收利用，大部分作为废物或垃圾被丢弃、堆放、填埋、焚烧。既造成土地资源被占用，又造成地下水或空气被污染。若经过科学处理，它们又可以变为宝贵的资源被循环再生利用，既不污染环境，又可造福社会。

随着我国环境治理法规的强化、生态文明建设要求的提高，各项清洁燃料标准的颁布实施，传统的废塑料的处置模式-丢弃、堆放、填埋、焚烧已不再允许；高能耗高污染的废塑料粗加工工艺和粗产品黑油，也将被淘汰。开发清洁高效绿色无污染的新工艺新技术势在必行。其中利用废塑料制取清洁燃料油气是一种绿色环保的工艺和可较大规模处理的有效方法，既可减少白色污染，又可增加宝贵资源。

国内外关于废塑料的开发利用主要有3个方面，一是直接回收利用，所占比例很小；二是作为垃圾处理，所占比例较大；三是资源化开发利用，成为研究的热点和发展方向。

废塑料的资源化开发利用国内外报道的专利文献很多，大多数处于实验研究和小批量试验阶段。例如，废塑料经过破碎，直接与煤混合作为燃料或化工原料；废塑料磨成细粉与焦粉混合，作为矿石冶炼的还原剂；与重油、渣油、废机油混合裂解制炉用燃料油；废塑料直接裂解制燃料油气等。

据报道，日本富士回收公司和POKODA集团公司等研究废塑料制油技术，将废塑料要经过仔细分选、水洗烘干、挤塑成形等，处理工序复杂；将熔化与裂解分开进行，存在熔化塑料在泵体内和管线中输送时的凝固等问题。

英国BP公司等将洗净粉碎的废塑料细小碎片喷射到400～900℃高温的砂子流化床反应釜内，裂解为以乙烯、丙烯为主的烃类混合物。乙烯、丙烯经精密分馏及处理后将可作为聚乙烯、聚丙烯单体。存在投资大、能耗高、效益不佳等问题。未见大规模工业装置投产。

专利CN03118155.4《利用废塑料、废油和重油混合裂解制取燃料油的方法》.

将聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯按1∶1∶1的比例混合后作为塑料原料，将废油、重油作为油原料。将塑料原料和油原料按1∶1的比例混合连续加入釜式裂解反应器中，在380℃下进行裂解，裂解气经过冷却到320℃进行催化改质，分馏，得到汽油、柴油等。其汽油和柴油的收率为66.74wt％-69.70wt％，其气体、重油和固体的收率为 30.30wt％-33.26wt％。

重油、废机油中含有较多的多环芳烃、分子量较大的胶质、沥青质、酸性氧化物、镍钒等金属化合物或添加剂等物质，促使裂解反应苛刻度增加，气体、重油和固体炭化物等低附加值产物的含量增加，加速催化剂的失活速度。

专利CN200810036702.X描述了一种混合型废塑料连续催化裂解生产燃油的方法，

在管式床一端入口将粉碎20厘米以下的废塑料100公斤与2.2公斤的催化剂粉末通过带有搅拌的加料斗，边混合边连续均匀进料，在管式床内置的近壁式刮刀的带动下，物料由管式床低温脱水前段向高温裂解段慢速移动，在160-220℃下将废塑料进行脱水，接着在360-390℃温度下废塑料裂解。粗油加热汽化进入二级催化裂化改质流化床反应器，在温度390-400℃下催化裂化，可生产汽油柴油。