[发明专利]一种催化裂解废塑料生产燃料油的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种催化裂解废塑料生产燃料油的催化剂，其特征在于，包括改性柱撑粘土及其负载的金属催化剂,所述改性柱撑粘土通过蒙脱石族或高岭土族制备而成，所述蒙脱石族包括膨润土、皂石、蒙脱石，所述高岭土族包括高岭石和/或埃洛石，所述改性柱撑粘土的颗粒尺寸为15μm以下,平均孔径为100nm以上,BET表面积为200-400m²/g；

所述金属催化剂包括起催化作用的过渡金属化合物和不起催化作用的非过渡金属化合物，过渡金属化合物的重量占所述金属催化剂的重量的95％以上，过渡金属化合物以盐酸盐、硝酸盐和硫酸盐的形式存在；

所述改性柱撑粘土中二氧化硅与氧化铝的摩尔比为4-50：1，所述氧化铝的质量占催化剂总重量的2-26％，所述二氧化硅的质量占催化剂总重量的45-87wt％，金属催化剂的质量占催化剂总重量的10-35％；

所述过渡金属化合物中的过渡金属包括铁元素，还包括锌元素，所述铁元素的重量占催化剂总重量的10-30％，所述锌元素的重量占催化剂总重量5-10％；

所述的催化剂的制备方法，包括以下几个步骤：

(1)预处理：将粘土原材料研磨至平均尺寸不超过30目；

(2)均质粘土悬浮液的制备：将步骤(1)得到的粘 土在搅拌下与去离子水混合制备均质粘土悬浮液；

(3)插层溶液的制备：将碱性溶液作为活化剂与过渡金属化合物混合，混合溶液的pH控制为1-4.5，混合后，使溶液在特定温度下老化一段时间达到平衡；

(4)插层：将步骤(3)制备的插层溶液滴加到步骤(2)得到的均质粘土悬浮液中，滴加温度控制为15-95℃，滴加时间控制为2-20小时；

(5)老化和洗涤：将步骤(4)插层后的溶液在15-75℃的温度下老化6-24小时，老化后，用蒸馏水或去离子水反复洗涤，以除去粘土中存在的氯离子、硝酸根离子或硫酸根离子，洗涤后得到粘土浆料；

(6)干燥：将步骤(5)得到的粘土浆料在40-80℃的温度下干燥5-20小时，得到改性柱撑粘土前体；

(7)煅烧：将步骤(6)得到的柱撑粘土前体在300-600℃的温度下煅烧，得到柱撑粘土催化剂；

(8)成型：将步骤(7)获得的柱撑粘土催化剂制备成小颗粒、粒料、球体中任一种形式，以适应不同热解反应器的不同需要；所述步骤(1)中粘 土的质量与所述步骤(3)中过渡金属化合物的质量之比为1-5:1。

2.一种如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述步骤(4)中加入稳定剂,所述稳定剂为十二烷基二甲基叔胺、苯扎溴铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵和阳离子聚丙烯酰胺中的一种。

3.一种如权利要求1所述的催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂可用于混合塑料原料和烃类材料的催化热解，所述混合塑料原料包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)，所述烃类材料包括蜡、焦油和重油。

4.一种如权利要求3所述的催化剂的应用，其特征在于，使用所述催化剂催化热解的反应温度为350-600℃。

5.一种如权利要求3所述的催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂适用于流化床反应器、管式反应器、回转窑反应器、搅拌釜反应器、螺旋输送器各种类型的热解反应器。