[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

说明书

本发明是一种催化裂解废塑料生产燃料油的催化剂，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，所述金属催化剂包括起催化作用的过渡金属化合物和非过渡金属化合物，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。本发明的催化剂具有合适的酸度和良好的特性，分解效率高，对柴油燃料生产具有高选择性，无需在热解前进行分选，降低了人力和相关设备的操作成本，所述催化剂可用于混合塑料原料和烃类材料的催化热解，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、螺旋输送器等各种类型的热解反应器。

技术领域

本发明涉及到一种利用废物回收资源的方法，具体涉及一种催化裂解废塑料生产燃料油的催化剂及其制备方法。

背景技术

塑料是用途广泛的高分子材料，中国自2011年起就成为世界第一大塑料消费国，而大量废塑料造成了日益严重的“白色污染”，给我国的环境保护带来了非常多的压力。对废塑料而言，传统的处理处置方法有填埋、焚烧、再生利用、再资源化、用可降解塑料代替现有塑料等技术，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，因此利用废塑料制取液体燃料是一种较好的处理方法，该方法较为适合我国国情，既可处理白色污染，又可得到资源。但利用废塑料直接裂解制取燃油存在渣量过大、结焦问题、催化效率低等诸多问题。

CN 104611060B公开了一种利用废塑料和高芳组分生产清洁燃料油的方法，高芳组分与废塑料油混合后，先通过热裂解反应区，热裂解反应区采用逐渐升温与恒温操作相结合的方式；得到裂解气再进入催化反应区，与其中的催化剂接触发生催化反应，所得反应流出物进进行气液分离，得到气体产物和液相油品。该技术方案反应所用的催化剂为HY沸石、 Ni-REY沸石、HZSM-5沸石、HC-1分子筛催化剂和无定形硅铝SiO2-Al2O3中的任意一种或两种以上，用量为一般废塑料和高芳组分总重量的0.5％～2.0％，但催化剂催化效率不高，而且反应步骤繁琐，工艺比较复杂。

CN108456328A公开了一种废塑料的处理方法,具体公开了所述的改性催化剂为改性剂氧化物改性的HZSM-5和HY复合型分子筛，改性剂选自Sn、Fe、Ti和Zn中的一种或多种，所述的反应溶剂为四氢化萘和正十六烷的混合物。该技术方案在保证有较高转化率的前提下明显降低了废塑料催化裂解的温度，节约了能耗。但是塑料分解的效率不高，选择性不好，处理较为繁琐。

综上，现有技术仍缺乏一种能处理各种废塑料且能高效率获得燃料油的催化剂。

发明内容

本发明的第一个目的是开发一种能够催化裂解废塑料生产燃料油的催化剂，其能处理各种废塑料等有机垃圾，高效分解为燃料油，并且产率和选择性均较高。本发明的详细技术方案如下。

一种能够催化裂解废塑料生产燃料油的催化剂，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20 μm以下,平均孔径为50nm以上,BET表面积为100-400m²/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，所述过渡金属化合物中的过渡金属包括 IIB族、IVB族和VIII族的金属元素，过渡金属化合物以盐酸盐、硝酸银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％。