[发明专利]处理塑料废热解气的方法

说明书

本发明涉及用于处理塑料废热解气的方法，特别是其中避免或至少减轻在该方法中使用的系统的堵塞的方法。

技术领域

本发明涉及用于处理塑料废热解气(pyrolysis gas)的方法，特别是其中避免在该方法中使用的系统的堵塞的方法。

背景技术

世界各地都在生产大量的废塑料。例如，城市固体塑料废弃物通常包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚(氯乙烯)(PVC)和聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)。这是一种丰富的原料，其可用作替代炼油厂原料和新塑料和化学品的平台。然而，固体塑料本身不是合适的原料，但它需要首先被液化。产品的产量和成分主要受塑料类型和工艺条件的影响(Williams et al.EnergyFuels,1999,13,188-196)。

废塑料的处理是在化学回收系统中进行的，并且它依靠热、热解反应将长链塑料聚合物裂解成较短产品，其中大部分是液体。已知来自塑料热解的气态产物混合物会堵塞和污染表面、管道和设备。部分原因是因为一些反应产物是沉积在表面上的重蜡质组分，而且焦油、烧焦物和更多的固体焦炭型沉积物也很常见。蜡质组分和焦油在用于冷凝反应混合物的换热器的冷却表面上尤其成问题，但焦炭可以沉积在设备中的任何地方。这些会导致两个主要问题。首先，沉积物起到隔绝体的作用，减少换热器中的热传递。其次，沉积物最终会堵塞换热器，阻止任何物质流通过它。因此，如果使用常规换热器来冷凝热解气，则设备需求成倍增加：当一个在运行时，另一个在维护和清洁中。这是昂贵的和劳动密集型的。

这个问题在使用直接接触式冷凝器之前已被解决。然而，例如，喷雾冷凝器遭受相对较低的分离效率，并且它们无法防止焦炭沉积。此外，这些冷凝器中使用的液体循环需要持液量，这具有两个主要缺点。首先，这显著增加设备的火灾荷载，因为在循环回路中存在高温热解产物混合物的储液器。其次，该储液器相对较长的停留时间(residence time)使液体暴露于额外的热反应中，可能会降低产品质量并导致设备结垢。

因此，仍然需要用于处理塑料废弃物热解气的进一步方法，其中降低在该方法中使用的系统的堵塞风险。

发明内容

为了提供对本发明的各个实施方式的一些方面的基本理解，以下呈现简化的概述。该概述不是对本发明的广泛综述。既不旨在确定本发明的主要或关键要素，也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅以简化形式呈现本发明的一些构思，作为对本发明示例性实施方式的更详细描述的前序。

据观察，当来自塑料废弃物热解的气态反应混合物与冷却的冷凝热解产物混合时，热解气体的最高沸点部分从混合物中顺利冷凝而不会堵塞。

还观察到，当从冷凝装置的内壁擦拭和/或刮下任何固化材料时，通过将气态热解产物递送到在低于热解温度的温度下操作的冷凝装置，可以避免塑料废热解产物的堵塞。

根据本发明，提供了一种用于处理塑料废热解气的新方法，该方法包括

a)提供塑料废热解气流，其中塑料废热解气流的温度为300-650℃，优选为450-500℃，

b)将塑料废热解气流转移至冷凝装置，其中冷凝装置中的温度低于步骤a)的塑料废热解气流的温度，从而产生塑料废热解气的冷凝馏分和气态馏分，

c)连续擦拭和/或刮擦冷凝装置的内表面，和

d)分离气态馏分和冷凝馏分以产生第一液体产物流和气态产物流。

在所附从属权利要求中描述了本发明的多个示例性和非限制性实施方式。

当结合附图阅读时，本发明的各种示例性和非限制性实施方式、操作方法连同其附加目的和优点将从以下特定示例性实施方式的描述中得到最好的理解。