[发明专利]一种低值废旧塑料脱杂方法及系统

说明书

本申请公开了一种低值废旧塑料脱杂方法及系统，涉及塑料处理领域，包括原始物料与加热后的溶剂油混合，脱水、熔融形成熔融混合液；然后进入脱杂区，通入辅助脱杂气体进行脱杂反应；脱杂反应产生的气体通过排气单元排出，脱杂反应后物料进入均料区混合并反应；完成后输出部分脱杂产液，另一部分脱杂产液通过循环通道与原始物料进行混合，并继续脱杂反应。本申请中采用前置脱杂工艺，整个脱杂过程温度小于等于350℃，实现脱杂后硫、氯及其他卤素含量均小于100ppm，从而避免脱杂过程中生成难以处理的氯化物；并且前置脱杂是的废塑料在下一步进行深度裂解时可以忽略硫、氯等杂质对于设备的腐蚀，大大提高后续获取纯净高价值产品的效率。

技术领域

本申请涉及塑料处理的技术领域，具体涉及一种低值废旧塑料脱杂方法及系统。

背景技术

低值塑料指的是附加值低，再生回收成本高，主要以聚烯烃混杂少量PVC及芳烃类、酯类、胶黏剂等高分子聚合物的一类废塑料，如生活垃圾里的混合废塑料、纸厂废塑料、多次再生的混合料等。低值塑料由于不具备物理再生的价值，通常会通过热解的工艺进行处理，通过热解工艺，将低值废塑料转化为油、气或者其他化学品。但是低值废塑料中通常会含有卤素、硫等杂质元素，这些杂质对热解过程中使用的催化材料、装置设备以及最终的产品性能等均产生极大的影响，包括造成催化材料中毒失活、关键设备服饰、相关产品杂质含量高等，因此有效应对杂质的影响成为废塑料产业化回收利用所面临的关键问题之一。

目前，脱除杂质元素的方式主要有两种。第一种在热解前脱除，即在高温热解段(350℃)之前，设置低温脱杂反应段(300℃)，这个脱杂过程无法实现长的反应时间，因此除杂率不高，且脱除的杂质元素也很容易立即再发生二次反应，形成更难脱除的杂质分子。现有的一篇中国专利CN114437776A公开了一种废塑料油和/或废旧轮胎油制备裂解原料的方法和系统，其针对废旧塑料裂解后产生的油品的脱氯脱杂工艺，裂解后的油品粘度低，流动性好，从传热传质的角度，更容易进行加工处理。但是含氯废塑料转化为塑料油时，需要经历350～400℃甚至更高的裂解温度，在这个过程中，会形成很多小分子的多取代氯/卤代烃，以及单取代、多取代氯苯等，这些小分子有机氯化物的沸点、极性同热裂解油相似，很难通过物理手段与裂解油进行分离。即使经过高温加氢可以脱除，但这个过程需要额外再消耗能量，且工艺过程涉及高温高压，同时脱除过程中，卤素也会容易引起催化剂的中毒，因此对于塑料裂解油中氯化物的脱除是个很大的挑战。

第二种在热解后脱除，即热解前，并不刻意的去除杂质元素，待获得初步热解产物后，再想办法进行净化。卤素、硫、氮类杂质元素在高温状态下，很容易与烃类物质发生反应，形成更难以脱除的分子，例如稠环卤代烃、硫醇、硫醚和杂环烃等，与此同时，整个热解过程中如果存在过多的硫、氯元素，对于整套系统的耐腐蚀性也是个挑战，且含杂量高的初级热解产品，很难引入催化剂体系，这样也限制了热解产物向更高值产品的转化。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的至少一个问题，本申请提供了一种低值废旧塑料脱杂方法及系统，能够在热解前彻底脱除低值废塑料中的卤素、硫、氮杂元素，实现脱杂后硫、氯、卤素均小于100ppm，从而避免脱杂过程中生成难以处理的氯化物，由此简化后续的热解工艺，从而大大提高地获得纯净的热解烃类物质的效率。

本申请实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，提供一种低值废旧塑料脱杂方法，所述方法包括以下步骤：

S1：原始物料与加热后的溶剂油混合，然后进行脱水、熔融形成熔融混合液；

S2：所述熔融混合液经过过滤后进入脱杂区，并向脱杂区通入辅助脱杂气体与所述熔融混合液混合，进行脱杂反应；

S3：脱杂反应产生的气体通过排气单元排出，脱杂反应后物料进入均料区混合均匀并反应；

S4：反应完成后得到脱杂产液，根据预设输出条件输出部分脱杂产液，剩余的所述脱杂产液通过循环通道与原始物料进行混合，并继续步骤S1～S3。