一種廢塑料熱裂解用催化劑組合物的製作方法
2023-10-10 08:38:24
本發明涉及熱裂解用催化劑製備技術領域，具體為一種廢塑料熱裂解用催化劑組合物。
背景技術：
隨著高分子合成技術的進步，塑料工業的發展給人類提供了各種各樣的塑料製品。塑料以其質量輕，耐腐蝕，易加工成型及成本低，使用方便等優點，被廣泛應用於國民經濟的多個行業，從工農業生產到衣食住行，塑料製品己深入到社會的每一個角落，進入到人們的生產、生活的各個領域，其數量是驚人的，目前，全世界的塑料產品大約數十億噸，其數值已經超過鋼鐵消耗量。隨著塑料工業的蓬勃發展及其大規模的使用，廢舊塑料製品與塑料垃圾帶來嚴重的社會問題：因為廢塑料丟棄量大，不易降解，難以處理，影響面廣，造成了極大的能源浪費及汙染環境，並被人們成為「白色汙染」。
催化熱裂解是一種在催化劑存在下利用重油生產乙烯兼產丙烯的方法，具有能耗低，原料要求低，產品分布調節靈活的特點。催化熱裂解(cpp)工藝的反應溫度較高，可達600℃，因此要求所用催化劑具有良好的熱和水熱穩定性，特別是隨著裂解原料變重變劣，其操作苛刻性提高，對催化熱裂解催化劑提出了更高要求。現有的廢塑料熱裂解用催化劑製作工藝複雜。製作成本高，且製得的催化劑穩定性差，對提高熱裂解效率上效果甚微。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種廢塑料熱裂解用催化劑組合物，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種廢塑料熱裂解用催化劑組合物,催化劑組合物按重量份數包括鋁粘結劑10-20份、無定型矽酸鋁10-35份、氧化鋯10-25份、天然礦物質15-35份、黏土10-30份、二氧化鈦15-35份、十三烷基三甲基溴化銨5-15份、檸檬酸10-25份以及碳酸氫鈉10-30份。
優選的，所述天然礦物質採用40%高嶺土、20%蒙脫土、20%硅藻土、10%水滑石、10%膨潤土組成的混合物。
優選的，優選的成分配比為：鋁粘結劑15份、無定型矽酸鋁25份、氧化鋯18份、天然礦物質25份、黏土20份、二氧化鈦25份、十三烷基三甲基溴化銨10份、檸檬酸18份以及碳酸氫鈉20份。
優選的，其製備方法包括以下步驟：
a、將無定型矽酸鋁、天然礦物質、氧化鋯、黏土混合後加入粉碎機中粉碎，之後加入1/3鋁粘結劑，攪拌混合形成混合物a；
b、在混合物a中加入1/3十三烷基三甲基溴化銨以及碳酸氫鈉，混合物加入水浴鍋中進行加熱，水浴鍋的溫度控制在55℃-75℃之間，加熱25min-45min後恆溫20min，得到混合物b；
c、在混合物b中加入2/3鋁粘結劑以及2/3十三烷基三甲基溴化銨，之後進行充分混合攪拌，直至溫度降至室溫，之後在30℃的水浴鍋中靜置2h，然後將沉澱物洗滌後，乾燥，再升溫焙燒得到熱裂解催化劑。
優選的，所述步驟a中粉碎機粉碎速率為2000-3000轉/分，粉碎時間為15min-35min。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明製備工藝簡單，製備過程環保無汙染，製得的催化劑組合物穩定性好，能夠有效的提高廢橡膠熱裂解效率，同時提高了熱裂解得到的油品的收率和品質；另外，本發明中添加有一定比例的二氧化鈦，能夠進一步提高催化劑的催化活性；另外，本發明採用的製備方法操作簡單，製備效率高，能夠進一步提高催化劑的活性和耐磨性能。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明提供一種技術方案：一種廢塑料熱裂解用催化劑組合物,催化劑組合物按重量份數包括鋁粘結劑10-20份、無定型矽酸鋁10-35份、氧化鋯10-25份、天然礦物質15-35份、黏土10-30份、二氧化鈦15-35份、十三烷基三甲基溴化銨5-15份、檸檬酸10-25份以及碳酸氫鈉10-30份。
實施例一：
採用的成分配比為：鋁粘結劑10份、無定型矽酸鋁10份、氧化鋯10份、天然礦物質15份、黏土10份、二氧化鈦15份、十三烷基三甲基溴化銨5份、檸檬酸10份以及碳酸氫鈉10份。
本實施例中，天然礦物質採用40%高嶺土、20%蒙脫土、20%硅藻土、10%水滑石、10%膨潤土組成的混合物。
本實施例的製備方法包括以下步驟：
a、將無定型矽酸鋁、天然礦物質、氧化鋯、黏土混合後加入粉碎機中粉碎，之後加入1/3鋁粘結劑，攪拌混合形成混合物a；
b、在混合物a中加入1/3十三烷基三甲基溴化銨以及碳酸氫鈉，混合物加入水浴鍋中進行加熱，水浴鍋的溫度控制在55℃，加熱25min後恆溫20min，得到混合物b；
c、在混合物b中加入2/3鋁粘結劑以及2/3十三烷基三甲基溴化銨，之後進行充分混合攪拌，直至溫度降至室溫，之後在30℃的水浴鍋中靜置2h，然後將沉澱物洗滌後，乾燥，再升溫焙燒得到熱裂解催化劑。
本實施例中，步驟a中粉碎機粉碎速率為2000轉/分，粉碎時間為15min。
實施例二：
採用的成分配比為：鋁粘結劑20份、無定型矽酸鋁35份、氧化鋯25份、天然礦物質35份、黏土30份、二氧化鈦35份、十三烷基三甲基溴化銨15份、檸檬酸25份以及碳酸氫鈉30份。
本實施例中，天然礦物質採用40%高嶺土、20%蒙脫土、20%硅藻土、10%水滑石、10%膨潤土組成的混合物。
本實施例的製備方法包括以下步驟：
a、將無定型矽酸鋁、天然礦物質、氧化鋯、黏土混合後加入粉碎機中粉碎，之後加入1/3鋁粘結劑，攪拌混合形成混合物a；
b、在混合物a中加入1/3十三烷基三甲基溴化銨以及碳酸氫鈉，混合物加入水浴鍋中進行加熱，水浴鍋的溫度控制在75℃，加熱45min後恆溫20min，得到混合物b；
c、在混合物b中加入2/3鋁粘結劑以及2/3十三烷基三甲基溴化銨，之後進行充分混合攪拌，直至溫度降至室溫，之後在30℃的水浴鍋中靜置2h，然後將沉澱物洗滌後，乾燥，再升溫焙燒得到熱裂解催化劑。
本實施例中，步驟a中粉碎機粉碎速率為3000轉/分，粉碎時間為35min。
實施例三：
採用的成分配比為：鋁粘結劑12份、無定型矽酸鋁15份、氧化鋯15份、天然礦物質18份、黏土15份、二氧化鈦18份、十三烷基三甲基溴化銨8份、檸檬酸15份以及碳酸氫鈉14份。
本實施中，天然礦物質採用40%高嶺土、20%蒙脫土、20%硅藻土、10%水滑石、10%膨潤土組成的混合物。
本實施例的製備方法包括以下步驟：
a、將無定型矽酸鋁、天然礦物質、氧化鋯、黏土混合後加入粉碎機中粉碎，之後加入1/3鋁粘結劑，攪拌混合形成混合物a；
b、在混合物a中加入1/3十三烷基三甲基溴化銨以及碳酸氫鈉，混合物加入水浴鍋中進行加熱，水浴鍋的溫度控制在60℃，加熱30min後恆溫20min，得到混合物b；
c、在混合物b中加入2/3鋁粘結劑以及2/3十三烷基三甲基溴化銨，之後進行充分混合攪拌，直至溫度降至室溫，之後在30℃的水浴鍋中靜置2h，然後將沉澱物洗滌後，乾燥，再升溫焙燒得到熱裂解催化劑。
本實施例中，步驟a中粉碎機粉碎速率為2200轉/分，粉碎時間為20min。
實施例四：
採用的成分配比為：鋁粘結劑18份、無定型矽酸鋁25份、氧化鋯20份、天然礦物質30份、黏土25份、二氧化鈦30份、十三烷基三甲基溴化銨13份、檸檬酸20份以及碳酸氫鈉28份。
本實施例中，天然礦物質採用40%高嶺土、20%蒙脫土、20%硅藻土、10%水滑石、10%膨潤土組成的混合物。
本實施例的製備方法包括以下步驟：
a、將無定型矽酸鋁、天然礦物質、氧化鋯、黏土混合後加入粉碎機中粉碎，之後加入1/3鋁粘結劑，攪拌混合形成混合物a；
b、在混合物a中加入1/3十三烷基三甲基溴化銨以及碳酸氫鈉，混合物加入水浴鍋中進行加熱，水浴鍋的溫度控制在70℃，加熱40min後恆溫20min，得到混合物b；
c、在混合物b中加入2/3鋁粘結劑以及2/3十三烷基三甲基溴化銨，之後進行充分混合攪拌，直至溫度降至室溫，之後在30℃的水浴鍋中靜置2h，然後將沉澱物洗滌後，乾燥，再升溫焙燒得到熱裂解催化劑。
本實施例中，步驟a中粉碎機粉碎速率為2800轉/分，粉碎時間為30min。
實施例五：
採用的成分配比為：鋁粘結劑15份、無定型矽酸鋁25份、氧化鋯18份、天然礦物質25份、黏土20份、二氧化鈦25份、十三烷基三甲基溴化銨10份、檸檬酸18份以及碳酸氫鈉20份。
本實施例中，天然礦物質採用40%高嶺土、20%蒙脫土、20%硅藻土、10%水滑石、10%膨潤土組成的混合物。
本實施例的製備方法包括以下步驟：
a、將無定型矽酸鋁、天然礦物質、氧化鋯、黏土混合後加入粉碎機中粉碎，之後加入1/3鋁粘結劑，攪拌混合形成混合物a；
b、在混合物a中加入1/3十三烷基三甲基溴化銨以及碳酸氫鈉，混合物加入水浴鍋中進行加熱，水浴鍋的溫度控制在65℃之間，加熱35min後恆溫20min，得到混合物b；
c、在混合物b中加入2/3鋁粘結劑以及2/3十三烷基三甲基溴化銨，之後進行充分混合攪拌，直至溫度降至室溫，之後在30℃的水浴鍋中靜置2h，然後將沉澱物洗滌後，乾燥，再升溫焙燒得到熱裂解催化劑。
本實施例中，步驟a中粉碎機粉碎速率為2500轉/分，粉碎時間為25min。
本發明製備工藝簡單，製備過程環保無汙染，製得的催化劑組合物穩定性好，能夠有效的提高廢橡膠熱裂解效率，同時提高了熱裂解得到的油品的收率和品質；另外，本發明中添加有一定比例的二氧化鈦，能夠進一步提高催化劑的催化活性；另外，本發明採用的製備方法操作簡單，製備效率高，能夠進一步提高催化劑的活性和耐磨性能。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。