廢塑料裂解生產燃油的工藝方法

2023-05-12 23:17:46

專利名稱：廢塑料裂解生產燃油的工藝方法
技術領域：
本發明涉及利用廢舊塑料連續化生產燃油的工藝方法。
背景技術：
日常生活垃圾中的廢舊塑料被稱之為「白色垃圾」嚴重危害人類的生存環境，也是各國政府治理白色垃圾最頭痛的難題。前幾年就有關於廢塑料裂解燃料油的方法，這些方法存在幾方面的不足1、使用廉價的白土(活性二氧化矽)作為催化劑，液相反應裂解不充分，產生大量重油，只有部分輕質油，尤其對聚乙烯的裂解產生的重質油更多。
2、採用燃煤加熱，溫度難控制，設備壽命短，工藝簡陋，不能形成產業化連續作業，存在二次汙染。
3、國外同類設備對處理廢塑料要求嚴格，如廢塑料需要進行分類、清洗、烘乾，要高溫加氫或加壓裂解。

發明內容
本發明旨在通過對催化劑和加工工藝的改進，提供一種無需對廢塑料原料進行清洗、烘乾處理、裂解充分、出輕油比率高的廢舊塑料常壓催化裂解生產燃油的工藝方法。
具體的工藝和工藝條件如下1、廢舊塑料常壓催化裂解生產燃油的工藝方法，其特徵在於A、將無需清洗、烘乾的廢塑料原料，經破碎機破碎後由輸送機將原料送入螺杆擠出機的投料口；通過螺杆擠出機的加熱機構對料筒預熱，預熱設定溫度為200℃，預熱時間30分鐘；原料以每小時150kg的速度被擠入，在前行過程中擠壓脫水，並被加熱塑化，進入電熱裂解釜。
B、在未投料之前電熱裂解釜內頂部出氣通道與催化塔相接，在塔內加入10Kg催化劑和保護填料；所述催化劑為Y型沸石分子篩，通徑在0.9-1個納米範圍；所述保護填料為瓷球；且進料之前將電熱裂解釜預熱，給電熱裂解釜的設定溫度為釜內上部350℃，釜內下部400℃，釜外底部500℃；預熱時間30分鐘預熱溫度在100℃左右；
C、原料被加熱塑化後，進入電熱裂解釜，電熱裂解釜上有減速攪拌機，減速攪拌機轉速為20-23轉/分鐘；即邊進料邊加熱邊攪拌。
D、進原料完畢後，電熱裂解釜的設定溫度為釜內上部380℃，釜內下部420℃，釜外底部550℃；保持電熱裂解釜內溫度380℃-400℃，時間3-4小時催化裂解反應，然後，降溫至300℃，開始高溫排渣，排渣時間5分鐘；接著循環上述進料、加熱、反應和排渣工序；E、裂解過的低分子烴類經冷卻至常溫下大部分變為液體，液體收率佔總量60-85％的大部分液體經過氣液分離器、油水分離器、過濾器進入到油罐；小部分被氣液分離器分離出來的不凝固氣體進入氣體回收裝置；F、油罐的油通過管道送到分餾釜，油位不得超過釜體容量的2/3，電加熱升溫，溫度在常溫至180℃之間，以1℃/分鐘的速度升溫；此範圍主分餾出來的要成份是C4-C11碳氫化合物，是汽油的組分；汽油的組分在分餾過程中通過溫度分餾三組分20℃-70℃、70℃-120℃、120℃-180℃，分別佔總量體積比(V/V)的10％、50％、90％。進入混合組分罐後，再按5-10％的重量比加入濃度為3％-5％氫氧化鈉鹼溶液通過混合器清洗，再經過深度過濾器進入成品油罐；繼續電加溫至180℃-350℃，按2℃/分鐘速度升溫；此範圍分餾出來的主要成份是C12-C20的碳氫化合物，是煤油和柴油的組分；分餾出的煤油和多餘組分油作為燃料油；柴油的組分在分餾過程中也是通過溫度分餾三組分不高於300℃為一組、300℃-330℃為第二組、330℃-350℃為第三組，分別佔總量體積比(V/V)的50％、90％、95％。進入混合組分罐後，再按5-10％的重量比加入濃度為3％-5％氫氧化鈉鹼溶液通過混合器清洗，再經過深度過濾器進入成品油罐。
2、根據權利要求1所述的廢塑料裂解生產燃油的工藝方法，其特徵在於所述Y型沸石分子篩，為矽鋁類分子篩通徑在0.9-1個納米範圍的催化劑。
3、根據權利要求1所述的廢塑料裂解生產燃油的工藝方法，其特徵在於所述填料瓷球的直徑範圍為8-12mm。
本發明的工藝方法的有益技術效果如下1、本發明工藝方法生產，催化裂解充分，出油率高可達60-85％，油品質量好，汽油90號，柴油0號-負20號。
2、整個生產過程為全封閉潔淨化連續生產，廢塑料原料無需分類、清洗、烘乾，生產過程中省去了酸洗和水洗，採用鹼洗方法實現自動中和，無二次汙染；降低了生產成本。
3、實現高溫自動排渣，常壓運行，安全性高。
4、本工藝方法適應性廣，不受地形、區域限制，便於向各個城鄉垃圾處理廠推廣應用。


圖1為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合圖1，通過實施例對本發明作詳細地描述。
實施例1取6噸廢舊塑料，將其曬乾後備用。試驗方法是採用一臺電熱解釜和一臺分餾釜，連續生產72小時，在未進料之前先在電熱解釜頂部的催化塔內裝10kg催化劑和填料2kg，且將電熱裂解釜預熱，裂解釜設定溫度是電熱釜內上部溫度為350℃，釜內下部溫度為400℃，釜外底部為500℃；預熱時間30分鐘，預熱溫度為100℃左右；同時給進料機料筒預熱30分鐘，設定溫度200℃，進料以每小時150kg的進料量進入裂解釜，釜上的攪拌器以每分鐘20轉的速度不停地攪拌，此時邊進料邊加熱邊攪拌，連續進料30小時後暫停進料，再改變裂解釜的設定溫度分別為380℃、400℃、550℃，讓裂解釜在380℃-400℃段保持3-4小時催化裂解反應，然後用風機降溫至300℃需要一小時，再排渣5分鐘。此後再按照上述程序生產進料、加熱、反應、排渣等。裂解過的低分子烴類經冷卻至常溫下大部分變為液體，液體收率是75％，大部分液體通過氣液分離器、油水分離器、過濾器進入到油罐；小部分C1-C4的可燃性氣體被氣液分離器分離進入氣體回收裝置再經二級製冷系統冷卻壓縮收集，轉為民用液化氣。油罐的油通過管道送到分餾釜，油位不得超過釜體容量的2/3，然後通過電加熱升溫，溫度從常溫升至180℃之間，以1℃/分鐘的速度升溫，此範圍分餾出來的主要成份是C4-C11碳氫化合物，是汽油的組分；汽油的組分在分餾過程中通過溫度分餾成三組分，並分別進入三個不同溫度段的組分罐，按照汽油流程標準進行餾分，(小於70℃、70℃-120℃、120℃-180℃，分別佔總量體積比(V/V)10％、50％、90％。進入混合組分罐，再按5-10％的重量比加入濃度為3％-5％氫氧化鈉鹼溶液自動清洗，再經過深度過濾器進入成品汽油油罐，產出汽油標號是90#。
180℃-350℃按2℃/分鐘速度升溫；此溫度段為煤油和柴油段；主要成份是C12-C20的碳氫化合物，分餾出的煤油和多餘組分油作為燃料油；柴油的組分在分餾過程中也是通過溫度分餾三組分不高於280℃、280℃-305℃、305℃-320℃，分別佔總量體積比(V/V)50％、90％、95％。進入混合組分罐後，再按5-10％的重量比加入濃度為3％-5％鹼溶液通過混合器清洗，無需酸洗和水洗，再經過深度過濾器進入成品油罐，產出柴油標號是負20#實施例2取10噸廢舊塑料，這些塑料由輸送帶送到已裝配好催化劑的四臺電熱裂解釜進料口(每臺裂解釜對應一臺進料機)，在進料之前電熱解釜和料筒先預熱30分鐘，電熱解釜預熱溫度100℃，料筒設定溫度200℃，電熱釜設定溫度為釜內上部溫度為350℃，釜內下部溫度為400℃，釜外底部為500℃；然後四臺進料機都以每小時150Kg的進料量進入電熱釜，每臺攪拌機都以每分鐘20轉的速度旋轉，此時邊進料邊加熱邊攪拌；當料進完，溫度重新設定分別為380℃、400℃、550℃。繼續升溫在380℃-400℃段再保持3-4小時左右催化裂解反應，然後通過風機快速降溫，由400 ℃降到300℃再自動排渣，排渣需要5分鐘。接著再按照上述程序循環生產，可省去預熱過程。裂解出的低分子烴類經冷卻，液體收率80％，大部分變為液體通過氣液分離器、油水分離器、過濾器進入到油罐；小部分C1-C4的可燃性氣體被氣液分離器分離進入氣體回收裝置再經二級製冷系統冷卻壓縮收集，轉為民用液化氣，收率5％。油罐的油通過管道送到分餾釜，油位不得超過釜體容量的2/3，然後通過電加熱升溫，溫度從常溫升至180℃之間，以1℃/分鐘的速度升溫，此範圍的主要成份是C4-C11碳氫化合物，是汽油的組分；汽油的組分在分餾過程中通過溫度分餾成三組分，並分別進入三個不同溫度段的組分罐，按照汽油流程標準進行餾分，(小於70℃、70℃-120℃、120℃-180℃，分別佔體積總量的10％、50％、90％)。進入混合組分罐，再按5-10％的重量比加入濃度為3％-5％鹼溶液自動清洗，再經過深度過濾器進入成品汽油油罐，產出汽油標號是90#。
180℃-350℃按2℃/分鐘速度升溫；此溫度段為煤油和柴油段；主要成份是C12-C20的碳氫化合物，主要成份是C12-C20的碳氫化合物，分餾出的煤油和多餘組分油作為燃料油；柴油的組分在分餾過程中也是通過溫度分餾三組分不高於300℃、300℃-330℃、330℃-350℃，分別佔體積總量的50％、90％、95％。進入混合組分罐後，再按5-10％的重量比加入濃度為3％-5％鹼溶液通過混合器清洗，無需酸洗和水洗，再經過深度過濾器進入成品油罐。產出柴油標號是0#.
權利要求
1.廢舊塑料常壓催化裂解生產燃油的工藝方法，其特徵在於A、將無需清洗、烘乾的廢塑料原料，經破碎機破碎後由輸送機將原料送入螺杆擠出機的投料口；通過螺杆擠出機的加熱機構對料筒預熱，預熱設定溫度為200℃，預熱時間30分鐘；原料以每小時150kg的速度被擠入，在前行過程中擠壓脫水，並被加熱塑化，進入電熱裂解釜。B、在未投料之前電熱裂解釜內頂部出氣通道與催化塔相接，在塔內加入10Kg催化劑和保護填料；所述催化劑為Y型沸石分子篩，Y型分子式Me56/n[(AlO2)56(SiO2)136]·250H2O(晶胞組成)；Na2O·Al2O3·(4.0～6.0)SiO2·(7.0～9.0)H2O(氧化式)；相對分子質量530～686(按氧化式計算)，SiO2/Al2O3＞4.5，通徑在0.9-1個納米範圍；所述保護填料為瓷球；且進料之前將電熱裂解釜預熱，給電熱裂解釜的設定溫度為釜內上部350℃，釜內下部400℃，釜外底部500℃；預熱時間30分鐘預熱溫度在100℃左右；C、原料被加熱塑化後，進入電熱裂解釜，電熱裂解釜上有減速攪拌機，減速攪拌機轉速為20-23轉/分鐘；即邊進料邊加熱邊攪拌。D、進原料完畢後，電熱裂解釜的設定溫度為釜內上部380℃，釜內下部420℃，釜外底部550℃；保持電熱裂解釜內溫度380℃-400℃，時間3-4小時催化裂解反應，然後，降溫至300℃，開始高溫排渣，排渣時間5分鐘；接著循環上述進料、加熱、反應和排渣工序；E、裂解過的低分子烴類經冷卻至常溫下大部分變為液體，液體收率佔總量60-85％的大部分液體經過氣液分離器、油水分離器、過濾器進入到油罐；小部分被氣液分離器分離出來的不凝固氣體進入氣體回收裝置；F、油罐的油通過管道送到分餾釜，油位不得超過釜體容量的2/3，電加熱升溫，溫度在常溫至180℃之間，以1℃/分鐘的速度升溫；此範圍分餾出來的主要成份是C4-C11碳氫化合物，是汽油的組分；汽油的組分在分餾過程中通過溫度分餾三組分20℃-70℃、70℃-120℃、120℃-180℃，分別佔總量體積比(V/V)的10％、50％、90％。進入混合組分罐後，再按5-10％的重量比加入濃度為3％-5％氫氧化鈉鹼溶液通過混合器清洗，再經過深度過濾器進入成品油罐；繼續電加溫至180℃-350℃，按2℃/分鐘速度升溫；此範圍分餾出來的主要成份是C12-C20的碳氫化合物，是煤油和柴油的組分；分餾出的煤油和多餘組分油作為燃料油；柴油的組分在分餾過程中也是通過溫度分餾三組分不高於300℃為一組、300℃-330℃為第二組、330℃-350℃為第三組，分別佔總量的體積比(V/V)50％、90％、95％。進入混合組分罐後，再按5-10％的重量比加入濃度為3％-5％氫氧化鈉鹼溶液通過混合器清洗，再經過深度過濾器進入成品油罐。
2.根據權利要求1所述的廢塑料裂解生產燃油的工藝方法，其特徵在於所述Y型沸石分子篩，為矽鋁類分子篩通徑在0.9-1個納米範圍的催化劑。
3.根據權利要求1所述的廢塑料裂解生產燃油的工藝方法，其特徵在於所述填料瓷球的直徑範圍為8-12mm。
全文摘要
本發明涉及廢舊塑料裂解生產燃油的工藝方法。特點是預熱送料、催化、裂解和分餾，其催化劑為Y型沸石分子篩，填料為瓷球。本發明工藝方法生產，催化裂解充分，出油率高可達60－85％，油品質量好，汽油90號，柴油0號一負20號。整個生產過程為全封閉潔淨化連續生產，廢塑料原料無需分類、清洗、烘乾，採用鹼洗方法實現自動中和，無二次汙染；降低了生產成本。
文檔編號C10G1/00GK1597848SQ20041004152
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月26日 優先權日2004年7月26日
發明者林青, 陳發來, 劉春和, 朱恩闊 申請人:合肥來發環保科技開發有限公司