一種廢塑料熱解油製備清潔燃料油的方法
2023-05-01 10:49:36
一種廢塑料熱解油製備清潔燃料油的方法
【專利摘要】本發明公開了一種廢塑料熱解油製備清潔燃料油的方法。其製備過程如下：將廢塑料熱解油與一定濃度的鹼性水溶液按照一定質量比例混合，在溫度75～350℃下加熱0.5～10小時，冷卻到50～70℃溫度後，靜止油水兩相分離後，熱解油中加入負載了雜多酸或氯化鐵的矽基吸附劑，在50～90℃下反應吸附0.5～5小時，然後過濾分離，得到清潔燃料油。本發明將廢塑料熱解油中的雜質脫除，油品質量得到了明顯改善，解決了廢塑料處理後熱解油中雜質含量高，作為燃料燃燒嚴重汙染大氣環境的問題，能夠產生顯著的經濟效益和社會效益具，有廣泛的應用前景。本發明具有投資少，操作成本低的特點，還可以應用於其它有機固廢熱解油的改質處理領域。
【專利說明】一種廢塑料熱解油製備清潔燃料油的方法
【技術領域】:
[0001]本發明是涉及固體廢棄物處理利用和能源領域的一種廢塑料熱解油製備清潔燃料油的方法。
技術背景:
[0002]目前我國固體廢棄物年產量已達到2.5億噸，其中塑料廢棄物約佔8~9%，其中可適合用於熱解法製備液體燃料的聚烯烴塑料約佔塑料廢棄物總量的78%。然而我國廢塑料的處理方式主要是填埋和焚燒為主，這兩種處理方法還存在許多問題，塑料廢棄物質輕又體積龐大，它們被填埋後不分解，造成土地板結，妨礙作物呼吸和吸收養分，使之減產；塑料廢棄物中的有毒添加劑和聚氯乙烯還會富集於蔬菜和糧食及動物體內；塑料廢棄物在燃燒時排放出的CO、氯乙烯單體(VCM)、HCL、甲烷、NOx、SO2、烷烴、烯烴、芳烴、含油汙泥、粉塵等汙染物會汙染水體和空氣，含氯塑料焚燒釋放二噁英等有害物質。所以我國的固體廢塑料有很大的回收利用空間，除部分廢塑料可通過機械循環再生外，其他可用熱解法熱解製備燃料油，不但解決大量廢塑料存在造成的環境壓力，而且還可以還原為石油原料，從而實現廢塑料資源的再生利用。
[0003]廢塑料燃燒時，發熱量高達33.6~42MJ / kg,比煤高，主要轉化為燃料油加以利用。我國燃料油消費的主要方式是以燃燒加熱為主，少量用於生產原料，具有較強的節約和替代潛力。我國燃料油消費主要集中在發電、交通運輸、冶金、化工、輕工等行業。其中電力行業的用量最大，佔消費總量的32% ;其次是石化行業，主要用於化肥原料和石化企業的燃料，佔消費總量的25%;第三是交通運輸行業，主要是船舶燃料，佔消費總量的22%;近年來需求增加最多的是建材和輕工行 業(包括平板玻璃、玻璃器皿、建築及生活陶瓷等製造企業)，佔消費總量的14% ;鋼鐵部門的燃料油消費佔全部消費量的比例為7%左右。因此利用廢塑料熱解制燃料油具有廣闊的前景。
[0004]目前塑料廢棄物的組成部分主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛樹脂(PF)、聚醯胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚碸(PSF)和氨基樹脂等。塑料廢棄物通常採用熱解油化技術加以回收，即通過加熱或加入一定的催化劑使廢塑料分解，獲得主要為Cl~C14的氣體、熱解油和固體殘渣，能最有效地回收資源。因此，廢塑料熱解油化技術是以石油為原料的石油化學工業製造塑料製品的逆過程。PE、PP、PS、PVC等熱塑性塑料當加熱到300~500°C時，大部分分解成低分子碳氫化合物，其中，PVC加熱到約200°C時發生脫氯反應，進一步加熱發生斷鏈反應。PEP、ABS樹脂含有氮、氯等元素，熱解時會產生有害氣體或腐蝕性氣體。廢塑料熱解油熱值較高，有很高的利用價值，但是現有技術仍存在不足，導致難以商業化推廣。廢棄塑料的成分過於複雜，油品質量雜質含量較高，作為燃料油燃燒需要專門的焚燒裝置和尾氣處理系統，這是主要問題所在。因此廢塑料熱解油燃燒利用的關鍵在於脫除熱解油中的滷素、氮、硫等雜質，製備清潔燃料油。
【發明內容】
:[0005]本發明的目的是提供一種廢塑料熱解油製備清潔燃料油的方法，特點是將廢塑料熱解油中的雜質脫除，油品質量得到了明顯改善，解決了廢塑料處理後熱解油中雜質含量高，作為燃料燃燒嚴重汙染大氣環境的問題。
[0006]本發明所述的廢塑料熱解油製備清潔燃料油的過程如下:
[0007]將廢塑料熱解油與一定濃度的鹼性水溶液按照一定比例混合，在溫度75~350°C下加熱0.5~10小時，冷卻到50~70°C溫度後，靜止油水兩相分離。上述熱解油放入反應器，熱解油中加入負載了雜多酸或氯化鐵的矽基吸附劑，在50~90°C下反應吸附0.5~5小時，然後過濾分離，得到清潔燃料油。
[0008]本發明的優點:
[0009]本發明將廢塑料熱解油中的雜質脫除，油品質量得到了明顯改善，解決了廢塑料處理後熱解油中雜質含量高，作為燃料燃燒嚴重汙染大氣環境的問題，能夠產生顯著的經濟效益和社會效益具，有廣泛的應用前景。本發明具有投資少，操作成本低的特點，還可以應用於其它有機固廢熱解油的改質處理領域。
【具體實施方式】:
[0010]1.實施例1
[0011]將20%質量濃度的氫氧化鈉水溶液和廢塑料熱解油以質量比1:2.0於75°C溫度下反應5h後，冷卻到50°C後，靜止油水兩相分離。上述熱解油放入反應器，熱解油中加入負載了磷鎢酸的矽膠吸附劑，磷鎢酸與矽膠的質量比為0.2:1。負載磷鎢酸後吸附劑與熱解油按照質量比0.05:1，在50°C下反應吸附I小時，然後過濾分離，得到清潔燃料油，燃料油中氯、溴、氮和硫元素含量均小於6ppm。
[0012]2.實施例2
[0013]將70%質量濃度的氫氧化鉀水溶液和廢塑料熱解油以質量比1:20於350°C溫度下反應0.5h後，冷卻到70°C後，靜止油水兩相分離。上述熱解油放入反應器，熱解油中加入負載了磷鑰酸的SBA-15吸附劑，磷鑰酸與SBA-15的質量比為0.1:1。負載磷鑰酸後吸附劑與熱解油按照質量比0.02:1，在70°C下反應吸附0.5小時，然後過濾分離，得到清潔燃料油，燃料油中氯、溴、氮和硫元素含量均小於3ppm。
[0014]3.實施例3
[0015]將3%質量濃度的氫氧化鋇水溶液和廢塑料熱解油以質量比1:10於150°C溫度下反應IOh後，冷卻到70°C後，靜止油水兩相分離。上述熱解油放入反應器，熱解油中加入負載了矽鎢酸的MCM-41吸附劑，矽鎢酸與MCM-41的質量比為0.5:1。負載矽鎢酸後吸附劑與熱解油按照質量比0.2:1，在90°C下反應吸附5小時，然後過濾分離，得到清潔燃料油，燃料油中氯、溴、氮和硫元素含量均小於8ppm。
[0016]4.實施例4
[0017]將25%質量濃度的氫氧化鈣水溶液和廢塑料熱解油以質量比1:2.0於200°C溫度下反應5h後，冷卻到70°C後，靜止油水兩相分離。上述熱解油放入反應器，熱解油中加入負載了氯化鐵的矽膠吸附劑，氯化鐵與矽膠的質量比為0.05:1。負載氯化鐵後吸附劑與熱解油按照質量比0.1:1，在50° C下反應吸附I小時，然後過濾分離，得到清潔燃料油，燃料油中氯、溴、氮和硫元素含量均小於lOppm。
【權利要求】
1.一種廢塑料熱解油製備清潔燃料油的方法，其特徵在於，過程如下: (1)將廢塑料熱解油與一定濃度的鹼性水溶液按照一定比例混合，在溫度75~350°C下加熱0.5~10小時，冷卻到50~70°C溫度後，靜止油水兩相分離。 (2)上述熱解油放入反應器，熱解油中加入負載了雜多酸或氯化鐵的矽基吸附劑，在50~90°C下反應吸附0.5~5小時，然後過濾分離，得到清潔燃料油。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的鹼性水溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋇或氫氧化鈣。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的鹼性水溶液質量濃度為3.0%~70%。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的鹼性水溶液和熱解油的質量比為1:2.0 ~1:20。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的矽基吸附劑為矽膠、SBA系列和MCM系列吸附劑。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的雜多酸是磷鎢酸、磷鑰酸、矽鎢酸。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述負載的雜多酸或氯化鐵與吸附劑的質量比為0.05:1~0.5:1。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述負載後的吸附劑與熱解油的質量比為 0.02:1 ~0.2:1。
【文檔編號】C10G53/12GK103589454SQ201310606829
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】王勝強, 嚴黎, 張馨予, 王慶, 武祝民, 於宏兵 申請人:南開大學