專利名稱：一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于一種廢塑料降解制油的方法，具體地說涉及一種應(yīng)用超臨界水技術(shù)使聚乙烯廢塑料降解制油的方法。
廢塑料在熱裂解反應(yīng)過程中由于處于非均相狀態(tài)，故存在1.塑料的熱傳導(dǎo)性差；2.反應(yīng)器內(nèi)部溫度不均勻；3.熔融物粘度大易于粘壁引起積炭結(jié)焦等問題。催化熱解技術(shù)則存在催化劑與廢塑料裂解產(chǎn)生的殘?zhí)炕旌显谝黄?，不易分離回收問題。由于燃煤產(chǎn)生的粉塵、廢氣、廢渣及工藝廢水造成二次污染。
為了實現(xiàn)上述目的，按水填充率10-40％，水與聚乙烯廢塑料的重量比2-10∶1的比例將水與聚乙烯廢塑料加入反應(yīng)器中，在氮氣氛下，以10-15℃/min的升溫速率使反應(yīng)溫度達到380-500℃，反應(yīng)壓力達到23-45Mpa后，反應(yīng)1-30分鐘，冷卻至室溫，氣液產(chǎn)物進行分離；液相油水乳濁液用CH2CL2萃取進行油水分離，分離出的CH2CL2可溶物加入無水Na2SO4除去其中的微量水，CH2CL2萃取油經(jīng)過在常壓，60-70℃條件下蒸發(fā)和0.2大氣壓，30-50℃條件下真空干燥后，獲得油品，分離出的水可循環(huán)使用。
如上所述，本發(fā)明使用聚乙烯廢塑料可以是高密度聚乙烯或低密度聚乙烯。形狀可以是顆粒、薄膜或任何其它形狀。
如上所述，本發(fā)明反應(yīng)溫度一般是以等于或大于水的臨解溫度來確定，反應(yīng)溫度范圍取為380-500℃；為了提高反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時間，對于聚乙烯廢塑料反應(yīng)溫度在420-480℃范圍內(nèi)是適宜的。
如上所述，反應(yīng)壓力是以等于或大于水的臨界壓力來確定。根據(jù)反應(yīng)加速的要求和可允許的操作溫度，特別是反應(yīng)器使用材料允許的工作壓力，一般反應(yīng)壓力可以在23-45Mpa范圍內(nèi)；適宜的的反應(yīng)壓力范圍在30-45Mpa。
如上所述，水與聚乙烯廢塑料的重量比是以聚乙烯的油轉(zhuǎn)化率和單位反應(yīng)體積的生產(chǎn)能力以及水與聚乙烯的混合物流動性來確定。一般水與聚乙烯廢塑料的重量比可以在2-10∶1范圍內(nèi)；適宜的水與聚乙烯廢塑料的重量比的范圍在2-6∶1。如上所述，反應(yīng)時間是以聚乙烯的油轉(zhuǎn)化率和單位反應(yīng)體積的生產(chǎn)能力以及結(jié)炭程度來確定。一般反應(yīng)時間可以在1-30分鐘范圍內(nèi)；適宜的反應(yīng)時間在1-10分鐘。如上所述，水的填充率(按反應(yīng)器體積計)是以水與聚乙烯廢塑料的重量比和反應(yīng)溫度以及反應(yīng)壓力來確定。一般水的填充率為10-40％；適宜的水的填充率在25-35％范圍內(nèi)。如上所述的升溫速率由一次，兩次功率組成的中頻透熱式專用加熱爐程序升溫控制。如上所述液相油水乳濁液用CH2CL2萃取進行油水分離，為了分離效果更好，加入NaCl破乳。
本發(fā)明的特點1.使用水為反應(yīng)介質(zhì)的超臨界聚乙烯廢塑料降解反應(yīng)；2.基本無渣、無有害氣體排放，水可循環(huán)使用的環(huán)境友好工藝；3.反應(yīng)速度快，停留時間短；4.產(chǎn)油率高；5.有利于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)工藝實現(xiàn)。
8.34g粒徑3-4mm、密度0.92的高壓聚乙烯顆粒與50g水混合均勻后加入反應(yīng)器中，密封后重新置于加熱爐中。在常壓氮氣氛下，以15℃/min的升溫速率使反應(yīng)溫度達到設(shè)定的反應(yīng)溫度450℃。反應(yīng)溫度達到450℃，反應(yīng)壓力達到43.5Mpa后開始計時反應(yīng)。反應(yīng)10分鐘，停止加熱，移出反應(yīng)器，強制空氣冷卻至室溫。隨后的氣體計量、分析和油水分離及烴類碳數(shù)分布的色譜分析均與實施例1相同。反應(yīng)結(jié)果見表權(quán)利要求
1.一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于包括如下步驟按水填充率10-40％，水與聚乙烯廢塑料的重量比2-10∶1的比例將水與聚乙烯廢塑料加入反應(yīng)器中，在氮氣氛下，以10-15℃/min的升溫速率使反應(yīng)溫度達到380-500℃，反應(yīng)壓力達到23-45Mpa后，反應(yīng)1-30分鐘，冷卻至室溫，氣液產(chǎn)物進行分離；液相油水乳濁液用CH2CL2萃取進行油水分離，分離出的CH2CL2可溶物加入無水Na2SO4除去其中的微量水，CH2CL2萃取油經(jīng)過在常壓，60-70℃條件下蒸發(fā)和0.2大氣壓，30-50℃條件下真空干燥后，獲得油品，分離出的水循環(huán)使用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于所述的聚乙烯廢塑料是高密度聚乙烯或低密度聚乙烯，形狀是顆粒、薄膜或任何其它形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于所述的反應(yīng)溫度在420-480℃范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于所述的反應(yīng)壓力在30-45Mpa。
5.如權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于所述的水與聚乙烯廢塑料的重量比的范圍在2-6∶1。
6.如權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于所述的反應(yīng)時間在1-10分鐘。
7.如權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于所述的水的填充率在25-35％范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于所述的升溫速率由一次，兩次功率組成的中頻透熱式專用加熱爐程序升溫控制。
9.如權(quán)利要求1-8任一項所述的一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法，其特征在于所述的液相油水乳濁液用CH2CL2萃取進行油水分離時，還加入NaCl破乳。
全文摘要
一種聚乙烯廢塑料降解制油的方法是按水填充率，水與聚乙烯廢塑料的比例加入反應(yīng)器中，在氮氣氛下，使反應(yīng)溫度達到380－500℃，反應(yīng)壓力達到23－45Mpa后，反應(yīng)1－30分鐘，氣液產(chǎn)物進行分離，分離出的CH
文檔編號C08J11/00GK1410512SQ0214903
公開日2003年4月16日 申請日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者畢繼誠, 趙玉龍, 蘇曉麗 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所