專利名稱：廢舊塑料生產(chǎn)石油產(chǎn)品的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油煉制技術，具體涉及一種以廢舊塑料為原料生產(chǎn)石油產(chǎn)品的方法。
隨著塑料在國計民生中的廣泛應用，塑料垃圾越來越多。據(jù)統(tǒng)計，日本不可焚燒的垃圾中有20%是塑料。我國連續(xù)5年用于地膜復蓋的塑料殘膜每畝高達27公斤，據(jù)有關專家預測，這些廢舊塑料在300-400年內也不會腐爛消失，從而嚴重地污染了農(nóng)田，影響了作物的生長。如何消除塑料垃圾對環(huán)境的污染，是人們甚為關注的課題。塑料是不飽合烴類的高分子聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，能否把這些高分子的聚合物裂解為低分子烴類變廢為寶呢？國內外曾作過一些探討。據(jù)90年10月20日的科技日報報導，日本北海道工業(yè)發(fā)展試驗室將廢舊塑料在300℃下熔化，400-420℃下裂化，200-350℃在觸媒作用下可得到汽油、煤油或柴油，處理一噸塑料約需234美元，據(jù)稱要想在工業(yè)上應用還有不少問題要解決，成本也過高，專用的觸媒需特殊加工制造。
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種催化劑便宜易得、成本低、流程短、以廢舊塑料為原料生產(chǎn)石油系列產(chǎn)品的方法。
本發(fā)明的技術特征在于以氫氧化鋁和石英沙的混合物為助熔催化劑，使廢舊塑料在常壓和450-500℃下熔化、裂化后蒸發(fā);冷凝后的產(chǎn)物以氧化鋁、石英沙及鋁礬土的混合物為催化劑，在常壓和300-350℃下，進一步催化裂化;最后采取通用的分餾方法，并在分餾塔釜底加入γ-Al2O3和石英沙作催化劑，從塔的不同支線得到石油液化氣、汽油、煤油、柴油等石油系列產(chǎn)品。
本發(fā)明的工藝流程概述如下1.將廢舊塑料除塵或/和用水清洗，然后將水擠干備用，2.將預處理后的廢舊塑料填壓在圓柱形的臥式熔蒸釜中，一層塑料，一層助熔催化劑(氫氧化鋁與鴛鴦砂各半)，二者的重量比約為500-800∶1，熔蒸器外用煤火爐直接加熱，使釜內溫度達450-500℃，塑料熔化、裂化、蒸發(fā);油蒸汽經(jīng)蛇管式間接水冷器冷凝冷卻后流入催化裂化釜中;三個熔蒸釜間歇操作，互相切換，釜中少量裂解氣一同進入催化裂化釜，
3.在臥式圓柱形催化裂化釜中，加入催化劑(γ-AL2O325%，石英砂25%，鋁礬土50%)，其重量約為冷凝液態(tài)烴的1/200-1/250;在釜外，由煤爐火加熱，使釜內溫度達300-350℃，進一步裂化為碳數(shù)不等的烴類，經(jīng)蛇管水冷器冷凝冷卻后，在氣液分離罐中將常溫常壓下不冷凝的C5以下的烴類與冷凝后的液態(tài)烴類分開，4.C5以下的烴類再次冷卻、冷凝后，分離出少量凝液，氣體進入緩沖罐，以烴類壓縮機加壓升溫后冷卻，再節(jié)流膨脹降溫，使液化石油氣與不凝氣分離后送入各自的貯罐中備用。
5.液態(tài)烴類采取通用的分流裝置，塔釜底加1/300的催化劑(50%的γ-Al2O3和50%的石英砂)，在分餾塔不同的支線得到汽油、煤油和柴油等。
所述助熔催化劑中的AL(OH)3為生產(chǎn)γ-AL2O3過程中的中間產(chǎn)物。所述的石英砂為山西省永濟縣當?shù)禺a(chǎn)的鴛鴦砂。催化劑的粒度應在0.30mm以下，越細越好。鴛鴦砂的成分為SiO275.06%，Al2O39.67%，CaCO34.46%，MgCO31.33%，F(xiàn)e2O31.2%。
所述的催化裂化催化劑中的Al2O3為γ型Al2O3(市售的用作電解鋁原料的鋁礦石粉)。所述的鋁礬土成分85%為Al2O3，其余是SiO2、Fe2O3及TiO2等。所述的粗石英砂的成分為SiO264.55%，Al2O314.54%，CaCO35.33%，MgCO32.42%，F(xiàn)e2O39.78%，該催化劑的粒度在0.30mm以下。所述的塑料為聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。
所述裂解氣的主要成分為(%)H219.92，O20.13，N20.44，CO 1.98，CH420.35，C2H421.05，C2H69.93，C3H610.19，C3H84.5，C4H84.91，C4H102.18，反-C4H80.68，順-C4H80.49。
所述汽油產(chǎn)品根據(jù)GB483-86的檢測結果為10%餾出點78℃(≤79℃)，50%餾出點134℃(≤145℃)，90%餾出點182℃(≤195℃)，殘留量及損失量3.5%(≤4.5%)，殘留量0.8%(≤1.5%)，干點230℃(應為205℃以下)，酸度3mgKOH/1000ml(≤3)，機械雜質及水分無(無)，實際膠質4.4mg/100ml(≤5)。園括號內的數(shù)字為70號汽油的國家標準。由上述數(shù)據(jù)可知，除干點稍高外，全部指標都達到國家標準，只要調解餾出溫度，即可使干點完全達標。
所述輕柴油產(chǎn)品根據(jù)GB252-87的檢測結果如下50%餾出點285℃(≤300℃)，90%餾出點327℃(≤355℃)，酸度6mgKOH/1000ml(≤10)，實際膠質68mg/100ml(≤70)，水溶性酸或堿無(無)，水分無(痕跡)，機械雜質無(無)，灰分＜0.3%(≤0.3)，10%蒸余物殘?zhí)?.3%(≤0.3%)，閃點80℃(≥℃)。結果表明，全部指標達到輕柴油的國家標準。
汽油及輕柴油已實際用于汽車運行，結果良好。其它產(chǎn)品如石油液化氣、重柴油及煤油，都已試用，用戶對其性能很滿意。汽油、煤油和柴油的總收率在70%以上。
本發(fā)明的關鍵技術在采用砂子、γ-Al2O3及鋁礬土為催化劑，這是本專業(yè)的技術人員一般不會想到的，是具有創(chuàng)造性的技術構思。況且砂子、鋁礬土、γ-Al2O3便宜易得，這不僅大大降低了成本，而且為該發(fā)明的推廣應用提供了便利條件。隨著塑料的廣泛應用，塑料垃圾愈來愈多，本發(fā)明提供一種防治環(huán)境污染、變廢為寶的途徑。能源危機特別是石油危機是現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代生活所面臨的重大問題，若能把世界各國的廢塑料都變成汽油、煤油或柴油等，其經(jīng)濟和社會意義是不言而喻的。本發(fā)明已建立了年產(chǎn)700噸(即日產(chǎn)兩噸)的生產(chǎn)裝置，采用不同原料的實施例如下實施例1取干凈的廢聚乙烯2000kg，分層加入總比例為1/800的催化劑(Al(OH3)和石英砂)，加熱熔蒸釜至450℃，使之裂化、蒸發(fā)、冷卻、冷凝，在催化裂化釜中得到1680kg液態(tài)烴，其余為殘渣。再在其中加入1/250的催化劑(γ-Al2O325%，粗石英砂25%，鋁礬土50%)，加熱至300℃，使之催化裂化，經(jīng)冷卻、冷凝、油氣分離后得裂解氣200kg，混合油1480kg，在分餾塔的釜底內，加入1/300的催化劑(γ-Al2O350%和SiO250%)，分餾后得到汽油45%，煤油20%，柴油35%，三種油的總和為1460kg。
實施例2廢舊塑料為聚丙烯，熔蒸爐中的量為聚丙烯的1/700，熔蒸溫度為500℃，催化裂化催化劑為原料的1/200，催化裂化溫度為335℃，其它工藝條件及工藝流程同實施例1。
實施例3廢舊塑料為聚苯乙烯，熔蒸催化劑為量的1/500，熔蒸溫度為500℃。催化裂化催化劑的量為其原料量的1/200，催化裂化溫度為350℃，其它工藝條件及工藝流程與實施例1相同。
權利要求
1.一種廢舊塑料生產(chǎn)石油產(chǎn)品的方法，其特征是(1).廢舊塑料除塵或/和清洗、擠干，(2).廢舊塑料熔化、裂化、蒸發(fā)、冷凝，熔蒸催化劑為AL(OH)3與鴛鴦砂各半，粒度在0.30mm以下，其量為塑料的1/800-1/500，熔蒸溫度為450-500℃，(3).催化裂化、冷卻冷凝、氣液分離，催化裂化催化劑為γ-Al2O325%，石英砂25%，鋁礬土50%，粒度在0.30mm以下，其量為原料的1/200-1/250，催化裂化溫度為300-350℃，(4).采用通用的原油分餾裝置，在不同的支線得到汽油、煤油、柴油等，分餾塔釜底加入其原料1/300的催化劑(γ-Al2O3與石英砂各半)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的廢舊塑料為聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯。
全文摘要
以廢舊塑料聚乙烯、聚丙烯或聚丙乙烯為原料生產(chǎn)汽油、煤油、柴油及液化氣等石油系列產(chǎn)品。其特征為將塑料在氫氧化鋁及石英砂的作用下熔化、裂化、蒸發(fā)，冷凝液在γ-Al
文檔編號F02B3/06GK1062918SQ9110004
公開日1992年7月22日 申請日期1991年1月4日 優(yōu)先權日1991年1月4日
發(fā)明者趙琿, 閻平安 申請人:山西省永濟縣福利塑化總廠