CN101992113B - 一种废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂的制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂的制备方法及其应用，以降低废塑料裂解制燃料油的成本和提高燃料油的品质。本发明通过选取＞200目的粉煤灰加入2M/L盐酸、2M/L硫酸、1M/L盐酸和1M/L硫酸混酸溶液处理后；采用等体积浸渍法进行金属氧化物改性，获得改性的粉煤灰催化剂，将催化剂置于固定床中用于废塑料热解油制燃料油中，在质量空速比1-4h^-1、温度400-550℃下反应，燃油收率为72%以上，效果良好。

Description

一种废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂的制备方法及其应用，该催化剂用于废塑料热解油为原料在固定床反应器中裂解轻质化制燃油的工艺中，具有较好的燃料油收率与品质。

背景技术                

利用废塑料催化裂解制燃料油催化剂的研究已经取得一定进展，目前国内外报道在废塑料裂解制备燃料油中所用催化剂主要有沸石(ZSM-5、Y型、β型分子筛，斜发沸石，丝光沸石等)、SiO₂-Al₂O₃、粘土及过渡金属负载型等。对于用粉煤灰作为催化剂裂解废塑料制燃料油也有专利文献报道，主要是将粉煤灰、氯化铝、硅酸铝、钼酸铵混合组成催化剂(卓守江,塑料裂解催化剂及其制备方法及应用2003.7,CN1570028A)和将粉煤灰浸酸处理后(刘贤响.一种催化裂解废塑料制燃料油的催化剂.2007.3,CN101024776A)用于废塑料催化裂解，由此制得的燃料油品质不高。另一方面，上述专利文献报道的催化剂成本太高，从而限制了催化剂的实际应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂的制备方法及其应用，以降低废塑料裂解制燃料油的成本和提高燃料油的品质。用粉煤灰作催化剂裂解废塑料还能缓解粉煤灰对环境污染的压力，实现废物利用。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)将粉煤灰研磨过筛，过筛后的粉煤灰经酸处理、抽滤、烘干、焙烧、成型，选取＞200目的粉煤灰；

(2)酸改性：向步骤(1)所得粉煤灰中加入酸溶液，并搅拌25-35min；每1-4ml酸溶液中加入1g粉煤灰；

(3)抽滤后置于烘箱中干燥，除去水分；

(4)焙烧活化：将干燥好的粉煤灰放入马弗炉中焙烧；

(5)成型：将焙烧活化好的粉煤灰与粘结剂按质量比为2:1混合均匀，加入3%稀硝酸溶液混捏，挤条成型；

(6)成型的粉煤灰自然风干后，置于马弗炉于焙烧；

(7)改性成型粉煤灰：将步骤(6)所得的成型粉煤灰采用等体积浸渍法用金属硝酸盐改性，即得所需产品，其中所述氧化物是氧化镍、氧化铁或氧化镧中任一种。

本发明中，步骤(2)中所述酸溶液为2M/L盐酸、2M/L硫酸或1M/L盐酸和1M/L硫酸的混酸中任一种。

本发明中，步骤(3)中所述干燥温度为110-120℃，干燥时间为2.5-3.5h。

本发明中，步骤(4)中所述焙烧温度为530-580℃，焙烧时间为1.8-2.2h。

本发明中，步骤(5)中所述粘结剂为氧化铝。

本发明中，步骤(6)中所述焙烧温度为530-550℃，焙烧时间为3.8-4.2h。

本发明中，步骤(7)中所述氧化镍、氧化铁或氧化镧负载量为1.0～10.0wt.%。

利用本发明方法制备得到的改性粉煤灰催化剂在废塑料热解油轻质化制燃料油中的应用，具体方法为：将一定量的催化剂置于固定床中，按原料/催化剂质量空速为1-4h^{-1通入废塑料}热解油，在温度为400-550℃范围内反应制得轻质化燃料油，燃油收率为72%以上。

本发明所用粉煤灰为工业废弃物，用粉煤灰作催化剂一方面可以为处理垃圾与工业废弃物提供一条途径，另一方面也可降低废塑料裂解制备高品质燃料油的成本。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1

取粉煤灰过200目筛，过筛后的粉煤灰经酸处理、抽滤、烘干、焙烧、成型、焙烧后放入干燥器中备用。

称取50g粉煤灰置于500ml烧杯中，加入50ml2M/L盐酸，搅拌30min后抽滤，抽滤后置于烘箱中120℃干燥3h除去水分；将干燥好的粉煤灰取出研细，放入马弗炉中于550℃下焙烧2h；将焙烧活化好的粉煤灰与粘结剂按质量比为2:1混合均匀，加入适量稀硝酸溶液混捏挤条成型；成型的粉煤灰自然风干后，置于马弗炉于550℃焙烧4h。

对成型的粉煤灰采用等体积浸渍法，用3.0%的硝酸镍溶液改性，获得1.2%氧化镍改性的粉煤灰，即得成品催化剂A。

实施例2

同实施例1，不同之处在于加入100ml2M/L硫酸，经搅拌、抽滤、烘干、焙烧、成型、获得氧化镍改性的粉煤灰，即得成品催化剂B。

实施例3

同实施例1，不同之处在于加入150ml1M/L盐酸+1M/L硫酸混酸，经搅拌、抽滤、烘干、焙烧、成型、获得氧化镍改性的粉煤灰，即得成品催化剂C。

实施例4

同实施例1，不同之处在于对成型的粉煤灰采用等体积浸渍法，用8.3%的硝酸镧改性，获得5.2%氧化镧改性的粉煤灰，即得成品催化剂D。

实施例5

同实施例1，不同之处在于对成型的粉煤灰采用等体积浸渍法，用15.8%的硝酸铁改性，获得9.6%氧化铁改性的粉煤灰，即得成品催化剂E。

实施例6

取制备的催化剂A、B、C、D、E各4g置于固定床反应器中，按原料/催化剂质量空速比为1-4h^-1通入废塑料热解油，在温度为400-550℃范围内反应，所得产物燃油收率如下表所系。

催化剂	空速h-1	温度℃	燃油收率%
				A	1.1	402	74.4
B	1.8	415	73.5
				C	2.5	426	72.7
D	3.1	438	73.3
				E	3.9	447	72.9          。

Claims (4)

1.一种废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)将粉煤灰研磨过筛，选取＞200目的粉煤灰；

(2)酸改性：向步骤(1)所得粉煤灰中加入酸溶液，并搅拌25-35min；每1-4ml酸溶液中加入1g粉煤灰；

(3)抽滤后置于烘箱中干燥，除去水分；

(4)焙烧活化：将干燥好的粉煤灰放入马弗炉中焙烧；

(5)成型：将焙烧活化好的粉煤灰与粘结剂按质量比为2:1混合均匀，加入3%稀硝酸溶液混捏，挤条成型；

(6)成型的粉煤灰自然风干后，置于马弗炉中焙烧；

(7)改性成型粉煤灰：将步骤(6)所得的成型粉煤灰采用等体积浸渍法用金属硝酸盐改性，获得由氧化镍、氧化铁或氧化镧中任一种改性的粉煤灰；

其中：步骤(2)中所述酸溶液为2mol/L盐酸、2mol/L硫酸或1mol/L盐酸和1mol/L硫酸的混酸中任一种，步骤(4)中所述焙烧温度为530-580℃，焙烧时间为1.8-2.2h，步骤(6)中所述焙烧温度为530-550℃，焙烧时间为3.8-4.2h，步骤(7)中所述氧化镍、氧化铁或氧化镧负载量为1.0～10.0wt.%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述干燥温度为110-120℃，干燥时间为2.5-3.5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(5)中所述粘结剂为氧化铝。

4.一种如权利要求1所述制备方法得到的废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂在废塑料热解油制燃料油中的应用，具体步骤为将催化剂置于固定床中，按原料与催化剂质量空速比为1-4h^-1通入废塑料热解油，在温度为400-550℃范围内反应。