CN1062918A

CN1062918A - 废旧塑料生产石油产品的方法

Info

Publication number: CN1062918A
Application number: CN91100046A
Authority: CN
Inventors: 赵珲; 阎平安
Original assignee: FULI PLASTIC CHEMICAL INDUSTRY GENERAL FACTORY YONGJI COUNTY SHANXI PROV
Current assignee: FULI PLASTIC CHEMICAL INDUSTRY GENERAL FACTORY YONGJI COUNTY SHANXI PROV
Priority date: 1991-01-04
Filing date: 1991-01-04
Publication date: 1992-07-22

Abstract

以废旧塑料聚乙烯、聚丙烯或聚丙乙烯为原料生产汽油、煤油、柴油及液化气等石油系列产品。其特征为将塑料在氢氧化铝及石英砂的作用下熔化、裂化、蒸发，冷凝液在γ-Al₂O₃、石英砂及铝矾土构成的催化剂的作用下催化裂化，其液体产物采取通用的分馏装置分馏。本法的催化剂便宜易得、成本低、工艺流程短，为把愈来愈多的塑料垃圾处理成宝贵的石油产品开辟一条新的途径。

Description

本发明属于石油炼制技术，具体涉及一种以废旧塑料为原料生产石油产品的方法。

随着塑料在国计民生中的广泛应用，塑料垃圾越来越多。据统计，日本不可焚烧的垃圾中有20%是塑料。我国连续5年用于地膜复盖的塑料残膜每亩高达27公斤，据有关专家预测，这些废旧塑料在300-400年内也不会腐烂消失，从而严重地污染了农田，影响了作物的生长。如何消除塑料垃圾对环境的污染，是人们甚为关注的课题。塑料是不饱合烃类的高分子聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，能否把这些高分子的聚合物裂解为低分子烃类变废为宝呢？国内外曾作过一些探讨。据90年10月20日的科技日报报导，日本北海道工业发展试验室将废旧塑料在300℃下熔化，400-420℃下裂化，200-350℃在触媒作用下可得到汽油、煤油或柴油，处理一吨塑料约需234美元，据称要想在工业上应用还有不少问题要解决，成本也过高，专用的触媒需特殊加工制造。

本发明的目的在于开发一种催化剂便宜易得、成本低、流程短、以废旧塑料为原料生产石油系列产品的方法。

本发明的技术特征在于以氢氧化铝和石英沙的混合物为助熔催化剂，使废旧塑料在常压和450-500℃下熔化、裂化后蒸发;冷凝后的产物以氧化铝、石英沙及铝矾土的混合物为催化剂，在常压和300-350℃下，进一步催化裂化;最后采取通用的分馏方法，并在分馏塔釜底加入γ-Al₂O₃和石英沙作催化剂，从塔的不同支线得到石油液化气、汽油、煤油、柴油等石油系列产品。

本发明的工艺流程概述如下：

1.将废旧塑料除尘或/和用水清洗，然后将水挤干备用，

2.将预处理后的废旧塑料填压在圆柱形的卧式熔蒸釜中，一层塑料，一层助熔催化剂（氢氧化铝与鸳鸯砂各半），二者的重量比约为500-800∶1，熔蒸器外用煤火炉直接加热，使釜内温度达450-500℃，塑料熔化、裂化、蒸发;油蒸汽经蛇管式间接水冷器冷凝冷却后流入催化裂化釜中;三个熔蒸釜间歇操作，互相切换，釜中少量裂解气一同进入催化裂化釜，

3.在卧式圆柱形催化裂化釜中，加入催化剂（γ-AL₂O₃25%，石英砂25%，铝矾土50%），其重量约为冷凝液态烃的1/200-1/250;在釜外，由煤炉火加热，使釜内温度达300-350℃，进一步裂化为碳数不等的烃类，经蛇管水冷器冷凝冷却后，在气液分离罐中将常温常压下不冷凝的C₅以下的烃类与冷凝后的液态烃类分开，

4.C₅以下的烃类再次冷却、冷凝后，分离出少量凝液，气体进入缓冲罐，以烃类压缩机加压升温后冷却，再节流膨胀降温，使液化石油气与不凝气分离后送入各自的贮罐中备用。

5.液态烃类采取通用的分流装置，塔釜底加1/300的催化剂（50%的γ-Al₂O₃和50%的石英砂），在分馏塔不同的支线得到汽油、煤油和柴油等。

所述助熔催化剂中的AL（OH）₃为生产γ-AL₂O₃过程中的中间产物。所述的石英砂为山西省永济县当地产的鸳鸯砂。催化剂的粒度应在0.30mm以下，越细越好。鸳鸯砂的成分为：SiO₂75.06%，Al₂O₃9.67%，CaCO₃4.46%，MgCO₃1.33%，Fe₂O₃1.2%。

所述的催化裂化催化剂中的Al₂O₃为γ型Al₂O₃（市售的用作电解铝原料的铝矿石粉）。所述的铝矾土成分85%为Al₂O₃，其余是SiO₂、Fe₂O₃及TiO₂等。所述的粗石英砂的成分为：SiO₂64.55%，Al₂O₃14.54%，CaCO₃5.33%，MgCO₃2.42%，Fe₂O₃9.78%，该催化剂的粒度在0.30mm以下。所述的塑料为聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。

所述裂解气的主要成分为（%）：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，顺-C₄H₈0.49。

所述汽油产品根据GB483-86的检测结果为：10%馏出点78℃（≤79℃），50%馏出点134℃（≤145℃），90%馏出点182℃（≤195℃），残留量及损失量3.5%（≤4.5%），残留量0.8%（≤1.5%），干点230℃（应为205℃以下），酸度3mgKOH/1000ml（≤3），机械杂质及水分无（无），实际胶质4.4mg/100ml（≤5）。园括号内的数字为70号汽油的国家标准。由上述数据可知，除干点稍高外，全部指标都达到国家标准，只要调解馏出温度，即可使干点完全达标。

所述轻柴油产品根据GB252-87的检测结果如下：50%馏出点285℃（≤300℃），90%馏出点327℃（≤355℃），酸度6mgKOH/1000ml（≤10），实际胶质68mg/100ml（≤70），水溶性酸或碱无（无），水分无（痕迹），机械杂质无（无），灰分＜0.3%（≤0.3），10%蒸余物残炭0.3%（≤0.3%），闪点80℃（≥℃）。结果表明，全部指标达到轻柴油的国家标准。

汽油及轻柴油已实际用于汽车运行，结果良好。其它产品如石油液化气、重柴油及煤油，都已试用，用户对其性能很满意。汽油、煤油和柴油的总收率在70%以上。

本发明的关键技术在采用砂子、γ-Al₂O₃及铝矾土为催化剂，这是本专业的技术人员一般不会想到的，是具有创造性的技术构思。况且砂子、铝矾土、γ-Al₂O₃便宜易得，这不仅大大降低了成本，而且为该发明的推广应用提供了便利条件。随着塑料的广泛应用，塑料垃圾愈来愈多，本发明提供一种防治环境污染、变废为宝的途径。能源危机特别是石油危机是现代工业和现代生活所面临的重大问题，若能把世界各国的废塑料都变成汽油、煤油或柴油等，其经济和社会意义是不言而喻的。本发明已建立了年产700吨（即日产两吨）的生产装置，采用不同原料的实施例如下：

实施例1

取干净的废聚乙烯2000kg，分层加入总比例为1/800的催化剂（Al（OH₃）和石英砂），加热熔蒸釜至450℃，使之裂化、蒸发、冷却、冷凝，在催化裂化釜中得到1680kg液态烃，其余为残渣。再在其中加入1/250的催化剂（γ-Al₂O₃25%，粗石英砂25%，铝矾土50%），加热至300℃，使之催化裂化，经冷却、冷凝、油气分离后得裂解气200kg，混合油1480kg，在分馏塔的釜底内，加入1/300的催化剂（γ-Al₂O₃50%和SiO₂50%），分馏后得到汽油45%，煤油20%，柴油35%，三种油的总和为1460kg。

实施例2

废旧塑料为聚丙烯，熔蒸炉中的量为聚丙烯的1/700，熔蒸温度为500℃，催化裂化催化剂为原料的1/200，催化裂化温度为335℃，其它工艺条件及工艺流程同实施例1。

实施例3

废旧塑料为聚苯乙烯，熔蒸催化剂为量的1/500，熔蒸温度为500℃。催化裂化催化剂的量为其原料量的1/200，催化裂化温度为350℃，其它工艺条件及工艺流程与实施例1相同。

Claims

1、一种废旧塑料生产石油产品的方法，其特征是：

(1).废旧塑料除尘或/和清洗、挤干，

(2).废旧塑料熔化、裂化、蒸发、冷凝，熔蒸催化剂为AL(OH)₃与鸳鸯砂各半，粒度在0.30mm以下，其量为塑料的1/800-1/500，熔蒸温度为450-500℃，

(3).催化裂化、冷却冷凝、气液分离，催化裂化催化剂为γ-Al₂O₃25%，石英砂25%，铝矾土50%，粒度在0.30mm以下，其量为原料的1/200-1/250，催化裂化温度为300-350℃，

(4).采用通用的原油分馏装置，在不同的支线得到汽油、煤油、柴油等，分馏塔釜底加入其原料1/300的催化剂(γ-Al₂O₃与石英砂各半)。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的废旧塑料为聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯。