CN109825326A - 含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，包括：向回转窑炉中通入氮气将炉中的空气排出，通过外部加热器加热回转窑炉将炉内温度至500℃‑700℃，保持常压；通过回转窑炉的进料口连续加入物料，并使物料在热解过程中不断向前推移并反应，保证物料在回转窑炉内停留时间不少于30分钟；热解后的挥发分进入催化重整固定床，热解残渣通过窑炉的排渣口连续排出；催化重整固定床的床层的温度控制在350℃‑450℃；催化重整固定床内设催化剂，挥发分经过催化剂作用后通过冷凝管冷凝成液态的油品，进行收集；挥发分冷凝后的尾气作为外部加热器的热源使用。实现了含油污塑料袋废弃物的处理及资源化利用，并且没有污染物再产生，属于清洁节能技术。

Description

含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法

技术领域

本发明属于环境保护中的废弃物处理及资源化利用领域，特别涉及到一种含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法

背景技术

在石油的开采及加工中会产生大量的含油污泥，据估计每开采500吨原油就会有产生1吨的油泥。这些油泥含有包括多环芳烃、重金属在内的多种污染物，造成对地下水、土壤的严重污染，同时也对人体有致癌作用。因此，含油污泥的处理是目前油气田石油烃场地污染治理过程的重要内容。

含有污泥的处理方式有很多，比较常见的包括药洗、热解、焚烧等，但无论哪种工艺，都很难在含油污泥的产生地就地处理，因此油泥的处理往往需要将其运输至特定的场所进行。在运输过程中，含油污泥通常会通过塑料袋进行包装和运输，因此在处理含油污泥时便产生了大量废弃的含油污塑料袋。由于这些含有塑料袋不仅沾有含油污泥，其塑料本身也是难以自然降解的污染物，因此这些含油污塑料袋的产生造成了油气田石油烃场地污染治理过程中对环境的二次污染。

塑料的处理多采用焚烧，但焚烧不仅容易造成NOx、SO₂以及二噁英的污染，其较大规模的投资以及较长的建设周期也制约着焚烧技术的发展及应用。相对于焚烧，热解不仅可以有效处理塑料类的废弃物，同时还能产生气体、液体和固体三种类别的产物。其中液态产品油可以作为燃料进行加工利用，是解决我国能源危机的一个重要的帮助。但普通的热解有两个显著的问题：1、热解过程往往采用批次的处理方式，因此处理量受到了严重制约，处理效率不高。2、热解过程中没有催化剂，或者催化剂与原料直接混合。前者造成的结果就是液态产品油品质差，产率低，后者的问题是催化剂极易受损和失活，寿命下降。因此，尽管有专利报道过塑料的热解方法(CN102850176A一种废旧电器塑料热解油的处理方法；CN108624348A废塑料热解油的制备工艺、装置及其作为柴油机燃料的应用)，但是这些方法都有着普通热解的一些缺陷，限制了其对于含油污塑料袋处理的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，实现了含油污塑料袋废弃物的处理及资源化利用，并且没有污染物再产生，属于清洁节能技术。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，包括：

步骤A：通过回转窑炉对含油污塑料袋物料进行热解；

向回转窑炉中通入氮气将炉中的空气排出，通过外部加热器加热回转窑炉将炉内温度至500℃-700℃，保持常压；

通过回转窑炉的进料口连续加入物料，并使物料在热解过程中不断通过螺旋推进机构向前推移并反应，保证物料在回转窑炉内停留时间不少于30分钟；

热解后的挥发分进入催化重整固定床，热解残渣通过窑炉的排渣口连续排出；

步骤B：挥发分在催化重整固定床内的催化重整；

催化重整固定床的床层的温度控制在350℃-450℃；催化重整固定床内设催化剂，挥发分经过催化剂作用后通过冷凝管冷凝成液态的油品，进行收集；挥发分冷凝后的尾气作为外部加热器的热源使用。

所述的催化剂采用HY分子筛催化剂。

所述的步骤A中加热回转窑炉的加热方式采用旋转式外部加热。

所述的冷凝管外部采用水冷的方式。

所述的向回转窑炉中通入氮气包括：向回转窑炉的进气口通入氮气，流量大于1L/min，持续时间大于30分钟，保证窑炉内形成惰性气氛。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，首先，采用的热解工艺使含油污塑料袋不仅得到了处理，还得到资源化利用，获得了液态产品油。其次，回转窑的连续进料保证了工艺在处理量及效率上的优势；最后，通过固定床上的HY分子筛的催化重整，不仅使获得的液态产品油品质更高，收率更高，而且也避免了催化剂与原料的直接接触，延长了催化剂的寿命，实现了含油污塑料袋废弃物的处理及资源化利用，并且没有污染物再产生，属于清洁节能技术。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法的所采用装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

如图1所示，一种含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，包括：

步骤A：通过回转窑炉2对物料进行热解；这里的物料指的是含油污塑料袋；

首先，向回转窑炉2中通入氮气将炉中的空气排出，具体的向回转窑炉2的进气口通入氮气，流量要大于1L/min，持续时间大于30分钟，保证窑炉内形成惰性气氛。目的在于避免氧气的存在使炉内的物料发生燃烧反应，导致温度过高以及油品产量减少。进气口可以使用进料口代替。

其次，通过外部加热器3加热回转窑炉2将炉内温度至500℃-700℃，保持常压。具体温度可以根据所使用原料进行调整；加热回转窑炉2的加热方式采用旋转式外部加热。可以使回转窑炉2受热均匀而连续。具体的用输送可燃气体燃烧后的热风进行外部加热。反应初期可利用普通燃烧气(甲烷或CO等)作为热源。在原料开始加热后，反应进行一段时间后，出口的尾气可以作为燃烧的热源提供热解所需的热量。燃烧后的烟气通过外热烟气入口进入外部加热器3对回转窑进行加热，实现资源的有效利用及污染零排放。

然后，在氮气气氛下通过回转窑炉2的进料口1连续加入物料，物料无需前处理。直接送入进料口1即可。根据实际工况调整进料速度，使物料的热解可以连续进行。通过螺旋推进机构10使物料在热解过程中不断向前推移并反应，即含物料发生热解反应，保证物料在回转窑炉2内停留时间不少于30分钟；具体的，通过回转窑炉2内的推板使物料在热解过程中不断向前(下)推移并反应。

热解后的挥发分进入催化重整固定床5，热解残渣(灰渣)通过回转窑炉2的排渣口4连续排出；具体的，在推动物料过程中，含油污塑料袋会发生热解反应分解为挥发性气体(挥发分)以及固体残渣(灰渣)。高温的挥发性气体(挥发分)从回转窑炉2尾部的通道进入催化重整固定床5，固体残渣经过排渣口4连续排出回转窑炉2。

步骤B：挥发分在催化重整固定床内的催化重整；

催化重整固定床5的床层的温度控制在350℃-450℃，具体根据所需油品要求进行调整。一般来说，温度越高，油品品质提高但产量下降。具体通过外部的固定床加热套7实现温度控制。催化重整固定床5内设催化剂6，挥发分经过催化剂6作用后通过冷凝管8冷凝成液态的油品，通过油罐9进行收集；挥发分冷凝后的尾气连通并作为外部加热器3的热源使用。

所述的催化剂采用HY分子筛催化剂，较常用的石油裂化催化剂ZSM-5，HY分子筛催化剂在液态油的收率上更高。

所述的冷凝管8外部采用水冷的方式。经过催化剂6的挥发性气体随后通过冷凝管，冷凝成液态的油品。冷凝管8外部采用水冷的方式，使冷凝器出口的温度不高于100℃。冷凝的液态油通过收集器进行收集，收集器下部设有阀门，可以使收集到的液态油连续转入其他罐中进行存贮和运输。

不凝气体也就是尾气，尾气主要为一些短链的烷烃和烯烃，属于可燃气体。尾气通过旁路的气体管路输送至回转窑炉2的外部，作为回转窑炉2加热的热源，同时也消除了有害气体的排放。

与传统的热解方式相比，本工艺对于含油污塑料袋处理有较强的针对性。首先，采用的热解工艺使含油污塑料袋不仅得到了处理，还得到资源化利用，获得了液态燃料。其次，回转窑的连续进料保证了工艺在处理量及效率上的优势；最后，通过固定床上的HY分子筛的催化重整，不仅使获得的液态燃料品质更高，收率更高，而且也避免了催化剂与原料的直接接触，延长了催化剂的寿命。整套工艺实现了废弃物的处理及资源化利用，并且没有污染物再产生，属于清洁节能技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，其特征在于，包括：

步骤A：通过回转窑炉对含油污塑料袋物料进行热解；

向回转窑炉中通入氮气将炉中的空气排出，通过外部加热器加热回转窑炉将炉内温度至500℃-700℃，保持常压；

通过回转窑炉的进料口连续加入物料，并使物料在热解过程中不断通过螺旋推进机构向前推移并反应，保证物料在回转窑炉内停留时间不少于30分钟；

热解后的挥发分进入催化重整固定床，热解残渣通过窑炉的排渣口连续排出；

步骤B：挥发分在催化重整固定床内的催化重整；

催化重整固定床的床层的温度控制在350℃-450℃；催化重整固定床内设催化剂，挥发分经过催化剂作用后通过冷凝管冷凝成液态的油品，进行收集；挥发分冷凝后的尾气作为外部加热器的热源使用。

2.根据权利要求1所述的含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，其特征在于，所述的催化剂采用HY分子筛催化剂。

3.根据权利要求1或2所述的含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，其特征在于，所述的步骤A中加热回转窑炉的加热方式采用旋转式外部加热。

4.根据权利要求1或2所述的含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，其特征在于，所述的冷凝管外部采用水冷的方式。

5.根据权利要求1或2所述的含油污塑料袋的连续式催化热解制油方法，其特征在于，所述的向回转窑炉中通入氮气包括：向回转窑炉的进气口通入氮气，流量大于1L/min，持续时间大于30分钟，保证窑炉内形成惰性气氛。