CN110964553B - 一种含氯塑料制油的工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废塑料处理技术领域，提供了一种含氯塑料固氯制油的工艺及装置。该装置包括第一螺旋进料机和催化裂解流化床；第二螺旋进料机和脱氯流化床；第一分离器；焙烧流化床；第二分离器；第三螺旋进料机和第三分离器；催化改质塔；精馏塔；以及烟囱。本发明提供的一种含氯塑料固氯制油的工艺及装置，通过增设第三分离器，使固氯反应在第三分离器内进行，充分利用了从焙烧流化床内的再生裂解催化剂的物理显热，使固氯反应保持在800‑900℃，提高了固氯反应的效率。循环风机采用了防爆引风机，从而使裂解气进入引风机后不会与泄露空气混合发生爆炸，保证了裂解气循环过程的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及废塑料处理技术领域，具体涉及一种含氯塑料固氯制油的工艺及装置。
背景技术
人类在生产生活中产生了大量的含氯废塑料，由于其含有较高的氯元素，因此给回收利用带来了极大的困难。将含氯塑料在高温无氧条件下进行催化裂解制取燃料油是其最佳的处理方式。
目前，我国主要在槽式反应器和管式反应器内，采用分步热解方式热解含氯塑料制取燃料油，即首先在300℃温度下低温热解含氯塑料，产生大量的氯化氢气体和少量的碳氢化合物气体，随后采用碱液对该裂解气进行淋洗，以脱除氯化氢气体，最后再在500℃温度下进一步热解脱氯后的塑料，进而获得无氯的燃料油。然而，上述湿式脱氯工艺较为复杂，运行成本较高。采用干式脱氯工艺虽能有效降低运行成本，但较低的固氯反应温度，降低了其固氯效率。此外，当采用再循环裂解气进行燃烧处理以提供塑料裂解所需的热量时，其进入普通引风机内易与泄露空气混合发生爆炸。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种含氯塑料固氯制油的工艺及装置，使固氯的效率更高，并使裂解气在循环过程中更加安全。
根据本发明的一个方面，提供一种含氯塑料固氯制油的工艺，所述工艺包括以下步骤：
第一螺旋进料机将一定质量的裂解催化剂送入催化裂解流化床内作为初始床料；
第二螺旋进料机将含氯塑料连续送入脱氯流化床内，并进行脱氯反应；
完成脱氯反应的含氯塑料进入催化裂解流化床内，并进行催化裂解反应，催化裂解反应产生积碳裂解催化剂和油气混合物；
积碳裂解催化剂和油气混合物进入第一分离器内进行第一次气固分离；
第一次气固分离后的积碳裂解催化剂进入焙烧流化床内进行焙烧处理，焙烧处理使积碳裂解催化剂再生；
第一次气固分离后的油气混合物进入催化改质塔内进行催化改质反应；
催化改质后的油气混合物进入精馏塔内进行油气分离，油气分离产生燃料油和裂解气；
燃料油进入油罐内储存；
裂解气一部分进入焙烧流化床内燃烧放热并产生热烟气，另一部分经循环风机增压后回到催化裂解流化床和脱氯流化床作为流化介质；
热烟气和再生裂解催化剂进入第二分离器内进行第二次气固分离；
第二次气固分离后的热烟气与空气进行换热后从烟囱排出，吸热后的空气进入焙烧流化床；
第二次气固分离后的再生裂解催化剂，一部分进入脱氯流化床内，另一部分进入第三分离器内；
裂解气和脱氯反应产生的氯化氢气体进入第三分离器；
第三螺旋进料机将氧化钙颗粒送入第三分离器内，氧化钙颗粒与氯化氢气体发生固氯反应，固氯反应脱除氯化氢并产生固体颗粒；
裂解气和固氯反应产生的固体颗粒在第三分离器内进行第三次气固分离；
第三次气固分离后的裂解气进入焙烧流化床；
第三次气固分离后的固体颗粒进入催化裂解流化床。
根据本发明的第二方面，提供一种含氯塑料固氯制油的装置，包括：
第一螺旋进料机和催化裂解流化床，所述第一螺旋进料机用于将裂解催化剂送入所述催化裂解流化床内；
第二螺旋进料机和脱氯流化床，所述第二螺旋进料机用于将含氯塑料送入所述脱氯流化床内，所述脱氯流化床与所述催化裂解流化床连通；
第一分离器，具有第一进口、第一气体出口和第一固体出口，所述第一分离器用于对所述催化裂解流化床产生的物质进行第一次气固分离，所述第一进口与所述催化裂解流化床连通；
焙烧流化床，所述焙烧流化床与所述第一分离器的所述第一固体出口连通；
第二分离器，具有第二进口、第二气体出口和第二固体出口，所述第二分离器用于对所述焙烧流化床内产生的物质进行第二次气固分离，所述第二进口与所述焙烧流化床连通，所述第二固体出口与所述脱氯流化床连通；
第三螺旋进料机和第三分离器，所述第三给料机用于将氧化钙颗粒送入所述第三分离器内，所述第三分离器具有第三进口、第三气体出口和第三固体出口，所述第三进口与所述脱氯流化床和所述第二固体出口均连通，所述第三气体出口与所述焙烧流化床连通，所述第三固体出口与所述催化裂解流化床连通；
催化改质塔，具有第四进口和第四气体出口，所述第四进口与所述第一分离器的所述第一气体出口连通；
精馏塔，具有第五进口、液体出口和第五气体出口，所述第五进口与所述第四气体出口连通，所述液体出口与一油罐连通，所述第五气体出口与所述催化裂解流化床、所述脱氯流化床和所述焙烧流化床均连通；
烟囱，与所述第二分离器的所述第二气体出口连通。
进一步地，还包括换热器，所述换热器具有内腔，所述内腔与一鼓风机连通，所述换热器的内腔中具有一沿横向蛇形布置的管路，所述管路由易导热材料制成、其两端分别与所述第二气体出口和所述烟囱连通。
进一步地，所述第二分离器的所述第二固体出口处设置有锥形阀，所述锥形阀能控制从所述第二固体出口排出的物质流量，并对排出的物质的方向进行导向。
进一步地，所述循环风机为防爆引风机。
本发明的有益效果：本发明提供的一种含氯塑料固氯制油的工艺及装置，通过增设第三分离器，使固氯反应在第三分离器内进行，充分利用了从焙烧流化床内的再生裂解催化剂的物理显热，使固氯反应保持在800-900℃，提高了固氯反应的效率。循环风机采用了防爆引风机，从而使裂解气进入引风机后不会与泄露空气混合发生爆炸，保证了裂解气循环过程的安全性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程框图
图2为本发明的结构示意图。
附图标记：1-第一螺旋进料机、2-催化裂解流化床、3-第二螺旋进料机、 4-脱氯流化床、5-第一分离器、51-第一进口、52-第一气体出口、53-第一固体出口、6-焙烧流化床、7-第二分离器、71-第二进口、72-第二气体出口、 73-第二固体出口、74-锥形阀、9-第三螺旋进料机、10-第三分离器、101-第三进口、102-第三气体出口、103-第三固体出口、11-催化改质塔、111-第四进口、112-第四气体出口、12-精馏塔、121-第五进口、122-液体出口、123-第五气体出口、13-油罐、14-烟囱、15-换热器、151-管路、16-循环风机、 17-鼓风机、18-回料阀。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本发明提供一种含氯塑料固氯制油的工艺，该工艺包括以下步骤：
S10、第一螺旋进料机1将一定质量的裂解催化剂送入催化裂解流化床2 内作为初始床料；
S20、第二螺旋进料机3将含氯塑料连续送入脱氯流化床4内，并进行脱氯反应；
S30、完成脱氯反应的含氯塑料进入催化裂解流化床2内，并进行催化裂解反应，催化裂解反应产生积碳裂解催化剂和油气混合物；
S40、积碳裂解催化剂和油气混合物进入第一分离器5内进行第一次气固分离；
S50、第一次气固分离后的积碳裂解催化剂进入焙烧流化床6内进行焙烧处理，焙烧处理使积碳裂解催化剂再生；
S60、第一次气固分离后的油气混合物进入催化改质塔11内进行催化改质反应；
S70、催化改质后的油气混合物进入精馏塔12内进行油气分离，油气分离产生燃料油和裂解气；
S80、燃料油进入油罐13内储存；
S90、裂解气一部分进入焙烧流化床6内燃烧放热并产生热烟气，另一部分经循环风机16增压后回到催化裂解流化床2和脱氯流化床4作为流化介质；
S100、热烟气和再生裂解催化剂进入第二分离器7内进行第二次气固分离；
S110、第二次气固分离后的热烟气与空气进行换热后从烟囱14排出，吸热后的空气进入焙烧流化床6；
S120、第二次气固分离后的再生裂解催化剂，一部分进入脱氯流化床4 内，另一部分进入第三分离器10内；
S130、裂解气和脱氯反应产生的氯化氢气体进入第三分离器10；
S140、第三螺旋进料机9将氧化钙颗粒送入第三分离器10内，氧化钙颗粒与氯化氢气体发生固氯反应，固氯反应脱除氯化氢并产生固体颗粒；
S150、裂解气和固氯反应产生的固体颗粒在第三分离器10内进行第三次气固分离；
S160、第三次气固分离后的裂解气进入焙烧流化床6；
S170、第三次气固分离后的固体颗粒进入催化裂解流化床2。
如图2所示，本发明提供一种可应用上述工艺的一种含氯塑料固氯制油的装置，包括脱氯流化床4、催化裂解流化床2、第一分离器5、焙烧流化床6、第二分离器7、催化改质塔11、精馏塔12和第三分离器10。
催化裂解流化床2一旁的第一螺旋进料机1将一定质量的裂解催化剂送入催化裂解流化床2内作为初始床料。然后脱氯流化床4一旁的第二螺旋进料机3将含氯塑料连续送入脱氯流化床4内，控制脱氯流化床4加热到300℃，直到含氯塑料完成脱氯反应。完成脱氯反应的含氯塑料进入到催化裂解流化床2，再控制催化裂解流化床2加热到800-900℃，在裂解催化剂的作用下，完成脱氯反应的含氯塑料发生裂解反应并被转化为油气混合物，同时裂解催化剂的表面被碳覆盖，成为积碳裂解催化剂，失去催化作用。
第一分离器5具有第一进口51、第一气体出口52和第一固体出口53。第一分离器5的第一进口51与催化裂解流化床2连通，在循环风机16的作用下，油气混合物和积碳裂解催化剂从第一进口51进入第一分离器5。油气混合物和积碳裂解催化剂从第一进口51进入到第一分离器5内进行第一次气固分离。其中，油气混合物从第一气体出口52排出，积碳裂解催化剂从第一固体出口53排出。从第一固体出口53排出的积碳裂解催化剂经过回料阀18后进入焙烧流化床6。
积碳裂解催化剂在焙烧流化床6内进行焙烧处理。表面积累的碳被燃烧后，裂解催化剂重新具备催化作用，完成再生。焙烧处理的过程中产生热烟气和再生的裂解催化剂。
第二分离器7具有第二进口71、第二气体出口72和第二固体出口73。第二进口71与焙烧流化床6流化床连通，第二固体出口73与脱氯流化床4 连通。第三分离器10具有第三进口101、第三气体出口102和第三固体出口 103，第三进口101与脱氯流化床4和第二固体出口73均连通，第三气体出口102与焙烧流化床6连通，第三固体出口103与催化裂解流化床2连通。
热烟气和再生裂解催化剂从第二进口71进入第二分离器7，并在第二分离器7内进行气固分离，其中热烟气从烟囱14排出。第三螺旋进料机9用于将氧化钙颗粒送入第三分离器10内，氧化钙颗粒在第三分离器10内与氯化氢发生固氯反应，固氯反应生成固体颗粒。再生裂解催化剂从第二固体出口 73排出并从第三进口101进入第三分离器10内，由于再生裂解催化剂的温度保持在800-900℃，因此为固氯反应提供了一个高温的环境，加快了固氯反应的速率。由于第三分离器10也含有裂解气，因此再生裂解催化剂和裂解气在
第三分离器10内进行气固分离，其中，再生裂解催化剂和固氯反应生成的固体颗粒从第三固体出口103排出并进入催化裂解流化床2作为催化源和热源，实现了裂解催化剂的再生利用。
催化改质塔11具有第四进口111和第四气体出口112，第四进口111与第一分离器5的第一气体出口52连通。精馏塔12具有第五进口121、液体出口122出口和第五气体出口123，第五进口121与第四气体出口112连通，液体出口122出口与一油罐13连通，第五气体出口123与催化裂解流化床2、脱氯流化床4和焙烧流化床6均连通。
从第一气体出口52排出的油气混合物从第四进口111进入催化改质塔 11，经过催化改质后从第四气体出口112排出并从第五进口121进入精馏塔 12，在精馏塔12内进行油气分离。油气分离产生燃料油和裂解气，燃料油一部分进入油罐13；裂解气从第五气体出口123排出，一部分返回至脱氯流化床4和催化裂解流化床2内作为流化介质，另一部分进入焙烧流化床6内进行燃烧放热，补充焙烧时所需的热量，因此实现了裂解气的循环利用。
在一个实施例中，还包括换热器15，换热器15具有内腔，内腔与一鼓风机17连通。换热器15的内腔中具有一沿横向蛇形布置的管路151，管路151 由易导热材料制成、其两端分别与第二气体出口72和烟囱14连通。从第二分离器7的第二气体出口72排出的热烟气的进入管路151内，并与内腔中的空气进行逆向间接接触式换热。管路151蛇形布置有利于增加热烟气在从烟囱14排出前和空气间接接触的时间和面积，使热量交换更充分，吸热的空气则进入焙烧流化床6内作为流化介质和助燃剂。
在一个实施例中，第二分离器7的第二固体出口73处设置有锥形阀74。锥形阀74能控制从第二固体出口73排出的再生裂解催化剂进入第三分离器 10和催化裂解流化床2的质量比例，从而控制固氯反应和催化裂解反应的温度。方便用户根据实际生产的情况进行调节。
在一个实施例中，循环风机16为防爆引风机。由于再循环裂解气进入引风机内易与泄露空气混合发生爆炸。因此循环风机16采用防爆引风机有利于保证生产的安全性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种含氯塑料固氯制油的装置，其特征在于：包括：
第一螺旋进料机（1）和催化裂解流化床（2），所述第一螺旋进料机（1）用于将裂解催化剂送入所述催化裂解流化床（2）内；
第二螺旋进料机（3）和脱氯流化床（4），所述第二螺旋进料机（3）用于将含氯塑料送入所述脱氯流化床（4）内，所述脱氯流化床（4）与所述催化裂解流化床（2）连通；
第一分离器（5），具有第一进口（51）、第一气体出口（52）和第一固体出口（53），所述第一分离器（5）用于对所述催化裂解流化床（2）产生的物质进行第一次气固分离，所述第一进口（51）与所述催化裂解流化床（2）连通；
焙烧流化床（6），所述焙烧流化床（6）与所述第一分离器（5）的所述第一固体出口（53）连通；
第二分离器（7），具有第二进口（71）、第二气体出口（72）和第二固体出口（73），所述第二分离器（7）用于对所述焙烧流化床（6）内产生的物质进行第二次气固分离，所述第二进口（71）与所述焙烧流化床（6）连通，所述第二固体出口（73）与所述脱氯流化床（4）连通；
第三螺旋进料机（9）和第三分离器（10），所述第三螺旋进料机（9）用于将氧化钙颗粒送入所述第三分离器（10）内，所述第三分离器（10）具有第三进口（101）、第三气体出口（102）和第三固体出口（103），所述第三进口（101）与所述脱氯流化床（4）和所述第二固体出口（73）均连通，所述第三气体出口（102）与所述焙烧流化床（6）连通，所述第三固体出口（103）与所述催化裂解流化床（2）连通；
催化改质塔（11），具有第四进口（111）和第四气体出口（112），所述第四进口（111）与所述第一分离器（5）的所述第一气体出口（52）连通；
精馏塔（12），具有第五进口（121）、液体出口（122）和第五气体出口（123），所述第五进口（121）与所述第四气体出口（112）连通，所述液体出口（122）与一油罐（13）连通，所述第五气体出口（123）与所述催化裂解流化床（2）、所述脱氯流化床（4）和所述焙烧流化床（6）均连通；
烟囱（14），与所述第二分离器（7）的所述第二气体出口（72）连通；
所述含氯塑料固氯制油的装置应用于如下工艺中，所述工艺包括以下步骤：
第一螺旋进料机（1）将一定质量的裂解催化剂送入催化裂解流化床（2）内作为初始床料；
第二螺旋进料机（3）将含氯塑料连续送入脱氯流化床（4）内，并进行脱氯反应；
完成脱氯反应的含氯塑料进入催化裂解流化床（2）内，并进行催化裂解反应，催化裂解反应产生积碳裂解催化剂和油气混合物；
积碳裂解催化剂和油气混合物进入第一分离器（5）内进行第一次气固分离；
第一次气固分离后的积碳裂解催化剂进入焙烧流化床（6）内进行焙烧处理，焙烧处理使积碳裂解催化剂再生；
第一次气固分离后的油气混合物进入催化改质塔（11）内进行催化改质反应；
催化改质后的油气混合物进入精馏塔（12）内进行油气分离，油气分离产生燃料油和裂解气；
燃料油进入油罐（13）内储存；
裂解气一部分进入焙烧流化床（6）内燃烧放热并产生热烟气，另一部分经循环风机（16）增压后回到催化裂解流化床（2）和脱氯流化床（4）作为流化介质；
热烟气和再生裂解催化剂进入第二分离器（7）内进行第二次气固分离；
第二次气固分离后的热烟气与空气进行换热后从烟囱（14）排出，吸热后的空气进入焙烧流化床（6）；
第二次气固分离后的再生裂解催化剂，一部分进入脱氯流化床（4）内，另一部分进入第三分离器（10）内；
裂解气和脱氯反应产生的氯化氢气体进入第三分离器（10）；
第三螺旋进料机（9）将氧化钙颗粒送入第三分离器（10）内，氧化钙颗粒与氯化氢气体发生固氯反应，固氯反应脱除氯化氢并产生固体颗粒；
裂解气和固氯反应产生的固体颗粒在第三分离器（10）内进行第三次气固分离；
第三次气固分离后的裂解气进入焙烧流化床（6）；
第三次气固分离后的固体颗粒进入催化裂解流化床（2）。
2.根据权利要求1所述的一种含氯塑料固氯制油的装置，其特征在于：还包括换热器（15），所述换热器（15）具有内腔，所述内腔与一鼓风机（17）连通，所述换热器（15）的内腔中具有一沿横向蛇形布置的管路（151），所述管路（151）由易导热材料制成、其两端分别与所述第二气体出口（72）和所述烟囱（14）连通。
3.根据权利要求1所述的一种含氯塑料固氯制油的装置，其特征在于：所述第二分离器（7）的所述第二固体出口（73）处设置有锥形阀（74），所述锥形阀（74）能控制从所述第二固体出口（73）排出的物质流量，并对排出的物质的方向进行导向。
4.根据权利要求1所述的一种含氯塑料固氯制油的装置，其特征在于：所述循环风机（16）为防爆引风机。
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