CN111349452B - 一种裂解塑料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种裂解塑料的方法，属于塑料裂解技术领域。本发明的裂解塑料的方法，包括以下步骤：在搅拌和抽真空条件下，将待裂解烃类塑料碎料在导热油中进行热裂解，对热裂解产生的气体冷凝收集。该方法只需要将待裂解烃类塑料碎料在导热油中进行热裂解，即可得到裂解气；该方法利用导热油作为介质，可使得塑料碎料受热均匀，且可促使裂解产物溶入导热油，辅助促进裂解，提高回收率，该方法裂解效率高，出油率高，环保节能。

Description

一种裂解塑料的方法
技术领域
本发明涉及一种裂解塑料的方法，属于塑料裂解技术领域。
背景技术
塑料的大量生产和使用，在推动经济增长、提高人们生活水平的同时也带来了诸多问题。由于塑料品种多、用量大，收集、分类工作量大，通常在自然环境中长期不易分解，形成所谓的“白色污染”，特别是塑料包装物的使用周期非常短，很快以各种方式、从各种途径进入环境中。如何对废旧塑料进行妥善处理就变得非常有必要。
目前，针对废旧塑料的处理方法主要有:焚烧、填埋、回收再利用和热裂解回收等方法。焚烧将会产生大量有毒物质，填埋法将占用大量的土地资源，回收再利用法对废旧塑料的要求较高，为了达到无杂质的要求，需要大量的前处理工作，热裂解方法可将废旧塑料转变为石油化工产品的原料，且适合混合废旧塑料的处理，既能净化环境，又能开发新能源，实现材料再循环。然而，现有的热裂解方法较多采用熔融裂解装置，这种工艺容易产生碳化结焦，且结焦难以清除，因此生产效率和油气回收效率均较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种裂解塑料的方法，该方法的生产效率和油气回收效率较高。
本发明的技术方案如下：
一种裂解塑料的方法，包括以下步骤：在搅拌和抽真空条件下，将待裂解烃类塑料碎料在导热油中进行热裂解，对热裂解产生的气体冷凝收集。
本发明的裂解塑料的方法，只需要将待裂解烃类塑料碎料在导热油中进行热裂解，即可得到裂解气；该方法利用导热油作为介质，可使得烃类塑料碎料受热均匀、不易碳化，导热油可溶解裂解产物，辅助促进裂解，提高回收率，该方法裂解效率高，出油率高，环保节能。
应当理解的是，本发明对于热裂解所用的裂解反应釜不作限定，采用本领域常规的夹套电加热反应釜即可。
烃类塑料碎料热裂解后产生的小分子烃类裂解气从裂解釜中放出，通过冷凝器将其冷凝成液体。在多次投料(烃类塑料碎料)后，裂解釜中残碳过多时，可将裂解釜内物料全部放出，过滤后将导热油重新加入釜中，重复利用。
可以理解的是，热裂解时的温度是能够使得烃类塑料快速裂解得到目标裂解气即可。优选地，所述热裂解的温度为320～400℃。320～400℃的温度可使得碳碳键断裂，形成低碳数的烃类。
优选地，所述导热油为沸点为320～400℃的导热油。其作用是易于烃类塑料碎料的受热均匀、分散均匀。
应当理解的是，导热油作为传热介质、分散介质、溶解产物的溶剂，裂解时根据裂解温度选择合适的导热油，即裂解所用的导热油的沸点应高于裂解温度。优选地，所述导热油为氢化三联苯、联苯-联苯醚类、二苄基甲苯、单苄基甲苯中的一种或两种以上的组合。氢化三联苯(沸点为352.8℃)、联苯-联苯醚类(沸点为400℃)、二苄基甲苯、(沸点为390℃)均适合作为导热油，用于烃类塑料的热裂解。
优选地，所述烃类塑料为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-环烯烃共聚物、聚双环戊二烯、环戊二烯共聚物、聚苯乙烯中的一种或两种以上。
可以理解的是，待裂解烃类塑料碎料是将烃类塑料破碎后得到的，优选地，所述烃类塑料碎料是通过将烃类塑料在水中进行破碎得到的。在水中进行破碎，可在较低的成本下避免烃类塑料破碎时被氧化，有利于提高油气收率。
优选地，所述烃类塑料与导热油的质量比为30～60:100。
为了提高热裂解的效率，优选地，所述烃类塑料碎料的粒径为1-2mm。
为了保证热裂解完全，优选地，所述裂解的时间为2-5h。
为了避免热裂解时氧化，提高油气收率，所述裂解是在抗氧剂的存在下进行的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164、抗氧剂264中的一种或两种以上的组合。
优选地，抗氧剂的加入量为导热油重量的0.1-1％。
优选地，所述抽真空条件下的真空度为0.01-0.04MPa。0.01-0.04MPa的真空度可使裂解得到的小分子产物容易脱离裂解体系，使得反应向裂解方向进行，进一步提高裂解速度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
一、本发明的裂解塑料的方法的具体实施例如下：
实施例1
本实施例的裂解塑料的方法，步骤如下：
(1)在搅拌下，将0.1％的抗氧剂1010加入到装有氢化三联苯的反应釜中，再加入水下粉碎得到的粒径在1mm左右的聚乙烯粉料，加入的烃类塑料与导热油的质量比为30:100。
(2)在搅拌下，同时开启加热系统、冷凝管冷却系统和真空系统，使反应体系升温到320℃、冷却介质保持0℃左右以使裂解产物冷凝、真空度保持在0.01MPa，裂解反应5个小时，裂解产物(主要是C1～C12的烃类化合物)的收率为72％。
实施例2
本实施例的裂解塑料的方法，步骤如下：
(1)在搅拌下，将0.3％的抗氧剂1076加入到装有二苄基甲苯的反应釜中，再加入水下粉碎得到的粒径在2mm左右的聚双环戊二烯粉料。烃类塑料与导热油的质量比为40:100。
(3)在搅拌下，同时开启加热系统、冷凝管冷却系统和真空系统，使反应体系升温到390℃、冷却介质保持0℃左右、真空保持在0.02MPa。裂解反应保持2个小时，裂解产物的收率为85％。
聚双环戊二烯(PDCPD)是一种常用的热固性塑料，废弃后只能采用粉碎用作塑料加工的填料，或进行裂解成油气做燃料利用。现有的裂解技术是采用热裂解方法，生成约60％的油气，其余是残渣，生产效率和油气回收效率都较低，采用本实施例的裂解塑料的方法，利用导热油进行热裂解的方式大幅提高了回收率，高达85％。
实施例3
(1)在搅拌下，将0.5％的抗氧剂264加入到装有联苯-联苯醚类的反应釜中，再加入水下粉碎得到的粒径在1.5mm左右的聚苯乙烯粉料，加入的塑料与导热油的质量比为50:100。
(2)在搅拌下，同时开启加热系统、冷凝管冷却系统和真空系统，使反应体系升温到390℃、冷却介质保持0℃左右以使裂解产物冷凝、真空度保持在0.01MPa，裂解反应4个小时，裂解产物的收率为83％。
实施例4
(1)在搅拌下，将1％的抗氧剂164加入到装有二苄基甲苯类的反应釜中，再加入水下粉碎得到的粒径在1.5mm左右的聚丙烯粉料，加入的塑料与导热油的质量比为60:100。
(2)在搅拌下，同时开启加热系统、冷凝管冷却系统和真空系统，使反应体系升温到380℃、冷却介质保持0℃左右以使裂解产物冷凝、真空度保持在0.01MPa，裂解反应3个小时，裂解产物的收率为68％。

Claims (4)

1.一种裂解塑料的方法，其特征在于，包括以下步骤：在搅拌和抽真空条件下，将待裂解烃类塑料碎料在导热油中进行热裂解，对热裂解产生的气体冷凝收集；在多次投料后，裂解釜中残碳过多，将裂解釜内物料全部放出，过滤后将导热油重新加入釜中，重复利用；
所述导热油为氢化三联苯、联苯-联苯醚类、二苄基甲苯、单苄基甲苯中的一种或两种以上的组合；所述烃类塑料为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-环烯烃共聚物、聚双环戊二烯、环戊二烯共聚物、聚苯乙烯中的一种或两种以上；
所述热裂解的温度为320~400℃；所述烃类塑料与导热油的质量比为30~60:100；所述裂解的时间为2-5h；所述裂解所用的导热油的沸点高于裂解温度；
所述裂解是在抗氧剂的存在下进行的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164、抗氧剂264中的一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的裂解塑料的方法，其特征在于，所述烃类塑料碎料是通过将烃类塑料在水中进行破碎得到的。
3.根据权利要求1或2所述的裂解塑料的方法，其特征在于，所述烃类塑料碎料的粒径为1-2mm。
4.根据权利要求1或2所述的裂解塑料的方法，其特征在于，所述抽真空条件下的真空度为0.01-0.04MPa。
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