CN114479901A - 一种废塑料的预处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废塑料的预处理方法和系统，废塑料和任选的由废塑料脱氯单元所得的脱氯废塑料，进入废塑料预处理单元，与预处理剂、溶剂油接触进行脱杂反应，分离产物得到脱杂含塑溶液，所述脱杂含塑溶液中金属含量、氯含量和硅含量均很低，有效减少了废塑料中杂质对后续处理单元的影响作用。本发明在生产过程中排污小，环保性好，降低碳排放，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。

Description

一种废塑料的预处理方法和系统

技术领域

本发明涉及固体废塑料处理技术领域，具体涉及一种废塑料预处理的方法和系统。

背景技术

塑料工业的发展给社会发展做出了巨大的贡献，目前我国的年塑料生产量已经高达1.2亿吨左右，其中绝大多数经过一次使用后即丢弃到环境中。据统计，我国的废塑料产量约为240～480万吨/年；到2035年全球约有80亿吨废塑料存在于自然环境中，由于塑料完全降解需要200～500年，因此废塑料的不断累积不仅造成了严重的环境污染，甚至影响了自然环境中的生态平衡。

现有的废塑料处理技术主要有填埋和焚烧两种方式，填埋除了占用大量土地外，极易造成二次污染，并不能从本质上解决问题；而目前国内有能够处理废塑料的垃圾焚烧发电厂仅约400个，如将所有废塑料采用垃圾焚烧发电的方式解决，预计仍需建设1000个以上，这明显是不可行的。此外，废塑料物理回收工艺成本高，经济价值低，企业获利不足且回收过程中易造成二次污染，均导致废旧塑料资源回收发展较慢。

现阶段，废塑料化学转化被认为是唯一能实现可持续发展的工艺。其中的热解工艺因其环保性、高收益率等优点被各国的研究人员和企业所关注。然而对混合废塑料而言，废塑料热解工艺的油收较低，且由于废塑料组成复杂，本身含有大量的杂原子；在塑料生产过程中也会添加大量有机或无机的各类添加剂以提高塑料性能；塑料在丢弃过程中易粘连大量的杂质等原因，现有技术的热解工艺主要存在的问题是热解油品质不达标，特别是其中Cl、Si杂质含量高。热解油中的Cl主要来自于废塑料中的PVC 分解，多为小分子有机氯，在后续的油品加工过程中易分解形成HCl而造成严重的腐蚀。现有技术中针对热解油脱氯主要采用碱性物质中和，但这一方面产生了大量的固废，另一方面使PVC最终转化成NaCl、CaCl₂等无机盐，本质上降低了其价值。热解油中的Si主要来自于硅油、硅树脂、硅橡胶粉末等高分子添加剂的分解以及SiO₂等无机添加剂，主要为烷基环氧硅烷，是后续加工工艺催化剂的毒物，会导致催化剂永久性失活。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中废塑料热解油中有害元素Cl、Si杂质含量高，导致后续工艺过程管线和设备易腐蚀、催化剂易失活的问题。从而提供一种废塑料预处理的方法和系统。

本发明的第一方面提供一种废塑料预处理的方法，包括以下步骤：

(1)任选的废塑料溶解脱氯单元，废塑料进入废塑料溶解脱氯单元，在有机溶剂I中充分溶解，溶解后物料经固液分离后，得到含氯溶液和脱氯废塑料，所述有机溶剂I选自四氢呋喃、酮类溶剂、氯化脂肪烃中的一种或几种；

(2)废塑料和任选的步骤(1)脱氯废塑料，进入废塑料预处理单元，与预处理剂、溶剂油接触进行脱杂反应，反应流出物经固液分离单元，分离为不溶物和脱杂含塑溶液，所述脱杂含塑溶液中金属含量小于5μg/g、氯含量小于20μg/g、硅含量小于3μg/g；所述预处理剂为腐殖土、赤泥、炼油装置废催化剂、高岭土、半焦、活性炭、气化灰渣中的一种或几种，以及任选的碱性氧化物。。

在本发明中，“任选的”含义是可选组分的意思，任选的废塑料溶解脱氯单元是指废塑料溶解脱氯单元是可选择的处理单元。在本发明的一个实施方式中，废塑料先进入废塑料溶解脱氯单元进行脱氯处理得到脱氯废塑料。在本发明的一个实施方式中，所述废塑料不进入废塑料溶解脱氯单元，而是直接进入废塑料预处理单元。

在本发明中，所述废塑料为新鲜生活垃圾中废塑料、工农业生产中废塑料、陈化垃圾中废塑料中的一种或几种，可以是上述废塑料初步加工形成的废塑料棒、废塑料粒、废塑料片等中的一种或几种，优选无法物理回收再生的品质较差废塑料，废塑料的种类为PE、PP、PS、PVC中的一种或多种。

在本发明一个实施方式中，废塑料在进入任选的废塑料溶解脱氯单元、废塑料预处理单元前进行清洗、干燥和破碎，破碎后的废塑料粒度为 1～200mm，优选为1～50mm。

在优选的情况下，步骤(1)所述有机溶剂I为四氢呋喃与酮类溶剂以任意重量比例组成的混合溶剂，所述酮类溶剂选自甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮中一种或几种；

有机溶剂I与废塑料的重量比例为1:10～10:1。

在本发明的一个实施方式中，所述酮类溶剂选自甲乙酮、环己酮中一种或几种；优选为甲乙酮；

在本发明的一个实施方式中，所述有机溶剂I为四氢呋喃与酮类溶剂以1:3～3:1重量比例组成的混合溶剂，进一步优选，所述有机溶剂I为四氢呋喃与酮类溶剂以1:2～2:1重量比例组成的混合溶剂。

在本发明的一个实施方式中，将所述有机溶剂I进行预热，预热温度为40～60℃，预热后的有机溶剂I进入废塑料溶解脱氯单元。

在本发明的一个实施方式中，废塑料在废塑料溶解脱氯单元，在 50～100℃温度下，在有机溶剂I中充分溶解，废塑料的停留时间为30～60min。溶解后物料经固液分离装置I进行固液分离，所述固液分离装置I的操作温度为50～100℃。优选所得脱氯废塑料中氯含量为小于20μg/g。

在本发明的一个实施方式中，设置溶剂回收单元I，固液分离装置I 所得含氯溶液进入溶剂回收单元I，经析出处理和分离后，得到PVC和/ 或PS颗粒和回收的有机溶剂I。

在本发明的一个实施方式中，在溶剂回收单元I中，所述析出处理选自反萃取、简单蒸馏、闪蒸、精馏中一种或几种方式。

在本发明其中一种优选的实施方式中，在溶剂回收单元I中，析出处理采用反萃取耦合蒸馏的方式，反萃取剂为水，反萃取的温度为70～100℃，蒸馏温度为80～100℃。含氯溶液进入溶剂回收单元I中与反萃取剂水接触后，溶解的PVC和/或PS以固体颗粒的形式析出，液体部分则是含水的有机溶剂I。含水的有机溶剂I经蒸馏处理后，得到水和回收的有机溶剂I，所得回收的有机溶剂I可重复使用。

在本发明的一个实施方式中，反萃取后物料采用过滤的方式进行分离，得到PVC和/或PS颗粒和含有机溶剂废水。采用的过滤装置为一级或多级串联或并联的压滤机、板框、离心机、螺旋挤压脱溶剂设备中的一种或几种。

在本发明的一个实施方式中，在步骤(2)中，废塑料预处理单元的反应条件为：反应温度为250～410℃，压力为0.1～5MPa，废塑料的停留时间为10～60min。在优选的情况下，废塑料预处理单元的反应条件为：反应温度为320～390℃，压力为0.5～4.0MPa，废塑料的停留时间为15～45min。

在本发明一个实施方式中，溶剂油的馏程范围为80～550℃，溶剂油中总芳烃含量高于50质量％，单环芳烃含量高于20质量％；在优选的情况下，溶剂油中单环芳烃含量高于40质量％。溶剂油与废塑料的重量比例为1:10～10:1，在优选的情况下，溶剂油与废塑料的重量比例为1:1～7:1。

在本发明一个实施方式中，预处理剂的粒径范围为75～150μm；预处理剂与废塑料的重量比例为1:10～2:1，优选为1:7～1:5。

在本发明优选的一个实施方式中，所述预处理剂为废催化裂化催化剂、腐殖土、活性炭中的一种或几种，以及任选的碱性氧化物。

在本发明中，“任选的”含义是可选组分的意思。在本发明其中一个的实施方式中，预处理剂中除了其他组分外，还含有碱性氧化物。

本发明所述的腐殖土为垃圾填埋场挖掘出的废塑料夹带的由植物物质及各类有机垃圾腐烂后形成的混合物。

所述半焦为煤、生物质、废塑料等含碳物质在350～600℃条件下热解生成的固体产物。

所述气化灰渣为煤、半焦、焦炭、生物质、石油焦、废塑料等含碳物质在高于600℃、常压或加压条件下与气化剂反应后剩余的固体产物。

废塑料预处理单元内，大多数塑料溶解于溶剂油并在预处理剂的作用下进行脱硅和脱金属反应，废塑料中的PVC充分分解为HCl并被预处理剂捕获，起到了脱氯的作用。脱杂后的反应流出物进入固液分离单元，分离为不溶物和脱杂含塑溶液。

本发明对固液分离单元的具体形式没有限定，可以是各种形式的过滤器、离心机中的一种或多种。在本发明的一个实施方式中，所述固液分离单元设置加热及保温装置，加热装置是外热式或内热式的一种或几种，固液分离单元的操作温度为250～410℃。所述的固液分离单元为过滤器时，滤网孔径为0.1～1mm，优选为0.1～10μm。

在本发明所述废塑料预处理单元中，将废塑料中金属杂质、氯杂质和硅杂质进行有效脱除，本发明所得的脱杂含塑溶液可以作为烃类原料，继续进行后续加工处理，以生产烯烃、芳烃等化工原料，或者生产车用燃料等产品。在本发明的一个实施方式中，所述脱杂含塑溶液中金属含量小于 3μg/g、氯含量小于1μg/g、硅含量小于1μg/g。其中硅杂质是以塑料加工过程中添加的有机硅高分子的原始形态脱除，有效避免了硅杂质对后续加工单元催化剂的影响作用。同时通过降低废塑料中的氯含量，有效避免了氯杂质对后续加工单元的影响作用。

在本发明其中一个实施方式中，还包括步骤(3)：

(3)步骤(2)所得不溶物进入抽提单元，与有机溶剂II接触进行溶剂抽提，所得产物经固液分离后，得到固相物料和液相物料，

所得固相物料在预处理剂回收单元经处理后，至少部分作为循环预处理剂返回步骤(2)的废塑料预处理单元；

所得液相物料在溶剂回收单元II，进行析出处理和分离，得到固体塑料颗粒和回收的有机溶剂II。

在本发明其中一个实施方式中，所述抽提单元中设置溶剂抽提塔或静态混合抽提器中的一种或几种，抽提单元的具体操作条件与所选有机溶剂 II相匹配，抽提的目的是脱除外排固相物料上粘附的溶剂油，降低外排固体物料总量，最终达到减排的目的。

在优选的情况下，所述有机溶剂II选自苯、甲苯、三氯甲烷、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二硫化碳、四氢呋喃、汽油中的一种或几种。

在本发明的一个实施方式中，抽提单元所得的固相物料在预处理剂回收单元进行处理，部分或全部作为循环预处理剂返回步骤(2)中，所述预处理剂回收单元包括筛分、再生处理方式中的一种或几种。

在本发明的一个实施方式中，抽提单元所得的液相物料在溶剂回收单元II，进行析出处理和分离，得到固体塑料颗粒和回收的有机溶剂II。在溶剂回收单元II中，所述析出处理选自反萃取、简单蒸馏、闪蒸、精馏中一种或几种方式。具体操作温度根据所选溶剂种类及配比灵活调控。

本发明另一方面还提供一种用于上述任一方法的废塑料预处理的系统，包括，任选的废塑料溶解脱氯单元、废塑料预处理单元、固液分离单元；

所述废塑料溶解脱氯单元设置废塑料入口、有机溶剂I入口、含氯溶液出口和脱氯废塑料出口；

所述废塑料预处理单元设置废塑料入口、任选的脱氯废塑料入口、预处理剂入口、溶剂油入口和预处理后物料出口，预处理后物料出口与固液分离单元的入口连通，固液分离单元设置不溶物出口和脱杂含塑溶液出口。

在本发明的一个实施方式中，所述系统还设置溶剂回收单元I，所述溶剂回收单元I设置含氯溶液入口，PVC和/或PS颗粒出口、回收的有机溶剂I出口；废塑料溶解脱氯单元的含氯溶液出口与溶剂回收单元I的含氯溶液入口连通。

在本发明的一个实施方式中，所述系统还包括抽提单元、预处理剂回收单元、溶剂回收单元II；

所述抽提单元设置不溶物入口、有机溶剂II入口、固相物料出口、液相物料出口，固液分离单元的不溶物出口与抽提单元的不溶物入口连通；

预处理剂回收单元设置固相物料入口，循环预处理剂出口，抽提单元的固相物料出口与预处理剂回收单元的固相物料入口连通，预处理剂回收单元的循环预处理剂出口与废塑料预处理单元的预处理剂入口连通；

溶剂回收单元II设置液相物料入口，固体塑料颗粒出口和回收的有机溶剂II出口，抽提单元的液相物料出口与溶剂回收单元II的液相物料入口连通。

本发明的特点：

本发明提供的废塑料预处理的方法和系统，可以将废塑料中的金属杂质、氯杂质和硅杂质进行有效脱除，避免了金属杂质、氯杂质对后续加工单元的影响作用；其中，硅杂质是以塑料加工过程中添加的有机硅高分子的原始形态脱除，有效避免了后续加工单元的催化剂的失活问题。此外，本发明提供的方法和系统，生产过程中排污小，环保性好，降低碳排放，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明提供的废塑料预处理的方法和系统其中一个实施方式的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

图1是本发明提供的废塑料预处理的方法其中一种实施方式的示意图，如图1所示，经过干燥、破碎处理的废塑料25进入废塑料溶解脱氯单元1，在有机溶剂I 8中充分溶解，溶解后物料经固液分离后，得到含氯溶液10和脱氯废塑料9，所述有机溶剂I选自四氢呋喃、酮类溶剂、氯化脂肪烃中的一种或几种。所得含氯溶液10进入溶剂回收单元I 2，经析出处理和分离后，得到PVC和/或PS颗粒12和回收的有机溶剂I 11，回收的有机溶剂I 11循环使用。

经过干燥、破碎处理的废塑料13和任选的脱氯废塑料9，进入废塑料预处理单元3，与溶剂油14、预处理剂15接触进行脱杂反应，反应流出物16经固液分离单元4，分离为不溶物17和脱杂含塑溶液24。所述预处理剂为腐殖土、赤泥、炼油装置废催化剂、高岭土、半焦、活性炭、气化灰渣中的一种或几种，以及任选的碱性氧化物。

所得不溶物17进入抽提单元5，与有机溶剂II 18接触进行溶剂抽提，所得产物经固液分离后，得到固相物料21和液相物料19。所得固相物料 21在预处理剂回收单元7经处理后，至少部分作为循环预处理剂22返回废塑料预处理单元3，剩余部分固相物料23排出装置。所得液相物料19 在溶剂回收单元II 6，进行析出处理和分离，得到固体塑料颗粒26和回收的有机溶剂II 20，回收的有机溶剂II 20循环使用。

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不因此而使本发明受到任何限制。

在实施例中，固体混合物中氯含量采用库仑法进行测定，具体方法为《石油化工分析方法》(RIPP试验方法)中的《电量法测定原油中总氯含量》(RIPP 64-90)的方法进行测定。所用仪器为微库仑分析仪。试样为冷冻粉碎后的废塑料粉末样品。

在实施例中，液体混合物中氯含量同样采用《电量法测定原油中总氯含量》(RIPP64-90)的方法进行测定。所不同的是试样为液体混合物。

在实施例中，液体混合物中硅含量采用《使用过的润滑油中添加剂元素、磨损金属和污染物以及基础油中某些元素测定法(电感耦合等离子体发射光谱法)》(GB17476-1998)方法进行测定。

废塑料A为山东省某地区温室大棚棚膜、地膜等，经清洗、干燥后粉碎为<50mm，所得废塑料样品A中灰分为4.3％，水分为0.5％。

实施例1

将破碎后的废塑料A通过螺旋进料器送往废塑料预处理单元，废塑预处理单元采用外热式溶解釜，与预处理剂、溶剂油混合后，在350℃、1.5MPa 下进行脱杂处理，废塑料A的停留时间为30min，反应后物料经固液分离单元分离为不溶物和脱杂含塑溶液。所得脱杂含塑溶液中硅含量为＜ 1μg/g，氯含量为6μg/g，总金属含量为5.5μg/g。将不溶物送至抽提单元，与四氢呋喃接触进行溶剂抽提，所得产物经分离后，得到固相物料和液相物料，所得固相物料在预处理剂回收单元经处理后，部分作为循环预处理剂返回废塑料预处理单元。液相物料在溶剂回收单元，与反萃取剂水接触进行反萃取处理，所得固液混合物经过过滤，得到固体塑料颗粒和混合液，所得的混合液经精馏分别回收四氢呋喃和反萃取剂以循环使用。

采用的溶剂油为催化裂化轻循环油，其馏程范围为195～355℃，总芳烃含量为73质量％，单环芳烃含量为52质量％；溶剂油与废塑料的重量比例为5:1。

采用的预处理剂为炼厂提供的废FCC平衡剂，粒径为75～150μm；预处理剂与废塑料的重量比例为1:9。

采用的反萃取剂为水，用量为液相物料的3倍，反萃取温度为常温。

废塑料B为江苏省某造纸厂垃圾中分选出的废塑料，经清洗、干燥后破碎为<50mm，破碎后废塑料B中灰分为9.5％，水分为0。

实施例2

将破碎后废塑料B通过螺旋进料器送往废塑料预处理单元，废塑预处理单元采用外热式溶解釜，与预处理剂、溶剂油混合后，在300℃、1.2MPa 下进行脱杂处理，废塑料B的停留时间为40min，反应后物料经固液分离单元分离为不溶物和脱杂含塑溶液。所得脱杂含塑溶液中硅含量为＜1μg/g，氯含量为18μg/g，总金属含量为7.9μg/g。将不溶物送至抽提单元，与四氢呋喃接触进行溶剂抽提，所得产物经分离后，得到固相物料和液相物料，所得固相物料在预处理剂回收单元经处理后，部分作为循环预处理剂返回废塑料预处理单元。液相物料在溶剂回收单元，与反萃取剂水接触进行反萃取处理，所得固液混合物经过过滤，得到固体塑料颗粒和混合液，所得的混合液经精馏分别回收四氢呋喃和反萃取剂以循环使用。

采用的溶剂油为催化裂化轻循环油，其馏程范围为195～355℃，总芳烃含量为73质量％，单环芳烃含量为52质量％；溶剂油与废塑料的重量比例为5:1。

采用的预处理剂为腐殖土与CaO，其质量比为8:2，粒径为75～150μm；预处理剂与废塑料的重量比例为1:7。

实施例3

将破碎后废塑料B通过螺旋进料器送往废塑料预处理单元，废塑预处理单元采用外热式溶解釜，与预处理剂、溶剂油混合后，在350℃、1.8MPa 下进行脱杂处理，废塑料B的停留时间为45min，反应后物料经固液分离单元分离为不溶物和脱杂含塑溶液。所得脱杂含塑溶液中硅含量为小于 1μg/g，氯含量为10μg/g，总金属含量为3.8μg/g。

采用的溶剂油为炼厂VGO，其馏程范围为275～581℃，总芳烃含量为 45.1质量％，单环芳烃含量为21质量％；溶剂油与废塑料的重量比例为 5:1。

采用的预处理剂为活性炭与Fe₂O₃，其质量比为9:1，粒径为 75～150μm。预处理剂与废塑料的重量比例为1:8。

实施例4

将破碎后废塑料B通过螺旋进料器送往废塑料预处理单元，废塑预处理单元采用外热式溶解釜，与预处理剂、溶剂油混合后，在350℃、1.8MPa 下进行脱杂处理，废塑料B的停留时间为30min，反应后物料经固液分离单元分离为不溶物和脱杂含塑溶液。所得脱杂含塑溶液中硅含量为小于 1μg/g，氯含量为11μg/g，总金属含量为4.1μg/g。

采用的溶剂油为催化裂化轻循环油，其馏程范围为156～338℃，总芳烃含量为76.8质量％，单环芳烃含量为63.8质量％；溶剂油与废塑料的重量比例为5:1。

采用的预处理剂为活性炭与Fe₂O₃，其质量比为9:1，粒径为 75～150μm。预处理剂与废塑料的重量比例为1:8。

对比例1

本对比例与实施例4的废塑料原料、溶剂油、脱杂处理反应条件都相同，不同的是本对比例中不采用任何预处理剂。反应后物料经固液分离单元分离为不溶物和脱杂含塑溶液。所得脱杂含塑溶液中硅含量为42μg/g，氯含量为207μg/g，总金属含量为13μg/g。

本对比例所得脱杂含塑溶液中杂质含量过高，不能直接作为后续加工单元的进料。

实施例5～9

废塑料C为广东某垃圾填埋场挖掘出陈化垃圾的废塑料，经清洗、干燥后破碎为<50mm，破碎后废塑料B中灰分为7.3％，水分为0，废塑料C 破碎颗粒预热至60℃进入废塑料溶解脱氯单元的废塑料溶解脱氯装置中，在60℃温度下，在有机溶剂I中溶解，废塑料B在废塑料溶解脱氯装置内的停留时间为30min，溶解后物料经螺旋挤压脱溶剂设备，在60℃下分离为含氯溶液和脱氯废塑料。

实施例5所用有机溶剂I为四氢呋喃，有机溶剂与废塑料B的重量比例为10:1；所得脱氯废塑料中氯含量为23μg/g。

实施例6所用有机溶剂I为甲乙酮，有机溶剂与废塑料B的重量比例为10:1；所得脱氯废塑料中氯含量为20μg/g。

实施例7所用有机溶剂I为环己酮，有机溶剂与废塑料B的重量比例为10:1；所得脱氯废塑料中氯含量为25μg/g。

实施例8所用有机溶剂I为四氢呋喃与甲乙酮重量比为1:1的混合物，有机溶剂与废塑料B的重量比例为10:1；所得脱氯废塑料中氯含量为 17μg/g。

实施例9所用有机溶剂I为四氢呋喃与甲乙酮重量比为1:2的混合物，有机溶剂与废塑料B的重量比例为10:1；所得脱氯废塑料中氯含量为 19μg/g。

实施例10

废塑料D为江西赣州某垃圾填埋场挖掘出的废塑料，经清洗、干燥后破碎为<50mm的样品，废塑料C中灰分为11.9％，水分为0.5％。

破碎后废塑料D以10kg/h的流量送往连续废塑料溶解脱氯装置；预热至60℃的THF:MEK＝1:1有机溶剂I以100kg/h的流量送往连续废塑料溶解脱氯装置，调整废塑料溶解脱氯装置中螺旋桨转速，使停留时间为 60min。混合液送往螺旋挤压脱溶剂设备，在60℃下分离为脱氯废塑料和含氯溶液。

含氯溶液送往80℃的反萃取装置中用热水进行反萃取，混合物送往板框压滤机分离出PVC和PS，溶剂则送往分馏系统分馏回收有机溶剂I 和水循环使用。

脱氯废塑料通过螺旋进料器送往废塑料预处理装置，80kg/h的预热至 350℃的催化裂化轻循环油为溶剂油、2kg/h的FCC平衡剂为预处理剂一并送往废塑料预处理装置，在350℃条件下反应35分钟后，后送往螺旋挤压脱溶剂装置，得到含油的不溶物和脱杂含塑溶液。所得脱杂含塑溶液中硅含量为2.3μg/g，氯含量为2.8μg/g，总金属含量为1.8μg/g。

将所得含油的不溶物送至抽提单元，与甲苯接触进行溶剂抽提，所得产物经分离后，得到固相物料和液相物料，所得固相物料在预处理剂回收单元经处理后，部分作为循环预处理剂返回废塑料预处理装置。液相物料在溶剂回收单元，进行精馏处理，分别得到固体塑料颗粒(PS)和回收的甲苯和少量粘附的溶剂油。

需说明的是，以上所述仅为本发明的任意实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来讲，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种废塑料的预处理方法，包括以下步骤：

(1)任选的废塑料溶解脱氯单元，废塑料进入废塑料溶解脱氯单元，在有机溶剂I中充分溶解，溶解后物料经固液分离后，得到含氯溶液和脱氯废塑料，所述有机溶剂I选自四氢呋喃、酮类溶剂、氯化脂肪烃中的一种或几种；

(2)废塑料和任选的步骤(1)脱氯废塑料，进入废塑料预处理单元，与预处理剂、溶剂油接触进行脱杂反应，反应流出物经固液分离单元，分离为不溶物和脱杂含塑溶液，所述脱杂含塑溶液中金属含量小于5μg/g、氯含量小于20μg/g、硅含量小于3μg/g；所述预处理剂为腐殖土、赤泥、炼油装置废催化剂、高岭土、半焦、活性炭、气化灰渣中的一种或几种，以及任选的碱性氧化物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废塑料为新鲜生活垃圾中废塑料、工农业生产中废塑料、陈化垃圾中废塑料中的一种或几种，废塑料的种类为PE、PP、PS、PVC中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废塑料在进入任选的废塑料溶解脱氯单元、废塑料预处理单元前进行清洗、干燥和破碎，破碎后的废塑料粒度为1～200mm，优选为1～50mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂I为四氢呋喃与酮类溶剂以任意重量比例组成的混合溶剂，所述酮类溶剂选自甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮中一种或几种；

有机溶剂I与废塑料的重量比例为1:10～10:1。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述酮类溶剂选自甲乙酮、环己酮中一种或几种；优选为甲乙酮；

所述有机溶剂I为四氢呋喃与酮类溶剂以1:3～3:1重量比例组成的混合溶剂；

优选所述有机溶剂I为四氢呋喃与酮类溶剂以1:2～2:1重量比例组成的混合溶剂。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中废塑料在废塑料溶解脱氯单元，在50～100℃温度下，在有机溶剂I中充分溶解，废塑料的停留时间为30～60min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置溶剂回收单元I，步骤(1)所得含氯溶液进入溶剂回收单元I，经析出处理和分离后，得到PVC和/或PS颗粒和回收的有机溶剂I；

所述析出处理选自反萃取、简单蒸馏、闪蒸、精馏中一种或几种方式。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，溶剂回收单元I中，析出处理采用反萃取耦合蒸馏的方式，反萃取剂为水，反萃取的温度为70～100℃，蒸馏温度为80～100℃。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废塑料预处理单元的反应条件为：反应温度为250～410℃，压力为0.1～5MPa，废塑料的停留时间为10～60min。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，废塑料预处理单元的反应条件为：反应温度为320～390℃，压力为0.5～4.0MPa，废塑料的停留时间为15～45min。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，溶剂油的馏程范围为80～550℃，溶剂油中总芳烃含量高于50质量％，单环芳烃含量高于20质量％；溶剂油与废塑料的重量比例为1:10～10:1。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，溶剂油中单环芳烃含量高于40质量％；

溶剂油与废塑料的重量比例为1:1～7:1。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预处理剂的粒径范围为75～150μm；预处理剂与废塑料的重量比例为1:10～2:1，优选为1:7～1:5。

14.根据权利要求1或13所述的方法，其特征在于，所述预处理剂为废催化裂化催化剂、腐殖土、活性炭中的一种或几种，以及任选的碱性氧化物。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，固液分离单元的操作温度为250～410℃；

所述脱杂含塑溶液中金属含量小于3μg/g、氯含量小于1μg/g、硅含量小于1μg/g。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤(3)：

(3)步骤(2)所得不溶物进入抽提单元，与有机溶剂II接触进行溶剂抽提，所得产物经固液分离后，得到固相物料和液相物料，

所得固相物料在预处理剂回收单元经处理后，至少部分作为循环预处理剂返回步骤(2)的废塑料预处理单元；

所得液相物料在溶剂回收单元II，进行析出处理和分离，得到固体塑料颗粒和回收的有机溶剂II；

所述有机溶剂II选自苯、甲苯、三氯甲烷、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二硫化碳、四氢呋喃、汽油中的一种或几种。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，预处理剂回收单元包括筛分、再生处理方式中的一种或几种。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在溶剂回收单元II中，所述析出处理选自反萃取、简单蒸馏、闪蒸、精馏中一种或几种方式。

19.用于权利要求1-18任一方法的系统，包括，任选的废塑料溶解脱氯单元、废塑料预处理单元、固液分离单元；

所述废塑料溶解脱氯单元设置废塑料入口、有机溶剂I入口、含氯溶液出口和脱氯废塑料出口；

所述废塑料预处理单元设置废塑料入口、任选的脱氯废塑料入口、预处理剂入口、溶剂油入口和预处理后物料出口，预处理后物料出口与固液分离单元的入口连通，固液分离单元设置不溶物出口和脱杂含塑溶液出口。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，还设置溶剂回收单元I，所述溶剂回收单元I设置含氯溶液入口，PVC和/或PS颗粒出口、回收的有机溶剂I出口；废塑料溶解脱氯单元的含氯溶液出口与溶剂回收单元I的含氯溶液入口连通。

21.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述系统还包括抽提单元、预处理剂回收单元、溶剂回收单元II；

所述抽提单元设置不溶物入口、有机溶剂II入口、固相物料出口、液相物料出口，固液分离单元的不溶物出口与抽提单元的不溶物入口连通；

预处理剂回收单元设置固相物料入口，循环预处理剂出口，抽提单元的固相物料出口与预处理剂回收单元的固相物料入口连通，预处理剂回收单元的循环预处理剂出口与废塑料预处理单元的预处理剂入口连通；

溶剂回收单元II设置液相物料入口，固体塑料颗粒出口和回收的有机溶剂II出口，抽提单元的液相物料出口与溶剂回收单元II的液相物料入口连通。

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