CN1243116A

CN1243116A - 利用废塑料生产α高级烯烃

Info

Publication number: CN1243116A
Application number: CN 99115016
Authority: CN
Inventors: 孙建武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2000-02-02

Abstract

一种利用废塑料生产α高级烯烃的工艺方法,属于化工环保技术类。本发明可以彻底解决一大部分“白色污染”的危害,变废为宝。也为α高级烯烃的生产开辟了一种新途径。其主要特征为:将废聚乙烯聚丙烯类塑料用溶剂加热溶解后,在裂化炉催化裂解,冷却分馏后得到的产物为α高级烯烃。本发明的生产工艺及设备简单,转化率高达70～80%,α高级烯烃是重要的化工原料,生产过程无有害三废排放,具有较高经济价值和环保社会价值。

Description

利用废塑料生产α高级烯烃

一种利用废塑料生产α高级烯烃方法，属于化工环保技术类。

α高级烯烃是一种用途广泛的重要化工原料，可用于生产可生物降解的高效表面活性剂，以及合成α烯烃润滑油、增塑剂、矿石浮选剂等等。目前世界上生产α高级烯烃工业方法主要有乙烯聚合法和石蜡裂解法两种。乙烯聚合法工艺复杂，投资大，产品纯度高。石蜡裂解法投资较少，但存在脱残蜡困难，物料停留时间长，烃分压高，热损耗大，易发生结焦等问题，造成产品纯度较低，成本高。国内目前主要采用石蜡裂解法，如燕山石化公司曙光化工厂等。

本发明的目的是研究开发的一项废塑料高价值环保处理方法，以彻底解决一部分“白色污染”的危害，变废为宝。同时也为α烯烃的生产开辟一条新的途径和方法。

本发明利用的废塑料主要为聚乙烯、聚丙烯等塑料，在通用塑料中占第一大类，其所产生的废弃塑料的也最多。根据高分子材料的裂解原理，分子量越高越不稳定，因而高分子塑料比低分子石蜡更容易裂解，裂解更完全，残留物极少，裂解工艺更简单容易控制。聚乙烯、聚丙烯裂解反应的方程式为：

聚乙烯：

聚丙烯：

生产α高级烯烃的工艺要求停留时间短，烃分压低，以免发生支链化芳构化。因此本发明采用工艺方案为：首先将废塑料在200℃左右加热溶解，溶液为少量的α高级烯烃，溶解后导入催化裂解炉，釜内温度400～500℃，并在釜底通入适量的水蒸气，一方面起搅拌作用，一方面可降低α烯烃分压，使废塑料溶液充分裂解汽化，气体在釜内催化剂的作用下进一步裂解，转化为C1～C18的α烯烃。裂解气迅速导出后经过急冷、分馏、冷却后得到液态的α高级烯烃。分馏后的残余液送回溶解釜作溶剂用，不凝气体经压缩后作燃料储存。本发明与现有技术相比具有以下特点：

1. 与废塑料制燃油类技术比，产品α高级烯烃价值更高。

2. 工艺及设备简单，工艺条件易于控制，投资少。

3. 反应速度快，转化率高达70％以上，热效率高，成本低。

4. 与传统工业生产α高级烯烃相比本发明采用废塑料作原料，来源广，价格低，节约了大量资源，彻底解决了大部分白色污染，社会环保价值高。

5. 全封闭式生产，生产过程无有害三废排放，是一项绿色工程。

本发明生产工艺流程见附图一所示。工艺流程简述如下：首先将废料破碎后在溶解釜1中与30～50％的溶剂油(α高级烯烃)混合，加热搅拌至150～200℃溶解，其所产生的固体残渣定期的排除燃烧，溶解釜1为带锚式搅拌器的化工反应釜。溶液通入裂解炉2进行催化裂解。

裂解炉2结构见附图图二所示，炉为圆柱型结构，①为温度计套管。②为烟囱。③为烟囱阀门，用于控制温度。④为侧壁烟道。⑤为耐火保温层包围整个裂解炉。⑥为外壁。⑦为进料管及喷头，外露部分由保温层包起。⑧为隔火墙，上面开有火门。⑨为水蒸汽加入管，其末端为一排加汽孔。⑩为炉膛。⑪为炉桥及炉渣口。⑫为底座。⑬为排渣口。⑭为催化剂固定床支架。⑮为催化剂固定床，它由五层不锈钢丝网上下串联而成，网孔直径3～4mm，上下间距为30～50mm，每层网下面固定一片钢筋做的伞状骨架，骨架固定在一根中轴上，中轴底部底层骨架置于催化剂固定床支架⑭上。

⑯为顶部保温层。

为压力表。为出料口及顶盖板，盖板上可安装出料管，顶盖板外及一部分出料管外用保温材料包起。

在催化剂固定床不锈钢网上均匀放置5mm～8mm直径的颗粒状催化剂I，放置厚度为10～20mm催化剂I主要成分为ALSIO3，失效后可将催化剂固定床⑮取出重新更换催化剂。裂解炉的控制条件为：保持釜内温度450～500℃，在加料的同时由釜底通过蒸汽加入管通入400～450℃，0.1～0.5MPa的过热水蒸气，加入量为原料体积的50～100％，使原料液全部汽化，气体在催化剂的作用下进一步裂解为C1～C18的α烯烃。裂解炉的出口压力控制在0.04～0.06MPa，出口温度控制在400～450℃，裂解炉2出口压力由压缩机7控制。裂解炉2所产生的固体残渣定期排除燃烧。裂解气从裂解炉2导出后，经过在线换热器3急冷至250～300℃，再进入分馏塔4分馏，塔顶出口温度为320℃，塔底温度为350℃，采用蒸汽盘管加热再沸，塔顶馏份为C1～C18粗α烯烃及水，通入冷却器5冷却至20～30℃，塔底残液打回溶解釜1作溶剂用。冷却后的产物进入气液分离器6分离出气体经气体压缩机7压缩储存，分离得到的液体即为C5～C18α高级烯烃，其中α烯烃占80～90％，烷烃占5-10％，其它烃类、酯类等占5～10％总体转化率为70％以上。

本发明工艺生产实例：采用废聚丙烯塑料30kg与10kgα高级烯烃混合加热至150～200℃溶解，溶液进入催化裂解炉，与过热水蒸气混合，催化裂解，控制裂解炉出口温度为450℃，压力为0.05MPa，裂解气经在线换热器急冷至250℃，进入分馏塔，塔底温度保持350℃，塔顶为320℃，收集塔顶馏份经过冷却器冷凝至室温25℃，冷凝分离后得到液体产物31.6kg，转化率为(31.6-10)/30*100％＝72％，其中C5～C18α烯烃占80％，烷烃16％，芳烃2％，其它烃类、醇类、酯类等占2％，以上结果为中科院成都分院分析测试中心色质谱分析结果。

Claims

1一种利用废聚乙烯，聚丙烯类塑料生产α高级烯烃的工艺方法。其特征在于：将废塑料破碎后与30～50％α高级烯烃混合，加热至150～200℃溶解，溶液通入裂解炉与过热水蒸汽混合，在催化剂作用下进行催化解，裂解气出口温度为400℃～450℃，出口压力为0.04～0.06MPa，裂解气经急冷后进入分馏塔精馏冷却后得到α高级烯烃。

2根据权利要求1所述工艺方法，其特征在于裂解炉出口压力由装在气液分离器后的气体压缩机控制。

3根据权利要求1所述工艺方法，其特征在于裂解炉所用的催化剂为5～8mm直径颗粒状硅酸铝，均匀平铺于裂解炉内催化剂固定床上。催化剂固定床为五层不锈钢网上下串联而成，网孔直径为3-4mm，层距30～50mm。