CN1597848A - 废塑料裂解生产燃油的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废旧塑料裂解生产燃油的工艺方法。特点是:预热送料、催化、裂解和分馏,其催化剂为Y型沸石分子筛,填料为瓷球。本发明工艺方法生产,催化裂解充分,出油率高可达60-85%,油品质量好,汽油90号,柴油0号一负20号。整个生产过程为全封闭洁净化连续生产,废塑料原料无需分类、清洗、烘干,采用碱洗方法实现自动中和,无二次污染;降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及利用废旧塑料连续化生产燃油的工艺方法。
背景技术
日常生活垃圾中的废旧塑料被称之为“白色垃圾”严重危害人类的生存环境,也是各国政府治理白色垃圾最头痛的难题。前几年就有关于废塑料裂解燃料油的方法,这些方法存在几方面的不足:
1、使用廉价的白土(活性二氧化硅)作为催化剂,液相反应裂解不充分,产生大量重油,只有部分轻质油,尤其对聚乙烯的裂解产生的重质油更多。
2、采用燃煤加热,温度难控制,设备寿命短,工艺简陋,不能形成产业化连续作业,存在二次污染。
3、国外同类设备对处理废塑料要求严格,如废塑料需要进行分类、清洗、烘干,要高温加氢或加压裂解。
发明内容
本发明旨在:通过对催化剂和加工工艺的改进,提供一种无需对废塑料原料进行清洗、烘干处理、裂解充分、出轻油比率高的废旧塑料常压催化裂解生产燃油的工艺方法。
具体的工艺和工艺条件如下:
1、废旧塑料常压催化裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:
A、将无需清洗、烘干的废塑料原料,经破碎机破碎后由输送机将原料送入螺杆挤出机的投料口;通过螺杆挤出机的加热机构对料筒预热,预热设定温度为200℃,预热时间30分钟;原料以每小时150kg的速度被挤入,在前行过程中挤压脱水,并被加热塑化,进入电热裂解釜。
B、在未投料之前电热裂解釜内顶部出气通道与催化塔相接,在塔内加入10Kg催化剂和保护填料;所述催化剂为Y型沸石分子筛,通径在0.9-1个纳米范围;所述保护填料为瓷球;且进料之前将电热裂解釜预热,给电热裂解釜的设定温度为釜内上部350℃,釜内下部400℃,釜外底部500℃;预热时间30分钟预热温度在100℃左右;
C、原料被加热塑化后,进入电热裂解釜,电热裂解釜上有减速搅拌机,减速搅拌机转速为20-23转/分钟;即边进料边加热边搅拌。
D、进原料完毕后,电热裂解釜的设定温度为釜内上部380℃,釜内下部420℃,釜外底部550℃;保持电热裂解釜内温度380℃-400℃,时间3-4小时催化裂解反应,然后,降温至300℃,开始高温排渣,排渣时间5分钟;接着循环上述进料、加热、反应和排渣工序;
E、裂解过的低分子烃类经冷却至常温下大部分变为液体,液体收率占总量60-85%的大部分液体经过气液分离器、油水分离器、过滤器进入到油罐;小部分被气液分离器分离出来的不凝固气体进入气体回收装置;
F、油罐的油通过管道送到分馏釜,油位不得超过釜体容量的2/3,电加热升温,温度在常温至180℃之间,以1℃/分钟的速度升温;此范围主分馏出来的要成份是C4-C11碳氢化合物,是汽油的组分;汽油的组分在分馏过程中通过温度分馏三组分:20℃-70℃、70℃-120℃、120℃-180℃,分别占总量体积比(V/V)的10%、50%、90%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液通过混合器清洗,再经过深度过滤器进入成品油罐;
继续电加温至180℃-350℃,按2℃/分钟速度升温;此范围分馏出来的主要成份是C12-C20的碳氢化合物,是煤油和柴油的组分;分馏出的煤油和多余组分油作为燃料油;柴油的组分在分馏过程中也是通过温度分馏三组分:不高于300℃为一组、300℃-330℃为第二组、330℃-350℃为第三组,分别占总量体积比(V/V)的50%、90%、95%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液通过混合器清洗,再经过深度过滤器进入成品油罐。
2、根据权利要求1所述的废塑料裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:所述Y型沸石分子筛,为硅铝类分子筛通径在0.9-1个纳米范围的催化剂。
3、根据权利要求1所述的废塑料裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:所述填料瓷球的直径范围为8-12mm。
本发明的工艺方法的有益技术效果如下:
1、本发明工艺方法生产,催化裂解充分,出油率高可达60-85%,油品质量好,汽油90号,柴油0号-负20号。
2、整个生产过程为全封闭洁净化连续生产,废塑料原料无需分类、清洗、烘干,生产过程中省去了酸洗和水洗,采用碱洗方法实现自动中和,无二次污染;降低了生产成本。
3、实现高温自动排渣,常压运行,安全性高。
4、本工艺方法适应性广,不受地形、区域限制,便于向各个城乡垃圾处理厂推广应用。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合图1,通过实施例对本发明作详细地描述。
实施例1:
取6吨废旧塑料,将其晒干后备用。试验方法是采用一台电热解釜和一台分馏釜,连续生产72小时,在未进料之前先在电热解釜顶部的催化塔内装10kg催化剂和填料2kg,且将电热裂解釜预热,裂解釜设定温度是:电热釜内上部温度为350℃,釜内下部温度为400℃,釜外底部为500℃;预热时间30分钟,预热温度为100℃左右;同时给进料机料筒预热30分钟,设定温度200℃,进料以每小时150kg的进料量进入裂解釜,釜上的搅拌器以每分钟20转的速度不停地搅拌,此时边进料边加热边搅拌,连续进料30小时后暂停进料,再改变裂解釜的设定温度分别为380℃、400℃、550℃,让裂解釜在380℃-400℃段保持3-4小时催化裂解反应,然后用风机降温至300℃需要一小时,再排渣5分钟。此后再按照上述程序生产:进料、加热、反应、排渣等。裂解过的低分子烃类经冷却至常温下大部分变为液体,液体收率是75%,大部分液体通过气液分离器、油水分离器、过滤器进入到油罐;小部分C1-C4的可燃性气体被气液分离器分离进入气体回收装置再经二级制冷系统冷却压缩收集,转为民用液化气。油罐的油通过管道送到分馏釜,油位不得超过釜体容量的2/3,然后通过电加热升温,温度从常温升至180℃之间,以1℃/分钟的速度升温,此范围分馏出来的主要成份是C4-C11碳氢化合物,是汽油的组分;汽油的组分在分馏过程中通过温度分馏成三组分,并分别进入三个不同温度段的组分罐,按照汽油流程标准进行馏分,(小于70℃、70℃-120℃、120℃-180℃,分别占总量体积比(V/V)10%、50%、90%。进入混合组分罐,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液自动清洗,再经过深度过滤器进入成品汽油油罐,产出汽油标号是90#。
180℃-350℃按2℃/分钟速度升温;此温度段为煤油和柴油段;主要成份是C12-C20的碳氢化合物,分馏出的煤油和多余组分油作为燃料油;柴油的组分在分馏过程中也是通过温度分馏三组分:不高于280℃、280℃-305℃、305℃-320℃,分别占总量体积比(V/V)50%、90%、95%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%碱溶液通过混合器清洗,无需酸洗和水洗,再经过深度过滤器进入成品油罐,产出柴油标号是负20#
实施例2:取10吨废旧塑料,这些塑料由输送带送到已装配好催化剂的四台电热裂解釜进料口(每台裂解釜对应一台进料机),在进料之前电热解釜和料筒先预热30分钟,电热解釜预热温度100℃,料筒设定温度200℃,电热釜设定温度为:釜内上部温度为350℃,釜内下部温度为400℃,釜外底部为500℃;然后四台进料机都以每小时150Kg的进料量进入电热釜,每台搅拌机都以每分钟20转的速度旋转,此时边进料边加热边搅拌;当料进完,温度重新设定分别为380℃、400℃、550℃。继续升温在380℃-400℃段再保持3-4小时左右催化裂解反应,然后通过风机快速降温,由400 ℃降到300℃再自动排渣,排渣需要5分钟。接着再按照上述程序循环生产,可省去预热过程。裂解出的低分子烃类经冷却,液体收率80%,大部分变为液体通过气液分离器、油水分离器、过滤器进入到油罐;小部分C1-C4的可燃性气体被气液分离器分离进入气体回收装置再经二级制冷系统冷却压缩收集,转为民用液化气,收率5%。油罐的油通过管道送到分馏釜,油位不得超过釜体容量的2/3,然后通过电加热升温,温度从常温升至180℃之间,以1℃/分钟的速度升温,此范围的主要成份是C4-C11碳氢化合物,是汽油的组分;汽油的组分在分馏过程中通过温度分馏成三组分,并分别进入三个不同温度段的组分罐,按照汽油流程标准进行馏分,(小于70℃、70℃-120℃、120℃-180℃,分别占体积总量的10%、50%、90%)。进入混合组分罐,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%碱溶液自动清洗,再经过深度过滤器进入成品汽油油罐,产出汽油标号是90#。
180℃-350℃按2℃/分钟速度升温;此温度段为煤油和柴油段;主要成份是C12-C20的碳氢化合物,主要成份是C12-C20的碳氢化合物,分馏出的煤油和多余组分油作为燃料油;柴油的组分在分馏过程中也是通过温度分馏三组分:不高于300℃、300℃-330℃、330℃-350℃,分别占体积总量的50%、90%、95%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%碱溶液通过混合器清洗,无需酸洗和水洗,再经过深度过滤器进入成品油罐。产出柴油标号是0#.
Claims (3)
1、废旧塑料常压催化裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:
A、将无需清洗、烘干的废塑料原料,经破碎机破碎后由输送机将原料送入螺杆挤出机的投料口;通过螺杆挤出机的加热机构对料筒预热,预热设定温度为200℃,预热时间30分钟;原料以每小时150kg的速度被挤入,在前行过程中挤压脱水,并被加热塑化,进入电热裂解釜。
B、在未投料之前电热裂解釜内顶部出气通道与催化塔相接,在塔内加入10Kg催化剂和保护填料;所述催化剂为Y型沸石分子筛,Y型分子式:Me56/n[(AlO2)56(SiO2)136]·250H2O(晶胞组成);Na2O·Al2O3·(4.0~6.0)SiO2·(7.0~9.0)H2O(氧化式);相对分子质量530~686(按氧化式计算),SiO2/Al2O3>4.5,通径在0.9-1个纳米范围;所述保护填料为瓷球;且进料之前将电热裂解釜预热,给电热裂解釜的设定温度为釜内上部350℃,釜内下部400℃,釜外底部500℃;预热时间30分钟预热温度在100℃左右;
C、原料被加热塑化后,进入电热裂解釜,电热裂解釜上有减速搅拌机,减速搅拌机转速为20-23转/分钟;即边进料边加热边搅拌。
D、进原料完毕后,电热裂解釜的设定温度为釜内上部380℃,釜内下部420℃,釜外底部550℃;保持电热裂解釜内温度380℃-400℃,时间3-4小时催化裂解反应,然后,降温至300℃,开始高温排渣,排渣时间5分钟;接着循环上述进料、加热、反应和排渣工序;
E、裂解过的低分子烃类经冷却至常温下大部分变为液体,液体收率占总量60-85%的大部分液体经过气液分离器、油水分离器、过滤器进入到油罐;小部分被气液分离器分离出来的不凝固气体进入气体回收装置;
F、油罐的油通过管道送到分馏釜,油位不得超过釜体容量的2/3,电加热升温,温度在常温至180℃之间,以1℃/分钟的速度升温;此范围分馏出来的主要成份是C4-C11碳氢化合物,是汽油的组分;汽油的组分在分馏过程中通过温度分馏三组分:20℃-70℃、70℃-120℃、120℃-180℃,分别占总量体积比(V/V)的10%、50%、90%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液通过混合器清洗,再经过深度过滤器进入成品油罐;
继续电加温至180℃-350℃,按2℃/分钟速度升温;此范围分馏出来的主要成份是C12-C20的碳氢化合物,是煤油和柴油的组分;分馏出的煤油和多余组分油作为燃料油;柴油的组分在分馏过程中也是通过温度分馏三组分:不高于300℃为一组、300℃-330℃为第二组、330℃-350℃为第三组,分别占总量的体积比(V/V)50%、90%、95%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液通过混合器清洗,再经过深度过滤器进入成品油罐。
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3、根据权利要求1所述的废塑料裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:所述填料瓷球的直径范围为8-12mm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |