用于通过裂化将塑料转化为气体、液体燃料和蜡的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过裂化将包含塑料和至少一种含氧化合物的混合物转化为气体、液体燃料和蜡的方法。该方法包括脱氧步骤和随后的裂化步骤，在该裂化步骤期间，使该混合物经受裂化条件以获得含有所述气体、液体燃料和蜡的产物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过裂化将塑料转化为气体、液体燃料和蜡的方法本申请要求于2016年12月7日提交的欧洲申请号EP16306634.3的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。
本专利技术涉及一种用于通过裂化将包含塑料和至少一种含氧化合物的混合物转化为气体、液体燃料和蜡的方法。该方法包括脱氧步骤和随后的裂化步骤，在该裂化步骤期间，使该混合物经受裂化条件以获得含有所述气体、液体燃料和蜡的产物流。现有技术鉴于聚合物作为常规建筑材料(诸如，玻璃、金属、纸和木材)的替代物的重要性日益增加，感知到需要安全的不可再生资源诸如石油以及日益减少量的可用于处置废物的填埋容量，近年来，回收、再生、再循环或以某种方式再利用废塑料的问题引起了相当大的关注。已经提出热解或催化裂化废塑料，以便将高分子量聚合物转化为具有低得多的分子量的挥发性化合物。根据所采用的方法，这些挥发性化合物可以是可用作燃料油或燃料油补充剂的相对高沸点液体烃，或者是可用作汽油型燃料或其他化学品的轻沸到中等沸点碳原子。此外，这些挥发性化合物可以是蜡，或者至少可包含蜡。混合废塑料的裂化是本领域技术人员熟知的方法。例如，US5,216,149披露了用于通过识别允许给定聚合物分解的催化剂和温度条件来控制塑料的复杂废物流的热解以将此种流转化为有用的高价值单体或其他化学品的方法。用于通过热裂化或催化裂化进行塑料解聚的已知方法通常导致形成五种主要产物，这些产物可根据其碳链长度从短到长进行分类：气体、汽油、柴油、煤油和蜡(或HCO＝重循环油)。本专利技术的专利技术人发现，可用技术具有缺点，即，存在于原料中的含氧化合物在大多数情况下是有害的，因为其增加所得产物中的氧含量，从而降低其品质。因此，由包含塑料和含氧化合物的混合物生产具有低氧含量的高价值产品将是希望的(PavelT.Williams，“Wastetreatmentanddisposal[废物处理和处置]”，第二版，约翰·威利父子出版公司(JohnWileyandSons)，奇切斯特(Chichester)，2005，p334)。用于将含氧烃转化为烃的方法在US4,308,411中进行了描述。该方法从固体废物(包括纤维素材料)开始，从该固体废物中分离无机馏分。在这些实例中，将该有机馏分干燥，并且然后在从约300℃至约800℃的温度(例如，550℃)下热解。如此获得的包含含氧烃的蒸气被分离，并且随后这些含氧烃与结晶铝硅酸盐沸石接触以转化为烃。虽然该方法允许还原含氧烃，但它具有缺点，即，固体废物的有机馏分首先必须在高温下热解。在如此高的温度下，固体废物中的塑料也解聚并且解聚产物可能与这些含氧化合物反应，导致所得气体、液体燃料和蜡的不希望的高氧含量。因此，仍需进一步改进塑料的裂化，特别是将包含塑料和至少一种含氧化合物的混合物转化为具有低氧含量的气体、液体燃料和蜡。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人现在发现，含氧化合物可以在相当低的温度下从包含塑料和这些含氧化合物的混合物中去除。此外，诸位专利技术人还发现，从加热的混合物获得的气体流的冷凝物的密度是用于确定脱氧过程结束的合适标记。在该过程开始时，冷凝物的密度高。在脱氧期间，冷凝物的密度降低。在一定密度下，大量不希望的含氧化合物已从混合物中去除，使得在随后的裂化步骤期间获得了含有高品质和低氧含量的气体、液体燃料和蜡的产物流。具体实施方式因此，本专利技术涉及一种用于通过裂化将包含塑料和至少一种含氧化合物的混合物转化为气体、液体燃料和蜡的方法，该方法包括：脱氧步骤，该脱氧步骤通过将该混合物加热到至少200℃的温度持续一段时间直到从该加热的混合物获得的气体流的冷凝物具有约0.94g/cm3或更低的密度来进行；以及在该脱氧步骤之后的裂化步骤，在该裂化步骤期间，使该混合物经受裂化条件以获得含有所述气体、液体燃料和蜡的产物流。在塑料的裂化中，获得若干化合物馏分。通常，存在含有轻质化合物(具有少于5个碳原子)的气体馏分。汽油馏分包含具有例如低于150℃的低沸点的化合物。该馏分包含具有5至9个碳原子的化合物。煤油和柴油馏分具有例如150℃至359℃的较高的沸点。该馏分通常包含具有10至21个碳原子的化合物。通常将甚至更高沸点的馏分命名为重循环油(或HCO)和蜡。在所有这些馏分中，化合物是任选地包含杂原子如N、O等的烃。因此，本专利技术意义上的“蜡”表示任选地包含杂原子的烃。在大多数情况下，其在室温(23℃)下为固体，并且其具有的软化点通常高于26℃。下面的实验部分中提供了所得馏分的定义。塑料大多由特定聚合物构成，并且该塑料通常由该特定聚合物命名。优选地，塑料包含超过其总重量的25重量％、优选地超过40重量％、并且更优选地超过50重量％的该特定聚合物。塑料中的其他组分是例如添加剂，诸如填料、增强剂、加工助剂、增塑剂、颜料、光稳定剂、润滑剂、抗冲击改性剂、抗静电剂、油墨、抗氧化剂等。通常，塑料包含多于一种添加剂。在本专利技术的方法中使用的塑料包括聚烯烃和聚苯乙烯，诸如高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)。主要由聚烯烃和/或聚苯乙烯构成的混合塑料是优选的。其他塑料诸如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯(PU)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、乙烯乙烯醇聚合物(EVA)、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尼龙和氟化聚合物不太希望。如果存在于塑料中，则它们优选地以少于干重塑料的总重量的50重量％、优选地少于30重量％、更优选地少于20重量％、甚至更优选地少于10重量％的少量存在。优选地，塑料包含一种或多种热塑性聚合物，并且基本上不含热固性聚合物。就这一点而言，基本上不含旨在表示热固性聚合物的含量少于塑料起始材料的15重量％、优选地少于10重量％、并且甚至更优选地少于5重量％。在本专利技术的方法中使用的塑料可选自：单一废塑料、合格或不合格的单一新塑料、混合废塑料、橡胶废物、有机废物、生物质或它们的混合物。单一塑料废物、不合格的单一新塑料、混合废塑料、橡胶废物或它们的混合物是优选的。不合格的单一新塑料、混合废塑料或它们的混合物是特别优选的。混合塑料废物通常产生良好结果。在本专利技术的方法之前，混合物可通过物理-化学方法进行预处理，该物理-化学方法包括一个或多个操作，例如缩减尺寸、研磨、粉碎、筛分、切屑、熔体去除、异物去除、除尘、干燥、脱气、熔化、凝固和团聚。通常，废塑料含有其他不希望的组分，即，异物，诸如玻璃、石头、金属等。作为入口原料污染物的有限量的此类不可热解(unpyrolizable)的组分是可接受的。例如，在本专利技术的方法中使用的混合物可包含少于干混合物总重量的50重量％、优选地少于20重量％、更优选地少于10重量％的不可热解组分。此外，废塑料常常含有其他不希望的组分，主要是纤维素基材，诸如木材、纸板、纸、纸巾等。这些可热解组分大多是含氧化合物，诸如含氧烃，其在塑料裂化期间导致所得气体、液体燃料和蜡的氧含量的不希望的增加。然而，本专利技术意义上的“含氧化合物”不限于有机化合物，而是还可包括无机化合物，这些无机化合物含有与其他原子结合的氧原子但在裂化条件下化学上不稳定。在本专利技术的意义上，H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于通过裂化将包含塑料和至少一种含氧化合物的混合物转化为气体、液体燃料和蜡的方法，该方法包括：脱氧步骤，该脱氧步骤通过将该混合物加热到至少200℃的温度持续一段时间直到从该加热的混合物获得的气体流的冷凝物具有的密度为约0.94g/cm3或更低来进行；以及在该脱氧步骤之后的裂化步骤，在该裂化步骤期间，使该混合物经受裂化条件以获得含有所述气体、液体燃料和蜡的产物流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.07 EP 16306634.31.用于通过裂化将包含塑料和至少一种含氧化合物的混合物转化为气体、液体燃料和蜡的方法，该方法包括：脱氧步骤，该脱氧步骤通过将该混合物加热到至少200℃的温度持续一段时间直到从该加热的混合物获得的气体流的冷凝物具有的密度为约0.94g/cm3或更低来进行；以及在该脱氧步骤之后的裂化步骤，在该裂化步骤期间，使该混合物经受裂化条件以获得含有所述气体、液体燃料和蜡的产物流。2.根据权利要求1所述的方法，其中进行该脱氧步骤，直到从该加热的混合物获得的该气体流的该冷凝物具有的密度在0.90g/cm3至0.93g/cm3的范围内，优选地在0.91g/cm3至0.93g/cm3的范围内，更优选地在0.920g/cm3至0.928g/cm3的范围内，甚至更优选地在0.923g/cm3至0.927g/cm3的范围内，并且最优选地为约0.925g/cm3。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中该脱氧步骤中的温度在250℃至400℃的范围内，优选地在250℃至380℃的范围内，更优选地在270℃至350℃的范围内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中在该脱氧步骤期间获得的该气体流与该产物流彼此保持分开。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在该脱氧步骤中获得的该气体流被去除持续足以从该混合物中去除基于在该脱氧步骤之前存在于该混合物中...

【专利技术属性】
技术研发人员：S斯特雷夫，D巴哈沙特，M皮西尼尼，A科马，M塞罗阿拉康，J门古亚，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE