由聚烯烃废料制备烃燃料的方法技术

由聚烯烃废料生产烃燃料的方法，其中：使聚烯烃废料在具有可移动填料的塔式流动反应器中进行连续解聚，该塔式流动反应器包括用于加热反应室下半部的加热系统，其中解聚产物通过反应室上半部的出口以气态收集；并且在合成气的气氛下，在大气压下将得到的解聚产物进行催化氢化和异构化，得到烃燃料的混合物；其特征在于：将聚烯烃废料与构成反应器填料的加热元件混合，直到填料元件的表面涂覆有一薄层塑化材料，其中在解聚过程中，将得到的混合物作为料流从反应室的顶部进料至反应室中，而合成气则从底部以逆流进料，该气体包含一氧化碳(CO)和氢气(H

Preparation of hydrocarbon fuel from polyolefin waste

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由聚烯烃废料制备烃燃料的方法
本专利技术涉及一种通过给料回收(feedstockrecycling)从聚烯烃废料生产具有减少的不饱和化合物含量的烃燃料的方法。
技术介绍
废塑料主要包括热塑性材料，而公共废物中有10％以上是聚烯烃，包括：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)，这是由于它们在聚合物废物的主要来源——包装的生产中被大规模使用。聚烯烃废料的已知处理方法尤其包括给料回收、材料回收和能源回收等。能源回收基于废塑料燃烧并收集过程中产生的能量。然而，即使聚烯烃的热值高，塑料的燃烧也会释放对环境有害的物质，例如氯、硫或氮化合物。反过来，在一些废料如复合材料或金属化材料的情况下，由于成本高或缺乏纯化废物的可能性，不可能进行包括塑料再生(regranulation)和再加工在内的材料回收。给料回收包括聚合物链解聚以生产可用于各种过程(例如，用作燃料成分或用作各种工业过程的底物)的较低分子量的烃类，这就是为什么给料回收在处置废热塑性塑料包括聚烯烃的过程中起着如此重要作用的原因。然而，废塑料的解聚方法涉及实施困难。例如，塑料的物理化学性质引起阻碍解聚过程的许多技术问题。固体形式的塑料的可用性要求在过程的初始阶段将塑料液化。然而，大多数塑料的低导热系数、它们的高热容量和解聚反应的高活化能使得难以均匀地加热全部量的废料。由于这些原因，在加热期间，塑料块局部过热，这导致产生大量的焦炭(coke)，这是解聚反应的副产物。此外，即使在相对较高的温度下，液化塑料的高粘度也阻碍了混合过程，这另外使得在解聚过程中不可能产生均匀的塑料温度。在大多数热塑性塑料的情况下，超过450℃的温度会导致反应室的加热表面结焦，这也阻碍了热量向材料的流动，从而需要增加热源的温度。对反应空间除焦需要停止过程然后再继续进行，这会对总体效率产生负面影响，并增加过程成本。因此，废塑料的解聚通常在催化剂的帮助下进行，这降低了解聚反应的活化能并确保对产物分子量的控制。因催化剂活性而降低的解聚温度使得产物中焦炭的量降低，从而提高了该过程的温度效率。已知的解聚过程在惰性气体气氛中进行，包括氮气或一些稀有气体，例如氩气或氦气。在专利文献中描述了废塑料的热解聚的各种方法。波兰专利申请P.408583的描述公开了一种热分解废塑料和生物质的方法，其中在450-550℃之间的高温条件下，在沸石催化剂的存在下，对废塑料和生物质进行催化解聚。解聚反应在塔式流动反应器中以连续方式进行，该反应器填充有鲍尔(Pall)环，在该过程中，将填料(packing)和与催化剂混合的磨碎塑料材料形式的反应物进料至反应器中，将其整体在反应器中加热预定的时间。经受高温后，反应室中的塑料首先进行塑化，然后热分解为较低分子量的化合物。气态产物通过反应室的顶部出口除去，而驻留在鲍尔环上的残炭(char)通过反应室的底部出口除去。然后可以通过蒸馏将构成烃类混合物的气态产物分离成馏分：沸点最高为180℃的汽油馏分和沸点最高为360℃的油馏分。该方法的优点是解聚过程的产率相对较高，而其缺点包括塑化的塑料在鲍尔环上的分布不均匀以及解聚产物中不饱和键的含量较高。与废塑料解聚有关的另一个重要问题是解聚产物中不饱和化合物的比例很高，这限制了它们作为液态烃燃料成分的用途。这些问题通过使解聚产物进行催化氢化来限制。例如，波兰专利描述PL210518公开了一种用于从聚合物废物处理中将烃馏分氢化的两步法，其中，在第一步骤中，在100-300℃之间的温度下，在惰性气体气氛中，在催化剂存在下，将甲醇还原为一氧化碳和氢气，该催化剂为沉积在载体上的金属氧化物，该金属氧化物选自：CoO、NiO、CuO和ZnO，该载体选自：SiO2、Al2O3、TiO2和ZrO2。接着，在第二步骤中，在100-400℃之间的温度下，在一氧化碳和氢气的混合物的帮助下，在金属催化剂存在下，将作为聚烯烃分解产物且沸点低于360℃的不饱和馏分进行氢化，该金属催化剂在氧化物载体上，该金属催化剂选自Pt、Rh、Co/Mo、Mo、W和Fe，氧化物载体选自SiO2、Al2O3、TiO2、MgO和ZrO2。在此过程中获得的产物可用作液体燃料的组分。从上面讨论的出版物可以得出，聚烯烃给料回收技术正在不断地进行调整，以改善通过解聚获得的燃料的质量，特别是通过限制存在于燃料(尤其是汽油或油馏分)中的不饱和化合物的含量，这些不饱和化合物会导致燃料加速老化并导致沉积物沉淀。希望进一步改善由聚烯烃废料如PE、PP或PS制造烃燃料的过程，该过程包括这些材料的热解聚。
技术实现思路
本专利技术的主题是由聚烯烃废料生产烃燃料的方法，其中：使聚烯烃废料在具有可移动填料的塔式流动反应器中进行连续解聚，该塔式流动反应器包括用于加热反应室下半部的加热系统，其中解聚产物通过反应室上半部的出口以气态收集；并且在合成气的气氛下，在大气压下将收集的解聚产物进行催化氢化和异构化，得到烃燃料的混合物。该方法的特征在于：将聚烯烃废料与构成塔式反应器填料的加热元件混合，直到填料元件的表面涂覆有一薄层塑化材料，其中在解聚过程中，将得到的混合物作为料流从反应室的顶部进料至反应室中，而合成气则从底部以逆流进料，该气体包含一氧化碳(CO)和氢气(H2)，摩尔比CO：H2为0.25-1.5：0.5-3。优选地，解聚在大气压下进行。优选地，反应室的填料选自拉西(Raschig)环、鲍尔环、比阿雷茨基(Bialecki)环。优选地，聚烯烃废料以每1m2填料的比表面积不大于1kg材料的量与反应器填料混合。优选地，在240-260℃、优选250℃的温度下，将反应器填料和塑化材料的混合物进料至反应室中。优选地，在保持温度梯度的情况下进行解聚，其中使用加热系统将塔式反应器室的下半部加热至400-440℃范围内的温度，同时在解聚产物的出口附近将温度保持在200-360℃的范围内。优选地，对选自聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯的聚烯烃材料使用解聚。优选地，将解聚产物以具有320-360℃范围内的温度的气态递送至氢化和异构化过程。优选地，氢化在至少一种金属催化剂的存在下进行，该金属催化剂沉积在氧化物载体上，该金属催化剂选自铂和钯，该氧化物载体选自Al2O3和P2O5。优选地，氢化和异构化在包含一氧化碳和氢气的合成气气氛中进行，重量比CO∶H2为0.25-1.5：0.5-3。优选地，将氢化和异构化产物进行分馏，并分离成低沸点馏分(C1-C4)、汽油馏分和油馏分。优选地，低沸点馏分用于生产用于解聚和氢化的合成气。附图说明本专利技术的主题已经在附图的示例实施方式中给出，其中：图1示出由废塑料制造液体燃料的过程的框图；图2示出用于使废塑料解聚的反应器剖面的示意图。具体实施方式如图1所示，根据本专利技术的由废塑料制造液体燃料的方法包括：在步骤101中对解聚反应器的填料进行加热，在步骤102中将废塑料与填料混合，在步骤103中将得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由聚烯烃废料生产烃燃料的方法，其中：/n-使聚烯烃废料在具有可移动填料的塔式流动反应器中进行连续解聚，所述塔式流动反应器包括用于加热反应室的下半部的加热系统，其中解聚产物通过所述反应室的上半部的出口以气态收集；/n-并且在合成气的气氛下，在大气压下将得到的解聚产物进行催化氢化和异构化，得到烃燃料的混合物；/n所述方法的特征在于：/n-将聚烯烃废料与构成所述反应器的填料的加热元件混合，直到所述填料元件的表面涂覆有一薄层塑化材料，其中在所述解聚过程中，将得到的混合物作为料流从所述反应室的顶部进料至所述反应室中，而合成气则从底部以逆流进料，所述合成气包含一氧化碳(CO)和氢气(H

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170503 PL P.4214671.一种由聚烯烃废料生产烃燃料的方法，其中：
-使聚烯烃废料在具有可移动填料的塔式流动反应器中进行连续解聚，所述塔式流动反应器包括用于加热反应室的下半部的加热系统，其中解聚产物通过所述反应室的上半部的出口以气态收集；
-并且在合成气的气氛下，在大气压下将得到的解聚产物进行催化氢化和异构化，得到烃燃料的混合物；
所述方法的特征在于：
-将聚烯烃废料与构成所述反应器的填料的加热元件混合，直到所述填料元件的表面涂覆有一薄层塑化材料，其中在所述解聚过程中，将得到的混合物作为料流从所述反应室的顶部进料至所述反应室中，而合成气则从底部以逆流进料，所述合成气包含一氧化碳(CO)和氢气(H2)，摩尔比CO：H2为0.25-1.5：0.5-3。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，解聚在大气压下进行。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反应室的填料选自拉西环、鲍尔环、比阿雷茨基环。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述聚烯烃废料以每1m2所述填料的比表面积不大于1kg材料的量与所述反应器填料混合。


5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，在240-260℃、优选250℃的温度下，将所述反应器填料和所述塑...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·汉德雷克，M·P·科瓦尔奇克，J·基拉加，K·比尔纳特，A·马图谢夫斯卡，
申请(专利权)人：汉德雷克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：波兰;PL