一种废塑料制备轻质油品的方法及系统技术方案

一种废塑料制备轻质油品的方法及系统，包括废塑料溶解脱氯单元、废塑料热溶解脱杂单元、热解单元；废塑料在废塑料溶解脱氯单元与有机溶剂充分混合后脱除含氯塑料，所得脱氯废塑料在废塑料热溶解脱杂单元经脱杂后得到脱杂含塑溶液；所述脱杂含塑溶液进入热解单元进行热解反应，所得热解油经分馏后得到轻质油品。本发明专利技术不但有助于解决“白色污染”，而且制备的轻质油品中有害元素含量低，附加值高，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。社会效益和经济效益。社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种废塑料制备轻质油品的方法及系统


[0001]本专利技术涉及固体废塑料处理
，具体涉及一种废塑料制备轻质油品的方法及系统。

技术介绍

[0002]据统计，我国现有废塑料总量约10亿吨左右并以4000万吨/年的速度逐渐递增。预计到2035年，全球约产生80亿吨左右废塑料。这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；同时也是对石化资源的严重浪费。现有的废塑料处理技术主要有填埋、焚烧、物理回收和化学回收等几种方式，其中由于废塑料分解速度慢，堆积密度低，导致填埋并不能从本质上解决问题，且易污染地下水资源；而焚烧则易造成严重的大气污染；现有废塑料回收工艺成本高，经济价值低，企业获利不足导致废塑料物理回收发展较慢。
[0003]废塑料化学转化是实现废塑料快速回收和转化的有效手段，特别是热塑性废塑料通过热解工艺能得到油品和气体，因此，热解工艺是目前废塑料化学转化的主要工艺路径之一。
[0004]CN106635115B公开了一种利用混合废塑料垃圾高效清洁制油的方法及水热反应系统，所述方法包括在温度为160～300℃及压力为20～220bar的条件下，使用碱性水溶液对混合废塑料垃圾进行热水解处理；所述混合废塑料垃圾含PE、PP、PS中的一种或几种，及PET，选择性的该混合废塑料垃圾还可包括PVC；将水热处理后的物料中的水相与固相进行分离，将分离得到的固相进行制油。本专利技术不仅避免了混合废塑料中的PET、PVC对油品质的不利影响，能高效清洁制油，还可产生高附加值的产品，例如TA粉末或颗粒，PS再生塑料。
[0005]CN102786980B公开了一种废塑料炼油生产方法及其生产线，所述方法包括以下步骤：1)废塑料预处理；2)裂解反应；3)催化反应；4)冷凝；5)过滤脱水，通过本方法对废旧塑料进行油化处理，出油率高，出渣率低；所述生产线包括上料装置、高频电加热反应釜、催化塔、冷却过滤罐、冷却液化塔和储油罐，上料装置与高频电加热反应釜连接，高频电加热反应釜与催化塔通过管道连接，催化塔与冷却过滤罐通过管道连接，冷却过滤罐与冷却液化塔通过管道连接，冷却液化塔与储油罐通过管道连接。
[0006]CN107746722A公开了一种废塑料裂解制备汽油和柴油的方法及装置，具体涉及一种利用浆态床将经过破碎、除杂的废塑料溶解于液体热解油中，通过精确控温，进行熔融、脱水、脱氯、裂解提质，裂解提质的油气经过冷却，分馏，得到主产品汽油和柴油，副产品为少量干气、液化气和重油。一部分重油直接返回裂解釜进一步裂解反应，一部分重油作为热解油返回入口作为热解油。
[0007]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，在油品提质过程中易分解形成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的方式，但这一方面产生了大量的固废，另一方面使PVC最终转化成无机盐，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，主要以烷基环氧硅烷形式存在，是后续提质过程催化剂的毒物，会导致催化剂永久性失活。

技术实现思路

[0008]本专利技术是为了解决现有技术中所得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。
[0009]为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种废塑料制备轻质油品的方法，包括以下步骤：
[0010](1)废塑料进入废塑料溶解脱氯单元的废塑料溶解脱氯装置中，在50～120℃温度下，在有机溶剂中溶解，溶解后物料经固液分离装置I，分离为含氯溶液和脱氯废塑料，所述有机溶剂选自四氢呋喃、酮类溶剂、氯化脂肪烃中的一种或几种；
[0011](2)步骤(1)所得含氯溶液进入废塑料溶解脱氯单元的溶剂回收装置，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；
[0012](3)步骤(1)所得脱氯废塑料进入废塑料热溶解脱杂单元的废塑料热溶解脱杂装置，与吸附剂、溶剂油混合后，在280～410℃温度下进行热溶解脱杂，热溶解后物料经固液分离装置II，分离为不溶物和脱杂含塑溶液；
[0013](4)脱杂含塑溶液进入热解单元的热解反应器，与热解催化剂接触，在350～550℃温度下进行热解反应，得到半焦和热解油气，热解油气经分离后，得到焦粉、热解水、热解气和热解油。
[0014]在本专利技术中，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，也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。
[0015]在优选的情况下，废塑料在进入废塑料溶解脱氯单元前进行清洗、干燥和破碎，破碎后的废塑料粒度为1～200mm，优选为1～50mm。
[0016]在优选的情况下，步骤(1)所述有机溶剂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；
[0017]有机溶剂与废塑料的重量比例为1:10～10:1。
[0018]在本专利技术的一个实施方式中，所述酮类溶剂选自甲乙酮、环己酮中一种或几种；更优选为甲乙酮；
[0019]在本专利技术的一个实施方式中，所述有机溶剂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。
[0020]在本专利技术的一个实施方式中，将所述有机溶剂进行预热，预热温度为40～60℃，预热后的有机溶剂进入废塑料溶解脱氯单元。
[0021]在本专利技术的一个实施方式中，废塑料在废塑料溶解脱氯装置内的停留时间为30～60min。溶解后物料经固液分离装置I进行固液分离，优选所述固液分离装置I的操作温度为50～120℃；所得脱氯废塑料中氯含量为小于20μg/g。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，在步骤(2)溶剂回收装置中，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。
[0023]在本专利技术其中一种优选的实施方式中，在溶剂回收装置中，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装置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。含水的有机溶剂经蒸馏处理后，得到水和回收的有机溶剂，所得回收的有机溶剂可重复使用。
[0024]在本专利技术的一个实施方式中，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。
[0025]在本专利技术的一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废塑料制备轻质油品的方法，包括以下步骤：(1)废塑料进入废塑料溶解脱氯单元的废塑料溶解脱氯装置中，在50～120℃温度下，在有机溶剂中溶解，溶解后物料经固液分离装置I，分离为含氯溶液和脱氯废塑料，所述有机溶剂选自四氢呋喃、酮类溶剂、氯化脂肪烃中的一种或几种；(2)步骤(1)所得含氯溶液进入废塑料溶解脱氯单元的溶剂回收装置，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；(3)步骤(1)所得脱氯废塑料进入废塑料热溶解脱杂单元的废塑料热溶解脱杂装置，与吸附剂、溶剂油混合后，在280～410℃温度下进行热溶解脱杂，热溶解后物料经固液分离装置II，分离为不溶物和脱杂含塑溶液；(4)脱杂含塑溶液进入热解单元的热解反应器，与热解催化剂接触，在350～550℃温度下进行热解反应，得到半焦和热解油气，热解油气经分离后，得到焦粉、热解水、热解气和热解油。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，废塑料在进入废塑料溶解脱氯单元前进行清洗、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和/或环己酮；优选为甲乙酮；所述有机溶剂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，废塑料在废塑料溶解脱氯装置内的停留时间为30～60min，所得脱氯废塑料中氯含量为小于20μg/g。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在溶剂回收装置中，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。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，溶剂回收装置中，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，废塑料热溶解脱杂装置的操作条件为：反应温度为320～390℃，压力为0.1～5MPa，脱氯废塑料的停留时间为10～60min；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％；优选溶剂油中单环芳烃含量高于40质量％；溶剂油与脱氯废塑料的重量比例为1:10～10:1，优选为3:1～7:1。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸附剂为腐殖土、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组成的混配物；粒径范围为75～
150μm；以废塑料热溶解脱杂装置内混合物料总重量为基准，所述的吸附剂的重量分数为1％～10％。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸附剂为催化裂化单元废催化裂化催化剂、腐殖土、半焦中的一种或几种；优选为步骤(4)热解单元所得半焦。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，固液分离装置II的操作温度为280～410℃；所得脱杂含塑溶液中金属含量小于5μg/g、硅含量为小于3μg/g，氯含量为小于10μg/g。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，固液分离装置II所得不溶物进入供热单元，作为燃料进行燃烧供热；优选，不溶物中的吸附剂在供热单元经燃烧再生后，循环至废塑料热溶解脱杂装置重复使用。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，热解反应器的反应温度为450～500℃，反应压力为0.1～5MPa，停留时间为10～30min...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏国富，邹亮，李明丰，王志强，李红伟，徐润，王树青，侯吉礼，王鹏飞，吴玉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：