一种低值废旧塑料脱杂方法及系统技术方案

本申请公开了一种低值废旧塑料脱杂方法及系统，涉及塑料处理领域，包括原始物料与加热后的溶剂油混合，脱水、熔融形成熔融混合液；然后进入脱杂区，通入辅助脱杂气体进行脱杂反应；脱杂反应产生的气体通过排气单元排出，脱杂反应后物料进入均料区混合并反应；完成后输出部分脱杂产液，另一部分脱杂产液通过循环通道与原始物料进行混合，并继续脱杂反应。本申请中采用前置脱杂工艺，整个脱杂过程温度小于等于350℃，实现脱杂后硫、氯及其他卤素含量均小于100ppm，从而避免脱杂过程中生成难以处理的氯化物；并且前置脱杂是的废塑料在下一步进行深度裂解时可以忽略硫、氯等杂质对于设备的腐蚀，大大提高后续获取纯净高价值产品的效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种低值废旧塑料脱杂方法及系统


[0001]本申请涉及塑料处理的
，具体涉及一种低值废旧塑料脱杂方法及系统。

技术介绍

[0002]低值塑料指的是附加值低，再生回收成本高，主要以聚烯烃混杂少量PVC及芳烃类、酯类、胶黏剂等高分子聚合物的一类废塑料，如生活垃圾里的混合废塑料、纸厂废塑料、多次再生的混合料等。低值塑料由于不具备物理再生的价值，通常会通过热解的工艺进行处理，通过热解工艺，将低值废塑料转化为油、气或者其他化学品。但是低值废塑料中通常会含有卤素、硫等杂质元素，这些杂质对热解过程中使用的催化材料、装置设备以及最终的产品性能等均产生极大的影响，包括造成催化材料中毒失活、关键设备服饰、相关产品杂质含量高等，因此有效应对杂质的影响成为废塑料产业化回收利用所面临的关键问题之一。
[0003]目前，脱除杂质元素的方式主要有两种。第一种在热解前脱除，即在高温热解段(350℃)之前，设置低温脱杂反应段(300℃)，这个脱杂过程无法实现长的反应时间，因此除杂率不高，且脱除的杂质元素也很容易立即再发生二次反应，形成更难脱除的杂质分子。现有的一篇中国专利CN114437776A公开了一种废塑料油和/或废旧轮胎油制备裂解原料的方法和系统，其针对废旧塑料裂解后产生的油品的脱氯脱杂工艺，裂解后的油品粘度低，流动性好，从传热传质的角度，更容易进行加工处理。但是含氯废塑料转化为塑料油时，需要经历350～400℃甚至更高的裂解温度，在这个过程中，会形成很多小分子的多取代氯/卤代烃，以及单取代、多取代氯苯等，这些小分子有机氯化物的沸点、极性同热裂解油相似，很难通过物理手段与裂解油进行分离。即使经过高温加氢可以脱除，但这个过程需要额外再消耗能量，且工艺过程涉及高温高压，同时脱除过程中，卤素也会容易引起催化剂的中毒，因此对于塑料裂解油中氯化物的脱除是个很大的挑战。
[0004]第二种在热解后脱除，即热解前，并不刻意的去除杂质元素，待获得初步热解产物后，再想办法进行净化。卤素、硫、氮类杂质元素在高温状态下，很容易与烃类物质发生反应，形成更难以脱除的分子，例如稠环卤代烃、硫醇、硫醚和杂环烃等，与此同时，整个热解过程中如果存在过多的硫、氯元素，对于整套系统的耐腐蚀性也是个挑战，且含杂量高的初级热解产品，很难引入催化剂体系，这样也限制了热解产物向更高值产品的转化。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中提到的至少一个问题，本申请提供了一种低值废旧塑料脱杂方法及系统，能够在热解前彻底脱除低值废塑料中的卤素、硫、氮杂元素，实现脱杂后硫、氯、卤素均小于100ppm，从而避免脱杂过程中生成难以处理的氯化物，由此简化后续的热解工艺，从而大大提高地获得纯净的热解烃类物质的效率。
[0006]本申请实施例提供的具体技术方案如下：
[0007]第一方面，提供一种低值废旧塑料脱杂方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]S1：原始物料与加热后的溶剂油混合，然后进行脱水、熔融形成熔融混合液；
[0009]S2：所述熔融混合液经过过滤后进入脱杂区，并向脱杂区通入辅助脱杂气体与所述熔融混合液混合，进行脱杂反应；
[0010]S3：脱杂反应产生的气体通过排气单元排出，脱杂反应后物料进入均料区混合均匀并反应；
[0011]S4：反应完成后得到脱杂产液，根据预设输出条件输出部分脱杂产液，剩余的所述脱杂产液通过循环通道与原始物料进行混合，并继续步骤S1～S3。
[0012]在一个具体的实施例中，所述步骤S1中的所述溶剂油与原始物料的用量比为2～10:1kgh
‑1/kgh
‑1；所述辅助脱杂气体与所述原始物料的用量比为：0.01～0.2:1kgh
‑1/kgh
‑1。
[0013]在一个具体的实施例中，所述步骤S1中的所述溶剂油与原始物料的用量比为4～6:1kgh
‑1/kgh
‑1。
[0014]在一个具体的实施例中，所述加热后的溶剂油的温度为150～230℃，所述脱杂反应的温度为260～350℃。
[0015]在一个具体的实施例中，所述脱杂反应的温度为280～320℃。
[0016]在一个具体的实施例中，所述步骤S1中的溶剂油至少包括350～500℃馏分区间中的重油、280～350℃馏分区间的重质柴油、减蒸蜡油以及熔融石蜡中一种或者多种。
[0017]在一个具体的实施例中，所述步骤S2中的辅助脱杂气体为氢气与氧气、臭氧、氮气、二氧化碳和氩气中的一种或者多种的组合气体，其中所述氢气的摩尔百分比大于等于10％。
[0018]第二方面，提供一种低值废旧塑料脱杂系统，所述系统包括脱杂单元、辅助脱杂单元和循环单元；
[0019]所述脱杂单元用于对原始物料进行脱水、脱杂，所述脱杂单元包括反应器、设置在所述反应器中的脱水区、脱杂区和均料区，所述脱水区、脱杂区和所述均料区沿所述反应器从上到下依次设置；
[0020]所述辅助脱杂单元包括设置在所述反应器上的至少一个进气口，所述进气口用于向脱杂区通入辅助脱杂气体；
[0021]所述循环单元包括连接在所述反应器底部的循环管道，所述循环管道的另一端连接有第一支管和第二支管，所述第一支管通入所述反应器，所述第二支管用于出料，所述第一支管上还连通有溶剂油输入管道用于向反应器内通入溶剂油。
[0022]在一个具体的实施例中，所述循环管道中部还安装有循环泵、换热器和若干控制阀，所述循环管道用于将脱杂产液加热到预设温度并输出至所述第一支管或者所述第二支管。
[0023]在一个具体的实施例中，所述第二支管上还连接有出料控制阀，所述反应器上连接有液位传感器，所述出料控制阀与所述液位传感器电连接用于控制输出部分脱杂产液量。
[0024]在一个具体的实施例中，所述脱水区和所述脱杂区之间安装有筛网，所述筛网用于过滤熔融混合液。
[0025]在一个具体的实施例中，所述系统还包括：
[0026]进料单元，所述进料单元包括至少一个进料口，所述进料口设置在靠近所述反应器上端的侧壁，所述进料口用于输入原始物料；
[0027]所述排气单元，所述排气单元用于排出脱杂反应中产生的气体，所述排气单元包括开设在所述反应器上端的至少一个排气口，所述排气口还连接有排气阀和排气管道，所述排气管道远离所述反应器的一端连接有外部真空系统连接。
[0028]本申请实施例具有如下有益效果：
[0029]1.本申请实施例提供的前置脱杂工艺，能够在进行深度裂解前，通过本申请中的脱杂方法，将原始物料中溶剂油进行混合，并依次经过脱水、熔融，然后通入辅助脱杂气体进行脱杂反应，待脱杂完成后，将脱杂反应后产生的气体通过排气单元排出，并将脱杂后的脱杂产液一部分输出反应器，另一部分继续循环到脱杂系统与其他原始物料进行混合，并继续进行脱杂反应；以上前置脱杂工艺，使得整个脱杂过程温度小于等于350℃，实现脱杂后硫、氯、卤素均小于100ppm，从而避免脱杂过程中生成难以处理的氯化物；并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低值废旧塑料脱杂方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：原始物料与加热后的溶剂油混合，然后进行脱水、熔融形成熔融混合液；S2：所述熔融混合液经过过滤后进入脱杂区，并向脱杂区通入辅助脱杂气体与所述熔融混合液混合，进行脱杂反应；S3：脱杂反应产生的气体通过排气单元排出，脱杂反应后物料进入均料区混合均匀并反应；S4：反应完成后得到脱杂产液，根据预设输出条件输出部分脱杂产液，剩余的所述脱杂产液通过循环通道与原始物料进行混合，并继续步骤S1～S3。2.根据权利要求1所述的低值废旧塑料脱杂方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述溶剂油与原始物料的用量比为2～10:1kgh
‑1/kgh
‑1；所述辅助脱杂气体与所述原始物料的用量比为：0.01～0.2:1kgh
‑1/kgh
‑1。3.根据权利要求2所述的低值废旧塑料脱杂方法，其特征在于，所述加热后的溶剂油的温度为150～230℃，所述脱杂反应的温度为260～350℃。4.根据权利要求3所述的低值废旧塑料脱杂方法，其特征在于，所述步骤S1中的溶剂油至少包括350～500℃馏分区间中的重油、280～350℃馏分区间的重质柴油、减蒸蜡油以及熔融石蜡中一种或者多种。5.根据权利要求2所述的低值废旧塑料脱杂方法，其特征在于，所述步骤S2中的辅助脱杂气体为氢气与氧气、臭氧、氮气、二氧化碳和氩气中的一种或者多种的组合气体，其中所述氢气的摩尔百分比大于等于10％。6.一种用于权利要求1～5中任一项所述方法的低值废旧塑料脱杂系统，其特征在于，所述系统包括脱杂单元、辅助脱杂单元和循环单元；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳凯，李俊鸿，杨海民，
申请(专利权)人：威尔能环保科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：