一种低温溶剂供氢聚乙烯液化制油的方法技术

本发明专利技术涉及聚乙烯废塑料资源化利用技术领域，特别是涉及一种低温溶剂供氢聚乙烯液化制油的方法，包括：S1：将溶剂，质量比为2:1的聚乙烯废塑料与Ni/CeO2催化剂置于间歇釜式反应器内混合均匀后密封并于常温下用Ar气置换釜内空气，再置于沙浴内反应；S2：反应器冷却后取出釜内反应混合物并加入萃取剂于常温下萃取30min，随后进行固液分离，所得液体通过旋蒸回收萃取剂和溶剂，余下的为液化所得油品；S3：固体为Ni/CeO2催化剂和未反应完全的聚乙烯废塑料，通过在空气中煅烧并用5％H2/Ar还原回收Ni/CeO2催化剂。本发明专利技术在低温下通过溶剂供氢液化聚乙烯废塑料制油规避了常规聚乙烯废塑料液化制油需要高温和H2的弊端，提供了一条温和的聚乙烯废塑料液化制油的资源化利用方法。和的聚乙烯废塑料液化制油的资源化利用方法。和的聚乙烯废塑料液化制油的资源化利用方法。

【技术实现步骤摘要】
一种低温溶剂供氢聚乙烯液化制油的方法


[0001]本专利技术涉及聚乙烯废塑料资源化利用
，特别是涉及一种低温溶剂供氢聚乙烯液化制油的方法。

技术介绍

[0002]塑料工业的迅猛发展在为人类生活带来便利的同时产生的大量废塑料对生态环境造成了严重的破坏，因此废塑料的回收方法受到了国内外的积极探索。在废塑料当中，聚烯烃占据了绝大部分，其中主要为聚乙烯类。目前，通过化学转化的方法回收聚乙烯废塑料制备油品是研究较广泛的废塑料资源化回收方法之一。废塑料的化学回收方法包括热解和催化加氢转化，其中热解具有温度高，催化剂易失活，反应条件苛刻的缺点，而催化加氢转化的方法则相对较温和。废塑料的催化加氢转化一般是在贵金属催化剂如，Ru，Pt基催化剂，和一定量氢气压的条件下通过加热实现塑料的转化的，具有温度低，催化效果好，选择性高的优点，然而贵金属价格昂贵，高温下氢气压的大幅度增大使得塑料催化加氢转化过程的成本高且安全性低。因此，开发一种低温溶剂供氢液化废塑料制备油品的方法对于废塑料的资源化回收具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种低温溶剂供氢聚乙烯液化制油的方法，目的是实现低温溶剂供氢的条件下将聚乙烯废塑料转化为油品。
[0004]本专利技术的技术方案，一种低温溶剂供氢聚乙烯液化制油的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
[0005]S1：将一定量的溶剂，质量比为2:1的聚乙烯废塑料与Ni/CeO2催化剂置于间歇釜式反应器内混合均匀后密封并于常温下用Ar气置换釜内空气三次，再置于330
‑
350℃的沙浴内反应12
‑
24h；
[0006]S2：反应器冷却后取出釜内反应混合物并加入一定量的萃取剂于常温下萃取30min，随后进行固液分离，所得液体通过旋蒸回收萃取剂和溶剂，余下的为液化所得油品；
[0007]S3：固体为Ni/CeO2催化剂和未反应完全的聚乙烯废塑料，通过在空气中煅烧并用5％H2/Ar还原回收Ni/CeO2催化剂。
[0008]进一步的技术方案为：Ni/CeO2催化剂通过初湿浸渍法制得，Ni/CeO2催化剂呈颗粒状，Ni的负载量为0
‑
10wt％；Ni以单质的形式存在，Ni/CeO2催化剂具有弱酸和中等酸性位点。
[0009]优选的，反应通过溶剂供氢。
[0010]优选的，S3中固液分离步骤所得液体经旋蒸后余下的产物为正构烷烃。
[0011]优选的，反应溶剂为醇类、烷烃类或酸类中的一种，更优选的为甲醇、异丙醇、甲酸、正己烷、环己烷。
[0012]优选的，萃取剂为正构烷烃、芳烃或极性溶剂。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0014]本专利技术提出一种聚乙烯废塑料低温溶剂供氢液化制油的方法，具有反应温度较低及无需氢气的优点。较低的反应温度在有利于减缓催化剂的使用寿命的同时提高了反应过程的经济性，通过溶剂供氢避免了氢气的使用，提高了反应的安全性。产物主要为正构烷烃符合汽油、航油、柴油、润滑油标准的多组分油品，催化剂采用价格相对廉价的Ni基金属催化剂，催化剂成本较低。催化剂及萃取使用的溶剂均可循环使用，提高了原料利用率，降低使用成本。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种聚乙烯废塑料低温溶剂供氢液化制油的方法的流程示意图。
[0016]图2为本专利技术一种聚乙烯废塑料低温溶剂供氢液化制油实施例的反应结果表格示意图。
具体实施方式
[0017]参见图1，本申请提供一种聚乙烯废塑料低温溶剂供氢液化制油的方法，具体步骤如下：
[0018]将一定量的溶剂，质量比为2:1的聚乙烯废塑料与Ni/CeO2催化剂置于间歇釜式反应器内混合均匀后密封并于常温下用Ar气置换釜内空气三次，再置于330
‑
350℃的沙浴内反应12
‑
24h，反应器冷却后取出釜内反应混合物并加入一定量的萃取剂于常温下萃取30min，随后进行固液分离，所得液体通过旋转蒸发回收萃取剂和溶剂，余下的为液化所得油品。固体为Ni/CeO2催化剂和未反应完全的聚乙烯废塑料，通过在空气中煅烧并用5％H2/Ar还原回收Ni/CeO2催化剂。
[0019]本专利技术中提出的Ni/CeO2通过初湿浸渍法制得，具有如下性质：催化剂呈颗粒状，Ni的负载量为(0
‑
10wt％)主要以单质的形式存在，催化剂具有一定的弱酸和中等酸性位点。
[0020]实施例1
[0021]将1g粒径为2
‑
3mm的聚乙烯废塑料，0.5gNi/CeO2(Ni负载量为10wt％)，2.5mL溶剂(醇类、烷烃类或酸类中的一种)加入到间歇反应釜内后密封，混合均匀并用Ar置换釜内空气3次，待沙浴温度升至330℃后将反应釜置于沙浴内并于5min后开始计时，反应24h后停止加热。取出反应釜并将其置于冰水浴中淬灭，打开放气阀排尽釜内气体，打开反应釜收集釜内固体和液体混合物于烧杯中，向烧杯中加入10mL萃取剂(正构烷烃，芳烃，或极性溶剂中的一种)超声萃取30min，通过抽滤装置分离固体和液体。液体通过旋转蒸发分离出反应溶剂，萃取剂和油品，固体通过在管式炉内空烧并还原回收Ni/CeO2。对反应得到的油品进行组分分析可得各类油品的质量收率分别为：汽油组分(C7
‑
C12)4.5％；航空燃油(C8
‑
C16)14％；柴油组分(C9
‑
C22)67％；润滑油(C20
‑
C40)42％。
[0022]实施例2
[0023]将1g粒径为2
‑
3mm的聚乙烯废塑料，0.5g Ni/CeO2(Ni负载量为5wt％)，2.5mL溶剂(醇类、烷烃类或酸类中的一种)加入到间歇反应釜内后密封，混合均匀并用Ar置换釜内空气3次，待沙浴温度升至330℃后将反应釜置于沙浴内并于5min后开始计时，反应24h后停止
加热。其余步骤与实施例1中一致。对反应得到的油品进行组分分析可得各类油品的质量收率分别为：汽油组分(C7
‑
C12)3％；航空燃油(C8
‑
C16)10％；柴油组分(C9
‑
C22)43％；润滑油(C20
‑
C40)70％。
[0024]实施例3
[0025]将1g粒径为2
‑
3mm的聚乙烯废塑料，0.5g CeO2，2.5mL溶剂(醇类、烷烃类或酸类中的一种)加入到间歇反应釜内后密封，混合均匀并用Ar置换釜内空气3次，待沙浴温度升至330℃后将反应釜置于沙浴内并于5min后开始计时，反应24h后停止加热。其余步骤与实施例1中一致。对反应得到的油品进行组分分析可得各类油品的质量收率分别为：汽油组分(C7
‑
C12)3％；航空燃油(C8
‑
C16)0％；柴油组分(C9
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温溶剂供氢聚乙烯液化制油的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1：将2
‑
5mL的溶剂，质量比为2:1的聚乙烯废塑料与Ni/CeO2催化剂置于间歇釜式反应器内混合均匀后密封并于常温下用Ar气置换釜内空气三次，再置于330
‑
350℃的沙浴内反应12
‑
24h；S2：反应器冷却后取出釜内反应混合物并加入10mL的萃取剂于常温下萃取30min，随后进行固液分离，所得液体通过旋蒸回收萃取剂和溶剂，余下的为液化所得油品；S3：固体为Ni/CeO2催化剂和未反应完全的聚乙烯废塑料，通过在空气中煅烧并用5％H2/Ar还原回收Ni/CeO2催化剂。2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯废塑料低温溶剂供氢液化制油的方法，其特征在于，Ni/CeO2催化剂通过初...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖睿，别蕾蕾，骆治成，于世通，张琳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：