废塑料转化为石化产品制造技术

用于转化废塑料的方法和系统包括将废塑料供给至熔化罐，并且在熔化罐中加热废塑料以形成熔融塑料。将熔融塑料从熔化罐中取出并供给至热解反应器。在热解反应器中，将熔融塑料加热至热解温度，产生热解油产物和液体沥青产物。然后将热解油分离成热解气体馏分、轻质热解油馏分、中质热解油馏分和重质热解油馏分。中质热解油馏分和重质热解油馏分。中质热解油馏分和重质热解油馏分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废塑料转化为石化产品


[0001]本公开的实施例总体上涉及将废塑料转化为石化产品、燃料和其他有用的中间体和产品。

技术介绍

[0002]关于回收和再循环塑料废物的需要，存在着迅速且日益增长的环境关注。然而，塑料热解技术仍处于行业发展的早期阶段。

技术实现思路

[0003]本文的实施例涉及可用于将废塑料转化为石化产品、燃料和其他中间体或最终产品的热化学方法和系统。
[0004]在一方面，本文的实施例涉及一种用于转化废塑料的方法。该方法包括将废塑料供给至熔化罐，并且在熔化罐中加热废塑料以形成熔融塑料。将熔融塑料从熔化罐中取出并供给至热解反应器。在热解反应器中，将熔融塑料加热至热解温度，产生热解油产物和液体沥青产物。然后将热解油分离成热解气体馏分、轻质热解油馏分、中质热解油馏分和重质热解油馏分。
[0005]在另一方面，本文的实施例涉及一种用于热解废塑料的系统。所述系统包括熔化罐，所述熔化罐具有被配置用于接收来自废塑料供给系统的包含废塑料的进料流的入口。熔化罐还包括被配置用于将废塑料从进料温度加热至熔融温度以产生熔融塑料的加热系统，以及被配置用于输出熔融塑料的出口。用于热解废塑料的系统还包括热解反应器，所述热解反应器具有被配置为接收熔融塑料的入口、被配置为将熔融塑料加热至热解温度的加热系统、以及用于回收热解油的第一出口。热解反应器还包括用于回收沥青产物的第二出口。该系统还包括被配置为控制加热系统以将熔融塑料的温度限制在用于产生沥青产物的温度(并且低于将形成大量炭或焦炭的温度)的控制系统。r/>附图说明
[0006]图1示出了根据本文公开的一个或多个实施例的系统的简化工艺流程图。
[0007]图2示出了根据本文公开的一个或多个实施例的系统的简化工艺流程图。
[0008]图3示出了根据本文公开的一个或多个实施例的系统的简化工艺流程图。
具体实施方式
[0009]本文的实施例涉及将废塑料转化为有用的石化产品、燃料和其他中间体或最终产品的热化学过程。本文的实施例还涉及热解反应器设计和控制。
[0010]可热解形成废塑料热解油的聚合物可包括热塑性塑料、热固性塑料和弹性体。例如，经历热解形成废塑料热解油的废料可包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚甲醛、聚醚砜、聚碳酸酯、聚苯并咪唑、聚乳酸、尼龙和丙烯酸
聚合物(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))以及许多其他热塑性塑料。可用于本文的废塑料热解油还可以由本领域已知的各种不饱和或饱和弹性体和橡胶形成，例如聚丁二烯、异戊二烯、苯乙烯
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丁二烯、乙烯乙酸乙烯酯以及许多其他材料。本文的实施例可以足够稳健以处理一定量的含杂原子聚合物，包括上面列出的那些以及本领域已知的其他聚合物；然而，所得废塑料热解油的杂原子含量通常应小于2wt％，例如小于1wt％或小于0.5wt％。
[0011]可以使用根据本文实施例的系统将废塑料转化为热解油。该系统可包括作为主要组件的熔化罐和热解反应器。该系统还可以包括废塑料供给系统、热解油分离系统和一个或多个加热系统，如下文将描述的。
[0012]一般而言，废塑料供给系统是被配置为向熔化罐提供废塑料进料的系统，并且不受特别限制，因为可以使用许多不同的配置。在一些实施例中，废塑料供给系统可包括进料斗，其可填充一定量的废塑料，例如碎片、粒料、薄片、细纤维、碎塑料的形式，以及可从废塑料回收商或其他供应商接收的其他形式的废塑料。进料斗可以流体连接至螺旋输送机或用于计量废塑料并将其输送至熔化罐的其他装置。在一些实施例中，废塑料供给系统可包括挤出机，其可以是单螺杆或双螺杆类型，并且可通过由电机供应至旋转螺杆的机械能的粘性耗散来加热并部分或完全熔化废塑料。
[0013]一般而言，需要限制供给至熔化罐和热解反应器的水和氧气的量。螺旋输送机和/或进料斗或相关联的流送管线可连接至热氮气供应系统，使得聚合物可被加热至足以除去水但不高到熔化聚合物的温度，排出含有水蒸气和可能被置换的任何氧气的氮气流。
[0014]然后可将干燥的废塑料供给至熔化罐，其中将废塑料加热至足以熔化塑料但又足够低以避免废塑料的任何显著转化的温度，因为优选的是控制反应和通过热解反应器中的转化产生的反应产物。在一些实施例中，废塑料可以在挤出机中加热并且可以在加热的、部分熔融的或完全熔融的条件下供给至熔化罐。然后可以将废塑料在熔化罐中加热或进一步加热至约200℃至约375℃范围内，例如约300℃的温度。熔融塑料的温度应足够高以熔化塑料并提供具有所需粘度的熔融塑料，以促进单元操作之间的运送，但是，如上所述，熔融塑料的温度应足够低以限制或避免塑料在熔化罐内的转化。
[0015]熔化罐可以是搅拌容器。该容器可包括用于接收来自废塑料供给系统的包含废塑料的进料流的入口，以及用于输送或输出所得熔融塑料的出口。熔化罐还可以包括蒸气出口，用于排出熔化罐中产生的或从废塑料排出的任何气体，例如可能随进料夹带的或由废塑料的加热产生的气体。熔化罐容器可包括用于将废塑料从进料温度加热至熔融温度的加热系统。加热系统可包括外部夹套和内部盘管之一或两者，以提供用于熔化废塑料的热量。
[0016]在废塑料熔化之后，可以将熔融塑料供给至热解反应器以将熔融塑料转化成热解油产物和沥青产物。热解反应器可包括被配置为接收熔融塑料的入口、用于回收热解油的第一出口和用于回收沥青产物的第二出口。热解反应器还可以包括被配置为将熔融塑料从入口温度加热至热解温度的加热系统。熔融塑料可在热解反应器内被加热至例如约350℃至约700℃，例如约370℃(700
°
F)至约675℃(1250
°
F)，例如350℃(662
°
F)至550℃(1022
°
F)范围内的温度，并且在约0.3barg(4psig)至约1.4barg(20psig)，例如约0.4barg(6psig)的压力下。
[0017]与加热相关联，熔融塑料可以分解成短链石油烃，其可以在分离系统中回收和分离。理想地，本文的实施例产生沥青产物，并因此限制由塑料热解形成的焦炭或炭的量。可
以限制或控制热解反应器内熔融塑料的加热，使得在一些实施例中小于1wt％的废塑料转化为焦炭或炭；在另一些实施例中小于0.5wt％的废塑料转化为焦炭或炭；而在另一些实施例中小于0.2wt％的废塑料转化为焦炭或炭。限制炭的形成可以提供极长的反应器运行长度以及产生更有价值的沥青产物。可以提供控制系统来控制热解反应器加热系统，提供有利于产生沥青产物并且低于形成任何显著的炭或焦炭的温度的加热曲线或加热温度。
[0018]在一些实施例中，热解反应器加热系统可包括预热区和反应区。预热区可被配置为将熔融塑料加热至第一热解温度，目标是低转化率，例如5
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20wt％转化率，例如10wt％转化率(本文中的转化率为wt％，除非另有说明)。在预热区之后，熔融塑料可以在反应区段中进行处理，以将大部分塑料转化为热解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于转化废塑料的方法，包括：将废塑料供给至熔化罐；在所述熔化罐中，加热所述废塑料以形成加热的熔融塑料；将所述加热的熔融塑料从所述熔化罐中取出，并将所述加热的熔融塑料供给至热解反应器；在所述热解反应器中，将所述加热的熔融塑料加热至热解温度，产生热解油产物和液体沥青产物；以及将所述热解油产物分离成热解气体馏分、轻质热解油馏分、中质热解油馏分和重质热解油馏分。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述废塑料作为从挤出机回收的部分或完全熔化的废塑料被提供至所述熔化罐，所述方法还包括在所述挤出机中部分或完全熔化所述废塑料。3.根据权利要求1所述的方法，还包括控制所述热解反应器中的温度以将所述加热的熔融塑料的温度限制到低于形成炭或焦炭的温度。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述加热的熔融塑料分成第一部分和第二部分；在所述熔化罐的上游，将所述第二部分与所述废塑料混合；以及将所述第一部分供给至所述热解反应器。5.根据权利要求1所述的方法，还包括，在将所述废塑料供给至所述熔化罐之前，使所述废塑料与氮气在足以从所述废塑料中除去水的温度下接触。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述中质热解油馏分分成第一部分和第二部分；以及将所述中质热解油的所述第一部分与所述加热的熔融塑料混合，其中所述混合在所述熔化罐的下游以及所述热解反应器的上游进行。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：将所述中质热解油馏分分成第三部分；以及用所述中质热解油的所述第三部分骤冷从所述热解反应器回收的所述热解油。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述重质热解油馏分分成第一部分和第二部分；以及将所述重质热解油的所述第一部分与所述加热的熔融塑料混合，其中所述混合在所述熔化罐的下游以及所述热解反应器的上游进行。9.根据权利要求1所述的方法，还包括通过所述热解气体馏分的燃烧直接或间接向所述熔化罐或所述热解反应器之一或两者提供热量。10.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述熔化罐的下游以及所述热解反应器的上游，将碱性试剂与所述加热的熔融塑料混合，使所述碱性试剂与所述加热的熔融塑料中包含的氯反应以形成钙盐，以及与所述液体沥青产物一起回收所述钙盐。11.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述熔化罐中取出蒸气流，并且任选地处理所述蒸气流以除去其中包含的任何卤素。12.一种用于热解废塑料的系统，所述系统包括：
熔化罐，所述熔化罐具有：被配置用于接收来...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏迪普托，
申请(专利权)人：鲁姆斯科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：