CN113976098B - 一种废旧塑料热裂解用碱性催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧塑料热裂解用碱性催化剂的制备方法，该催化剂具有层状结构，碱土金属改性后具有分布均匀的碱性中心，方便大分子的扩散，可减少生焦，是一种优良的热裂解用催化剂。
Description
技术领域：
本发明涉及一种废旧塑料热裂解用碱性催化剂的制备方法，属于碱性催化剂的范畴。
背景技术：
塑料制品方便了人民的生活，但随着使用量的增加，导致大量的旧塑料的产生，如何处理成为难题。目前市面上有各种处理塑料的方法。
其中废塑料热解主要包括热裂解法、催化热裂解法、热裂解-催化改质法，并且有不同的工艺。
通常所用的催化剂有固体硅酸铝、分子筛等，但在反应过程中大量的焦炭沉积于催化剂表面使其失活，而且反应温度＞650℃，对催化剂的稳定性提出了更高得要求。
固体碱催化剂作为环境友好催化剂应用于废旧塑料催化热裂解工艺中有其优势，其分类有单组分金属氧化物、碱金属改性分子筛、载体负载碱金属离子。
钙基固体碱催化活性中心具有极强的供电子能力，近年来研究较多，但粉未状的氧化钙催化剂存在比表面小、易吸收空气中CO2致失活等特点。
我国每年废FCC催化剂在10万吨以上，近年来划为危险废物，其再生处埋主要采用磁分离技术和化学分离技术。磁分离利用Ni、Fe等金属的磁性以达到去除污染重的催化剂的目的，分离出污染较轻的催化剂用于平衡剂。该工艺电耗高、粉尘污染重、收率低。化学法主要使用酸浸，脱除部分金属，但程度不易控制。
发明内容：
本发明采用了以下技术方案：
(1)铝酸钠水溶液中并流加入CaCl2与MgCl2溶液，搅拌均匀后升温至60-90℃，静止陈化5-10小时过滤，洗涤，焙烧；
(2)将上述物料用水打浆，加入CaCl2溶液进行离子交换，过滤洗涤；
(3)滤饼用水打浆，加入硅溶胶，喷雾造粒，即得成品。
步骤(1)中的铝酸钠Na2O与Al2O3与质量比为(1.15-1.25)∶1。
步骤(1)中焙烧温度500-650℃，时间0.5-2小时。
步骤(1)中MgCl2的加入量以MgO计与以CaO计的CaCl2的质量比为1∶(8-15)。
步骤(2)中CaCl2的加入量以CaO计为滤饼干基质量的0.05～0.15。
步骤(3)中硅溶胶加入量以SiO2计占滤饼干基的4-8wt％。
本发明制备工艺具有以下特点与优势：
(1)铝酸钠与CaCl2、MgCl2混合后，在陈化过程中构建结构，形成了层状结构，焙烧掉氯根后，具有了适当的孔道；
(2)硅溶胶作为粘结剂，不提供酸性位，不具有活性，不会结焦堵塞孔道；
(3)CaCl2的交换，降低Na2O的含量，保证高温应用时稳定性。
具体实施方式：
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是此处所描述的具体实施不是为了限制本发明的范围。
本实施中所用原科的数据：
铝酸钠：Na2O120g/L，Al2O3100g/L；
CaCl2溶液：以CaO计，8wt％；
MgCl2溶液：以MgO计，7.5wt％；
硅溶胶：以SiO2计，25.0wt％。
实施例1：
(1)取1000mL的铝酸钠溶液，在搅拌的状态下，并流加入2175克CaCl2溶液与240克MgCl2溶液，搅拌均匀后，升温至85℃，陈化8小时，过滤，10倍水洗，滤饼烘干后550℃焙烧1小时；
(2)将该焙烧料加水打浆，加入292克CaCl2溶液进入离子交换，过滤洗涤；
(3)滤饼打浆，加入硅溶胶49克，喷雾干燥，样品标识为B-cat-1。
实施例2：
(1)取1000mL的铝酸钠溶液，在搅拌的状态下，并流加入2563克CaCl2溶液与209克MgCl2溶液，搅拌均匀后，升温至80℃，陈化10小时，过滤，10倍水洗，滤饼烘干后600℃焙烧1小时；
(2)将该焙烧料加水打浆，加入490克CaCl2溶液进入离子交换，过滤洗涤；
(3)滤饼打浆，加入硅溶胶105克，喷雾干燥，样品标识为B-cat-2。
实施例3：
(1)取1000mL的铝酸钠溶液，在搅拌的状态下，并流加入1725克CaCl2溶液与216克MgCl2溶液，搅拌均匀后，升温至65℃，陈化8小时，过滤，10倍水洗，滤饼烘干后550℃焙烧1小时；
(2)将该焙烧料加水打浆，加入238.1克CaCl2溶液进入离子交换，过滤洗涤；
(3)滤饼打浆，加入硅溶胶73克，喷雾干燥，样品标识为B-cat-3。
将废旧PP塑料粉碎成颗粒，每次进料1.5克，在自制的固定床裂解反应装置上进行评价，催化剂加剂量12克，反应温度700℃，产物分布如下：
从以上数据可以看出，其产物中乙烯+丙烯+丁烯，芳烃等高附加值产物较多，经济效益可观。
Claims (6)
1.一种废旧塑料热裂解用碱性催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)铝酸钠水溶液中并流加入CaCl2与MgCl2溶液，搅拌均匀后升温至60-90℃，静止陈化5-10小时，过滤，洗涤，焙烧；
(2)将上述物料用水打浆，加入CaCl2溶液进行离子交换，过滤洗涤；
(3)滤饼用水打浆，加入硅溶胶，喷雾造粒，即得成品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的铝酸钠Na2O与Al2O3的质量比为(1.15-1.25)∶1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中焙烧温度500-650℃，时间0.5-2小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中MgCl2的加入量以MgO计与以CaO计的CaCl2的质量比为1∶(8-15)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中CaCl2的加入量以CaO计为滤饼干基质量的0.05-0.15。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中硅溶胶加入量以SiO2计占滤饼干基的4-8wt％。
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