CN114456832B - 一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种废旧合成纤维与劣质油品共热解的方法，属于石油化工技术领域。本发明利用劣质油品与其在加氢催化条件下共热解，劣质油品通过加速废旧合成纤维的溶胀过程、提供传热传质条件来促进合成纤维的热解。反应成本低，催化剂可以实现循环利用，工艺简单，可以同时处理废旧合成纤维与劣质油品，除此之外共热解也可以通过反应条件的调节灵活的选择产品组成，产物具有高附加值，可用作轻质油品原料、化工原料或溶剂，实现绿色高效且低成本回收，具有较高的实际应用价值。

Description

一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解的方法
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，尤其涉及一种废旧合成纤维与劣质油品加 氢共热解的方法。
背景技术
合成纤维是以煤、石油、一些农副产品等天然的低分子化合物为原料，经 过化学聚合或缩聚成高聚物，然后再纺制成纺丝纤维。近年来我国化纤行业持 续高速增长，化纤产品的巨大需求带来了原材料的紧缺问题，同时，各类废弃 化纤废料造成的环境污染也越来越大。原料来源和废弃物处理都成了棘手问题。 废旧合成纤维的处理中，目前不能大批量处理废旧合成纤维，且处理目标单一。而废旧合成纤维与劣质油品悬浮床工艺共热解技术可以同时处理复杂废旧纤维 和劣质油品，具有独特的优势。
废旧合成纤维与劣质油品共热解是指合成纤维和劣质油品在劣质油品为溶 剂作为媒介的基础上进行的热解反应。劣质油品通过加速合成纤维溶胀过程、 提供传热传质条件来促进合成纤维的热解，将长链的合成纤维通过高压高温的 热处理方式转换为小的、简单分子。共热解过程需要持续高温及临氢的环境， 热解过程中产生的主要产品是油品、湿气和水。除此之外，共热解技术也可以通过反应条件的调节灵活的选择产品组成。所得到的液体油品具有较高的芳香 度，可以进一步处理增值为化工原料。并且与醇解等循环利用不同，共热解不 会导致水污染。该过程中产生的热解气中含有的大量的热值也可以用于补偿热 解装置的热量需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解的方法， 利用劣质油品作为原料，通过简单地反应过程实现对废旧合成纤维绿色大批量 处理。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解方法，包括以下步骤：
(1)将劣质油品、废旧合成纤维和催化剂置于反应釜中混合均匀后密封；
(2)对密封混合物搅拌加热至400-450℃，，搅拌加热反应过程中进行临氢 处理，反应0-2h，然后水冷至室温，取出产物，并将尾油进行回收。
优选的，所述劣质油品为马瑞常渣、煤焦油和催化裂化油浆中的任意一种。
优选的，所述废旧合成纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维和聚 丙烯腈纤维中的任意一种。
优选的，所述催化剂为环烷酸钼、环烷酸镍、油酸铁镍或步骤(2)回收的 尾油中的任意一种。
优选的，所述催化剂的用量为废旧合成纤维与劣质油品总质量的 50-500ppm。
优选的，所述废旧合成纤维与所述劣质油品的质量比为1-6：1-7。
优选的，步骤(2)所述尾油可替换步骤(1)中的废旧合成纤维和催化剂 并作为新的溶剂，所述废旧合成纤维与尾油的质量比为1-3：1-10。
优选的，步骤(2)中所述临氢处理的压力为6-10MPa，所述临氢处理的具 体方法为按照2MPa、2MPa、4MPa的顺序先后用氢气吹扫三次以排空釜内的空 气，最后冲入所需压力的氢气。临氢和高压是催化剂的使用条件，利于劣质油 品和合成纤维高温下裂解并且抑制焦炭的生成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了废旧合成纤维 与劣质油品加氢共热解方法，利用劣质油品与其在加氢催化条件下共热解，反 应成本低，工艺简单，可以同时处理废旧合成纤维与劣质油品，副产物只有水 易于分离，产物具有高附加值，可用作轻质油品原料、化工原料或溶剂，实现 绿色高效且低成本回收，具有较高的实际应用价值，且反应完的尾油可替换催化剂使用，起到催化剂循环作用，减少催化剂的用量。
具体实施方式
本发明提供了一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解方法，包括以下步 骤：
(1)将劣质油品、废旧合成纤维和催化剂置于反应釜中混合均匀后密封；
(2)对密封混合物搅拌加热至400-450℃反应0-2h，然后水冷至室温，取 出产物，并将尾油进行回收。
优选的，所述劣质油品为马瑞常渣、煤焦油和催化裂化油浆中的任意一种。
优选的，所述废旧合成纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维和聚 丙烯腈纤维中的任意一种。
在本发明的具体实施例中，合成纤维为废旧涤纶布泡料，废旧聚酰胺纤维 布料、废旧聚乙烯醇纤维布料和废旧聚丙烯腈布料中的任意一种。
优选的，所述催化剂为环烷酸钼、环烷酸镍、油酸铁镍或步骤(2)回收的 尾油中的任意一种。
优选的，所述催化剂的用量为废旧合成纤维与劣质油品总质量的 50-500ppm。
优选的，所述废旧合成纤维与所述劣质油品的质量比为1-6：1-7。
优选的，步骤(2)所述尾油可替换步骤(1)中的催化剂并作为溶剂，所 述废旧合成纤维与尾油的质量比为1-3：1-10。
优选的，步骤(2)中搅拌加热反应过程中还包括临氢处理，压力为6-10MPa。 所述临氢处理的具体方法为按照2MPa、2MPa、4MPa的顺序先后用氢气吹扫三 次以排空釜内的空气，最后冲入所需压力的氢气。临氢和高压是催化剂的使用 条件，利于煤焦油和PET高温下裂解并且抑制焦炭的生成。
下面将采用具体的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解方法，步骤如下：
(1)将废旧涤纶布泡料、煤焦油和催化剂环烷酸钼置于高压釜中混合均匀 后密封；其中废旧涤纶布泡料与煤焦油的质量比为0.3，催化剂的用量为废旧PET与煤焦油总质量的150ppm；
(2)对密封混合物搅拌加热至410℃反应1h，然后水冷却之室温，取出产 物，并将尾油回收；搅拌加热反应过程中按照2MPa、2MPa、4MPa的顺序先后 用氢气吹扫三次以排空釜内的空气，最后冲入8MPa压力的氢气进行临氢处理。
实施例2-9
采用与实施例1相同的方法，改变原料的比例、催化剂用量、反应的温度、 时间、及压力，将废旧涤纶布泡料与煤焦油加氢共热解。
以不添加废旧涤纶布泡料的反应作为空白对照，以实施例7反应后收集的 尾油作为新的劣质油品作为尾油循环组，实施例1-9以及空白对照组中废旧合成 纤维与劣质油品的质量比和尾油循环组废旧合成纤维与尾油的质量比，反应的 温度、时间、及压力如表1：
表1
实施例1-9以及空白对照组和尾油循环组中产物馏分结果如表2所示。
表2
从表2可以看出，实施例7中采用430℃、8MPa、反应2h和催化剂用量为 150ppm的反应条件下具有更高的轻油收率，优于其余条件。与空白对照相比可 以看出，布泡料基本转化为了气体和轻油馏分。
实施例10-12
按照实施例7的方法，改变催化剂的用量，将废旧涤纶布泡料与煤焦油加 氢共热解，催化剂用量对反应的影响，如表3所示。
表3
由表3可知，降低催化剂用量可以提升苯、甲苯和二甲苯的产率。
实施例13-18
废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解方法，步骤如下：
(1)将废旧涤纶布泡料、劣质油品和环烷酸钼置于高压釜中混合均匀后密 封；
(2)对密封混合物搅拌加热至430℃反应1h，然后水冷却之室温，取出产 物，并将尾油回收；搅拌加热反应过程中按照2MPa、2MPa、4MPa的顺序先后 用氢气吹扫三次以排空釜内的空气，最后冲入8MPa压力的氢气。劣质油品种类 和废旧合成纤维与劣质油品质量比对反应的影响结果如表4。
表4
序号 劣质油品种类 质量比 轻油收率％
实施例13 催化裂化油浆 3：7 45
实施例14 煤焦油 3：7 41
实施例15 马瑞常渣 3：7 37
实施例16 催化裂化油浆 6：4 49
实施例17 煤焦油 6：4 46
实施例18 马瑞常渣 6：4 41
实施例19-22
废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解方法，步骤如下：
(1)将废旧合成纤维布料、煤焦油和环烷酸钼置于高压釜中混合均匀后密 封；
(2)对密封混合物搅拌加热至430℃反应1h，然后水冷却之室温，取出产 物，并将尾油回收；搅拌加热反应过程中按照2MPa、2MPa、4MPa的顺序先后 用氢气吹扫三次以排空釜内的空气，最后冲入8MPa压力的氢气。废旧合成纤维 种类和废旧合成纤维与劣质油品质量比对反应的影响结果如表5。
表5
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是 与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将劣质油品、废旧合成纤维和催化剂置于反应釜中混合均匀后密封；
（2）对密封混合物搅拌加热至400-450℃，搅拌加热反应过程中进行临氢处理，反应1-2h，然后水冷至室温，取出产物，并回收尾油；
所述催化剂的用量为废旧合成纤维与劣质油品总质量的50-500ppm；
所述废旧合成纤维与所述劣质油品的质量比为1-6：1-7；
所述废旧合成纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维中的任意一种；
所述劣质油品为马瑞常渣、煤焦油和催化裂化油浆中的任意一种；
所述催化剂为油酸铁镍。
2.根据权利要求1所述的一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解的方法，其特征在于，步骤（2）所述尾油可替换步骤（1）中的废旧合成纤维和催化剂并作为新的溶剂，所述废旧合成纤维与尾油的质量比为1-3：1-10。
3.根据权利要求1所述的一种废旧合成纤维与劣质油品加氢共热解的方法，其特征在于，步骤（2）中所述临氢处理的压力为6-10MPa，所述临氢处理的具体方法为按照2MPa、2MPa、4MPa的顺序先后用氢气吹扫三次以排空釜内的空气，最后冲入所需压力的氢气。
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