CN1597848A - 废塑料裂解生产燃油的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废旧塑料裂解生产燃油的工艺方法。特点是:预热送料、催化、裂解和分馏,其催化剂为Y型沸石分子筛,填料为瓷球。本发明工艺方法生产,催化裂解充分,出油率高可达60-85%,油品质量好,汽油90号,柴油0号一负20号。整个生产过程为全封闭洁净化连续生产,废塑料原料无需分类、清洗、烘干,采用碱洗方法实现自动中和,无二次污染;降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及利用废旧塑料连续化生产燃油的工艺方法。
背景技术
日常生活垃圾中的废旧塑料被称之为“白色垃圾”严重危害人类的生存环境,也是各国政府治理白色垃圾最头痛的难题。前几年就有关于废塑料裂解燃料油的方法,这些方法存在几方面的不足:
1、使用廉价的白土(活性二氧化硅)作为催化剂,液相反应裂解不充分,产生大量重油,只有部分轻质油,尤其对聚乙烯的裂解产生的重质油更多。
2、采用燃煤加热,温度难控制,设备寿命短,工艺简陋,不能形成产业化连续作业,存在二次污染。
3、国外同类设备对处理废塑料要求严格,如废塑料需要进行分类、清洗、烘干,要高温加氢或加压裂解。
发明内容
本发明旨在:通过对催化剂和加工工艺的改进,提供一种无需对废塑料原料进行清洗、烘干处理、裂解充分、出轻油比率高的废旧塑料常压催化裂解生产燃油的工艺方法。
具体的工艺和工艺条件如下:
1、废旧塑料常压催化裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:
A、将无需清洗、烘干的废塑料原料,经破碎机破碎后由输送机将原料送入螺杆挤出机的投料口;通过螺杆挤出机的加热机构对料筒预热,预热设定温度为200℃,预热时间30分钟;原料以每小时150kg的速度被挤入,在前行过程中挤压脱水,并被加热塑化,进入电热裂解釜。
B、在未投料之前电热裂解釜内顶部出气通道与催化塔相接,在塔内加入10Kg催化剂和保护填料;所述催化剂为Y型沸石分子筛,通径在0.9-1个纳米范围;所述保护填料为瓷球;且进料之前将电热裂解釜预热,给电热裂解釜的设定温度为釜内上部350℃,釜内下部400℃,釜外底部500℃;预热时间30分钟预热温度在100℃左右;
C、原料被加热塑化后,进入电热裂解釜,电热裂解釜上有减速搅拌机,减速搅拌机转速为20-23转/分钟;即边进料边加热边搅拌。
D、进原料完毕后,电热裂解釜的设定温度为釜内上部380℃,釜内下部420℃,釜外底部550℃;保持电热裂解釜内温度380℃-400℃,时间3-4小时催化裂解反应,然后,降温至300℃,开始高温排渣,排渣时间5分钟;接着循环上述进料、加热、反应和排渣工序;
E、裂解过的低分子烃类经冷却至常温下大部分变为液体,液体收率占总量60-85%的大部分液体经过气液分离器、油水分离器、过滤器进入到油罐;小部分被气液分离器分离出来的不凝固气体进入气体回收装置;
F、油罐的油通过管道送到分馏釜,油位不得超过釜体容量的2/3,电加热升温,温度在常温至180℃之间,以1℃/分钟的速度升温;此范围主分馏出来的要成份是C4-C11碳氢化合物,是汽油的组分;汽油的组分在分馏过程中通过温度分馏三组分:20℃-70℃、70℃-120℃、120℃-180℃,分别占总量体积比(V/V)的10%、50%、90%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液通过混合器清洗,再经过深度过滤器进入成品油罐;
继续电加温至180℃-350℃,按2℃/分钟速度升温;此范围分馏出来的主要成份是C12-C20的碳氢化合物,是煤油和柴油的组分;分馏出的煤油和多余组分油作为燃料油;柴油的组分在分馏过程中也是通过温度分馏三组分:不高于300℃为一组、300℃-330℃为第二组、330℃-350℃为第三组,分别占总量体积比(V/V)的50%、90%、95%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液通过混合器清洗,再经过深度过滤器进入成品油罐。
2、根据权利要求1所述的废塑料裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:所述Y型沸石分子筛,为硅铝类分子筛通径在0.9-1个纳米范围的催化剂。
3、根据权利要求1所述的废塑料裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:所述填料瓷球的直径范围为8-12mm。
本发明的工艺方法的有益技术效果如下:
1、本发明工艺方法生产,催化裂解充分,出油率高可达60-85%,油品质量好,汽油90号,柴油0号-负20号。
2、整个生产过程为全封闭洁净化连续生产,废塑料原料无需分类、清洗、烘干,生产过程中省去了酸洗和水洗,采用碱洗方法实现自动中和,无二次污染;降低了生产成本。
3、实现高温自动排渣,常压运行,安全性高。
4、本工艺方法适应性广,不受地形、区域限制,便于向各个城乡垃圾处理厂推广应用。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合图1,通过实施例对本发明作详细地描述。
实施例1:
取6吨废旧塑料,将其晒干后备用。试验方法是采用一台电热解釜和一台分馏釜,连续生产72小时,在未进料之前先在电热解釜顶部的催化塔内装10kg催化剂和填料2kg,且将电热裂解釜预热,裂解釜设定温度是:电热釜内上部温度为350℃,釜内下部温度为400℃,釜外底部为500℃;预热时间30分钟,预热温度为100℃左右;同时给进料机料筒预热30分钟,设定温度200℃,进料以每小时150kg的进料量进入裂解釜,釜上的搅拌器以每分钟20转的速度不停地搅拌,此时边进料边加热边搅拌,连续进料30小时后暂停进料,再改变裂解釜的设定温度分别为380℃、400℃、550℃,让裂解釜在380℃-400℃段保持3-4小时催化裂解反应,然后用风机降温至300℃需要一小时,再排渣5分钟。此后再按照上述程序生产:进料、加热、反应、排渣等。裂解过的低分子烃类经冷却至常温下大部分变为液体,液体收率是75%,大部分液体通过气液分离器、油水分离器、过滤器进入到油罐;小部分C1-C4的可燃性气体被气液分离器分离进入气体回收装置再经二级制冷***冷却压缩收集,转为民用液化气。油罐的油通过管道送到分馏釜,油位不得超过釜体容量的2/3,然后通过电加热升温,温度从常温升至180℃之间,以1℃/分钟的速度升温,此范围分馏出来的主要成份是C4-C11碳氢化合物,是汽油的组分;汽油的组分在分馏过程中通过温度分馏成三组分,并分别进入三个不同温度段的组分罐,按照汽油流程标准进行馏分,(小于70℃、70℃-120℃、120℃-180℃,分别占总量体积比(V/V)10%、50%、90%。进入混合组分罐,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液自动清洗,再经过深度过滤器进入成品汽油油罐,产出汽油标号是90#。
180℃-350℃按2℃/分钟速度升温;此温度段为煤油和柴油段;主要成份是C12-C20的碳氢化合物,分馏出的煤油和多余组分油作为燃料油;柴油的组分在分馏过程中也是通过温度分馏三组分:不高于280℃、280℃-305℃、305℃-320℃,分别占总量体积比(V/V)50%、90%、95%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%碱溶液通过混合器清洗,无需酸洗和水洗,再经过深度过滤器进入成品油罐,产出柴油标号是负20#
实施例2:取10吨废旧塑料,这些塑料由输送带送到已装配好催化剂的四台电热裂解釜进料口(每台裂解釜对应一台进料机),在进料之前电热解釜和料筒先预热30分钟,电热解釜预热温度100℃,料筒设定温度200℃,电热釜设定温度为:釜内上部温度为350℃,釜内下部温度为400℃,釜外底部为500℃;然后四台进料机都以每小时150Kg的进料量进入电热釜,每台搅拌机都以每分钟20转的速度旋转,此时边进料边加热边搅拌;当料进完,温度重新设定分别为380℃、400℃、550℃。继续升温在380℃-400℃段再保持3-4小时左右催化裂解反应,然后通过风机快速降温,由400 ℃降到300℃再自动排渣,排渣需要5分钟。接着再按照上述程序循环生产,可省去预热过程。裂解出的低分子烃类经冷却,液体收率80%,大部分变为液体通过气液分离器、油水分离器、过滤器进入到油罐;小部分C1-C4的可燃性气体被气液分离器分离进入气体回收装置再经二级制冷***冷却压缩收集,转为民用液化气,收率5%。油罐的油通过管道送到分馏釜,油位不得超过釜体容量的2/3,然后通过电加热升温,温度从常温升至180℃之间,以1℃/分钟的速度升温,此范围的主要成份是C4-C11碳氢化合物,是汽油的组分;汽油的组分在分馏过程中通过温度分馏成三组分,并分别进入三个不同温度段的组分罐,按照汽油流程标准进行馏分,(小于70℃、70℃-120℃、120℃-180℃,分别占体积总量的10%、50%、90%)。进入混合组分罐,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%碱溶液自动清洗,再经过深度过滤器进入成品汽油油罐,产出汽油标号是90#。
180℃-350℃按2℃/分钟速度升温;此温度段为煤油和柴油段;主要成份是C12-C20的碳氢化合物,主要成份是C12-C20的碳氢化合物,分馏出的煤油和多余组分油作为燃料油;柴油的组分在分馏过程中也是通过温度分馏三组分:不高于300℃、300℃-330℃、330℃-350℃,分别占体积总量的50%、90%、95%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%碱溶液通过混合器清洗,无需酸洗和水洗,再经过深度过滤器进入成品油罐。产出柴油标号是0#.
Claims (3)
1、废旧塑料常压催化裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:
A、将无需清洗、烘干的废塑料原料,经破碎机破碎后由输送机将原料送入螺杆挤出机的投料口;通过螺杆挤出机的加热机构对料筒预热,预热设定温度为200℃,预热时间30分钟;原料以每小时150kg的速度被挤入,在前行过程中挤压脱水,并被加热塑化,进入电热裂解釜。
B、在未投料之前电热裂解釜内顶部出气通道与催化塔相接,在塔内加入10Kg催化剂和保护填料;所述催化剂为Y型沸石分子筛,Y型分子式:Me56/n[(AlO2)56(SiO2)136]·250H2O(晶胞组成);Na2O·Al2O3·(4.0~6.0)SiO2·(7.0~9.0)H2O(氧化式);相对分子质量530~686(按氧化式计算),SiO2/Al2O3>4.5,通径在0.9-1个纳米范围;所述保护填料为瓷球;且进料之前将电热裂解釜预热,给电热裂解釜的设定温度为釜内上部350℃,釜内下部400℃,釜外底部500℃;预热时间30分钟预热温度在100℃左右;
C、原料被加热塑化后,进入电热裂解釜,电热裂解釜上有减速搅拌机,减速搅拌机转速为20-23转/分钟;即边进料边加热边搅拌。
D、进原料完毕后,电热裂解釜的设定温度为釜内上部380℃,釜内下部420℃,釜外底部550℃;保持电热裂解釜内温度380℃-400℃,时间3-4小时催化裂解反应,然后,降温至300℃,开始高温排渣,排渣时间5分钟;接着循环上述进料、加热、反应和排渣工序;
E、裂解过的低分子烃类经冷却至常温下大部分变为液体,液体收率占总量60-85%的大部分液体经过气液分离器、油水分离器、过滤器进入到油罐;小部分被气液分离器分离出来的不凝固气体进入气体回收装置;
F、油罐的油通过管道送到分馏釜,油位不得超过釜体容量的2/3,电加热升温,温度在常温至180℃之间,以1℃/分钟的速度升温;此范围分馏出来的主要成份是C4-C11碳氢化合物,是汽油的组分;汽油的组分在分馏过程中通过温度分馏三组分:20℃-70℃、70℃-120℃、120℃-180℃,分别占总量体积比(V/V)的10%、50%、90%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液通过混合器清洗,再经过深度过滤器进入成品油罐;
继续电加温至180℃-350℃,按2℃/分钟速度升温;此范围分馏出来的主要成份是C12-C20的碳氢化合物,是煤油和柴油的组分;分馏出的煤油和多余组分油作为燃料油;柴油的组分在分馏过程中也是通过温度分馏三组分:不高于300℃为一组、300℃-330℃为第二组、330℃-350℃为第三组,分别占总量的体积比(V/V)50%、90%、95%。进入混合组分罐后,再按5-10%的重量比加入浓度为3%-5%氢氧化钠碱溶液通过混合器清洗,再经过深度过滤器进入成品油罐。
2、根据权利要求1所述的废塑料裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:所述Y型沸石分子筛,为硅铝类分子筛通径在0.9-1个纳米范围的催化剂。
3、根据权利要求1所述的废塑料裂解生产燃油的工艺方法,其特征在于:所述填料瓷球的直径范围为8-12mm。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |