將廢塑料轉化成油的方法和系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術公開了處理大量廢塑料的經濟方法，其中熱塑塑料、交聯(lián)塑料、熱固塑料或其混合物可連續(xù)和迅速降解并轉化成油，該方法不需要區(qū)分各種類型的廢塑料。根據(jù)該方法，通過研磨熱塑塑料、交聯(lián)塑料、熱固塑料或其混合物得到的粉狀塑料與水混合形成漿料，向漿料中加入分散劑如吸水樹脂、水溶性聚合物或表面活性劑。將得到的混合漿料加入到管狀連續(xù)反應器中，在反應器中粉狀塑料在使水處于或接近其超臨界區(qū)域的條件下降解，最后，從反應產物中回收油。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及將廢塑料轉化成油的方法和系統(tǒng)，該方法是通過將粉狀廢塑料分散于水中形成漿料，并使用在或接近其超臨界區(qū)域的水作為反應介質來降解塑料。通常，大多數(shù)各種類型的廢塑料是通過傾倒或焚化來處理的，因此其沒有作為資源有效地利用。此外，通過傾倒的處理方法已帶來了一些問題，例如傾倒地點難以保障和傾倒后土地的不穩(wěn)定性。另一方面，通過焚化的處理方法也帶來了一些問題，例如損害了爐子和排放出有害的氣體和討厭的臭味。同時，1995年頒布的包裝品回收法規(guī)定有義務回收和再利用塑料。鑒于這些情況，近來已作了各種努力將廢塑料作為資源再利用。其中的一個例子提出了一種將廢塑料降解并轉化成油的方法，該方法是使用在其超臨界區(qū)域的水(超臨界水)或接近其超臨界區(qū)域的水作為反應介質進行反應(超臨界水反應)，從而回收有用的油質物質(下文稱作超臨界水方法)，例如在PCT國際公開號為501205/1981的日文公開翻譯文本、日本專利公開號為4225/1982、31000/1993和279762/1994所述的方法。術語“超臨界水”是指處于這樣狀態(tài)的水，其溫度不小于它的臨界溫度(374℃)和壓力不小于它的臨界壓力(22.1MPa)。超臨界水可容易地擴散入熔融塑料的油滴中，因此，認為超臨界方法比在常壓下的熱解產生更少的殘余物，從而可以較高程度的轉化成油。即使溫度和壓力低于臨界溫度和臨界壓力，水也可以以基本上與超臨界水相同的方式起到反應介質的作用，只要它們是處于臨界溫度和臨界壓力附近。然而，在現(xiàn)有技術中，沒有很好地開發(fā)出用超臨界方法處理廢塑料的技術。因此，在超臨界條件下很難將廢塑料(特別是含有熱固樹脂和交聯(lián)樹脂的廢塑料)連續(xù)地加到反應器中，這樣就需要提供一種特殊的或昂貴的用于這種連續(xù)加料目的的設備。本專利技術的目的是提供一種處理大量廢塑料的經濟方法，其中熱塑塑料、交聯(lián)塑料、熱固塑料或其混合物連續(xù)地加到反應器中而不需區(qū)分各種類型的廢塑料，并根據(jù)超臨界水方法迅速降解廢塑料并轉化成油，從而工業(yè)規(guī)模地處理廢塑料。為了達到上述目的，本專利技術人研究了通過超臨界水方法連續(xù)和迅速降解廢塑料并將其轉化成油來處理大量各種類型廢塑料的經濟方法。結果發(fā)現(xiàn)，如果將廢塑料研磨成粉末，然后與水混合形成漿料，可將廢塑料容易地加入到管狀連續(xù)反應器中，在反應器中水處于或接近其超臨界區(qū)域，從而可連續(xù)地降解和轉化成油。本專利技術正是基于這個發(fā)現(xiàn)完成的。因此，本專利技術涉及將廢塑料轉化成油的方法，該方法包括下列步驟將通過研磨廢塑料得到的粉狀塑料與水混合形成漿料，將漿料加到管狀連續(xù)反應器中，在使水處于或接近其超臨界區(qū)域的反應條件下降解粉狀塑料，然后從反應產物回收油。用這種方法處理的廢塑料可以是熱塑塑料、交聯(lián)塑料、熱固塑料或其混合物。此外，本專利技術還涉及如上所述的將廢塑料轉化成油的方法，其中將分散劑加入到由粉狀塑料和水組成的漿料中。作為分散劑可以使用吸水樹脂、水溶性聚合物、表面活性劑或其混合物。更確切地說，吸水樹脂可以是由聚丙烯酸鹽、異丁烯-馬來酸鹽、聚乙烯基醇、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯或淀粉-聚丙烯酸鹽生成的交聯(lián)產物。水溶性聚合物可以是天然聚合物如淀粉、甘露聚糖、半乳聚糖或明膠；半合成聚合物如羧甲基纖維素、羧甲基淀粉或甲基纖維素；或合成聚合物如聚乙烯基醇或聚氧乙烯。表面活性劑可以是陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑或非離子表面活性劑。此外，本專利技術還涉及如上所述的將廢塑料轉化成油的方法，其中從反應產物分離出的水用于制備由粉狀塑料和水組成的漿料。另一方面，本專利技術還涉及將廢塑料轉化成油的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于將研磨廢塑料得到的粉狀塑料與水混合形成漿料的混合設備，管狀連續(xù)反應器，用于將漿料加入到管狀連續(xù)反應器的漿料加料設備，用于加熱管狀連續(xù)反應器從而在使水處于或接近其超臨界區(qū)域的反應條件下降解粉狀塑料的加熱設備，以及用于從粉狀塑料的降解產物中分離出油的分離器。此外，本專利技術還涉及如上所述的將廢塑料轉化成油的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括用于將分散劑加入到混合設備的分散劑加料設備。本專利技術使得通過下列步驟能夠處理大量的廢塑料將廢塑料研磨成粉末，但不需要區(qū)分各種類型的廢塑料；由粉狀塑料和水制備漿料；通過適合的設備如漿料泵將漿料連續(xù)加入反應器；以及根據(jù)超臨界水方法將粉狀塑料迅速降解和轉化成油。附圖說明圖1是顯示本專利技術的方法和系統(tǒng)的一個實施方案的流程圖。下文將更詳細地描述本專利技術。可用本專利技術處理的塑料的類型包括熱塑塑料、交聯(lián)塑料、熱固塑料和其混合物。熱塑塑料不但包括普通塑料，而且還包括工程塑料。該種塑料的具體例子有聚乙烯、聚丙烯、聚-4-甲基戊烯-1、離聚物、聚苯乙烯、AS樹脂、ABS樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、甲基丙烯酸樹脂、聚乙烯醇、EVA、聚碳酸酯、各種尼龍、各種芳族和脂族聚酯、熱塑聚氨基甲酸乙酯、纖維塑料和熱塑高彈體。交聯(lián)塑料包括，例如通過暴露于輻射、電子射線、光等，通過過氧化物等的作用，或者通過加入交聯(lián)單體使上述熱塑塑料交聯(lián)得到的那些交聯(lián)塑料。熱固塑料不但包括普通塑料，而且還包括工程塑料。其具體的例子有酚醛樹脂、尿素樹脂、蜜胺樹脂、呋喃樹脂、硅氧烷樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、烯丙樹脂、熱固性聚氨基甲酸乙酯樹脂和橡膠。這些塑料可以單獨使用，以兩種或多種的混合物使用，或以復合材料如混合物的形式使用。本專利技術的一個特征是不但可以處理熱塑塑料，而且可以處理交聯(lián)塑料和熱固塑料。因此，不需要區(qū)分開各種類型的廢塑料，以致可容易地回收和處理廢塑料。在本專利技術中，將廢塑料研磨成粉末，然后與水混合形成漿料。粉末的顆粒大小優(yōu)選其直徑不大于約1毫米。如果粒徑過大，則用漿料加料設備難以將其加到漿料中。由于粒徑減小了，所以用漿料加料設備加料變得更容易，但用于研磨所需的動力和粉末的體積增加了。因此，粒徑通常應在0.1-1毫米范圍內。至于粒徑，大塊材料應磨細成具有0.1-1毫米的直徑或邊長的顆粒，但片狀材料(如薄膜)可磨細成當其形成漿料時相應于體積為約1毫米3的碎片。可以使用任何常規(guī)已知的設備如刀片粉碎機和錘磨機作為將廢塑料研磨成具有上述粒徑范圍的粉末的設備。當廢塑料一開始就是具有上述范圍粒徑的顆粒形式時，則不需要進行進一步處理。某些類型的廢塑料以前可以不含有不同于塑料的組分或是純化的，然而，要處理的廢塑料中可存在無機物如填料。對用于制備漿料的水的類型、溫度、壓力和其他性質沒有特別的限制。反應完成后從油分離出的水可以用于該目的。雖然粉狀塑料與水的重量比(粉狀塑料∶水)要取決于塑料的類型，但該重量比可以在1∶0.3-1∶20，優(yōu)選1∶2-1∶10的范圍內。為了由粉狀塑料和水制備漿料，可以使用任何已知的各種常規(guī)用于混合粉末與液體的混合設備，例如裝有攪拌器的立式或臥式混合罐和管狀混合器。由粉狀塑料和水組成的漿料可簡單地在攪拌下混合它們而制備。另外，可在分散劑存在下混合粉狀塑料和水。本專利技術中所用的分散劑可以是吸水樹脂、水溶性聚合物、表面活性劑或其混合物。分散劑可預先加入到水中，或者加到由廢塑料和水組成的漿料中。可用任何通常已知的分散劑加料設備加入分散劑，例如流體計量泵和粉末計量加料器。吸水樹脂的具體例子包括由聚丙烯酸鹽(例如鈉鹽；下文中同樣適用)、異丁烯-馬來酸鹽、聚乙烯醇、poval-聚丙烯酸鹽、聚丙烯腈水解產物(特別是聚丙烯酰胺)和淀粉本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種將廢塑料轉化成油的方法，該方法包括步驟：將由粉狀塑料和水組成的漿料加到管狀連續(xù)反應器中，在使水處于或接近其超臨界區(qū)域的反應條件下降解粉狀塑料，和從反應產物回收油。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：齋藤喜久，守谷武彥，飯島正樹，松原亙，小林一登，鵜川直彥，
申請(專利權)人：東北電力株式會社，三菱重工業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]