以廢塑料廢橡膠的混合物為原料生產(chǎn)石油產(chǎn)品的方法及設(shè)備技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)是利用廢塑料和廢橡膠提煉汽油、柴油的方法。本法以氫氧化鋅、碳酸鎳、活性氧化鋁及活性白土為催化劑，以廢塑料和廢橡膠的混合物為原料，通過催化裂化，將廢舊塑料和橡膠的高分子進行裂解，經(jīng)冷卻、分餾后可制得液化氣、汽油、柴油等。本法原料充足，工藝簡單，裂解速度快，裂解溫度低，轉(zhuǎn)化率高，沒有壓力，反應(yīng)溫度不超過３００℃，應(yīng)用前景十分廣闊。（*該技術(shù)在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
?以廢塑料廢橡膠的混合物為原料生產(chǎn)石油產(chǎn)品的方法及設(shè)備本專利技術(shù)涉及一種以廢塑料、廢橡膠為原料生產(chǎn)石油產(chǎn)品的方法及設(shè)備，它包括催化裂化、裂解氣冷凝和混合油分餾等工藝過程。目前世界上廢棄的塑料垃圾、橡膠輪胎數(shù)量驚人。因降解困難，已造成日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，對人類的生存環(huán)境形成威脅。其中廢橡膠數(shù)量巨大，處理更為困難。為了將高分子形態(tài)的塑料和橡膠還原成低分子燃油，迄今人們都是沿用石油裂解的工藝設(shè)備來實行裂解，其效果甚差。在中國專利CN93112501中公開了一種廢輪胎橡膠的裂解工藝，以云母作催化劑，其不足之處是裂化溫度及操作壓力均較高，故煤耗較大，對環(huán)境的污染也較嚴(yán)重。此外因裂化操作要在壓力下進行，需使用價值昂貴的高壓斧，對操作安全不利，此法也不宜實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。本專利技術(shù)的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，為廢塑料特別是大量的廢橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)槭彤a(chǎn)品找到一種更好的催化裂解方法和相應(yīng)的設(shè)備。所用的催化劑和設(shè)備可使裂化反應(yīng)在常壓和較低的溫度下進行，并提高廢塑料和廢橡膠的轉(zhuǎn)化率，加快裂化的速度，從而更加經(jīng)濟、安全和高效。本專利技術(shù)的目的可以通過如下方式來實現(xiàn)：催化裂化中使用的催化劑是氫氧化鋅、碳酸鎳、活性氧化鋁及活性白土的混合物，其中氫氧化鋅為1.5—10％(重量)，碳酸鎳0.5—5％，活性氧化鋁5—20％，其余為活性白土；在常壓下，溫度為120—280℃的條件下催化裂化。催化劑的加入量為原料重量的2—8％。上述原料中廢塑料和廢橡膠的比例分別為20—80％和80—20％。催化劑中的各成份應(yīng)為細粉狀并混合均勻。細粉的粒度最好在80-->目以上。粒度越小，活性越強。催化劑應(yīng)先于原料加入裂化爐中。本裂化法的廢塑料主要以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等為原料。廢橡膠不論人工合成橡膠或天然橡膠均可，尤以廢丁鈉橡膠、丁苯橡膠為好。本法及設(shè)備對塑料和橡膠原料的大小，干凈程度沒有特殊要求。一般將原料破碎成5厘米左右的塊狀，以能進入加料口為度。原料投入爐內(nèi)后，經(jīng)催化加熱裂解，其高分子長鏈還原成低分子燃油，主要是汽油、柴油等成份。以下結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進一步詳細描述：(1)催化劑制備：裂化反應(yīng)的催化劑為氫氧化鋅、碳酸鎳、活性氧化鋁及活性白土的混合物，其中氫氧化鋅重量為5％，碳酸鎳為3％，活性氧化鋁12％，其余為活性白土。氫氧化鋅，碳酸鎳和氫氧化鋁的粒度為100目以上，活性白土的粒度也約為100目。催化劑中各成份應(yīng)充分?jǐn)嚢杌靹颉Ｆ渲谢钚匝趸X對油類有很強的吸附作用，可用作催化劑或催化劑載體。活性氫氧化鋅極易分散于橡膠中。活性白土對橡膠有親液的作用，主要作裂化反應(yīng)的載體，這是由于其比表面大，有較好的吸附性能所致。催化劑先于原料投入裂化爐中，催化劑的加入量為原料重量的5％。(2)原料：1000公斤，其中廢塑料和廢橡膠的比例為30％和70％。(3)催化裂化：將原料及催化劑50kg按上述方法加入裂化爐內(nèi)，加熱至120℃先產(chǎn)出液化氣，加熱至130—160℃即產(chǎn)生裂化氣，加溫至180—240℃時需在釜底進行攪拌3—5轉(zhuǎn)，每隔20分鐘攪拌一次，30分鐘加料一次，裂化溫度通常保持在240℃以下，最高可保持在250—310℃，整個催化裂化反應(yīng)連續(xù)進行，每隔約8小時需排渣一次，收集的排渣是制備工業(yè)碳黑的原料。催化劑中的氫氧化鋅、碳酸鎳和活性氧化鋁主要用于降低裂化反應(yīng)中的活化能，從而使裂化反應(yīng)所需溫度下降，裂化速度加快。(4)裂解氣冷卻、混合油分餾：將催化裂化反應(yīng)中產(chǎn)生的裂化氣-->進入換熱器冷卻，冷凝后生成液體燃料油，再將分離出的液體燃料油送入分餾爐中進行加溫而分餾出汽油、柴油和機油等。最后剩下的殘渣，用于制工業(yè)碳黑。一噸廢舊塑料橡膠可產(chǎn)輕油七百多公斤，其中汽油、柴油分別占40％和60％。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：1.油品的收率或轉(zhuǎn)化率明顯提高，其中汽油、柴油的轉(zhuǎn)化率達到塑料和橡膠混合原料的75-80％。另外還有機油、液化氣和碳黑等。這是單一塑料原料或單一橡膠原料遠遠達不到的。較單一塑料原料提高約15％，較單一橡膠原料提高約20％。也較其它已知方法的廢塑料，廢橡膠轉(zhuǎn)化率高得多。2.裂解反應(yīng)速度加快，較單一塑料原料縮短時間約25％，較單一橡膠原料縮短約20％。從而單位時間內(nèi)裂解氣的產(chǎn)氣加快，產(chǎn)氣量相應(yīng)上升。3.產(chǎn)品汽油、柴油等質(zhì)量較高：據(jù)陜西省石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站1994年的檢驗表明，所產(chǎn)汽油在辛烷值，鉛含量、餾程、含硫量、酸值、水份等指標(biāo)均達到或優(yōu)于國家70#油標(biāo)準(zhǔn)。柴油在餾程、十六烷值、膠質(zhì)、硫含量、水份、灰份、凝點、閉口閃點等指標(biāo)均達到或優(yōu)于國家-10號柴油標(biāo)準(zhǔn)，使用中比普通汽油省23—30％。可廣泛用于各種大小型進口、國產(chǎn)車輛。4.經(jīng)濟：本法采用的催化劑，大大降低了裂化反應(yīng)的活化能，故反應(yīng)溫度在80—160℃就能正常出油，最高溫度始終在310℃以下，這是目前所知的最低裂解溫度。反應(yīng)中產(chǎn)生的液化氣可利用來燃燒代替煤，也可作它用。本專利技術(shù)的這幾種催化劑容易購買，價格低廉且無毒。生產(chǎn)一噸油的催化劑僅需100元左右。5.對環(huán)境無污染，本法在生產(chǎn)過程中無廢氣、廢液、廢渣問題，對環(huán)境無污染。卻為污染環(huán)境的廢塑料廢橡膠的處理開辟了一條新路。-->產(chǎn)物為汽油、柴油、是急需的能源產(chǎn)品。6.操作方便，本法對原料大小、干凈程度沒有嚴(yán)格要求，不需做專門處理。所用的廢橡膠可以是廢輪胎或橡膠廠的邊角廢料。廢輪胎預(yù)熱到一定程度，即很容易抽出其中的鋼絲，切割成5厘米左右的塊狀，只要能投入裂解爐進料口即可。廢塑料也是同樣情況，不需清洗即可直接投入裂解爐內(nèi)。省去了清洗原料這一麻煩過程。7.操作安全：本法在常壓下操作不需復(fù)雜的高壓設(shè)備。上述四種物質(zhì)組成的復(fù)合催化劑，是本專利技術(shù)人經(jīng)過三年多艱苦的努力，從幾十種催化劑中反復(fù)篩選出來的。證明對廢塑料和廢橡膠的混合物原料特別有效。采用本催化劑對單一廢塑料或單一橡膠的裂解反應(yīng)都有相當(dāng)?shù)母纳谱饔谩５鼮橹匾氖牵緦＠夹g(shù)人通過大量試驗發(fā)現(xiàn)，采用同樣的催化劑、同樣的設(shè)備，在同樣的條件下，以廢塑料和廢橡膠的混合物為原料，其催化裂解的效果遠遠超過單一的廢塑料或廢橡膠原料。無論是裂解溫度，裂解速度，石油產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率或油品質(zhì)量上都有明顯改善。至于其中的機理目前從理論上雖難以完全闡述清楚，但事實證明情況確是如此。為了利用上述催化裂化方法而專門設(shè)計的設(shè)備，依次包括催化裂解爐、換熱冷凝器、貯油分離器、液化氣凈化防火安全裝置和精餾爐等，形成獨特完整的生產(chǎn)體系。以下結(jié)合附圖詳細描述本專利技術(shù)的設(shè)備系統(tǒng)，圖1是本催化裂化設(shè)備的系統(tǒng)圖。圖中的催化裂解爐1已在CN95245119中申請專利，不贅述。換熱冷凝器2采用臥式殼管冷凝器，冷卻水為循環(huán)水可反復(fù)使用。在貯油分離器3內(nèi)有過濾裝置，其作用是將油、氣分開過濾。液化氣凈化裝置處在貯油分離器3和精餾爐4之間，圖中未畫出。液化氣凈化裝置內(nèi)具有離心式油分離結(jié)構(gòu)，裂解氣沿切線方向進入，經(jīng)螺旋狀隔板自上而下旋轉(zhuǎn)流動，借離心力作用將氣流內(nèi)微小液滴甩到殼管壁面，聚積-->成較大的油滴，下沉到分離器底部。這樣凈化后的氣體返回裂解爐燃燒，可起防止回火作用。混合油最后進入精餾爐4及其冷凝器5和貯油器6，分解出汽油、柴油和機油等產(chǎn)品。本設(shè)備系統(tǒng)中帶刮板和葉片的裂解爐可以有效消除積炭現(xiàn)象，強化傳熱過程，加快塑料的熔化和產(chǎn)氣過程。還可以強化催化劑與融熔塑本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種以廢塑料、廢橡膠的混合物為原料生產(chǎn)石油產(chǎn)品的方法，其中包括催化裂化、裂解氣冷凝和混合油分餾，其特征在于催化裂化中使用的催化劑是氫氧化鋅、碳酸鎳、活性氧化鋁及活性白土的混合物，其中氫氧化鋅為１．５－１０％，碳酸鎳０．５－５％，活性氧化鋁５－２０％，其余為活性由土；催化劑的加入量為原料重量的２－８％；在常壓下溫度為１２０－２８０℃的條件下催化裂化。

【技術(shù)特征摘要】
1、一種以廢塑料，廢橡膠的混合物為原料生產(chǎn)石油產(chǎn)品的方法，其中包括催化裂化、裂解氣冷凝和混合油分餾，其特征在于催化裂化中使用的催化劑是氫氧化鋅、碳酸鎳、活性氧化鋁及活性白土的混合物，其中氫氧化鋅為1.5—10％，碳酸鎳0.5—5％，活性氧化鋁5—20％，其余為活性白土；催化劑的加入量為原料重量的2—8％；在常壓下，溫度為120—280℃的條件下催化裂化。2、如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于原料中廢塑料和廢橡膠的比例分別為20—80％和80—20％。3、如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于原料中廢塑料和廢橡膠的最佳比例是38—42％和62—58％。4、如權(quán)利要求1或2所述的方法，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋俊儒，
申請(專利權(quán))人：宋俊儒，
類型：發(fā)明
國別省市：61[中國|陜西]