專利名稱：利用廢塑料生產(chǎn)α高級烯烴的制作方法
一種利用廢塑料生產(chǎn)α高級烯烴方法，屬于化工環(huán)保技術(shù)類。
α高級烯烴是一種用途廣泛的重要化工原料，可用于生產(chǎn)可生物降解的高效表面活性劑，以及合成α烯烴潤滑油、增塑劑、礦石浮選劑等等。目前世界上生產(chǎn)α高級烯烴工業(yè)方法主要有乙烯聚合法和石蠟裂解法兩種。乙烯聚合法工藝復(fù)雜，投資大，產(chǎn)品純度高。石蠟裂解法投資較少，但存在脫殘蠟困難，物料停留時(shí)間長，烴分壓高，熱損耗大，易發(fā)生結(jié)焦等問題，造成產(chǎn)品純度較低，成本高。國內(nèi)目前主要采用石蠟裂解法，如燕山石化公司曙光化工廠等。
本發(fā)明的目的是研究開發(fā)的一項(xiàng)廢塑料高價(jià)值環(huán)保處理方法，以徹底解決一部分“白色污染”的危害，變廢為寶。同時(shí)也為α烯烴的生產(chǎn)開辟一條新的途徑和方法。
本發(fā)明利用的廢塑料主要為聚乙烯、聚丙烯等塑料，在通用塑料中占第一大類，其所產(chǎn)生的廢棄塑料的也最多。根據(jù)高分子材料的裂解原理，分子量越高越不穩(wěn)定，因而高分子塑料比低分子石蠟更容易裂解，裂解更完全，殘留物極少，裂解工藝更簡單容易控制。聚乙烯、聚丙烯裂解反應(yīng)的方程式為聚乙烯聚丙烯生產(chǎn)α高級烯烴的工藝要求停留時(shí)間短，烴分壓低，以免發(fā)生支鏈化芳構(gòu)化。因此本發(fā)明采用工藝方案為首先將廢塑料在200℃左右加熱溶解，溶液為少量的α高級烯烴，溶解后導(dǎo)入催化裂解爐，釜內(nèi)溫度400～500℃，并在釜底通入適量的水蒸氣，一方面起攪拌作用，一方面可降低α烯烴分壓，使廢塑料溶液充分裂解汽化，氣體在釜內(nèi)催化劑的作用下進(jìn)一步裂解，轉(zhuǎn)化為C1～C18的α烯烴。裂解氣迅速導(dǎo)出后經(jīng)過急冷、分餾、冷卻后得到液態(tài)的α高級烯烴。分餾后的殘余液送回溶解釜作溶劑用，不凝氣體經(jīng)壓縮后作燃料儲存。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)1.與廢塑料制燃油類技術(shù)比，產(chǎn)品α高級烯烴價(jià)值更高。
2.工藝及設(shè)備簡單，工藝條件易于控制，投資少。
3.反應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)化率高達(dá)70％以上，熱效率高，成本低。
4.與傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)α高級烯烴相比本發(fā)明采用廢塑料作原料，來源廣，價(jià)格低，節(jié)約了大量資源，徹底解決了大部分白色污染，社會環(huán)保價(jià)值高。
5.全封閉式生產(chǎn)，生產(chǎn)過程無有害三廢排放，是一項(xiàng)綠色工程。
本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程見附圖
一所示。工藝流程簡述如下首先將廢料破碎后在溶解釜1中與30～50％的溶劑油(α高級烯烴)混合，加熱攪拌至150～200℃溶解，其所產(chǎn)生的固體殘?jiān)ㄆ诘呐懦紵?，溶解?為帶錨式攪拌器的化工反應(yīng)釜。溶液通入裂解爐2進(jìn)行催化裂解。
裂解爐2結(jié)構(gòu)見附二所示，爐為圓柱型結(jié)構(gòu)，①為溫度計(jì)套管。②為煙囪。③為煙囪閥門，用于控制溫度。④為側(cè)壁煙道。⑤為耐火保溫層包圍整個裂解爐。⑥為外壁。⑦為進(jìn)料管及噴頭，外露部分由保溫層包起。⑧為隔火墻，上面開有火門。⑨為水蒸汽加入管，其末端為一排加汽孔。⑩為爐膛。為爐橋及爐渣口。為底座。為排渣口。為催化劑固定床支架。為催化劑固定床，它由五層不銹鋼絲網(wǎng)上下串聯(lián)而成，網(wǎng)孔直徑3～4mm，上下間距為30～50mm，每層網(wǎng)下面固定一片鋼筋做的傘狀骨架，骨架固定在一根中軸上，中軸底部底層骨架置于催化劑固定床支架上。
為頂部保溫層。
為壓力表。
為出料口及頂蓋板，蓋板上可安裝出料管，頂蓋板外及一部分出料管外用保溫材料包起。
在催化劑固定床不銹鋼網(wǎng)上均勻放置5mm～8mm直徑的顆粒狀催化劑I，放置厚度為10～20mm催化劑I主要成分為ALSIO3，失效后可將催化劑固定床取出重新更換催化劑。裂解爐的控制條件為保持釜內(nèi)溫度450～500℃，在加料的同時(shí)由釜底通過蒸汽加入管通入400～450℃，0.1～0.5MPa的過熱水蒸氣，加入量為原料體積的50～100％，使原料液全部汽化，氣體在催化劑的作用下進(jìn)一步裂解為C1～C18的α烯烴。裂解爐的出口壓力控制在0.04～0.06MPa，出口溫度控制在400～450℃，裂解爐2出口壓力由壓縮機(jī)7控制。裂解爐2所產(chǎn)生的固體殘?jiān)ㄆ谂懦紵?。裂解氣從裂解爐2導(dǎo)出后，經(jīng)過在線換熱器3急冷至250～300℃，再進(jìn)入分餾塔4分餾，塔頂出口溫度為320℃，塔底溫度為350℃，采用蒸汽盤管加熱再沸，塔頂餾份為C1～C18粗α烯烴及水，通入冷卻器5冷卻至20～30℃，塔底殘液打回溶解釜1作溶劑用。冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)入氣液分離器6分離出氣體經(jīng)氣體壓縮機(jī)7壓縮儲存，分離得到的液體即為C5～C18α高級烯烴，其中α烯烴占80～90％，烷烴占5-10％，其它烴類、酯類等占5～10％總體轉(zhuǎn)化率為70％以上。
本發(fā)明工藝生產(chǎn)實(shí)例采用廢聚丙烯塑料30kg與10kgα高級烯烴混合加熱至150～200℃溶解，溶液進(jìn)入催化裂解爐，與過熱水蒸氣混合，催化裂解，控制裂解爐出口溫度為450℃，壓力為0.05MPa，裂解氣經(jīng)在線換熱器急冷至250℃，進(jìn)入分餾塔，塔底溫度保持350℃，塔頂為320℃，收集塔頂餾份經(jīng)過冷卻器冷凝至室溫25℃，冷凝分離后得到液體產(chǎn)物31.6kg，轉(zhuǎn)化率為(31.6-10)/30*100％＝72％，其中C5～C18α烯烴占80％，烷烴16％，芳烴2％，其它烴類、醇類、酯類等占2％，以上結(jié)果為中科院成都分院分析測試中心色質(zhì)譜分析結(jié)果。
權(quán)利要求
1一種利用廢聚乙烯，聚丙烯類塑料生產(chǎn)α高級烯烴的工藝方法。其特征在于將廢塑料破碎后與30～50％α高級烯烴混合，加熱至150～200℃溶解，溶液通入裂解爐與過熱水蒸汽混合，在催化劑作用下進(jìn)行催化解，裂解氣出口溫度為400℃～450℃，出口壓力為0.04～0.06MPa，裂解氣經(jīng)急冷后進(jìn)入分餾塔精餾冷卻后得到α高級烯烴。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝方法，其特征在于裂解爐出口壓力由裝在氣液分離器后的氣體壓縮機(jī)控制。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝方法，其特征在于裂解爐所用的催化劑為5～8mm直徑顆粒狀硅酸鋁，均勻平鋪于裂解爐內(nèi)催化劑固定床上。催化劑固定床為五層不銹鋼網(wǎng)上下串聯(lián)而成，網(wǎng)孔直徑為3-4mm，層距30～50mm。
全文摘要
一種利用廢塑料生產(chǎn)α高級烯烴的工藝方法,屬于化工環(huán)保技術(shù)類。本發(fā)明可以徹底解決一大部分“白色污染”的危害,變廢為寶。也為α高級烯烴的生產(chǎn)開辟了一種新途徑。其主要特征為:將廢聚乙烯聚丙烯類塑料用溶劑加熱溶解后,在裂化爐催化裂解,冷卻分餾后得到的產(chǎn)物為α高級烯烴。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝及設(shè)備簡單,轉(zhuǎn)化率高達(dá)70～80%,α高級烯烴是重要的化工原料,生產(chǎn)過程無有害三廢排放,具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保社會價(jià)值。
文檔編號C07C4/02GK1243116SQ9911501
公開日2000年2月2日 申請日期1999年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月16日
發(fā)明者孫建武 申請人:孫建武