專利名稱：將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過使用超臨界或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)分解廢塑料，從而將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，并且進(jìn)一步涉及用于該方法的裝置。
至今，幾乎所有的各種類型廢塑料都傾倒在開墾荒地上或燃燒，因此不能作為資源被充分利用。此外，在將廢塑料傾倒在開墾荒地的情況下很難保證開墾土地或開墾的土地是不穩(wěn)定的。此外，在燃燒廢塑料的情況下出現(xiàn)這樣的問題，由于這些廢物是高卡路里固體，因此焚化爐被嚴(yán)重?fù)p壞，而且在焚化的過程中廢塑料放出有毒氣體和難聞氣味。
在此情況下，近年來，人們已設(shè)法開發(fā)無污染地回收和再利用廢塑料，以及有效地利用回收塑料作為資源的方法。作為這些方法之一，已提出一種通過反應(yīng)(即，超臨界水反應(yīng))分解廢塑料并收集有用的油狀材料的方法(即，超臨界水方法或工藝)，該反應(yīng)使用超臨界區(qū)的水(即，超臨界水)或接近超臨界區(qū)的水(即，接近超臨界水)作為反應(yīng)介質(zhì)，從而將廢塑料轉(zhuǎn)化為油(參見對(duì)應(yīng)于WO81/00855的日本專利臨時(shí)公開56-501205和日本專利臨時(shí)公開57-4225，5-31000，6-279762，和美國專利4113446；所有這些參考文獻(xiàn)均在此引作參考)。
超臨界水被定義為在這樣條件下的水，即溫度是水的臨界溫度(即，374℃)或更高，壓力是臨界壓力(即，22.1MPa)或更高。在超臨界水方法情況下，與在常壓下利用熱分解的情況相比所產(chǎn)生的氣體的量低且殘余量少。這樣，可以實(shí)現(xiàn)廢塑料轉(zhuǎn)化為油的高油轉(zhuǎn)化率。順便說說，即使水壓不高于臨界壓力，當(dāng)其壓力接近臨界壓力(即，其壓力與臨界壓力的比率為0.8或更高)時(shí)，作為反應(yīng)介質(zhì)的水的性能也幾乎類似于超臨界水。
然而，就現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)來說，根據(jù)超臨界水方法處理廢塑料的技術(shù)還未被充分清楚地確定。特別是，從提高反應(yīng)速度和處理(或處置)大量廢塑料的觀點(diǎn)看，目前的技術(shù)可能不是有效的且不適于工業(yè)化。即，在用常規(guī)超臨界水方法處理的情況下，在大約400℃的溫度進(jìn)行分批處理(用高壓釜型反應(yīng)器)，結(jié)果花費(fèi)很長時(shí)間，例如30分鐘或更多，來進(jìn)行廢塑料的分解及將廢塑料轉(zhuǎn)化為油。此外很難處理大量廢塑料。
此外，當(dāng)該廢塑料含有氯基(或含氯)塑料例如氯乙烯樹脂時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)器和管道被在廢塑料的分解和其轉(zhuǎn)化為油過程中廢塑料中所含的氯基塑料分解而產(chǎn)生的氯化氫腐蝕的問題。換句話說，超臨界水反應(yīng)是在高溫水中進(jìn)行的。此外，氯化氫電離并由此離解出氯離子。這樣就產(chǎn)生加速腐蝕的條件。因此，通過超臨界水方法常規(guī)處理廢塑料已遭遇到另一問題，即，金屬材料被嚴(yán)重腐蝕。
因此，在含有氯基塑料的廢塑料通過超臨界水方法分解并轉(zhuǎn)化為油的情況下，很難選擇用于反應(yīng)器和管道的金屬材料。因此，至今，在使用超臨界水方法的情況下，借助現(xiàn)有技術(shù)只有通過預(yù)處理從廢塑料中把氯基塑料分級(jí)及分離之后才能將不含有氯基塑料的廢塑料轉(zhuǎn)化為油。本發(fā)明即鑒于現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)的這種狀態(tài)而完成。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種處理廢塑料的方法和裝置，它們適于工業(yè)化并可在處理廢塑料的超臨界水工藝中將廢塑料分解并以高的速度轉(zhuǎn)化為油，并且還可以處理大量廢塑料。
此外，本發(fā)明的第二目的是提供一種處理廢塑料的方法和裝置，它們可有效地遏止由于廢塑料分解及其轉(zhuǎn)化為油過程中所產(chǎn)生的氯化氫對(duì)裝置的腐蝕。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)分解廢塑料并將其轉(zhuǎn)化為油的方法，它包括在管型連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的步驟。
優(yōu)選的是，當(dāng)根據(jù)此轉(zhuǎn)化廢塑料為油的方法進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，廢塑料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為5分鐘或更短。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)分解廢塑料并將其轉(zhuǎn)化為油的方法，它包括以下步驟加熱廢塑料以便分解部分或全部包括在廢塑料中的氯基塑料并從中分離和除去產(chǎn)生的氯化氫；通過將已從其中分離出氯化氫的廢塑料與水混合而進(jìn)行反應(yīng)。
在這種將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法的情況下，優(yōu)選的是使用管型連續(xù)反應(yīng)器作為進(jìn)行此反應(yīng)的反應(yīng)器。
此外，在這種將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法的情況下，優(yōu)選的是當(dāng)根據(jù)此轉(zhuǎn)化廢塑料為油的方法進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)，廢塑料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為5分鐘或更短。
并且，根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)分解廢塑料并將其轉(zhuǎn)化為油的裝置，它包括作為進(jìn)行該反應(yīng)的反應(yīng)器的管型連續(xù)反應(yīng)器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)分解廢塑料并將其轉(zhuǎn)化為油的裝置，它包括用于加熱廢塑料以便分解部分或全部包含在廢塑料中的氯基塑料并從中分離和除去產(chǎn)生的氯化氫的氯化氫分解/除去裝置；通過進(jìn)行反應(yīng)將已從其中分離出氯化氫的廢塑料分解的裝置。
另外，在這種轉(zhuǎn)化廢塑料為油的裝置情況下，優(yōu)選的是管型連續(xù)反應(yīng)器被用作進(jìn)行該反應(yīng)的反應(yīng)器。
根據(jù)本發(fā)明，廢塑料的分解和其轉(zhuǎn)化為油都是通過超臨界水反應(yīng)來進(jìn)行的。如以上所述，超臨界水被定義為這樣的水，其溫度在水的臨界溫度或更高，其壓力在水的臨界壓力或更高。然而，即使此水的壓力不高于臨界壓力，當(dāng)其壓力接近臨界壓力(即，其壓力與臨界壓力的比率是0.8或更高)時(shí)，該用作反應(yīng)介質(zhì)的水所顯示的活性幾乎類似于超臨界水。因此根據(jù)本發(fā)明的超臨界水反應(yīng)包括在鄰近水的臨界壓力下操作超臨界水的壓力時(shí)所產(chǎn)生的那些反應(yīng)。
以上所說的本發(fā)明的方法和裝置使用管型連續(xù)反應(yīng)器作為進(jìn)行超臨界水反應(yīng)的反應(yīng)器。管型連續(xù)反應(yīng)器是一種適于通過使水(其條件被保持在超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū))與廢塑料的混合物在其中連續(xù)地流過而使廢塑料在其內(nèi)進(jìn)行分解并將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的反應(yīng)器。作為這種反應(yīng)器更實(shí)際的例子，可以提及的是多管型反應(yīng)器，它是通過將多個(gè)厚壁反應(yīng)管綁成一束而構(gòu)成的。這些反應(yīng)管可由適宜的材料例如不銹鋼制成。
此外，涉及上述的方法和裝置的本發(fā)明目的在于遏止對(duì)超臨界水反應(yīng)中所用裝置的腐蝕，即通過在將廢塑料與進(jìn)行超臨界水反應(yīng)的水、熱水或超臨界水混合的步驟之前，加熱廢塑料以分解部分或全部包含在廢塑料中的氯基塑料并從中分離和除去所產(chǎn)生的氣體狀態(tài)的氯化氫。在此情況下，為了進(jìn)行超臨界反應(yīng)，在分離和除去含氯塑料分解產(chǎn)生的氯化氫之后需要將廢塑料與水或類似物混合。如果在分離和除去氣體氯化氫之前廢塑料與水或類似物混合，則氯化氫電離，氯離子從中離解。這會(huì)加速裝置的腐蝕。因而，就不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
然而，通過使用管型連續(xù)反應(yīng)器作為反應(yīng)器并且通過在特定的溫度或更高的溫度下處理廢塑料能在短時(shí)間內(nèi)(5分鐘或更短)分解廢塑料并將其轉(zhuǎn)化為油。由此可連續(xù)地處理或加工大量的廢塑料。
盡管本發(fā)明的方法是在超臨界條件下進(jìn)行廢塑料的分解和將廢塑料轉(zhuǎn)化為油，然而優(yōu)選的反應(yīng)溫度范圍卻隨為廢塑料的主要部分的塑料種類變化而變化。為了在短時(shí)間內(nèi)實(shí)施反應(yīng)，優(yōu)選將反應(yīng)溫度設(shè)定在410℃或更高的值。例如，在主要由聚苯乙烯樹脂或甲基丙烯酸樹脂組成的廢塑料的情況下，優(yōu)選的溫度范圍為410℃至600℃。此外，特別優(yōu)選420℃至480℃的溫度范圍。此外，在主要由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、ABS樹脂、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚酯樹脂或聚酰胺組成的廢塑料的情況下，溫度范圍優(yōu)選從480至600℃。此外，該溫度范圍特別優(yōu)選為490至550℃。
反應(yīng)壓力設(shè)定為等于或高于水的臨界壓力，或接近其臨界壓力。鑒于反應(yīng)的高速化及在反應(yīng)器中所用材料的可容許工作壓力和可允許的操作溫度，進(jìn)一步優(yōu)選的壓力范圍為18-50MPa。特別優(yōu)選的壓力范圍為22.1-35MPa。
在本發(fā)明的方法和裝置的情況下，把廢塑料與水、熱水或超臨界水混合從而引起超臨界水反應(yīng)。廢塑料可與這樣的超臨界水或類似物混合并同時(shí)加熱和熔融廢塑料。另一方面，被粉碎成碎片的廢塑料可與這樣的超臨界水或類似物混合。
此外，如果含氯塑料例如聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯被包括在廢塑料中，如上所述，當(dāng)進(jìn)行超臨界水反應(yīng)時(shí)就會(huì)發(fā)生裝置的腐蝕。因此，如果處理包括這種含氯塑料的廢塑料，優(yōu)選在廢塑料與水、熱水或超臨界水進(jìn)行混合的步驟之前，在該裝置中提供氯化氫分解/除去裝置，在這樣的情況下廢塑料被加熱和熔融從而分解部分或全部包含在廢塑料內(nèi)的氯基塑料并從中分離和除去產(chǎn)生的氣體氯化氫。
廢塑料被加熱以從其中除去氯化氫的加熱溫度，根據(jù)廢料的組成和性能來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。由于應(yīng)當(dāng)遏止除氯化氫以外的分解氣體的產(chǎn)生，因此優(yōu)選的加熱溫度范圍為200-400℃。此外，特別優(yōu)選的加熱溫度范圍為250-350℃。
在本發(fā)明的方法和裝置情況下，通過使用管型連續(xù)反應(yīng)器作為反應(yīng)器，廢塑料可在短時(shí)間內(nèi)有效地分解并轉(zhuǎn)化為油。因此，大量的廢塑料可被連續(xù)地處理。此外，通過將反應(yīng)溫度根據(jù)為廢塑料的主要成分的廢塑料的種類而設(shè)定在特定范圍內(nèi)的某一數(shù)值下，本發(fā)明的方法和裝置可更為有效。即，本發(fā)明能使反應(yīng)高速化并連續(xù)地處理大量廢塑料。此外，還可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器尺寸的縮小。于是，通過超臨界水方法就可以實(shí)現(xiàn)廢塑料處理的工業(yè)化。
而且，在本發(fā)明方法和裝置的情況下，在通過廢塑料的預(yù)處理而除去氯化氫之后，由于通過進(jìn)行超臨界水反應(yīng)而完成超臨界水工藝的結(jié)果，當(dāng)進(jìn)行含氯基塑料的廢塑料的分解并將該廢塑料轉(zhuǎn)化為油時(shí)，可以有效地遏止由于從氯基塑料所產(chǎn)生的氯化氫而引起的對(duì)裝置的腐蝕。
另外，幾乎不含氯成分并可有效地用作燃料油的油狀材料可以以良好的收率從含氯基塑料的廢塑料收集。
本發(fā)明的其它特性、目的和優(yōu)點(diǎn)將參考附圖從以下的優(yōu)選實(shí)施方案的敘述可清楚地看出，在這些附圖中，相同的參考符號(hào)在所有的視圖中表示相同或?qū)?yīng)的零件，并且在這些附圖中

圖1是說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案(它是本發(fā)明的一種具體化方法和裝置)的系統(tǒng)流程圖；圖2是說明本發(fā)明另一實(shí)施方案(它是本發(fā)明的另一種具體化的方法和裝置)的系統(tǒng)流程圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明用于將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的裝置(它是本發(fā)明的又一實(shí)施方案)的結(jié)構(gòu)示意圖；及圖4是說明根據(jù)本發(fā)明用于將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的另一裝置(它是本發(fā)明的再一實(shí)施方案)的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下將參考附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施方案。
參看圖1，圖1顯示本發(fā)明的一種具體的方法和裝置的系統(tǒng)流程圖，即本發(fā)明的一種實(shí)施方案。換句話說，此實(shí)施方案沒有除去氯化氫的步驟。此外，廢塑料的分解和廢塑料至油的轉(zhuǎn)化都按以下的步驟(1)至(3)來進(jìn)行。
在步驟(1)中，如果需要的話，對(duì)廢塑料進(jìn)行預(yù)處理例如粉碎、分離和分級(jí)。隨后，加熱和熔融廢塑料。此時(shí)，可從其中分離所產(chǎn)生的分解氣體，并可進(jìn)一步清洗和收集該氣體或可以中和該氣體。
在步驟(2)中，在完成上述步驟(1)的處理時(shí)對(duì)廢塑料和水施壓。隨后將該廢塑料與水混合。此外，通過使用管型連續(xù)反應(yīng)器在上述溫度和壓力條件下進(jìn)行超臨界水反應(yīng)。在此情況下，將廢塑料與水或熱水混合后，該混合物可以被加熱以便處在超臨界或接近超臨界區(qū)。另一方面，該廢塑料可與超臨界水混合。
接著，在步驟(3)中，該反應(yīng)物被冷卻。然后，從水中分離油。隨后，收集所產(chǎn)生的油狀材料。圖2是說明本發(fā)明的另一實(shí)施方案(它是具體化本發(fā)明的另一種方法和裝置)的系統(tǒng)流程圖。換句話說，在進(jìn)行超臨界水反應(yīng)以前此實(shí)施方案有除去氯化氫的步驟。此外，廢塑料的分解和廢塑料至油的轉(zhuǎn)化按以下的步驟(1)至(3)進(jìn)行。
在步驟(1)中，已經(jīng)按需要進(jìn)行預(yù)處理，例如粉碎、分離和分級(jí)的廢塑料被加熱和熔融，從而分解廢塑料中所含的部分或全部氯基塑料并分離和除去所產(chǎn)生的氯化氫氣體(脫去氯化氫處理)。將被分離和除去的氯化氫氣體清洗和收集或中和。
在步驟(2)中，在完成步驟(1)的預(yù)處理時(shí)對(duì)廢塑料和水施壓。然后，將廢塑料與水混合。隨后，進(jìn)行超臨界水反應(yīng)。在此情況下，將廢塑料和水或熱水混合之后，加熱該混合物以便使之處在超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)。另一方面，廢塑料可以與超臨界水混合。
在步驟(3)中，將反應(yīng)物冷卻。接著，進(jìn)行油從水中的分離。隨后，收集產(chǎn)生的油狀材料。順便說說，在超臨界水反應(yīng)中產(chǎn)生的分解氣體可被清洗和收集或者可被中和。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的用于將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的裝置(它是本發(fā)明的又一實(shí)施方案)的結(jié)構(gòu)的示意圖。在此圖的裝置中，通過加料器1將廢塑料供至帶有攪拌裝置的立式或臥式的熔融罐2(順便說說，在此圖中所示的熔融罐是立式的)。在熔融罐2內(nèi)，廢塑料被加熱至200-400℃，優(yōu)選為250-350℃的溫度，并因此而被熔融。在此時(shí)產(chǎn)生的分解氣體，例如氯化氫氣體，從熔融罐2的上部放出并被進(jìn)一步送至進(jìn)行廢氣處理步驟的裝置。熔融廢塑料在配備有單軸或雙軸螺桿的壓力調(diào)整單元3內(nèi)加壓并被連續(xù)壓入混合器(或混合管)7。
另一方面，包含在水調(diào)節(jié)罐4內(nèi)的水通過泵5送至預(yù)熱器6，在該處送出的水被加熱至200-600℃，優(yōu)選為350-500℃的溫度。然后，此水被連續(xù)壓入到混合器(或混合管)7中，在該處水與熔融廢塑料混合。優(yōu)選所加入的水量，以廢塑料的重量對(duì)所加水的重量的比率來表示，處于0.05-0.5的范圍中。
熔融廢塑料和水的混合物被送至管型連續(xù)反應(yīng)器8。此處于超臨界狀態(tài)或接近超臨界狀態(tài)的混合物在反應(yīng)器8內(nèi)被加熱并在短時(shí)間內(nèi)(5分鐘或更少)分解為低分子量烴。通過適當(dāng)選擇反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、廢塑料與水的混合比率以及在反應(yīng)器8內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間，廢塑料可被分解為從重油至輕油的任何物態(tài)的油。
低分子量烴與超臨界水或接近超臨界水的混合物從反應(yīng)器8排出然后被冷卻單元9冷卻。之后，該混合物被送至進(jìn)行分離和收集步驟的裝置。因此，低分子量烴(油)在那里被收集。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的用于將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的另一裝置(它是本發(fā)明的再一實(shí)施方案)的結(jié)構(gòu)的示意圖。在此圖所說明的裝置中，廢塑料經(jīng)加料器11送至配備有攪拌裝置的立式或臥式熔融罐12(順便說說，在此圖中所示的熔融罐是立式的)。在該熔融罐12內(nèi)，廢塑料被加熱至溫度為200-400℃，優(yōu)選為250-350℃的范圍內(nèi)，并因此被熔融。結(jié)果，部分或全部的氯基塑料被分解，致使產(chǎn)生氣體氯化氫。此氣體氯化氫從熔融罐2的上部排出并被進(jìn)一步送至氣體氯化氫去除管13。這樣，此氣體氯化氫在通過管13的過程中被除去，然后被送至氣體洗滌塔14，在那里處理氣體氯化氫。從中已除去氣體氯化氫的廢塑料在配備有單軸或雙軸螺桿的壓力調(diào)整單元15內(nèi)加壓并被連續(xù)壓入混合器(或混合管)16中。
另一方面，包含在水調(diào)節(jié)罐17內(nèi)的水由泵18送出至預(yù)熱器19，在那里該送出的水被加熱至溫度為200-600℃，優(yōu)選為350-500℃的范圍內(nèi)。然后，該水被連續(xù)壓入混合器(或混合管)16中，在那里該水與熔融的廢塑料混合。優(yōu)選的是，所加的水量，在以廢塑料的重量與水的重量的比率表示時(shí)，在0.05-0.5范圍內(nèi)。
熔融廢塑料與水的混合物被送至反應(yīng)器20。此處于超臨界狀態(tài)或接近超臨界狀態(tài)的混合物在反應(yīng)器20內(nèi)被加熱至400-600℃，優(yōu)選450-550℃的溫度范圍，并在18-50MPa，優(yōu)選22.1-35MPa的壓力范圍下，于短時(shí)間內(nèi)分解為低分子量烴。通過適當(dāng)選擇反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、廢塑料對(duì)水的混合比率及在反應(yīng)器20內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間，可將廢塑料分解為從重油至輕油的任何狀態(tài)的油。
低分子量烴和超臨界水或接近超臨界水的混合物被從反應(yīng)器20排出，然后被冷卻單元21冷卻。隨后，該混合物被送至在分離罐22，23內(nèi)進(jìn)行從液體中分離產(chǎn)生的氣體步驟的裝置。所產(chǎn)生的氣體被送至氣體洗滌塔14，在那里處理該氣體。液體組分被送至分離罐24。水被送至廢水儲(chǔ)備罐26，然后作為廢水處理。因此，低分子量烴(油)被收集。在圖4中，參考號(hào)25表示冷卻單元；27表示泵。
在下文中，對(duì)本發(fā)明的方法通過所示實(shí)施例作更具體的敘述。
例1通過使用具有圖3結(jié)構(gòu)的裝置進(jìn)行表1中所示的廢塑料樣品組合物1-5號(hào)的分解試驗(yàn)(順便說說，PE表示聚乙烯；PP表示聚丙烯；PS表示聚苯乙烯；PVC表示聚氯乙烯)，和將樣品轉(zhuǎn)化為油的試驗(yàn)。此外，由厚壁反應(yīng)管構(gòu)成的管型連續(xù)反應(yīng)器(其內(nèi)徑、外徑和長度分別為5mm，10mm和60m)用作反應(yīng)器8。此外，每一種被供入的廢塑料樣品都以0.3-0.8kg/h的供應(yīng)量被連續(xù)處理。
在熔融罐2內(nèi)加熱至350℃并熔融后，每一樣品都與加熱至420℃的水混合。然后將所得的混合物裝入反應(yīng)器8。接著，在表1所示條件下進(jìn)行超臨界水反應(yīng)。結(jié)果列于表1內(nèi)。從表1發(fā)現(xiàn)，當(dāng)超臨界水反應(yīng)在480℃的溫度進(jìn)行時(shí)(順便說說，410℃是單獨(dú)使用PS的情況)，廢塑料的分解及其轉(zhuǎn)化為油可在5分鐘的短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。此外，通過本發(fā)明的裝置可以連續(xù)處理大量的廢塑料。
順便說說，在此例情況下，廢塑料被加熱和熔融然后與水混合。然而，在廢塑料被粉碎并且然后與水混合成淤漿形式的情況下，可以得到類似的結(jié)果。
表1編號(hào) 1 2 3 4 5條件反應(yīng)溫度(℃) 500500500480410反應(yīng)壓力(MPa)30 30 30 30 30塑料-水重量比0.20.20.20.20.2反應(yīng)時(shí)間(分鐘) 2 2 2 5 5樣品組成重量％PE(聚乙烯) 1000 0 32 0PP(聚丙烯) 0 1000 21 0PS(聚苯乙烯) 0 0 0 24 100PVC(聚氯乙烯)0 0 10023 0轉(zhuǎn)化比率重量％氣體 9 10 21 14 2油 91 90 34 75 98殘余物 0 0 3 1 0HCL - - 42 10 -例2通過使用具有圖4結(jié)構(gòu)的裝置進(jìn)行表2中所示的廢塑料樣品組合物6-8號(hào)的分解試驗(yàn)和將樣品轉(zhuǎn)化為油的試驗(yàn)。試驗(yàn)方法如下。即，每一種廢塑料樣品都在表2所示的預(yù)處理?xiàng)l件下于熔融罐12內(nèi)進(jìn)行加熱和熔融。由氯基塑料(聚氯乙烯)分解所產(chǎn)生的氣體氯化氫通過使其流過氣體氯化氫除去管13而從廢塑料樣品中分離并除去。此后，該熔融廢塑料與加熱至420℃的水在混合器16中混合。然后，把所得的混合物裝入反應(yīng)器20。接著，進(jìn)行超臨界水反應(yīng)。因此幾乎不會(huì)引起由于氯化氫而造成的裝置腐蝕。此外，由于廢塑料的分解和轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化比率，和氯化氫去除率均被列于表2中。從表2已發(fā)現(xiàn)，在含有氯基塑料的廢塑料的預(yù)處理步驟中，可以得到99％或更高的HCL(氯化氫)去除率。
表2編號(hào) 6 7 8樣品組成 重量％PE(聚乙烯)0 75 32PP(聚丙烯)0 0 21PS(聚苯乙烯) 0 0 24PVC(聚氯乙烯) 100 25 23預(yù)處理溫度(℃) 330 350 350處理時(shí)間(分鐘)30 20 20反應(yīng)條件反應(yīng)溫度(℃) 500 500 500反應(yīng)壓力(MPa) 30 30 30塑料一水重量比0.150.150.15反應(yīng)時(shí)間(分鐘)2 2 2產(chǎn)品轉(zhuǎn)化比率重量％HCL 42 10 10氣體 20 13 17油36 76 72殘余物2 1 1HCL去除率(重量％) 99.299.799.8盡管以上已介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，應(yīng)該理解本發(fā)明并不受其限制并且對(duì)于該領(lǐng)域的熟練人員來說在不脫離本發(fā)明精神前提下顯然可作出其它的改進(jìn)。
因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)只由所附的權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)分解廢塑料而將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，包括在管型連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行該反應(yīng)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，其中當(dāng)進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)廢塑料在所說的反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間是5分鐘或更短。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，在管型連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的步驟之前另外包括以下步驟加熱和熔融廢塑料；加熱水；對(duì)熔融廢塑料和水加壓；將已被加壓的廢塑料和水混合，形成混合物；和將混合物引入管型連續(xù)反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，另外包括加熱管型反應(yīng)器的步驟，以便使反應(yīng)混合物處于水的超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，另外包括冷卻從管型連續(xù)反應(yīng)器排出來的反應(yīng)產(chǎn)物的步驟和從產(chǎn)物回收低分子量油的步驟。
6.一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)分解廢塑料而將含有氯基塑料的廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，包括以下步驟；加入廢塑料以分解包含在廢塑料內(nèi)的部分或全部氯基塑料并從中分離和去除產(chǎn)生的氯化氫；和通過混合已從其中分離出氯化氫的廢塑料和水而進(jìn)行反應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，其中使用管型連續(xù)反應(yīng)器作為進(jìn)行該反應(yīng)的反應(yīng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，其中當(dāng)進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)廢塑料在該反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間是5分鐘或更短。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法，另外包括在混合該廢塑料和水之前加熱廢塑料以便分解包含在廢塑料內(nèi)的部分或全部氯基塑料并從中分離和去除所產(chǎn)生的氯化氫的步驟。
10.一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)分解廢塑料而將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的裝置，包括作為進(jìn)行該反應(yīng)的反應(yīng)器的管型連續(xù)反應(yīng)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的裝置，其中管型連續(xù)反應(yīng)器包括許多厚壁的反應(yīng)管。
12.一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)分解廢塑料而將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的裝置，包括用于加熱廢塑料以分解包含在廢塑料內(nèi)的部分或全部氯基塑料和從中分離及去除產(chǎn)生的氯化氫的氯化氫分解/去除裝置；和通過進(jìn)行該反應(yīng)用于分解已從其中分離出氯化氫的廢塑料的反應(yīng)器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的裝置，其中管型連續(xù)反應(yīng)器用作進(jìn)行該反應(yīng)的反應(yīng)器。
全文摘要
一種通過使用超臨界區(qū)或接近超臨界區(qū)的水作為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),分解廢塑料而將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法,在此方法中,用管型連續(xù)反應(yīng)器進(jìn)行該反應(yīng)。本發(fā)明另外提供為此方法使用的裝置。此外,在廢塑料含有氯的情況下,本發(fā)明提供一種在通過進(jìn)行廢塑料的熱解作用去除氯化氫之后,通過進(jìn)行該反應(yīng)而將廢塑料轉(zhuǎn)化為油的方法。本發(fā)明另外提供為實(shí)施此方法的裝置。
文檔編號(hào)B09B3/00GK1176971SQ9711490
公開日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1997年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月6日
發(fā)明者松原亙, 牧原洋, 小林一登, 飯島正樹 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社