本發(fā)明涉及將塑料廢材料解聚成包括烴油的新產(chǎn)物的領(lǐng)域，其具有有價值和有用的性質(zhì)。在一個方面，本發(fā)明涉及用于將塑料轉(zhuǎn)化成液體烴，特別是用作烴原料的液體烴的工藝。

背景技術(shù)：

1、人們認識到廢塑料材料對環(huán)境有負面影響，因此對任何形式生命的健康有負面影響，這一認識正在迅速增加。

2、減輕這種影響的嘗試之一是回收來自家庭和工業(yè)廢物的塑料材料，使這些材料的一部分重新進入生產(chǎn)周期。這將涉及進一步的積極結(jié)果，諸如較少使用化石烴源來生產(chǎn)塑料制品。

3、然而，各種因素表明，僅靠這種解決方案不足以達到可持續(xù)性目標。事實上，塑料材料的機械回收產(chǎn)生的物質(zhì)通常質(zhì)量較低，成本相對較高、繁冗，并且不適用于某些塑料與各種不同材料混合的城市廢物。

4、因此，大部分塑料廢物或者用作諸如焚燒爐等設備中的熱能源，或者簡單地儲存在垃圾填埋場中，如提及的，垃圾填埋場通過提高co2排放和通過釋放有害化學品而導致地球環(huán)境退化。

5、鑒于上述內(nèi)容，過去已經(jīng)進行了許多嘗試來有效地將廢塑料的原料再加工成液體烴產(chǎn)物，該液體烴產(chǎn)物具有有價值和有用的性質(zhì)，特別是作為燃料。

6、熱解聚是一種基本工藝，其中塑料廢材料在不存在氧氣的情況下通過熱降解和任選的催化降解作用轉(zhuǎn)化成液體燃料(熱解產(chǎn)物)。塑料廢物通常首先在不銹鋼室內(nèi)在惰性吹掃氣體如氮氣或甲烷下熔化。然后，在相同或不同的室中，提供進一步的加熱和任選的催化劑，以將熔融材料的聚合物分子裂化成由相對較短的烴鏈組成的氣態(tài)。

7、然后將熱的熱解氣體在一個或多個冷凝器中冷凝，以產(chǎn)生包括直鏈和支鏈脂族烴、環(huán)狀脂族烴和芳族烴的烴餾出物(熱解油)。

8、上述解聚技術(shù)的關(guān)鍵方面之一是難以向塑料材料的分子供熱，這是由于塑料熔體表現(xiàn)出高粘度并且塑料通常是不良的熱導體。雖然這個問題在小型設備中可能被忽略，但是大型設備的操作涉及大量關(guān)于熱量引入的問題，因此在擴大規(guī)模的情況下它不能被忽略。

9、根據(jù)美國專利9,920,255，通過將從原油獲得的級分作為溶劑加入到塑料熔體中，從而相對于塑料熔體的粘度降低供應到解聚反應器的塑料熔體溶液的粘度，可以向解聚反應器內(nèi)容物提供熱量。為了提供熱量，將溶劑預熱到至少150℃，優(yōu)選200℃至300℃。這種解決方案還將允許降低由反應器壁傳遞的熱量，從而降低塑料過熱的風險，并促進反應器內(nèi)容物的攪拌。然而，為了顯著降低粘度，需要大量的溶劑，除了降低設備生產(chǎn)率之外，這些溶劑還不足以避免通過反應器夾套提供熱量的需要。另外，處理和供應油所需的物流和裝備將極大地增加設備復雜性。

10、美國專利5,917,102描述了一種解聚反應器設計，其中反應器內(nèi)容物的一部分被輸送到與反應器連接的外部循環(huán)系統(tǒng)，作為防止過熱的保護。所述循環(huán)系統(tǒng)包括用于提供熱量的烘箱/熱交換器和用于使反應器內(nèi)容物循環(huán)的高輸出泵，特別是旋轉(zhuǎn)泵。為了避免由液體反應器內(nèi)容物中夾帶的金屬部件引起的泵的腐蝕，反應器設計包括稱為“提升管”的受限區(qū)域，該受限區(qū)域不受湍流的影響，固體可以在其中沉降。將用于外部回路的排出點定位在提升管的上端處使得液體循環(huán)而不會夾帶固體。這種解決方案的主要問題是，提升管結(jié)構(gòu)使反應器設計變得復雜，從而使其更昂貴。此外，由于塑料原料和解聚過程中形成的物質(zhì)的性質(zhì)，固定的提升管結(jié)構(gòu)的功能容易因沉積在其上的材料引起的結(jié)垢而劣化，從而需要頻繁地關(guān)閉反應器以清潔/更換該結(jié)構(gòu)。

11、鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的是提供一種塑料廢物解聚工藝，其特征在于作為熱解產(chǎn)物的液體烴的高生產(chǎn)量、向反應器內(nèi)容物的有效平穩(wěn)的熱傳遞、與低結(jié)垢或無結(jié)垢相關(guān)的連續(xù)可靠的可操作性，以及易于擴大規(guī)模。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的一方面是一種用于解聚廢塑料材料和生產(chǎn)熱解產(chǎn)物的工藝，其中所述工藝包括以下步驟：

2、(a)將包括廢塑料材料的混合物進料到包括至少一個螺桿擠壓機(1)的進料系統(tǒng)中，并獲得熔融塑料材料；

3、(b)將來自擠壓機的熔融塑料材料進料到解聚反應器(2)中，該解聚反應器(2)是維持在280至600℃的溫度下并且在2.0至10barg的壓力下操作的連續(xù)攪拌釜式反應器，在該連續(xù)攪拌釜式反應器中發(fā)生解聚，從而形成氣態(tài)流出物和液體流出物；

4、(c)將反應器(2)中產(chǎn)生的液體流出物的至少一部分引導到炭處理部分(6)，并將來自反應器(2)的氣態(tài)流出物進料到冷凝單元(3)；

5、(d)從反應器(2)中排出液體流出物的至少一部分，并將其經(jīng)由包括離心泵(4)和殼管式熱交換器(5)的回收回路再循環(huán)回到反應器(2)；

6、所述工藝的特征在于步驟(b)的全部熱量需求的至少80％是通過殼管式熱交換器(5)提供的。

技術(shù)特征：

1.一種用于解聚廢塑料材料和生產(chǎn)熱解產(chǎn)物的工藝，其中所述工藝包括以下步驟：

2.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中塑料廢物是廢材料的混合物，其中聚烯烴是最豐富的組分。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中所述解聚反應器(2)優(yōu)選是在300至550℃，更優(yōu)選350至500℃的溫度下并且在保持在2.5至8.0barg范圍內(nèi)，更優(yōu)選在3.0至7.0barg范圍內(nèi)的壓力下操作的攪拌容器。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中在400℃的溫度下測量的所述反應器內(nèi)容物的熔體粘度為0.1至250cp。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中所述步驟(b)的熱量需求的超過85％，特別是超過90％是通過所述殼管式熱交換器(5)提供的。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中通過熱傳遞流體向所述熱交換器(5)提供熱量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其中所述熱傳遞流體是加熱到300℃至570℃的溫度的熔融日曬鹽。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中來自所述反應器(2)的液體流出物在所述熱交換器(5)的所述管內(nèi)流動，而所述熱傳遞流體在所述殼中流動。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中所述液體流出物從所述反應器(2)的下部排出。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中所述液體流出物中的炭含量為10至65wt％，優(yōu)選20至40wt％。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中從所述冷凝單元(3)回收的油形式的所述熱解產(chǎn)物具有以下組成(gc測定)：

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中油形式的所述熱解產(chǎn)物用作裂化設備中的烴原料。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中焦炭破碎機安裝在所述離心泵軸的輪轂上。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述熱交換器是單殼程/單管程熱交換器。

15.一種用于解聚廢塑料材料的反應器配置，其包括解聚單元，所述解聚單元是連續(xù)攪拌釜式反應器(2)，其設置有用于氣態(tài)流出物的出口、用于液體漿料流出物的出口和用于將液體流出物排出和再引入所述反應器(2)的回收回路，所述回收回路包括連接到離心泵(4)和殼管式熱交換器(5)的回收管道。

技術(shù)總結(jié)
公開了一種用于解聚廢塑料材料和生產(chǎn)熱解油的工藝，其包括特定的反應器設置。該設置包括具有回收回路的反應器，該回收回路設置有離心泵和殼管式熱交換器。該工藝具有高效率和通用性，并且易于擴展。

技術(shù)研發(fā)人員：N·阿里什德菲尼蒂,P·巴伊塔,D·布麗塔,I·卡普隆戈,L·馬圖拉諾,G·梅
受保護的技術(shù)使用者：巴塞爾聚烯烴意大利有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2