專利名稱：用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑及制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢舊塑料裂解技術(shù)領(lǐng)域，是ー種用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑及制備方法和使用方法。
背景技術(shù)：
塑料已滲透到我們生活的方方面面，離開了它現(xiàn)代人的生活則無法想象。但是，它也帶來了ー些環(huán)境污染問題。廢舊塑料的回收利用主要包括物理循環(huán)利用和化學(xué)循環(huán)利用兩種方式。從環(huán)保和節(jié)約資源角度看，化學(xué)循環(huán)利用方式能夠再生與利用是最理想的方法。我國目前在廢舊塑料的處理上采用的主要方式還是最原始的填埋方式；另外，焚燒處理也得到了各個地方政府的大力支持，正在快速發(fā)展；這些簡單的處理方式并不屬于真正的廢 舊塑料回收利用。廢舊塑料在高溫條件下可以裂解生成碳?xì)浠衔?，再?jīng)過處理后得到需要的油品、燃料等。熱裂解技術(shù)主要有三個主要優(yōu)點(diǎn)(I)分解產(chǎn)品的使用價值高；(2)廢舊塑料的處理次數(shù)不受限制，即廢舊塑料裂解成単體，然后聚合成高聚物，其制品廢棄后可再進(jìn)行分解，如此反復(fù)；(3)熱裂解技術(shù)可處理混雜回收品。我國建立了不少廢舊塑料裂解制燃料油的裝置，但現(xiàn)有技術(shù)存在很多明顯不足，目前國內(nèi)外報道的在廢舊塑料裂解制燃料油中的催化劑都是借鑒原油裂解催化劑，其中有硅鋁酸鹽、三氧化ニ鋁，有的采用固體超強(qiáng)酸催化劑，催化劑成分簡單，功能単一，只是用于降低裂解反應(yīng)溫度，裂解效率低，催化劑很難再生，成本較高，并且裂解的燃料油不能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，部分エ藝還需要在加壓下進(jìn)行裂解，所以現(xiàn)有催化劑不能滿足目前廢舊塑料裂解制燃料油的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑及制備方法和使用方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有催化劑不能滿足目前廢舊塑料裂解制燃料油的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑，按質(zhì)量百分比含有無定形硅鋁酸鹽或天然沸石20%至40%、余量的HY沸石分子篩；該用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑按下述步驟得到第一歩，取上述量的無定形硅鋁酸鹽或天然沸石與上述量的HY沸石分子篩均勻混合在一起；第二歩，在第一歩所得混合物中邊攪拌邊加入質(zhì)量百分比濃度為15%至35%的偏鋁酸鈉溶液制成PH值為10至12的漿液，將所得漿液在25°C至50°C的室溫下靜置I小時至4小吋；第三步，在靜置后的漿液中邊攪拌邊加入325. 29g/L至697. 06g/L的明礬溶液調(diào)節(jié)漿液的PH值為5至7 ;第四步，將第三步中PH值為5至7的漿液進(jìn)行過濾，濾餅用蒸餾水洗滌3次至10次后得到濾液，濾液進(jìn)行均質(zhì)化后經(jīng)噴霧干燥得到固體粉末；第五步，將固體粉末在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小時，采用等體積浸潰法將焙燒后的固體粉末和浸潰液置入轉(zhuǎn)速為60rpm的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中浸潰，浸潰溫度為25°C至50°C、浸潰時間為8小時至24小吋，浸潰完畢后，在溫度為90°C、壓カ為-O. 08 Mpa至-O. 09Mpa下減壓蒸餾20分鐘至40分鐘蒸出浸潰液中的水份，減壓蒸餾后在80°C至120°C攝氏度下干燥I小時至4小時，然后在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小吋，經(jīng)壓片、過篩、取顆粒大小為40目至60目的固體顆粒，得到用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑。下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之一的進(jìn)ー步優(yōu)化或/和改進(jìn)
上述浸潰液為硝酸鐵浸潰液，硝酸鐵浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為13. 33%至44. 66%ο上述浸潰液為高錸酸銨浸潰液，高錸酸銨浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為7. 188%至
20. 26%ο上述浸潰液為硝酸鐵浸潰液和高錸酸銨浸潰液，硝酸鐵浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為13. 33%至44. 66%，高錸酸銨浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為7. 188%至20. 26%?！け景l(fā)明的技術(shù)方案之ニ是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑的制備方法，按下述步驟進(jìn)行該用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑按質(zhì)量百分比含有無定形硅鋁酸鹽或天然沸石20%至40%、余量的HY沸石分子篩；該用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑按下述步驟進(jìn)行第一歩，取上述量的無定形硅鋁酸鹽或天然沸石與上述量的HY沸石分子篩均勻混合在一起；第二歩，在第一歩所得混合物中邊攪拌邊加入質(zhì)量百分比濃度為15%至35%的偏鋁酸鈉溶液制成PH值為10至12的漿液，將所得漿液在25°C至50°C的室溫下靜置I小時至4小時；第三步，在靜置后的漿液中邊攪拌邊加入325. 29g/L至697. 06g/L的明礬溶液調(diào)節(jié)漿液的PH值為5至7 ;第四步，將第三步中PH值為5至7的漿液進(jìn)行過濾，濾餅用蒸餾水洗滌3次至10次后得到濾液，濾液進(jìn)行均質(zhì)化后經(jīng)噴霧干燥得到固體粉末；第五步，將固體粉末在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小時，采用等體積浸潰法將焙燒后的固體粉末和浸潰液置入轉(zhuǎn)速為60rpm的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中浸潰，浸潰溫度為25°C至50°C、浸潰時間為8小時至24小吋，浸潰完畢后，在溫度為90°C、壓カ為-O. 08Mpa至-O. 09Mpa下減壓蒸餾20分鐘至40分鐘蒸出浸潰液中的水份，減壓蒸餾后在80°C至120°C攝氏度下干燥I小時至4小時，然后在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小時，經(jīng)壓片、過篩、取顆粒大小為40目至60目的固體顆粒，得到用于廢舊塑料裂解制汽油的催化齊 。下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之ニ的進(jìn)ー步優(yōu)化或/和改進(jìn)
上述浸潰液為硝酸鐵浸潰液，硝酸鐵浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為13. 33%至44. 66%ο上述浸潰液為高錸酸銨浸潰液，高錸酸銨浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為7. 188%至
20.26%ο上述浸潰液為硝酸鐵浸潰液和高錸酸銨浸潰液，硝酸鐵浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為13. 33%至44. 66%，高錸酸銨浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為7. 188%至20. 26%。本發(fā)明的技術(shù)方案之三是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑的使用方法，按下述步驟進(jìn)行第一歩，將聚苯こ烯用熔融脫泡法使其體積縮小至原來的三十分之一至五十分之一，將聚丙烯、聚こ烯和聚氯こ烯經(jīng)洗浄、晾干并切成碎片，然后將聚苯こ烯、聚丙烯、聚こ烯和聚氯こ烯的ー種或兩種以上組合物作為塑料原料；第二步，將第一歩所得塑料原料和廢舊塑料裂解制汽油的催化劑自進(jìn)料ロ加入反應(yīng)器中，用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑塑料原料的質(zhì)量比為4%至10%，在壓カ為I. OxlO5Pa,溫度為350°C至500°C下裂解10分鐘至60分鐘生成液體、こ烯氣體、丙烯氣體和氯こ烯氣體，液體通過蒸餾切割成餾分溫度為55°C至180°C的汽油和餾分溫度為180°C至350°C的柴油，餾余物為焦油。本發(fā)明通過用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑和塑料原料按質(zhì)量比4%至10%自進(jìn)料ロ加入反應(yīng)器中，在壓カ為1.0xl05Pa、溫度為350°C至500°C下裂解10分鐘至60分鐘生成液體、こ烯氣體、丙烯氣體和氯こ烯氣體，液體通過蒸餾切割成餾分溫度為55°C至180°C的汽油和餾分溫度為180°C至350°C的柴油，餾余物為焦油；本發(fā)明具有操作成本低、エ藝簡單、催化活性高、選擇性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，汽油質(zhì)量收率可達(dá)到47. 02%至81. 04%，且產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體 的實(shí)施方式。實(shí)施例I，用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑，按質(zhì)量百分比含有無定形硅鋁酸鹽或天然沸石20%至40%、余量的HY沸石分子篩；該用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑按下述步驟得到第一歩，取上述量的無定形硅鋁酸鹽或天然沸石與上述量的HY沸石分子篩均勻混合在一起；第二歩，在第一歩所得混合物中邊攪拌邊加入質(zhì)量百分比濃度為15%至35%的偏鋁酸鈉溶液制成PH值為10至12的漿液，將所得漿液在25°C至50°C的室溫下靜置I小時至4小時；第三步，在靜置后的漿液中邊攪拌邊加入325. 29g/L至697. 06g/L的明礬溶液調(diào)節(jié)漿液的PH值為5至7 ;第四步，將第三步中PH值為5至7的漿液進(jìn)行過濾，濾餅用蒸餾水洗滌3次至10次后得到濾液，濾液進(jìn)行均質(zhì)化后經(jīng)噴霧干燥得到固體粉末；第五歩，將固體粉末在500V至600V下高溫焙燒3小時至8小吋，采用等體積浸潰法將焙燒后的固體粉末和浸潰液置入轉(zhuǎn)速為60rpm的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中浸潰，浸潰溫度為25°C至50°C、浸潰時間為8小時至24小吋，浸潰完畢后，在溫度為90°C、壓カ為-O. 08 Mpa至-O. 09Mpa下減壓蒸餾20分鐘至40分鐘蒸出浸潰液中的水份，減壓蒸餾后在80°C至120°C攝氏度下干燥I小時至4小時，然后在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小吋，經(jīng)壓片、過篩、取顆粒大小為40目至60目的固體顆粒，得到用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑。按實(shí)施例I中得到的用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑，該用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑的使用方法按下述步驟進(jìn)行第一歩，將聚苯こ烯用熔融脫泡法使其體積縮小至原來的三十分之一至五十分之一，將聚丙烯、聚こ烯和聚氯こ烯經(jīng)洗浄、晾干并切成碎片，然后將聚苯こ烯、聚丙烯、聚こ烯和聚氯こ烯的組合物作為塑料原料；第二步，將第一歩所得塑料原料和用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑自進(jìn)料ロ加入反應(yīng)器中，用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑塑料原料的質(zhì)量比為4%至10%，在壓カ為I. OxlO5Pa,溫度為350°C至500°C下裂解10分鐘至60分鐘生成液體、こ烯氣體、丙烯氣體和氯こ烯氣體，液體通過蒸餾切割成餾分溫度為55°C至180°C的汽油和餾分溫度為180°C至350°C的柴油，餾余物為焦油。測定汽油餾分密度，并用毛細(xì)管色譜法分析汽油餾分的辛烷值。各組分的平均性能參數(shù)如表I所示。表I __
權(quán)利要求
1.一種用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑，其特征在于按下述步驟得到按質(zhì)量百分比含有無定形硅鋁酸鹽或天然沸石20%至40%、余量的HY沸石分子篩；該用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑按下述步驟得到第一歩，取上述量的無定形硅鋁酸鹽或天然沸石與上述量的HY沸石分子篩均勻混合在一起；第二歩，在第一歩所得混合物中邊攪拌邊加入質(zhì)量百分比濃度為15%至35%的偏鋁酸鈉溶液制成PH值為10至12的漿液，將所得漿液在25°C至50°C的室溫下靜置I小時至4小時；第三步，在靜置后的漿液中邊攪拌邊加入325. 29g/L至697. 06g/L的明礬溶液調(diào)節(jié)漿液的PH值為5至7 ;第四步，將第三步中PH值為5至7的漿液進(jìn)行過濾，濾餅用蒸餾水洗滌3次至10次后得到濾液，濾液進(jìn)行均質(zhì)化后經(jīng)噴霧干燥得到固體粉末；第五步，將固體粉末在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小時，采用等體積浸潰法將焙燒后的固體粉末和浸潰液置入轉(zhuǎn)速為60rpm的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中浸潰，浸潰溫度為25°C至50°C、浸潰時間為8小時至24小吋，浸潰完畢后，在溫度為90°C、壓カ為-O. 08Mpa至-O. 09Mpa下減壓蒸餾20分鐘至40分鐘蒸出浸潰液中的水份，減壓蒸餾后在80°C至120°C攝氏度下干燥I小時至4小時，然后在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小時，經(jīng)壓片、過篩、取顆粒大小為40目至60目的固體顆粒，得到用于廢舊塑料裂解制汽油的催化 齊 。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑，其特征在于浸潰液為硝酸鐵浸潰液，硝酸鐵浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為13. 33%至44. 66%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑，其特征在于浸潰液為高錸酸銨浸潰液，高錸酸銨浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為7. 188%至20. 26%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑，其特征在于浸潰液為硝酸鐵浸潰液和高錸酸銨浸潰液，硝酸鐵浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為13. 33%至44. 66%，高錸酸銨浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為7. 188%至20. 26%。
5.一種用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑的制備方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行按質(zhì)量百分比含有無定形硅鋁酸鹽或天然沸石20%至40%、余量的HY沸石分子篩；該用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑按下述步驟進(jìn)行第一歩，取上述量的無定形硅鋁酸鹽或天然沸石與上述量的HY沸石分子篩均勻混合在一起；第二歩，在第一歩所得混合物中邊攪拌邊加入質(zhì)量百分比濃度為15%至35%的偏鋁酸鈉溶液制成PH值為10至12的漿液，將所得漿液在25°C至50°C的室溫下靜置I小時至4小時；第三步，在靜置后的漿液中邊攪拌邊加入325. 29g/L至697. 06g/L的明礬溶液調(diào)節(jié)漿液的PH值為5至7 ;第四步，將第三步中PH值為5至7的漿液進(jìn)行過濾，濾餅用蒸餾水洗滌3次至10次后得到濾液，濾液進(jìn)行均質(zhì)化后經(jīng)噴霧干燥得到固體粉末；第五步，將固體粉末在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小時，采用等體積浸潰法將焙燒后的固體粉末和浸潰液置入轉(zhuǎn)速為60rpm的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中浸潰，浸潰溫度為25°C至50°C、浸潰時間為8小時至24小時，浸潰完畢后,在溫度為90°C、壓カ為-O. 08 Mpa至-O. 09Mpa下減壓蒸餾20分鐘至40分鐘蒸出浸潰液中的水份，減壓蒸餾后在80°C至120°C攝氏度下干燥I小時至4小時，然后在500°C至600°C下高溫焙燒3小時至8小吋，經(jīng)壓片、過篩、取顆粒大小為40目至60目的固體顆粒，得到用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑的制備方法，其特征在于浸潰液為硝酸鐵浸潰液，硝酸鐵浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為13. 33%至44. 66%ο
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑的制備方法，其特征在于浸潰液為高錸酸銨浸潰液，高錸酸銨浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為7. 188%至20. 26%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑的制備方法，其特征在于浸潰液為硝酸鐵浸潰液和高錸酸銨浸潰液，硝酸鐵浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為13. 33%至44. 66%，高錸酸銨浸潰液的質(zhì)量百分比濃度為7. 188%至20. 26%。
9.ー種根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑的使用方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行第一歩，將聚苯こ烯用熔融脫泡法使其體積縮小至原來的三十分之一至五十分之一，將聚丙烯、聚こ烯和聚氯こ烯經(jīng)洗浄、晾干并切成碎片，然后將聚苯こ烯、聚丙烯、聚こ烯和聚氯こ烯的ー種或兩種以上組合物作為塑料原料；第二歩，將第一歩所得塑料原料和廢舊塑料裂解制汽油的催化劑自進(jìn)料ロ加入反應(yīng)器中，用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑塑料原料的質(zhì)量比為4%至10%，在壓カ為I. OxlO5Pa,溫度為350°C至500°C下裂解10分鐘至60分鐘生成液體、こ烯氣體、丙烯氣體和氯こ烯氣體，液體通過蒸餾切割成餾分溫度為55°C至180°C的汽油和餾分溫度為180°C至350°C的柴油，餾余物為焦油。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢舊塑料裂解技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑及制備方法和使用方法；本發(fā)明通過用于廢舊塑料裂解制汽油的催化劑和塑料原料按質(zhì)量比4％至10％自進(jìn)料口加入反應(yīng)器中，在壓力為1.0x105Pa、溫度為350℃至500℃下裂解10分鐘至60分鐘生成液體、乙烯氣體、丙烯氣體和氯乙烯氣體，液體通過蒸餾切割成餾分溫度為55℃至180℃的汽油和餾分溫度為180℃至350℃的柴油，餾余物為焦油；本發(fā)明具有操作成本低、工藝簡單、催化活性高、選擇性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，汽油質(zhì)量收率可達(dá)到47.02%至81.04%，且產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號B01J29/80GK102744101SQ20121027300
公開日2012年10月24日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者潘海濤, 陸江銀 申請人:新疆大學(xué)