一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及回收液體燃油的技術領域,具體涉及一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法。
【背景技術】
[0002]在廢塑料中聚乙烯和聚丙烯所占比例最大,約占廢塑料總量的70%。為了貫徹國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,如何處理并回收利用這些廢塑料已成為人們十分關注的問題。其中,對廢舊塑料進行熱裂解或催化裂解,以回收液體燃料或化學品是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N途徑。
[0003]現(xiàn)有技術中,小孔分子篩表現(xiàn)出優(yōu)異的低碳烯烴選擇性。但是小孔分子篩存在催化劑孔徑小,易結(jié)焦,快速失活等問題,需要解決小孔分子篩催化劑壽命短的難題。含鈦分子篩是具有優(yōu)良的定向催化氧化性能,形成了含鈦分子篩/H202多相催化氧化的綠色化工反應過程。它們在烷烴的氧化、烯烴的環(huán)氧化、醇類的氧化、環(huán)己酮的氨氧化和芳烴的羥基化等領域已經(jīng)表現(xiàn)出很好的工業(yè)應用前景。
[0004]然而,直接合成的含鈦分子篩,由于其表面疏水性較差,不利于其催化氧化性能的發(fā)揮,因此,研究者們常采用進一步對合成的含鈦分子篩進行改性,提高它的疏水性,從而提高含鈦分子篩的催化氧化性能?,F(xiàn)有技術中的方法是采用硅附著在分子篩外表面來提高表面的疏水性。然而,二氧化硅的具體結(jié)構(gòu)沒有確定說明,且以上方法難以控制二氧化硅在分子篩表面的沉積和分布。
[0005]甲酸鈰是一種重要的稀土化合物,由于其內(nèi)部的特殊4f電子層所導致的奇特光學性能和化學特性,已經(jīng)受到材料界的廣泛關注和應用于許多領域。介孔分子篩由于具有較大的均一的孔道結(jié)構(gòu),作為大分子反應的催化劑,在催化裂解廢聚烯烴方面顯示出良好的應用前景。因此,如何對催化劑原料進行合成,改性,提高催化劑的整體性能,提高廢聚烯烴的裂解率、液體產(chǎn)物的選擇性和熱穩(wěn)定性高,是本發(fā)明要解決的技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法,催化劑的熱穩(wěn)定性高,重復利用性能好,整體性能優(yōu)異,提高了廢聚烯烴的裂解率、液體產(chǎn)物的選擇性,反應參數(shù)容易控制且易于工業(yè)化生產(chǎn),提高了催化劑再生后的活性,應用前景廣闊。
[0007]本發(fā)明采用以下技術方案:
一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法,其特征在于,具體包括如下步驟:
(1)制含鈦分子篩:按照重量比1:10-12取含鈦分子篩和水混合,用鹽酸調(diào)漿液的pH值在4-5之間,向上述漿液中加入0.4-0.6mol/L的SnCI2.2Η20溶液和0.5-0.8mol/L的硅酸鈉溶液,控制溫度為120-140°C水熱晶化13-15h,再在馬弗爐中500_520°C下焙燒3_4h ;
(2)制甲酸鈰:向甲醇溶液中加入質(zhì)量百分比為3-6%的硝酸鈰銨,混合攪拌均勻,加熱回流該混合溶液1.8-2.2h,將白色沉淀離心、洗滌,然后置于115-120 ° C烘箱中干燥3_4h ; (3)制催化劑:將制得的甲酸鈰溶于乙二醇中,浸潰到改性含鈦分子篩上,控制浸潰溫度為65-68°C,壓力為0.3-0.4Pa,浸潰時間為8_10h,然后在130_135°C條件下烘干8_10h,再在溫度為500-520°C下焙燒3-4h ;
(4)回收液體燃油:將上述催化劑和廢線性低密度聚乙烯(L-LDPE)按重量比為1:(10-12)混合的加入到反應瓶中,用氮氣置換反應裝置內(nèi)的空氣3-5次,以一定速率升溫至440°C,催化裂解40-50min,對催化裂解所得的產(chǎn)物進行冷凝收集,即為液體燃油。
[0008]進一步的,所述步驟(5)中以23-27°C /min的速率進行升溫。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明的含鈦分子篩的制作過程簡單,重復性好,通過SnCI2.2H20溶液和硅酸鈉混合溶液的在酸性條件下的改性,使改性后含鈦分子篩表面疏水性明顯增強,其催化氧化活性顯者提聞;
通過用硝酸鈰銨作為原料合成甲酸鈰,方法簡單,得到的產(chǎn)品形貌和尺寸均勻性好,用于合成催化劑,提高了催化劑活性組分的分散度,從而提高了催化劑再生后的活性。
[0010]本發(fā)明的方法制得的催化劑應用于將廢聚烯烴進行催化裂解反應,提高了廢聚烯烴的裂解率和液體產(chǎn)物的選擇性,催化裂解反應過程中的穩(wěn)定性高,工藝重復性能好,易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法,其特征在于,具體包括如下步驟:
(1)制含鈦分子篩:按照重量比1:10取含鈦分子篩和水混合,用鹽酸調(diào)漿液的pH值在4-5之間,向上述漿液中加入0.4mol/L的SnCI2.2H20溶液和0.5mol/L的硅酸鈉溶液,控制溫度為120°C水熱晶化15h,再在馬弗爐中500°C下焙燒4h ;
(2)制甲酸鈰:向甲醇溶液中加入質(zhì)量百分比為3%的硝酸鈰銨,混合攪拌均勻,加熱回流該混合溶液1.8h,將白色沉淀離心、洗滌,然后置于115 ° C烘箱中干燥4 h ;
(3)制催化劑:將制得的甲酸鈰溶于乙二醇中,浸潰到改性含鈦分子篩上,控制浸潰溫度為65°C,壓力為0.3Pa,浸潰時間為10h,然后在130°C條件下烘干10h,再在溫度為500°C下焙燒4h ;
(4)回收液體燃油:將上述催化劑和廢線性低密度聚乙烯(L-LDPE)按重量比為1:10混合的加入到反應瓶中,用氮氣置換反應裝置內(nèi)的空氣3次,以以23°C /min的速率升溫至440°C,催化裂解50min,對催化裂解所得的產(chǎn)物進行冷凝收集,即為液體燃油。
[0012]實施例2
一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法,其特征在于,具體包括如下步驟:
(1)制含鈦分子篩:按照重量比1:11取含鈦分子篩和水混合,用鹽酸調(diào)漿液的pH值在4-5之間,向上述漿液中加入0.5mol/L的SnCI2.2H20溶液和0.6mol/L的硅酸鈉溶液,控制溫度為130°C水熱晶化14h,再在馬弗爐中510°C下焙燒3.5h ;
(2)制甲酸鈰:向甲醇溶液中加入質(zhì)量百分比為5%的硝酸鈰銨,混合攪拌均勻,加熱回流該混合溶液2h,將白色沉淀離心、洗滌,然后置于118 ° C烘箱中干燥3.5h ;
(3)制催化劑:將制得的甲酸鈰溶于乙二醇中,浸潰到改性含鈦分子篩上,控制浸潰溫度為66°C,壓力為0.3Pa,浸潰時間為9h,然后在133°C條件下烘干9h,再在溫度為510°C下焙燒3.5h ;
(4)回收液體燃油:將上述催化劑和廢線性低密度聚乙烯(L-LDPE)按重量比為1:11混合的加入到反應瓶中,用氮氣置換反應裝置內(nèi)的空氣4次,以以25°C /min的速率升溫至440°C,催化裂解45min,對催化裂解所得的產(chǎn)物進行冷凝收集,即為液體燃油。
[0013]實施例3
一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法,其特征在于,具體包括如下步驟:
(1)制含鈦分子篩:按照重量比1:12取含鈦分子篩和水混合,用鹽酸調(diào)漿液的pH值在4-5之間,向上述漿液中加入0.6mol/L的SnCI2.2H20溶液和0.8mol/L的硅酸鈉溶液,控制溫度為140°C水熱晶化13h,再在馬弗爐中520°C下焙燒3h ;
(2)制甲酸鈰:向甲醇溶液中加入質(zhì)量百分比為6%的硝酸鈰銨,混合攪拌均勻,加熱回流該混合溶液2.2h,將白色沉淀離心、洗滌,然后置于120 ° C烘箱中干燥3 h;
(3)制催化劑:將制得的甲酸鈰溶于乙二醇中,浸潰到改性含鈦分子篩上,控制浸潰溫度為68°C,壓力為0.4Pa,浸潰時間為8h,然后在135°C條件下烘干8h,再在溫度為520°C下焙燒3h ;
(4)回收液體燃油:將上述催化劑和廢線性低密度聚乙烯(L-LDPE)按重量比為1:12混合的加入到反應瓶中,用氮氣置換反應裝置內(nèi)的空氣5次,以以27°C /min的速率升溫至440°C,催化裂解50min,對催化裂解所得的產(chǎn)物進行冷凝收集,即為液體燃油。
[0014]應當理解的是,對本領域普通技術人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進或變換,而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法,其特征在于,具體包括如下步驟: (1)制含鈦分子篩:按照重量比1:10-12取含鈦分子篩和水混合,用鹽酸調(diào)漿液的pH值在4-5之間,向上述漿液中加入0.4-0.6mol/L的SnCI2.2Η20溶液和0.5-0.8mol/L的硅酸鈉溶液,控制溫度為120-140°C水熱晶化13-15h,再在馬弗爐中500_520°C下焙燒3_4h ; (2)制甲酸鈰:向甲醇溶液中加入質(zhì)量百分比為3-6%的硝酸鈰銨,混合攪拌均勻,加熱回流該混合溶液1.8-2.2h,將白色沉淀離心、洗滌,然后置于115-120 ° C烘箱中干燥3_4h ; (3)制催化劑:將制得的甲酸鈰溶于乙二醇中,浸潰到改性含鈦分子篩上,控制浸潰溫度為65-68°C,壓力為0.3-0.4Pa,浸潰時間為8_10h,然后在130_135°C條件下烘干8_10h,再在溫度為500-520°C下焙燒3-4h ; (4)回收液體燃油:將上述催化劑和廢線性低密度聚乙烯(L-LDPE)按重量比為1:(10-12)混合的加入到反應瓶中,用氮氣置換反應裝置內(nèi)的空氣3-5次,以一定速率升溫至440°C,催化裂解40-50min,對催化裂解所得的產(chǎn)物進行冷凝收集,即為液體燃油。2.根據(jù)權利要求1所述催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法,其特征在于,所述步驟(5)中以23-27°C /min的速率進行升溫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種催化裂解廢聚烯烴回收液體燃油的方法,其特征在于,具體包括如下步驟:(1)制含鈦分子篩;(2)制甲酸鈰;(3)制催化劑;(4)回收液體燃油。本發(fā)明的含鈦分子篩的制作過程簡單,重復性好,通過SnCI2·2H2O溶液和硅酸鈉混合溶液的在酸性條件下的改性,使改性后含鈦分子篩表面疏水性明顯增強,其催化氧化活性顯著提高;通過用硝酸鈰銨作為原料合成甲酸鈰,方法簡單,用于合成催化劑,提高了催化劑活性組分的分散度,從而提高了催化劑再生后的活性;本發(fā)明的方法制得的催化劑應用于將廢聚烯烴進行催化裂解反應,提高了廢聚烯烴的裂解率和液體產(chǎn)物的選擇性,催化裂解反應過程中的穩(wěn)定性高,工藝重復性能好,易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C10G1/00, C07C53/06, C07C51/27, B01J29/00, B01J31/38
【公開號】CN105316021
【申請?zhí)枴緾N201410329800
【發(fā)明人】宋波
【申請人】青島藍農(nóng)谷農(nóng)產(chǎn)品研究開發(fā)有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月11日