[发明专利]聚乙烯和聚丙烯废料油化技术中催化剂的制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种废塑料回收资源再利用方法，具体的说，是聚乙烯和聚丙烯废料裂解燃料油用催化剂的制备。

背景技术

废塑料的回收利用主要有填埋、焚烧、物理筛选分离再利用和油化技术四种方法，前三种方法不仅会对生态环境造成二次污染，而且也会危害人体健康，而油化技术可以裂解出燃料油——汽油和柴油，裂解产品使用价值高，这样不仅缓解了石油资源面临枯竭的燃眉之急，使自然资源得到了补充，能源得到了再生。同时，也满足了循环经济和环境友好型经济的要求，带来了巨大的经济和环境效益。因此，国外废塑料的处理方法首推废塑料油化技术，而且规模都较大，已进入了商业化阶段。我国对这项技术的研究尚不成熟，90年代研究的较多，相继建有一些小规模的废塑料油化工厂。但是，目前这些工厂均处于停产状态，主要是缺少专用的催化剂。在催化裂解中，催化剂是瓶颈，直接影响催化裂解的产率。因此开发新的废塑料专用催化剂是促进废塑料油化技术的关键。

文献检索的结果表明：在本发明完成之前，未发现采用本实验方法制备的催化剂用于聚乙烯和聚丙烯废塑料裂解制取燃料油的技术报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于聚乙烯和聚丙烯废塑料裂解燃料油催化剂的制备方法，以便提高裂解燃料油产率。

本发明的技术方案如下：

TUST-1型催化剂的制备，主要步骤如下：

(A)将一定量的KDC-1型分子筛与高岭土混合均匀，放入干燥箱中干燥。

(B)在混合物中加入定量的磷酸溶液搅拌后静置。

(C)将静置后的混合物放入干燥箱内干燥，再在一定温度下进行焙烧。

(D)将催化剂取出压至粉碎，过筛得到颗粒，得到TUST-1型催化剂成品。

上述方法中步骤(A)中KDC-1型分子筛与高岭士的质量比为1∶4-1∶2，干燥温度为1 20℃，干燥时间为2小时。步骤(B)中加入磷酸与高岭土质量比为1∶8-1∶2，静置时间为2小时。步骤(C)中的干燥温度为1 20℃，干燥时间为4小时，焙烧温度为500-800℃，焙烧时间为4-6小时。步骤(D)中催化剂成品颗粒为20～40目。

本发明的显著优点是：该方法制得的催化剂不仅充分利用了KDC-1型分子筛催化剂的普遍性——降低反应的活化能，更重要的是利用了其独特性——良好的择形性，特别是经过磷酸改性后，分子筛三维孔道上的活性点增多，有利于聚乙烯和聚丙烯废塑料裂解气体分子进入孔道与这些活性点接触反应，得到较短的碳碳链，从而使裂解油品中汽油和柴油收率提高，同时反应温度也大幅度降低。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明：

实施例1：将10g高岭土与4g的KDC-1型分子筛混合均匀，放入干燥箱中120℃干燥2小时，在混合物中加入40g的10％磷酸溶液搅拌后静置2小时。将静置后的混合物放入烘干箱内120℃干燥4小时，再在500℃下进行焙烧4小时。将催化剂取出压至粉碎，过筛得到20～40目颗粒，即为TUST-1型催化剂成品。然后，取100g聚乙烯废塑料经除尘、洗涤和粉碎后置于烧瓶中，加入8gTUST-1型分子筛催化剂，对烧瓶进行加热，在320℃反应1.5小时，裂解得到35-40％的汽油和40％-45％柴油。又取100g聚丙烯废塑料采用与聚乙烯裂解同样的实验方法，反应温度为也为320℃左右，较热裂解反应温度降低了约50℃。裂解得到油品中，汽油收率约为45％，柴油收率约为35％，而聚丙烯废塑料在无催化剂作用下进行热裂解制得的汽油和柴油收率仅为25-30％。

实施例2：将100g高岭上40g的KDC-1型分子筛混合均匀，放入干燥箱中120℃干燥2小时，在混合物中加入400g的10％磷酸溶液搅拌后静置2小时。将静置后的混合物放入烘干箱内120℃干燥4小时，再在500℃下进行焙烧4小时。将催化剂取出压至粉碎，过筛得到20-40目颗粒，即为型催化剂成品。然后，取500g聚乙烯废塑料经除尘、洗涤和粉碎后置于烧瓶中，加入40g TUST-1分子筛催化剂，对烧瓶进行加热，在320℃反应1.5小时。裂解得到油品中，汽油和柴油收率分别为40％左右，催化裂解温度较热裂解反应温度降低了约100℃。又取100g废聚丙烯废塑料采用与聚乙烯裂解同样的方法，反应温度也为320℃左右。裂解得到油品中，汽油收率约为45％，柴油收率约为40％，催化裂解温度较热裂解反应温度降低了约50℃。

实施例3：将1kg高岭土与400g的KDC-1型分子筛混合均匀，放入干燥箱中120℃干燥2小时，在混合物中加入4kg的10％磷酸溶液搅拌后静置2小时。将静置后的混合物放入烘干箱内120℃干燥4小时，再在500℃下进行焙烧4小时。将催化剂取出压至粉碎，过筛得到20-40目颗粒，即为型催化剂成品。然后，取1 0kg聚乙烯废塑料经除尘、洗涤和粉碎后置于反应釜内，加入800gTUST-1型分子筛催化剂，对反应釜进行加热，在320℃反应1.5小时，较热裂解反应温度降低了约100℃。裂解得到油品中，汽油收率约为40％，柴油收率约为40％。又取10kg聚丙烯废塑料采用与聚乙烯裂解同样的实验方法，反应温度为也为320℃左右，较热裂解反应温度降低了约50℃。裂解得到油品中，汽油收率约为45％，柴油收率约为40％。