[发明专利]一种废塑料催化裂解制低碳烯烃的催化剂及其制备方法

说明书

一种废塑料催化裂解制低碳烯烃的催化剂，包括硅铝基质和分子筛，硅铝基质包括含硅物质和含铝物质，SiO₂计的含硅物质的质量占催化剂的质量10～40wt％，Al₂O₃计的含铝物质的质量占催化剂的质量的30～60wt％，硅铝基质的孔径分布在5～200nm；分子筛包括ZSM‑5分子筛或/和ZSM‑11分子筛；分子筛占催化剂的质量的10～40wt％。上述的制备的催化剂应用于废塑料催化裂解制低碳烯烃，提高了低碳烯烃的产率，同时改善了汽油的品质。

技术领域

本发明涉及一种化工领域的催化剂，具体的，涉及一种使用在废塑料回收领域的催化剂及其制备方法。

背景技术

塑料是现代材料领域中的重要组成部分，因其价格低廉、综合性能良好等特点，在世界范围内得到了广泛的应用。然而，塑料制品在给人们的生活带来方便的同时，也产生了大量的废弃物，“白色污染”已成为环境保护的突出问题。传统的废塑料处理方法为填埋法和焚烧法，这两种回收方法都存在严重的问题。填埋法不仅浪费宝贵的土地资源，而且破坏土壤结构，污染土壤和地下水资源；焚烧法虽然避免了侵占土地资源，并能回收部分热能，但是大量的废气排出会造成严重的大气污染。废旧塑料催化热解制备生物燃油或高附加值的化学品是近几年发展起来的一种比较理想的回收处理方式。近年来有许多关于利用废塑料裂解制燃料油的方法报道，国内也建立了不少废塑料裂解制燃料油装置，但现有技术存在着以下明显不足：废塑料裂解汽化成油工艺都为间隙或半间歇釜式操作过程，催化剂往往直接套用原油裂解的催化剂。虽然废塑料裂解和原油裂解有许多相似之处，都是将大分子碳氢结构在无氧条件下高温裂解—降解成更小的分子结构，然而，原油组成与废塑料化学性质存在很大差异，原油组成结构较为复杂，而废塑料虽分子量更大，但成分结构较为单一，这就造成了原油与废塑料裂解这两二反应过程的很大差别，如直接将原油裂解的催化剂用于废塑料裂解会产生种种问题：A现有的废塑料裂解催化剂为白土或硅铝氧化物，催化剂成分简单，功能单一，仅用于降低裂解反应温度；B裂化改质催化剂多为套用石油炼制催化剂，多为REY或USY沸石，功能简单，仅能将粗油中大分子进一步裂解成小分子，不能有选择性增加汽柴油组分的比率，气体副产大；C废塑料釜式裂解过程中使用单一功能固体酸或廉价的白土(活性二氧化硅)作为催化剂，废塑料裂解产物分布范围太宽，产生大量重油和气体，轻质油比率低，尤其对混合废塑料裂解油化更难于控制；D由于垃圾废塑料的成分复杂，部分废聚乙烯塑料中的氯含量有时高达10％，简单套用原油裂解的催化剂用于废塑料裂解会产生油品的质量不稳定的问题，往往只能作为锅炉燃油等低档次产品；E国内外同类废塑料裂解油化工艺对处理废塑料预选和预处理要求严格，如废塑料需要进行分类、清洗、烘干﹔部分工艺需要高温加氢或加压下进行裂解。

中国专利申请公开第CN101168678号，公开了一种用于聚乙烯和聚丙烯废塑料裂解制取燃料油的催化剂，由KDC-1型分子筛和高岭土经过磷改性制备，汽油和柴油收率在80％左右。

现有废塑料裂解的目标产物均是燃料油和高分子蜡，对气相产物作为燃气使用，关注度较低。但是大部分气相产物是乙烯、丙烯、丁烯等，它们作为重要的化工原料，近年来需求越来越大，所以以乙烯、丙烯、丁烯作为主要的目标产物具有更强的市场导向性和更高的经济效益。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种废塑料催化裂解制低碳烯烃的催化剂，该催化剂可以提高废塑料裂解成低碳烯烃的收率。

本发明的第二个目的是提供一种废塑料催化裂解制低碳烯烃的催化剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种废塑料催化裂解制低碳烯烃的方法。