[发明专利]一种废塑料裂解催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种废塑料裂解催化剂及其制备方法与应用，包括以下步骤：将介孔分子筛、无机酸、焙烧高岭土和水混合，于60～100℃下进行反应，得到改性介孔分子筛；所述改性介孔分子筛和粘结剂混合，打浆，干燥，得到裂解催化剂；其中，所述改性介孔分子筛和粘结剂混合过程中加入或不加入其它分子筛。本发明催化剂用于废塑料裂解转化过程，具有活性位利用率高，孔道优良，有利于反应物和产物扩散，催化剂活性好、反应温度低、轻质油收率高的特点。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种废塑料裂解催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着塑料工业的蓬勃发展，塑料因其诸多优点在国民经济各领域获得了广泛应用。然而，塑料制品使用周期短，被废弃后由于其生物降解性差，造成了严重的环境污染和巨大资源浪费。目前，废塑料的回收再利用主要有熔融再生、焚烧、填埋和裂解转化法等，其中前三种处理方法存在占用耕地、二次污染等问题，而废塑料催化转化制液体燃料或化工原料不但能解决废塑料产生的白色污染问题，还可促进资源的有效利用与循环利用，是废塑料最有效的资源利用途径。目前废塑料裂解转化中一般都要加入催化剂对大分子原料进行裂解与改质，通过催化作用，油品中的重组分含量降低，汽油组分、异构烃类、芳烃增加，因此催化剂的性能直接决定油品的产率与质量，催化剂是裂解转化法的技术关键，也是限制废塑料裂解制燃料油技术发展的重要因素。

废塑料裂解时生成的长链烃类化合物首先与催化剂的表面活性中心接触，进行表面催化反应生成较小的分子片段。小分子片段进入催化剂孔道中，进行二次催化裂解生成分子量更小的化合物，所以小分子片段能否顺利进入催化剂孔道接触催化中心，取决于催化剂孔径的大小。小分子片段进入催化剂孔道内与酸性活性中心接触，进行β-断链、异构化、芳构化等二次裂解反应，继而催化裂解为分子量更小的化合物，因此催化剂的孔结构对聚烯烃催化效果具有较大影响。对于聚烯烃类大分子的催化转化，具有较大孔径的介孔分子筛的应用将有效克服其在微孔分子筛上的扩散限制。

专利CN101954292中公开了一种废塑料催化裂解制燃料油过程的催化改制的催化剂及其制备方法，该方法是将氧化钼、氧化铈、氧化铋、氧化锆或氧化铅中的氧化物改性中孔或大孔分子筛MCM-22、ZSM-5、Beta或MOR分子筛中的任一种制备成催化剂，该催化剂对废塑料裂解粗油进行二次催化裂解和异构化，芳构化改质反应，提高裂解汽柴油馏分比率。

专利CN105214716A中公开了一种废塑料转化用多级孔分子筛催化剂及其制备方法，该方法是将含十元环或十二元环微孔结构单元的微介孔复合的MCM-41分子筛和粘结剂混捏成型后经进一步改性而成，其中微介孔复合分子筛的制备方法为：以碱处理含十元环或十二元环微孔分子筛的浆液或滤液为硅铝源或部分硅铝源，以十六烷基三甲基溴化铵CTAB为模板剂，在一定条件下通过水热晶化而制备。该催化剂用于废塑料裂解转化生产车用燃料过程，可有效促进大分子原料及产物扩散和传质，且催化剂酸性位利用率高，有好的水热稳定性和再生性能，具有较好的聚烯烃废塑料裂解转化生产清洁车用燃料性能。

上述催化剂虽然已具有介孔孔道，但是其孔结构尚需要进一步改善，且上述催化剂的酸性和使用寿命也需进一步调节。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种废塑料裂解催化剂及其制备方法与应用，以进一步完善废塑料裂解催化剂孔结构、酸性和使用寿命。

为了达到上述目的，本发明提供了一种废塑料裂解催化剂的制备方法，包括以下步骤：将介孔分子筛、无机酸、焙烧高岭土和水混合，于60～100℃下进行反应，得到改性介孔分子筛；所述改性介孔分子筛和粘结剂混合，打浆，干燥，得到裂解催化剂；其中，所述改性介孔分子筛和粘结剂混合过程中加入或不加入其它分子筛。

本发明所述的废塑料裂解催化剂的制备方法，其中，所述介孔分子筛的制备方法为：将Y型分子筛前驱体和嵌段共聚物模板剂混合，调整pH为0.75-3，加入微-介孔分子筛作为晶种，晶化，得到介孔分子筛。