[发明专利]一种聚烯烃塑料废弃物热转化定向制备高碳醇的方法

说明书

本发明公开了一种聚烯烃塑料废弃物热转化定向制备高碳醇的方法。该方法，包括如下步骤：将经过预处理后得到的聚烯烃塑料废弃物颗粒首先经螺旋输送器输送至氢解反应器内，贵金属负载催化剂作为氢解催化剂，聚烯烃经催化作用解聚为C8～C40的长链烷烃，自氢解反应器流出的C8～C40的长链烷烃输送至羟基化反应器，羟基化反应器内以大/介孔钛硅分子筛为羟基化催化剂，H₂O₂为氧化剂，长链烷烃发生羟基化反应，获得高碳醇及酸和醛类产物；反应结束后，产物经分离提纯后获得目标产物高碳醇。本发明获取的产物经分离提纯步骤即可制取高纯度的高碳醇化学品，较之燃油制备需进行二次加工而言，该路线具有工艺步骤少、经济效益高的优势，更加具有工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及资源循环再生利用技术领域，具体涉及一种聚烯烃塑料废弃物热转化定向制备高碳醇的方法。

背景技术

塑料废弃物在环境中长期积累，造成严重的环境污染和能源资源浪费问题。依照塑料废弃物回收的优先次序，塑料废弃物回收利用技术分为四级，第一、二级为机械回收技术，即材料再生，第三级为化学回收技术，即制取化学品或燃油，第四级为焚烧技术，即回收能量。塑料经反复熔融再生后性能降低，机械回收技术不能作为消除白色污染的最终方式。此外，焚烧处理虽然能够实现热能回收，但潜在CO₂排放量巨大，不利于我国“双碳”目标的实现。

将塑料废弃物通过化学回收方式制备可再次使用的燃料(汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料(乙烯、丙烯等)，有利于减少二次污染和化石能源消耗；但由于化学回收能耗较高、装备复杂，目前从经济角度来看难以推广应用，尤其是高温热裂解技术存在过程温度高、反应时间长、产物附加值低的缺点。同样地，聚烯烃废塑料完全裂解为低分子量产物能耗高，经济效益低，导致单体回收策略不适用于聚烯烃塑料。

因此，从聚合物结构特性出发，将聚合物的长链劣势转变为优势，结合产品市场需求，实现高选择性制备长链烷基类化学品，例如高碳醇产品，能够有效降低热转化过程温度，有望实现“高益本比”转化。

可见，开发一种聚烯烃塑料废弃物定向制备高碳醇的方法具有重要意义。

发明内容

本发明解决了现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种聚烯烃塑料废弃物热转化定向制备高碳醇的方法，本发明借助于热转化过程中的聚合物长链特性优势，提出聚烯烃低温热转化制备长链烷基类化学品的“升级循环”路线，在塑料废弃物高值化利用的同时，有效降低热转化过程能耗，提高了过程经济性，是一种塑料废弃物资源化利用的环境友好处理方式。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种聚烯烃塑料废弃物热转化定向制备高碳醇的方法，包括如下步骤：将经过预处理后得到的聚烯烃塑料废弃物颗粒首先经螺旋输送器输送至氢解反应器内，氢解反应器使用贵金属负载催化剂作为氢解催化剂，聚烯烃经催化作用解聚为C8～C40的长链烷烃，自氢解反应器流出的C8～C40的长链烷烃输送至羟基化反应器，羟基化反应器内以大/介孔钛硅分子筛为羟基化催化剂，以H₂O₂为氧化剂，C8～C40的长链烷烃发生羟基化反应，获得相应碳数范围的高碳醇及酸和醛类产物；反应结束后，产物经分离提纯后获得目标产物高碳醇。

本发明基于热转化过程中的聚合物长链特性优势，提出聚烯烃低温热转化制备高碳醇的“升级循环”路线。

优选地，所述的贵金属负载催化剂包括Pt、Ru、Ni-Mo负载金属氧化物催化剂和Pt、Ru、 Ni-Mo负载介孔二氧化硅催化剂，贵金属负载催化剂中贵金属负载量为0.5～3.5wt.％。

进一步优选，所述的贵金属负载催化剂为Pt、Ru、Ni-Mo负载的CeO₂或纳米TiO₂催化剂、Ru或Pt原位封装的介孔SiO₂核壳催化剂，贵金属负载催化剂中贵金属负载量为1～3wt.％。