[发明专利]一种废聚乙烯连续化裂解制备聚乙烯蜡的方法

说明书

本发明提供一种废聚乙烯连续化裂解制备聚乙烯蜡的方法，包括如下步骤：将废聚乙烯在300～500℃下连续裂解获得气相产物和非气相产物，所述非气相产物经分离和精制获得聚乙烯蜡。通过本申请技术方案能够低成本高收益的获得数均分子量1000～2000、2000～3000、3000～4000、4000～5000的聚乙烯蜡、微粉聚乙烯蜡及氧化聚乙烯蜡。

技术领域

本发明涉及高分子废弃物循环利用领域，特别是涉及一种废聚乙烯连续化裂解制备聚乙烯蜡的方法。

背景技术

聚乙烯蜡是一种数均分子量在1000～5000的低摩尔质量聚乙烯，熔点高于90℃，相对密度在0.91～0.96g/cm³之间，且颜色多为白色或淡黄色。因其熔点较高，熔融黏度较低，且具有优良的耐磨性、热稳定性及润滑性等，可作为润滑剂、分散剂等广泛应用于各领域。聚乙烯蜡产品分聚合型和裂解型两种，其性能和应用主要取决于其摩尔质量、分子量分布和分子结构等。其各性能指标至今并无统一规定，只是根据其不同用途选用对应指标。目前，国内使用的高性能聚乙烯蜡产品大部分来自国外进口，主要有美国Honeywell公司、德国Clariant公司的聚合型聚乙烯蜡和韩国、泰国的裂解型聚乙烯蜡。

由乙烯单体聚合可得到摩尔质量大小可控且分布窄的聚乙烯蜡产品，不过该方法加工设备大、生产成本高。裂解生产工艺是原料在无氧条件下经过300℃以上高温热裂解或催化裂解生成聚乙烯蜡产品，所生产的聚乙烯蜡性质受裂解原料来源影响较大。利用聚乙烯废塑料生产聚乙烯蜡原料来源丰富且廉价，但产品质量不好把控。由于塑料导热性差，加热时黏度很大，难以形成易输送的熔体；其次，废塑料高温分解时会产生积碳，不仅影响产蜡率，而且附着于设备及管线造成堵塞，而且难以清理。

专利CN201810569475.0公开了一种废旧聚乙烯生产聚乙烯蜡的方法：先将废旧聚乙烯分类，进行清洗干燥预处理后送入裂解装置，同时添加废聚乙烯重量约0.1％的AL-MCM-48催化剂，边加热边搅拌；反应结束后蜡产物经过滤后造粒，气液相产物进入冷凝系统降温回收。此过程实际生产中有以下问题：废聚乙烯分类及清洗干燥过程费时费力，同时消耗大量水及能源；加入的AL-MCM-48固体酸催化剂在高温下不但会对搅拌设备产生磨损，而且会加快聚乙烯生焦积碳过程，造成设备结焦严重，还会降低蜡收率；反应结束后蜡产物过滤过程面临高粘度蜡产物与催化剂粉末及难以分离的问题。

CN201210132597.6公开了一种热降解制备链段含苯氧基团聚乙烯蜡的方法，该方法是先按质量比1～4：100将对苯二酚和聚乙烯粒料混匀加入高压搅拌反应釜内，然后通入氮气，在330～380℃反应0.5～5h，反应结束后取出蜡块粉碎得产物。此方法所用聚乙烯为新鲜聚乙烯粒料，成本较高；对苯二酚价格也较高，而且导致系统引入了芳烃基团，影响产品色泽及稳定性；反应时间较长，聚乙烯在330～380℃高温下会发生生焦积碳过程，造成设备结焦严重，还会降低聚乙烯蜡收率。

CN201510665356.1公开了一种废旧聚乙烯生产聚乙烯蜡的方法：先将废旧聚乙烯清洗后放入裂解炉中，加入石油醚溶液，在室温条件下溶解2～3h；然后将蒸汽通入炉中，持续1～2h进行裂解；在裂解后的溶液中加入2,2,6,6-四甲基-N-氧化哌啶，不断搅拌，反应30～50min；将裂解的溶液冷却至室温，出料；破碎后检测产品质量。此过程实际生产中有以下问题：废聚乙烯清洗过程费时费力，同时消耗大量水；加入石油醚溶液室温下溶解2～3h费时费力，同时消耗大量石油醚；将蒸汽通入炉中，持续1～2h进行裂解及裂解后溶液加入2,2,6,6-四甲基-N-氧化哌啶不断搅拌，反应30～50min也是个费时费力的过程；再加上后续冷却，出料及破碎过程，整个过程过于复杂且能耗物耗高，技术经济难以保证。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种废聚乙烯连续化裂解制备聚乙烯蜡的方法，用于解决现有技术中存在的废聚乙烯裂解过程中易结焦、蜡收率低、产品品质差、不能连续化生产、安全风险大、劳动强度大、能耗物耗高的问题，由此提供一种可连续化操作、安全稳定能耗低，成蜡率高、产品品质好且不易积碳的生产聚乙烯蜡的方法。