[发明专利]一种废塑料耦合碱木质素制备低碳烯烃联产高纯氢气的方法

说明书

本发明公开了一种废塑料耦合碱木质素制备低碳烯烃联产高纯氢气的方法。所述方法包括以下步骤：热解气化：预处理后的废塑料与碱木质素混合，进行热解气化，生成气相产物、液相产物和固相产物；液相产物加入催化剂进行催化转化，获得烯烃产物；气相产物与氧载体进行化学链重整后，再与水蒸气反应，获得氢气；将反应后的氧载体在空气气氛中煅烧，再进入步骤S3中循环反应。本发明将碱木质素与废塑料混合进行热解气化，利用碱木质素中的Na、Al等碱金属对废塑料的热解气化产生催化协同作用，提高了废塑料中烯烃的回收产率，提高了产物附加值，实现废弃物协同资源化利用，实现废塑料高效、清洁、高值化利用。

技术领域

本发明属于废塑料回收利用的技术领域，更具体地，涉及一种废塑料耦合碱木质素制备低碳烯烃联产高纯氢气的方法。

背景技术

塑料是重要的有机合成高分子材料，应用广泛，废塑料是在工业生产及人们日常生活中被淘汰或替换下来的塑料的统称，包含废旧塑料薄膜、塑料丝及编织品、塑料包装箱及容器、塑料袋和地膜等。另外，我国汽车用塑料、电子电器及家电配套用塑料，也成为废塑料的重要来源之一。废塑料产量的迅速增加，引起了一系列社会问题，大力发展废塑料回收行业势在必行。

碱木质素则是造纸工业从植物中分离纤维素后产生的副产物，富含木质素、碱性金属及无机盐组分。我国碱木质素产量巨大，造纸业每年从植物中分离出约3000万吨纤维素，同时得到1000万吨左右的碱木素副产品。碱木质素直接作为燃料燃烧热值不高，同时易对锅炉及管道设备造成腐蚀，回收利用过程存在碱金属处理瓶颈。目前碱木素只有较小的一部分经氧化、磺化等反应过程制成减水剂、分散剂等高附加值产品，大部分碱木质素被废弃或浓缩后作为辅助燃料，不但造成巨大的资源浪费还存在环境威胁。

另一方面，低碳烯烃(乙烯，丙烯，丁烯)是重要的平台化合物，是合成气洗涤剂、医药等精细化学品的重要原料及中间体，应用广泛。氢能是一种清洁、高效的二次能源和重要的化工原料，具有资源丰富、来源广、清洁高效的特点，被誉为是21世纪能源。

中国发明专利《一种废塑料裂解油的脱氯方法》，公开了将废塑料裂解油在加氢催化剂作用下与氢气进行反应，经油气分离后得到加氢产物油，再与吸附剂混合，得到吸附除氯后的油品。中国发明专利《一种废塑料热解碳化系统》，公开了将废塑料粉碎后再焚化热解处理，提高热解效率。中国发明专利《一种高效废塑料回收制粒机及制粒方法》公开了包含机架台、塑化装置、冷却装置和颗粒成型装置，简化了废塑料颗粒制作工序，降低能耗。中国发明专利《一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置及方法》，公开了包括预处理系统、液化罐、多级液体旋流器、塑料热解系统、余热回收系统、烟气净化系统、油水分离系统等。中国发明专利《一种废塑料油生产低碳烯烃和芳烃的方法与系统》公开了将废塑料油经吸附脱附分离得到吸余油和脱附油，再分别经多次催化裂解获得低碳烯烃和芳烃的产物。

上述专利涉及废塑料造粒，热解碳化等回收过程，但未涉及废塑料进一步高值化利用工艺，难以从根本上提高产物的附加值，且在废塑料回收利用中常常需要针对废塑料油通过多次裂解工艺获得低碳烯烃和芳烃混合产物。

发明内容

针对上述现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种废塑料耦合碱木质素制备低碳烯烃联产高纯氢气的方法，将碱木质素与废塑料混合进行热解气化，利用碱木质素中的Na、Al等碱金属对废塑料的热解气化产生催化协同作用，提高了废塑料中烯烃的回收产率，提高了产物附加值，实现废弃物协同资源化利用，实现废塑料高效、清洁、高值化利用。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种废塑料耦合碱木质素制备低碳烯烃联产高纯氢气的方法，包括以下步骤：

S1.热解气化：预处理后的废塑料与碱木质素混合，在190～1000℃下进行热解气化，生成气相产物、液相产物和固相产物；