[发明专利]将废塑料转化为油的方法和装置

说明书

本发明涉及一种通过使用超临界或接近超临界区的水作为反应介质的化学反应分解废塑料，从而将废塑料转化为油的方法，并且进一步涉及用于该方法的装置。

至今，几乎所有的各种类型废塑料都倾倒在开垦荒地上或燃烧，因此不能作为资源被充分利用。此外，在将废塑料倾倒在开垦荒地的情况下很难保证开垦土地或开垦的土地是不稳定的。此外，在燃烧废塑料的情况下出现这样的问题，由于这些废物是高卡路里固体，因此焚化炉被严重损坏，而且在焚化的过程中废塑料放出有毒气体和难闻气味。

在此情况下，近年来，人们已设法开发无污染地回收和再利用废塑料，以及有效地利用回收塑料作为资源的方法。作为这些方法之一，已提出一种通过反应(即，超临界水反应)分解废塑料并收集有用的油状材料的方法(即，超临界水方法或工艺)，该反应使用超临界区的水(即，超临界水)或接近超临界区的水(即，接近超临界水)作为反应介质，从而将废塑料转化为油(参见对应于WO81/00855的日本专利临时公开56-501205和日本专利临时公开57-4225，5-31000，6-279762，和美国专利4113446；所有这些参考文献均在此引作参考)。

超临界水被定义为在这样条件下的水，即温度是水的临界温度(即，374℃)或更高，压力是临界压力(即，22.1MPa)或更高。在超临界水方法情况下，与在常压下利用热分解的情况相比所产生的气体的量低且残余量少。这样，可以实现废塑料转化为油的高油转化率。顺便说说，即使水压不高于临界压力，当其压力接近临界压力(即，其压力与临界压力的比率为0.8或更高)时，作为反应介质的水的性能也几乎类似于超临界水。

然而，就现有技术状态来说，根据超临界水方法处理废塑料的技术还未被充分清楚地确定。特别是，从提高反应速度和处理(或处置)大量废塑料的观点看，目前的技术可能不是有效的且不适于工业化。即，在用常规超临界水方法处理的情况下，在大约400℃的温度进行分批处理(用高压釜型反应器)，结果花费很长时间，例如30分钟或更多，来进行废塑料的分解及将废塑料转化为油。此外很难处理大量废塑料。

此外，当该废塑料含有氯基(或含氯)塑料例如氯乙烯树脂时，会产生反应器和管道被在废塑料的分解和其转化为油过程中废塑料中所含的氯基塑料分解而产生的氯化氢腐蚀的问题。换句话说，超临界水反应是在高温水中进行的。此外，氯化氢电离并由此离解出氯离子。这样就产生加速腐蚀的条件。因此，通过超临界水方法常规处理废塑料已遭遇到另一问题，即，金属材料被严重腐蚀。

因此，在含有氯基塑料的废塑料通过超临界水方法分解并转化为油的情况下，很难选择用于反应器和管道的金属材料。因此，至今，在使用超临界水方法的情况下，借助现有技术只有通过预处理从废塑料中把氯基塑料分级及分离之后才能将不含有氯基塑料的废塑料转化为油。本发明即鉴于现有常规技术的这种状态而完成。

因此，本发明的第一个目的是提供一种处理废塑料的方法和装置，它们适于工业化并可在处理废塑料的超临界水工艺中将废塑料分解并以高的速度转化为油，并且还可以处理大量废塑料。

此外，本发明的第二目的是提供一种处理废塑料的方法和装置，它们可有效地遏止由于废塑料分解及其转化为油过程中所产生的氯化氢对装置的腐蚀。

为了实现以上目的，根据本发明的一个方面，提供一种通过使用超临界区或接近超临界区的水作为反应介质的反应分解废塑料并将其转化为油的方法，它包括在管型连续反应器内进行反应的步骤。

优选的是，当根据此转化废塑料为油的方法进行反应时，废塑料在反应器中的停留时间为5分钟或更短。

此外，根据本发明的另一方面，提供一种通过使用超临界区或接近超临界区的水作为反应介质的反应分解废塑料并将其转化为油的方法，它包括以下步骤：加热废塑料以便分解部分或全部包括在废塑料中的氯基塑料并从中分离和除去产生的氯化氢；通过将已从其中分离出氯化氢的废塑料与水混合而进行反应。

在这种将废塑料转化为油的方法的情况下，优选的是使用管型连续反应器作为进行此反应的反应器。

此外，在这种将废塑料转化为油的方法的情况下，优选的是当根据此转化废塑料为油的方法进行该反应时，废塑料在反应器中的停留时间为5分钟或更短。

并且，根据本发明的再一个方面，提供一种通过使用超临界区或接近超临界区的水作为反应介质的反应分解废塑料并将其转化为油的装置，它包括作为进行该反应的反应器的管型连续反应器。