[发明专利]波裂解大分子有机物的方法

说明书

技术领域

本发明是一种使用辐射波针对大分子有机物中含有的碳-碳化学键进行共振裂解的方法与工艺控制，属于分解化学领域。

背景技术

化学家主要任务是合成，将小分子化合物合成为大分子产物。1900-2011年100年间，人类已合成出2340万种化学合成物，尤其是人造的有机大分子产物塑料，橡胶，化学纤维，树脂，尼龙等制品，业已成为人类必不可少的日用品和消费品。而且，在合成化学领域有41项诺贝尔奖被合成领域的化学家获得。

在21世纪以前，人类努力仿造大自然，去合成天然产物，如人造胰岛素。因为被诺贝尔基金委员会誉为地球上最重要的化学反应——大自然的光合作用，就是将二氧化碳，硫化氢和水这些小分子化合物，在太阳光的照射下，形成有机大分子的过程，大自然若没有了光合作用就不会有植物的生长，也不会有动物的生存。植物通过光合作用将空气中的二氧化碳作为碳源，形成纤维素、木质素、淀粉、糖类和蛋白质等天然有机大分子。但是，大自然光合作用创造的天然有机大分子产物，除了那些被埋在地下，经过千百万年的分解反应，形成当今的化石能源，煤、天然气、石油以外，暴露在地面上的天然有机大分子产物，又通过太阳光的照射，发生分解反应，形成气态或液态的有机小分子化合物而滋润了大地。因此，大自然的光合作用通过大自然的光解作用构成了地球资源的循环。

然而，化学合成物的大肆生产，造成了地球资源循环链的打断。大自然赐予人类的分解产物天然气、石油、煤，随着人类对能源的加速消耗，将很快被开采殆尽。人工合成的大分子产物很难分解，如塑料、橡胶、尼龙、有机纤维等，这些人造有机大分子制品的废弃物，已给人类居住环境造成了严重的污染。轮胎所造成的“黑色污染”和塑料所造成的“白色污染”已引起了世界各国政府的特别关注。这些人造制品在太平洋和大西洋形成的“塑料洲”，更是造成了各国政府的不安。仅太平洋“塑料洲”的面积已经是整个欧洲陆地面积的三分之一，而且“塑料洲”面积增长速度极快。到2030年，塑料洲的面积将会变成是欧洲大陆面积的3倍。

为解决工业与生活垃圾处理对于环境的污染、占用农业耕地和回收利用能源等诸多问题，当前较为常见的处理手段是热裂解方法。

热裂解的基本手段是采用外部热源，例如明火燃烧或是微波、电磁波等加热介质，将热能转化为化合物分解所需的化学能。在热裂解过程中，依靠热交换和热传导作用将大分子化合物达到高温分解的临界点。

虽然微波与电磁波裂解是将电能转换成热能，将热裂解技术中的供热源由明火加热改变成暗火加热，是热裂解技术的改进。但对于有机大分子产物而言，都是热的不良导体，热交换和热传导效果很差，况且，不同有机物热分解温度不同，有高有低、有难有易，热裂解技术很难对复杂成份的有机混合物完全实现裂解，分解产物的成分十分复杂。

如公开下述内容的在先申请专利，申请号200410039398，名称是一种光催化降解PVC塑料的新方法，其方案是处理废弃的PVC塑料而在PVC塑料中加入光催化剂杂多酸化合物，均匀成膜并在光的照射下，利用杂多酸化合物独特的氧化一还原性实现PVC的快速光催化氧化降解。该专利实施是降解而非裂解，所降解的产物仅是对环境降低污染危害而无回收再利用的用途，因此应用领域较为狭小，并不能替代当前的能源产品。

再如以下在先申请专利，申请号200910188796，名称是一种垃圾微波裂解综合处理系统及系统使用的方法和设备，其方案是综合处理系统由城市生活垃圾前期处理系统A、立式垃圾连续微波加热低温裂解炉B、固体产物生产活性炭系统C、裂解汽制备燃料汽系统D、液体产物蒸馏提

取轻油和燃料油系统F和配套的污水处理系统G构成。其中，城市生活垃圾前期处理系统A、固体产物生产活性炭系统C和裂解汽制备燃料汽系统D分别与立式垃圾连续微波加热低温裂解炉B连接，液体产物蒸馏提取轻油和燃料油系统F与裂解汽制备燃料汽系统D中的收油管路连接。该专利实质是利用微波实现的热裂解，仍然需要将电能转换成热能，利用热能将化学键断裂，不仅需耗费较多的能量，而且所裂解产物与裂解温度相关，难以定向地控制并获取特定种类的裂解产物，如由此获得天然气、液化气、汽油、柴油等能源产品。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的波裂解大分子有机物的方法，在于解决上述现有技术存在的问题而创造性提出利用辐射波裂解大分子有机物，即通过辐射波引起有机物中含有碳-碳化学键的重复单元产生共振，将碳-碳化学键在共振条件下形成断裂，从而定向地形成小分子有机物的裂解反应。