塑料催化裂解制油設(shè)備工藝探討

摘 要：針對(duì)目前塑料制品廢棄物對(duì)環(huán)境帶來的白色污染日益嚴(yán)重，通過研究塑料類制品主要成分的化學(xué)性質(zhì)，確定總體設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)相關(guān)設(shè)備，確定工藝流程。最后通過實(shí)試驗(yàn)證塑料制油工藝路線的可行性。

關(guān)鍵詞：塑料裂解;催化制油;工藝

0 引 言

隨著科技的進(jìn)步，高分子合成技術(shù)推廣，塑料制品應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。塑料具有質(zhì)量輕，易成型，耐腐蝕及低成本等諸多優(yōu)點(diǎn) ，廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)和生活當(dāng)中，從國家的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到老百姓的衣食住行，塑料制品已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟(jì)的諸多行業(yè)。然而當(dāng)塑料制品給人們的生產(chǎn)和生活帶來便捷的同時(shí)，塑料制品使用周期短，易丟棄的缺點(diǎn)逐漸暴露出來，廢棄的塑料制品對(duì)環(huán)境亦帶來日益嚴(yán)重的影響。如何處理這些白色污染，還一片青山綠水成為當(dāng)務(wù)之急。

1 塑料催化裂解制油原理

塑料制品制油就是利用在一定溫度，壓力及催化劑的條件下，塑料制品中的有機(jī)物熱分解，其高分子鍵在熱能作用下斷裂形成結(jié)構(gòu)與鏈長無規(guī)律的低分子量的化合物這一化學(xué)特性，設(shè)計(jì)工藝路線使低分子化合物限制在一定范圍內(nèi)，即生成柴油和汽油。

2 塑料催化裂解制油工藝

圖一為工藝流程簡化圖。塑料制品粉碎后同催化劑由進(jìn)料系統(tǒng)送入熱解反應(yīng)釜，通過加熱爐等加熱系統(tǒng)將反應(yīng)溫度控制在290～350℃，攪拌裝置使釜內(nèi)原料充分受熱。充分反應(yīng)后油氣進(jìn)入分餾塔下部，分餾塔分流后從塔頂抽出汽油，從塔中部抽出柴油。汽油和柴油混入的不凝氣體由冷凝器抽出，通過壓縮機(jī)送入干氣緩沖罐返回加熱爐二次燃燒消除二噁英。塔頂回流量控制分餾塔頂溫度在90～105℃之間。柴油和汽油分別精餾后可達(dá)到使用要求。

3 試驗(yàn)

3.1原料：聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯

3.2 催化劑：氧化硅，三氧化二鋁，稀土，沸石等

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

圖表為三種原料分別充分催化裂解反應(yīng)后物料平衡結(jié)果，聚苯乙烯裂解后產(chǎn)物中汽油收率較高;聚乙烯和聚丙烯裂解產(chǎn)物中柴油收率較高。加入約2%的催化劑可以明顯優(yōu)化反應(yīng)進(jìn)程，降低重油及殘?jiān)谋壤狗磻?yīng)充分徹底進(jìn)行。

4 產(chǎn)品質(zhì)量分析

為了更好地了解裂解產(chǎn)出油品的質(zhì)量，通過專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)相關(guān)油品進(jìn)行檢驗(yàn)，主要物理性質(zhì)測定結(jié)果如下：

從表中數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過催化裂解產(chǎn)出的汽油辛烷值較高，與高辛烷值組分調(diào)和后，適當(dāng)精制后可達(dá)到90#汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);裂解產(chǎn)出的柴油適當(dāng)精制亦可達(dá)到-20#柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是由于裂解產(chǎn)物中烯烴含量較高，裂解汽油和柴油中的不飽和烴含量較高，使得油品安全性稍差。

5 結(jié) 語

塑料制品催化裂化制汽油和柴油技術(shù)具有原料來源廣泛，安全環(huán)保，技術(shù)可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。廢塑料催化裂解一次就可以轉(zhuǎn)化成汽油和柴油的工藝可以實(shí)現(xiàn)加料到出油的連續(xù)化操作，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生廢氣或廢液，殘?jiān)梢宰黾訜釥t的燃料。輕質(zhì)油品的質(zhì)量可以得到保證，總收率可達(dá)70%以上。項(xiàng)目可順利通過環(huán)境評(píng)價(jià)及安全評(píng)價(jià)。具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，市場前景廣闊。

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作者簡介：

張爽（1983.6-），男，吉林省長春市漢族，工程師，吉林大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)，本科，主要研究方向：環(huán)保設(shè)備的研發(fā)及工藝路線設(shè)計(jì).