以废塑料、橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105462603 A (43)申请公布日 2016.04.06

(21)申请号 201410389469.9(22)申请日 2014.08.08

(71)申请人湖南洛卡环保科技产业发展有限公

司

地址410000 湖南省长沙市开福区芙蓉中路

一段163号新时代广场南栋1125房(72)发明人熊娜 杨文博 汤厚仁(51)Int.Cl.

C10G 1/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页

(54)发明名称

以废塑料、橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法(57)摘要

本发明公开一种以废塑料、橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法，该方法将废塑料、废旧橡胶加入裂解反应器，在减压条件下加热进行裂解反应，在废旧橡胶中还混入有废机油和催化剂，所用的催化剂包括硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、氧化钙、碳酸钙、氧化钠、氧化钾，该方法耗能低，在提高了裂解反应速率的同时，降低了裂解温度，提高了裂解油的回收率，并可得到高品质油品。

C N 1 0 5 4 6 2 6 0 3 A CN 105462603 A

权 利 要 求 书

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1.一种以废塑料、废橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法，其特征在于，将废塑料、废橡胶加入裂解反应器，在减压条件下加热进行裂解反应，同时在废塑料、废橡胶中混有废机油和催化剂，废塑料、废旧橡胶、废润滑油和催化剂的混合比例按重量比计为l：0.1～5：0.0001～5，裂解压力为30～750毫米汞柱，裂解反应温度300-500℃，优选300-450℃，裂解反应时间为0.1—20分钟。

2.根据权利要求1所述的一种以废塑料、废橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法，其特征在于，所述的催化剂包括硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、氧化钙、碳酸钙、氧化钠、氧化钾；所述的催化剂为按重量比将硅酸三钙30一60、硅酸二钙l5—37、铝酸三钙7一l5、铁铝酸四钙l0—18、氧化钙20—30、碳酸钙l0一l5、氧化钠2—5、氧化钾1—3，混合后经球磨粉碎机粉碎至200目混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种以废塑料、废橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法，其特征在于上述方法中所用的裂解反应器为常用的化工反应器，如釜式反应器或固定床反应器或流化床反应器。

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说 明 书

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以废塑料、橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法

技术领域

[0001]

本发明属环保领域，具体涉及一种以废塑料、橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法。

背景技术

[0002] 废橡胶、废塑料在正常情况下难以自然降解，“白色污染”问题也变得越来越严重。利用废橡胶、废塑料裂解制取燃油是一种再生利用的方式。目前采用将废橡胶、废塑料碎化后，与催化剂一起放入裂解反应釜进行裂解反应，所得到气相混合物质，在通过冷凝降温装置，进行降温处理，然后再进行油水分离装置，而得到粗油、废水和燃气。所用设备为通用设备，如卧式或立式裂解反应釜、冷凝降温装置、油水气分离装置等。一般使用原油裂解工艺所用的催化剂，如HY、Ni—REY、HZSM一5等分子筛催化剂，因为废塑料裂解产物和原油裂解产物的催化改质有相似之处。然而原油成分较废塑料复杂得多，因而用原油裂解的改性催化剂催化废塑料裂解气会产牛诸如催化剂中毒、反应不彻底、裂解效率低以及催化剂难再生、成本高等种种问题。发明内容

[0003] 本发明的目的是针对已有技术存在的问题，提供一种以废塑料、橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法，该方法不仅耗能低，还具有高的裂解速率和收率，而且可得到高品质油品。

[0004] 本发明提供的以废塑料、橡胶、废机油液固共催化裂解制取燃料油的方法是将废塑料、废旧橡胶加入裂解反应器，在减压条件下加热进行裂解反应，在废旧橡胶中还混入有废机油和催化剂，废塑料、废旧橡胶、废润滑油和催化剂的混合比例按重量比计为l：0.1～5：0.0001～5，裂解压力为30～750毫米汞柱，裂解反应温度300-500℃，优选300-450℃，裂解反应时间为0.1—20分钟。

[0005] 上述方法中所用的废机油为废液压油、废齿轮油、废压缩机油、废电器绝缘油、废热传导油中的至少一种。

[0006] 上述方法中所用的催化剂包括硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、氧化钙、碳酸钙、氧化钠、氧化钾，其中所述的催化剂为按重量比将硅酸三钙30一60、硅酸二钙l5—37、铝酸三钙7一l5、铁铝酸四钙l0—18、氧化钙20—30、碳酸钙l0一l5、氧化钠2—5、氧化钾1—3，混合后经球磨粉碎机粉碎至200目混合而成；[0007] 上述方法中所用的裂解反应器为常用的化工反应器，如釜式反应器或固定床反应器或流化床反应器。

[0008] 通过上述方法反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的H2S等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用。所得到的裂解油通过公知的化工分离方法，可进一步得到各种重要的有机化工产品，其中剩余的重质裂解油可重新进入裂解反应器中参

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说 明 书

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与裂解反应。反应裂解生成的残渣可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。[0009] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：[0010] 1、由于本发明方法在反应体系中加入了废润滑油，因而一方面提高了裂解体系的均一性，增大了传热传质速率，另一方面也促进了催化裂解反应的进行，提高了裂解油的收率与质量。[0011] 2、由于本发明方法在反应体系中同时加入了催化剂，因而一方面提高了裂解反应速率(0.1—20分钟即可)，另一方面也同时降低了裂解温度(可低至300℃)使裂解反应的能耗大为降低。[0012] 3、用本发明方法不仅可大大提高裂解的出油率，使之达到40-60％，而且还使裂解油中轻油含量增加，达到25-40％，另外还大大提高了油品的质量，使油品中多环芳烃的含量降低至10-20％，单环芳烃提高到了30-40％，萜二烯的含量提高到了l5-30％，增加了油品的经济价值。[0013] 4、用本发明方法获得的裂解产物可方便地通过一些常规的化工分离方法分离提纯，得到各种重要的有机化工产品。[0014] 5、用本发明方法可直接处理具有较大体积的整体轮胎，因而节省了粉碎及分离钢丝等费用，降低了处理成本。具体实施方式

[0015] 下面通过实施例对本发明做进一步说明：[0016] 实施例l：

将废旧轮胎、废真空泵油、NaZSM.5按重量计以1：l：O.1的比例，加入到裂解反应

器中混合，在30mmH9压力下，升温至300\"C进行裂解反应5分钟。反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的H2S等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油，所得到的裂解油收率为50.6％，裂解油中多环芳烃、单环芳烃及萜二烯含量如表l所示。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用；所得到的裂解油通过气相色谱.质谱分析组分含量及分布，并经精馏操作提取不同馏分，其中提取的轻油含量占总裂解油质量的35.1％；其中重质裂解油可作为废润滑油重新进入反应器中参与新的裂解反应。反应裂解生成的残渣可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。

[0018] 实施例2

[0019] 将废旧轮胎、废汽油机油、USY按重量计以1：1.5：O.5的比例，加入到裂解反应器中混合，在100mmH9压力下，升温至500\"C进行裂解反应6秒。反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的H2S等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油，所得到的裂解油收率为50.2％，裂解油中多环芳烃、单环芳烃及萜二烯含量如表1所示。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用：所得到的裂解油通过气相色谱.质谱分析组分含量及分布，并经精馏操作提取不同馏分，其中提取的轻油含量占总裂解油质量的32-3％；其中重质裂解油可作为废润滑油重新进入反应器中参与新的裂解反应。反应裂解生成的残渣可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。

[0017]

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说 明 书

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实施例3

[0021] 将废旧轮胎、废柴油机油、MCM-41按重量计以1：3：3的比例，加入到裂解反应器中混合，在200mmH9压力下，升温至450。C进行裂解反应30秒。反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的HzS等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油，所得到的裂解油收率为60.1％，裂解油中多环芳烃、单环芳烃及萜二烯含量如表1所示。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用；所得到的裂解油通过气相色谱.质谱分析组分含量及分布，并经精馏操作提取不同馏分，其中提取的轻油含量占总裂解油质量的25.6％；其中重质裂解油可作为废润滑油重新进入反应器中参与新的裂解反应。反应裂解生成的残渣可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。

[0022] 实施例4

[0023] 将废旧轮胎、废齿轮油、废柴油机油、交联蒙脱土按重量计以1-1：l：1的比例，加入到裂解反应器中混合，在300mmH9压力下，升温至350\"CJ差行裂解反应3分钟。反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的H2S等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油，所得到的裂解油收率为56.1％，裂解油中多环芳烃、单环芳烃及萜二烯含量如表1所示。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用；所得到的裂解油通过气相色谱.质谱分析组分含量及分布，并经精馏操作提取不同馏分，其中提取的轻油含量占总裂解油质量的30.8％：其中重质裂解油可作为废润滑油重新进入反应器中参与新的裂解反应。反应裂解生成的残渣可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。[0024] 实施例5

[0025] 将废旧轮胎、废液压油、硅铝微球按重量计以l：3：1的比例，加入到裂解反应器中混合，在500mmH9压力下，升温至450。C进行裂解反应2分钟。反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的H2S等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油，所得到的裂解油收率为43.8％，裂解油中多环芳烃、单环芳烃及萜二烯含量如表l所示。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用；所得到的裂解油通过气相色谱.质谱分析组分含量及分布，并经精馏操作提取不同馏分，其中提取的轻油含量占总裂解油质量的34.6％：其中重质裂解油可作为废润滑油重新进入反应器中参与新的裂解反应。反应裂解生成的残渣可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。

[0026] 实施例6

[0027] 将废旧轮胎、废变压器油、REY按重量计以1：0.5：0.001的比例，加入到裂解反应器中混合，在750mmH9压力下，升温至400。C进行裂解反应20分钟。反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的H2S等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油，所得到的裂解油收率为52.3％，裂解油中多环芳烃、单环芳烃及萜二烯含量如表1所示。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用：所得到的裂解油通过气相色谱.质谱分析组分含量及分布，[0028] 并经精馏操作提取不同馏分，其中提取的轻油含量占总裂解油质量的38.5％：其中重质裂解油可作为废润滑油重新进入反应器中参与新的裂解反应。反应裂解生成的残渣

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说 明 书

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可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。[0029] 实施例7

[0030] 将废旧轮胎、废导热油、天然斜发沸石、NaZSM.5按重量计以1：5：4.999：0.001的比例，加入到裂解反应器中混合，在40mmH9压力下，升温至320。C进行裂解反应15分钟。反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的H2S等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油，所得到的裂解油收率为58.6％，裂解油中多环芳烃、单环芳烃及萜二烯含量如表1所示。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用；所得到的裂解油通过气相色谱.质谱分析组分含量及分布，并经精馏操作提取不同馏分，其中提取的轻油含量占总裂解油质量的27.5％；其中重质裂解油可作为废润滑油重新进入反应器中参与新的裂解反应。反应裂解生成的残渣可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。[0031] 实施例8

[0032] 将废旧轮胎、废汽轮机油、DeLaZSM.5按重量计以1：0.1：0.0001的比例，加入到裂解反应器中混合，在400mmH9压力下，升温至450。C进行裂解反应l0分钟。反应裂解生成的气体在经过一装有生石灰的中和塔，除去了其中所含的H：s等腐蚀性气体后，再通过冷凝器冷凝，分离为不凝性气体及裂解油，所得到的裂解油收率为52.5％，裂解油中多环芳烃、单环芳烃及萜二烯含量如表I所示。不凝性气体主要为低分子烃类物质，可直接作为燃料使用；所得到的裂解油通过气相色谱一质谱分析组分含量及分布，并经精馏操作提取不同馏分，其中提取的轻油含量占总裂解油质量的40.o％；其中重质裂解油可作为废润滑油重新进入反应器中参与新的裂解反应。反应裂解生成的残渣可通过公知的方法获得碳黑。钢丝也可回炉冶炼。

[0033] 以上是对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

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