废塑料油的蒸汽裂解方法和系统与流程

本发明涉及废塑料的回收利用领域，公开了一种废塑料油的蒸汽裂解方法和一种蒸汽裂解系统。

背景技术：

1、塑料制品用途广泛，总产量也加速增加，造成了白色污染，甚至是生态灾难。目前废旧塑料的主要处理方式有填埋或排放(72％)、焚烧(14％)、回收利用(14％)等，但粗犷的回收方式带来了土地污染、大气污染等问题。目前化学回收及化学循环方法被视为唯一可实现可持续发展的废旧塑料循环利用方法，该方法是指将废旧塑料转化为较小的分子(通常为气体或液体)的技术，这些小分子可进一步生产石化产品或塑料原料。国内外企业已经开发了一系列废塑料降解技术，包括热解、气化、挤塑降解、水解、醇解、氨解、糖酵解等不同方法，生成废塑料的降解油，但生产出的降解油多数被当做燃料直接烧掉。

2、cn1613972a中指出了一种聚丙烯废塑料降解制燃料油的方法，方法是按水填充率20-40％，水与聚丙烯废塑料的重量比1-10∶1的比例将水与聚丙烯废塑料加入反应器中，在氮气氛下，以10-15℃/min的升温速率使反应温度达到380-450℃，反应压力达到30-48mpa后，反应1-60分钟，冷却至室温，气液产物进行分离；液相油水乳浊液用四氢呋喃萃取进行油水分离，分离出的四氢呋喃可溶物加入无水na2so4除去其中的微量水，四氢呋喃萃取油经过在常压，60-70℃条件下旋转蒸发获得燃料油。cn113502174a中指出了一种由聚烯烃废塑料直接制备航空汽油及航空煤油的方法，该方法采用由贵金属和无机固体酸所组合的双功能催化剂，实现了将具有高分子量的聚烯烃塑料加氢降解与异构反应的耦合，一步法连续实现了聚烯烃塑料制备高价值油品，转化率达到99％左右，其中航空油品高达80％。

3、在目前化石原料日益短缺的情况下，废塑料油直接进行燃烧，是一种资源的浪费。本发明旨在开发出一种更高效利用废塑料油的方法，用于将废塑料经过化学回收获得的降解油进行蒸汽裂解制备低碳烯烃，这些低碳烯烃可以继续聚合生产塑料，从而形成塑料生产消费和回收利用的循环过程。但是为了实现塑料的不同功能，在塑料的生产过程中添加了各种含有硅、硫的添加剂，同时聚氯乙烯在塑料制品中的应用也导致废塑料降解油中硅、硫和氯等杂质，这使得与常规的蒸汽原料，如石脑油和加氢尾油相比，废旧塑料化学回收过程产生的降解油具有组分复杂、馏程较宽、烯烃含量高、芳烃含量高和杂质含量高的特点，宽馏程导致蒸汽裂解过程不易选择最优条件、影响低碳烯烃的收率，高烯烃和芳烃含量导致裂解炉的对流段炉管内发生结焦，无法通过在线烧焦手段去除，需停炉进行人工清焦，极大影响裂解炉的在线时间，降低了生产效率和产量，而杂质含量较高则直接影响蒸汽裂解过程。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中采用蒸汽裂解方法回收废塑料油制备烯烃时，在裂解炉(尤其是对流段)易结焦，并影响低碳烯烃产率的问题，提供一种蒸汽裂解回收利用废塑料的方法和一种蒸汽裂解系统。该方法能够在保持辐射段裂解反应正常进行的同时，有效降低待降解物料中的杂质含量，减少裂解炉对流段炉管中的结焦现象，避免对流段清焦所需的停炉处理步骤，延长辐射段烧焦周期，从而使裂解炉具有更长运行周期和更高的在线率。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种蒸汽裂解方法，该方法在裂解炉中实施，所述裂解炉包括串联连接的对流段、气液分离器和辐射段，该方法包括：

3、(1)将废塑料油与水蒸气在对流段内接触并加热至横跨温度后，输送至气液分离器中进行气液分离，得到气相物料和液相物料；

4、(2)将所述气相物料输送至辐射段进行裂解，得到低碳烯烃；

5、(3)对所述液相物料进行加氢处理，得到加氢后的物料；将所述加氢后的物料输送至对流段加热至横跨温度后，输送至辐射段进行裂解，得到低碳烯烃；

6、其中，所述横跨温度为350-500℃。

7、本发明第二方面提供一种用于如上所述的废塑料油的蒸汽裂解系统，该系统包括：

8、裂解炉，所述裂解炉包括串联连接的对流段、气液分离器和辐射段，其中，对流段的物料出口与气液分离器的物料入口连接，气液分离器的气相出口和辐射段的物料入口连接；和

9、加氢反应器，所述加氢反应器的物料入口与气液分离器的液相出口连接，所述加氢反应器的物料出口与所述对流段连接；

10、其中，所述对流段用于将废塑料油与蒸汽接触并加热至横跨温度，对流段炉管的数量能够使得所述横跨温度在350-500℃。

11、采用本发明所述的方法，对废塑料油进行气化、气液分离、加氢和裂解，并控制横跨温度在350-500℃范围内，能够减少裂解炉管尤其是对流段炉管中的结焦现象，避免对流段清焦所需的停炉处理步骤，延长辐射段烧焦周期；同时对废塑料油进行轻重组分分离加氢后再进入裂解炉进行裂解，进一步延长了裂解炉的运行周期，提高装置在线率；对废塑料油的重组分进行加氢轻质化后，返回裂解炉进行裂解，降低了待降解物料中的杂质含量，进一步提高废塑料油的裂解效率，提高产品收率，从而提高产品产量。

技术特征：

1.一种废塑料油的蒸汽裂解方法，其特征在于，该方法在裂解炉中实施，所述裂解炉包括串联连接的对流段、气液分离器和辐射段，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述横跨温度为430-480℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废塑料油中含有硫、氯和硅中的至少一种；优选地，所述废塑料油中硫含量≤5wt％，氯含量≤2wt％，硅含量≤5wt％；和/或

4.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：在将水蒸气与废塑料油混合前，将所述废塑料油在对流段内进行预热，得到预热后的原料；

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水蒸气的温度为480-560℃，优选为500-540℃。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述废塑料油与水蒸气的用量的重量比为1-4：1，优选为1.5-2.5：1。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述气液分离器入口时的液相体积含量为0.01-5体积％，优选为0.02-2体积％；和/或

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加氢处理的条件包括：加氢温度为260-280℃，加氢压力为2.4-2.8mpa，氢油比为2.5-3.5，液相物料的体积空速为1.8-2.5h-1；和/或

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述裂解反应的条件包括：所述辐射段的出口温度为780-850℃，优选为790-840℃。

10.一种用于权利要求1-9中任意一项所述的废塑料油的蒸汽裂解的系统，其特征在于，该系统包括：

技术总结本发明涉及废塑料回收利用领域，公开了废塑料油的蒸汽裂解方法和系统。该方法在裂解炉中实施，所述裂解炉包括串联连接的对流段、气液分离器和辐射段，该方法包括：将废塑料油与水蒸气在对流段内接触并加热至横跨温度后，输送至气液分离器中进行气液分离，得到气相物料和液相物料；将所述气相物料输送至辐射段进行裂解，得到低碳烯烃；对所述液相物料进行加氢后返回对流段，加热至横跨温度后输送至辐射段进行裂解，得到低碳烯烃；其中，所述横跨温度为350‑500℃。采用该方法，能够减少裂解炉对流段炉管中的结焦现象，延长辐射段烧焦周期，提高装置在线率，提高废塑料油的裂解效率，提高产品产量。技术研发人员：石莹,王国清,蒋冰,张利军,周丛,张兆斌,李宏光受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6