废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法及转化装置与流程

本发明涉及一种废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法及转化装置，详细地，本发明提供一种具有高烯烃选择性的同时可使焦炭的生成最小化的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法及转化装置。

背景技术：

1、废塑料是以石油为原料制备的，回收率低，大部分作为垃圾废弃处理。这些废弃物在自然状态下分解需要很长的时间，因此污染土壤并引发严重的环境污染。作为回收废塑料的方法，可以将废塑料进行热解而转化为可使用的油，这称为废塑料热解油。

2、另外，在石油基油等烃油混合物中，烯烃、特别是乙烯、丙烯等轻质烯烃正在广泛用于石油化学工业。到目前为止，大部分乙烯或丙烯主要通过以天然气或石脑油、馏分油等烃油为对象并在没有催化剂的无催化剂条件下在800℃以上的高温水蒸气气氛下进行热解来制备，但上述方法存在烯烃选择性和制备收率低的问题。

3、作为用于提高烯烃选择性或转化率等制备收率和反应效率的方法，正在进行流化催化裂化(fluid catalytic cracking，fcc)工艺，作为代表性的实例，可以列举利用酸催化剂的催化裂化工艺。特别地，在各种酸催化剂中，沸石的使用最为广泛，作为代表性的催化裂化用沸石，正在使用zsm-5沸石、usy沸石、β-沸石等。以石油基原料等烃油为对象，通过利用具有固体酸活性位点的沸石催化剂诱导由碳正离子引起的裂化反应来进行催化裂化工艺，但废塑料热解油是主要具有直链烃结构的烃油混合物，与石油基原料相比，碳正离子浓度相对较低，因此存在难以诱导裂化反应的问题。即，利用现有的石油基原料技术领域中使用的沸石催化剂的催化裂化工艺在应用于废塑料热解油方面存在局限性。

4、为了解决上述问题，以往在催化裂化催化剂中引入可进行脱氢/加氢反应且具有强氢转移活性的镍、铁、钒、钯或铂等活性金属进行催化裂化工艺，但是活性金属的引入所带来的氢转移反应的增加虽然可以提高裂化活性，但同时使烯烃饱和，因此存在烯烃选择性降低而导致轻质烯烃的制备收率显著降低的严重问题。

5、此外，由于热解过程中生成的焦炭，导致催化剂失活，因此转化收率低，并且质量降低，因此热解油转化为轻质烯烃的工艺难以在经济上和商业上实际应用。

6、因此，需要一种可从废塑料热解油中以高收率制备轻质烯烃的技术。

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、本发明的目的在于提供一种具有高烯烃选择性且可使焦炭的生成最小化的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法及转化装置。

3、技术方案

4、本发明提供一种废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，所述方法包括：第一步骤，将废塑料热解油加入到反应器中；第二步骤，在所述反应器中，在包含第一金属和第二金属的催化裂化催化剂下使废塑料热解油进行反应；以及第三步骤，从所述第二步骤的产物中分离催化裂化催化剂和油以回收轻质烯烃。

5、在一个具体实施方案中，所述第一金属可以包含选自锰、锡或锌中的至少一种以上的金属。

6、在一个具体实施方案中，所述第二金属可以包含选自钛、锆、铪、铌或钒中的至少一种以上。

7、在一个具体实施方案中，所述催化裂化催化剂可以进一步包含沸石、黏土和粘合剂。

8、在一个具体实施方案中，所述沸石可以包含zsm-5、zsm-11、y型沸石、镁碱沸石(ferrierite)、丝光沸石(mordenite)、mcm-22、suz-4或l型沸石。

9、在一个具体实施方案中，所述催化裂化催化剂的第一金属和第二金属的重量比可以为6:0.1至6:1。

10、在一个具体实施方案中，所述催化裂化催化剂可以包含20-70重量％的沸石、10-60重量％的黏土、10-50重量％的粘合剂、1-6重量％的第一金属及0.1-1重量％的第二金属。

11、在一个具体实施方案中，所述催化裂化催化剂的平均颗粒尺寸可以为50-2000μm。

12、在一个具体实施方案中，所述废塑料热解油可以包含常压下的沸点为340℃以上的减压馏分油(vgo)成分。

13、在一个具体实施方案中，所述反应器可以为流化床反应器。

14、在一个具体实施方案中，所述第二步骤可以在400-600℃的温度和50-200kpa的反应压力下进行。

15、此外，本发明提供一种废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的装置，所述装置包括：流化床反应器，其中引入废塑料热解油，并且进行催化裂化反应；旋风分离器，其中从所述流化床反应器引入产物，并且分离成催化剂和油；以及稳定塔，其中从所述旋风分离器引入油，并且分离成气体成分和液体成分。

16、有益效果

17、根据本发明的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法可以从废塑料热解油中以高收率获得轻质烯烃。

18、根据本发明的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法具有高烯烃选择性的同时可使焦炭的生成最小化。

技术特征：

1.一种废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述第一金属包含选自锰、锡或锌中的至少一种以上的金属。

3.根据权利要求1所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述第二金属包含选自钛、锆、铪、铌或钒中的至少一种以上。

4.根据权利要求1所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述催化裂化催化剂进一步包含沸石、黏土和粘合剂。

5.根据权利要求4所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述沸石包含zsm-5、zsm-11、y型沸石、镁碱沸石、丝光沸石、mcm-22、suz-4或l型沸石。

6.根据权利要求1所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述催化裂化催化剂的第一金属和第二金属的重量比为6:0.1至6:1。

7.根据权利要求4所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述催化裂化催化剂包含20-70重量％的沸石、10-60重量％的黏土、10-50重量％的粘合剂、1-6重量％的第一金属及0.1-1重量％的第二金属。

8.根据权利要求1所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述催化裂化催化剂的平均颗粒尺寸为50-2000μm。

9.根据权利要求1所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述废塑料热解油包含常压下的沸点为340℃以上的减压馏分油(vgo)成分。

10.根据权利要求1所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述反应器为流化床反应器。

11.根据权利要求1所述的废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，其中，所述第二步骤在400-600℃的温度和50-200kpa的反应压力下进行。

12.一种废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的装置，包括：

技术总结本发明提供一种废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的方法，所述方法包括：第一步骤，将废塑料热解油加入到反应器中；第二步骤，在所述反应器中，在包含第一金属和第二金属的催化裂化催化剂下使废塑料热解油进行反应；以及第三步骤，从所述第二步骤的产物中分离催化剂和油以回收轻质烯烃。此外，本发明提供一种废塑料热解油以高收率转化为轻质烯烃的装置，所述装置包括：流化床反应器，其中引入废塑料热解油，并且进行催化裂化反应；旋风分离器，其中从所述流化床反应器引入产物，并且分离成催化剂和油；以及稳定塔，其中从所述旋风分离器引入油，并且分离成气体成分和液体成分。技术研发人员：全晞众,金玉允,李镐元受保护的技术使用者：SK新技术株式会社技术研发日：技术公布日：2024/5/16