一种废塑料回收利用方法及其装置与流程

本发明属于废塑料处理和石油化工领域，尤其涉及一种废塑料回收利用方法及其装置。

背景技术：

1、随着社会的发展，塑料的生产和消费也不断增加。废塑料污染已经对城市及城市周围的生态环境构成日趋严重的威胁。目前对废塑料的处理方式主要有垃圾掩埋、焚烧。其中，垃圾掩埋方法简单，但是会占用大量的土地资源，并且对土地和地下水造成二次污染；焚烧可将热量转化电能等，但是废塑料焚烧会产生二噁英、氰化物、呋喃等有毒气体，引发二次污染。由于废塑料中含有大量聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，可用于制液化气、汽油、柴油等。因此，对废塑料进行回收利用，是减少二次污染的突破点。

2、废塑料的回收利用主要包括热裂解制油、催化裂解制油。在热裂解制油过程中，由于废塑料的导热性能差，反应时间较长，导致无法满足快速传质传热的需求，最终废塑料容易深度裂解生成过多的焦炭和干气等产物，裂解效果差。在催化裂解制油过程中，由于废塑料粘度大，流动性差，废塑料开始裂解时大分子聚合物的碳化反应产物容易堵塞催化剂的孔道，导致催化剂难以发挥其催化作用，裂解效果差。

3、现阶段，多采用热裂解、催化裂解相结合的方法来改善废塑料的裂解效果，提高有效产品产率。例如专利文献cn111088058a将热裂解与催化裂解集成在一个反应区域对废塑料进行裂解制油。但是上述方法对废塑料回收利用过程中的有效产品产率的改善程度远远无法达到需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种废塑料回收利用方法，使废塑料颗粒中的聚合物分子有序可控的从大分子逐步裂解为产物，有效发挥催化剂的作用，最大限度的保证有效产品产率。

2、本发明提供一种废塑料回收利用装置，用于实施上述废塑料回收利用方法，可有效提高产品产率。

3、本发明的第一方面，提供一种废塑料回收利用方法，包括以下步骤：

4、使第一催化剂与废塑料颗粒在150℃～600℃接触0.5s～10s，得到第一催化裂解反应物体系；

5、使第二催化剂与所述第一催化裂解反应物体系接触，进行第二催化裂解反应，得到第二催化裂解反应物体系；

6、对第二催化裂解反应物体系进行气固分离，得到产物。

7、如上所述的方法，还包括：使第一催化剂与废塑料颗粒、原料油在150℃～600℃接触0.5s～10s，得到第一催化裂解反应物体系；或者，

8、所述第二催化裂解反应之后，还包括：使第二催化裂解反应物体系与原料油接触，发生催化裂化反应，得到催化裂化反应物体系，然后再对催化裂化反应物体系进行气固分离。

9、如上所述的方法，还包括，所述气固分离后，对固相进行烧焦再生处理后，返回参与所述第一催化裂解反应和第二催化裂解反应。

10、如上所述的方法，废塑料颗粒的质量不超过所述原料油质量的20％。

11、如上所述的方法，所述第二催化裂解反应的条件为：温度500℃～670℃，时间0.1s～7s。

12、如上所述的方法，所述第一催化剂与废塑料颗粒的质量之比为(0.2～5)：1；

13、所述催化裂化反应中剂油比为(4～10)：1。

14、如上所述的方法，利用预提升气控制所述第一催化裂解反应物体系的流速为4m/s～50m/s。

15、如上所述的方法，所述第一催化剂包括分子筛催化剂、白土催化剂、粘土催化剂、氧化铝催化剂中的至少一种；和/或，

16、所述第二催化剂包括分子筛催化剂、白土催化剂、粘土催化剂、氧化铝催化剂中的至少一种。

17、本发明的第二方面，提供一种废塑料回收利用装置，用于实施上述的方法，包括第一反应器、第二反应器、分离单元；其中，

18、所述第一反应器用于提供第一催化裂解反应的场所，所述第二反应器用于提供第二催化裂解反应的场所，所述第一反应器的物料出口与所述第二反应器的物料入口连通；所述第二反应器的物料出口与所述分离单元的入口连通。

19、如上所述的装置，还包括再生单元，

20、所述再生单元的固相入口与所述分离单元的固相出口连通，所述再生单元的固相出口分别与所述第一反应器的第一催化剂入口、所述第二反应器的第二催化剂入口连通；

21、所述第二反应器还用于提供催化裂化反应的场所；

22、所述第一反应器内设有气体分布单元，所述气体分布单元的气相入口与所述第一反应器的预提升气入口连通。

23、本发明的实施，至少具有以下有益效果：

24、本发明提供的废塑料的回收利用方法，将催化裂解反应分成两步催化裂解，先使第一催化剂与废塑料颗粒在150℃～600℃接触0.5s～10s，此时，废塑料颗粒由固态变为液态，增加流动性，同时少量废塑料液体发生第一催化裂解反应，得到流动性好的第一催化裂解反应体系，然后再使流动性好的第一催化裂解反应体系与第二催化剂接触发生第二催化裂解反应，最终生成油品，由于第一催化裂解反应体系的流动性好，因此其传质传热好，在发生催化裂解反应时不容易生成碳化产物堵塞催化剂孔道，本发明可有效发挥催化剂的作用，使大分子聚合物有序可控的实现从大分子逐步裂解为油品，最大限度的保证了有效产品产率。

25、本发明提供的废塑料的回收利用装置，用于实施上述废塑料回收利用方法，可有效提高产品产率。

技术特征：

1.一种废塑料回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：使第一催化剂与废塑料颗粒、原料油在150℃～600℃接触0.5s～10s，得到第一催化裂解反应物体系；或者，

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括，所述气固分离后，对固相进行烧焦再生处理后，返回参与所述第一催化裂解反应和第二催化裂解反应。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，废塑料颗粒的质量不超过所述原料油质量的20％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第二催化裂解反应的条件为：温度500℃～670℃，时间0.1s～7s。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一催化剂与废塑料颗粒的质量之比为(0.2～5)：1；

7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，利用预提升气控制所述第一催化裂解反应物体系的流速为4m/s～50m/s。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一催化剂包括分子筛催化剂、白土催化剂、粘土催化剂、氧化铝催化剂中的至少一种；和/或，

9.一种废塑料回收利用装置，其特征在于，用于实施权利要求1-8任一项所述的方法，包括第一反应器、第二反应器、分离单元；其中，

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括再生单元，

技术总结本发明提供一种废塑料回收利用方法及其装置，该回收利用方法包括以下步骤：使第一催化剂与废塑料颗粒接触，进行第一催化裂解反应，得到第一催化裂解反应物体系，第一催化裂解反应的温度为150℃～600℃；使第二催化剂与所述第一催化裂解反应物体系接触，进行第二催化裂解反应，得到第二催化裂解反应物体系；对第二催化裂解反应物体系进行气固分离，得到产物。通过两步催化裂解，可使废塑料颗粒中的聚合物分子有序可控的从大分子逐步裂解为产物，有效发挥催化剂的作用，最大限度的保证有效产品产率。技术研发人员：樊红超,汪毅,刘智辉,刘超伟,刘明霞,刘涛,王辰晨,柳召永,石晓庆,陆通受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4