二段法流化床催化裂解工藝一雙螺桿加料機;流化床反應器;催化劑加料器;旋風;催化改質反應塔;精餾塔;冷卻器;壓縮機。原材料原材料:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS及各種X樹脂(聚氯乙烯除外)等廢棄塑料制品。
使用自制的YNN硅酸鋁催化劑作為裂解催化劑;使用美國產PPA分子篩作為改質催化劑。
工藝流程廢塑料經打土機處理,去除土、石塊、金屬,經螺桿加料機加入流化床反應器中,同時催化劑通過;料器按比例加入流化移動床反應器內與廢塑料混合攪拌機以2rWn的速度運行,廢塑料在反應器內到充分的裂解,裂解后的碳黑、土和催化劑一起由卸國家自然科學基金資助項目(70171055)。2000年度高等學校優秀出設備送入再生器,再生后的催化劑被氣吹入旋風分離器,催化劑落入底倉控制料位,由催化劑加料器再加入反應器中。所有裂解氣從輸出管道進入旋風分離器,其中重組分粉塵留在底部,然后進入催化改質反應塔,進行催化改質,改質后的氣體進入精餾塔分餾,然后經冷卻器冷凝液化后得到汽油、柴油、重油等,剩余不凝氣體經壓縮進入再生器燃燒。由于本裝置可裂解渣油,另設一條渣油供應線,可同時與廢塑料一起或單獨裂化。
高純氦氣為載氣。柱溫:初溫30維持15min以2C/nin升溫;載氣流量為0.5mLZnin;進樣量為0.2L分析;中試實驗所得汽油、柴油產品送到國家有關檢驗中心按國標方法進行檢測。
結果與討論:工藝分析流化移動床催化裂解廢塑料不用燃料煤而用柴油加熱,當爐體溫度升至430~450C裂解正常循環時,其廢氣回收與碳黑混合后加熱反應器和使催化劑再生,保持溫度平衡,因而能做到連續生產,其廢氣不在空中排放而避免了二次污染,同時節省了大量的能源。回收的廢塑料都很臟,尤其是塑料垃圾,但利用此設備均無需用水洗,既節約了大量的用水,又避免了二次污染。同時,因為裂解過程中不再產生糊狀殘渣膠質,少量的碳墨和膠質吸附在催化劑上連續地卸出反應器,進入再生器再生,再生后的催化劑重新連續加入反應器內進行裂解反應,得出的產品質量穩定,出油率高。聚烯烴在反應器內進行隨機分解解先斷裂為碳氫自由基再生成無一定數目的碳氫化合物,其中有大量的蠟狀產物。在合適的催化劑條件下,某些特定數目鏈長的產物大大增加,從而可獲得汽油等產物。
混合廢塑料試驗結果是實際試驗的結果,在這個試驗中,原料來自塑料編織袋、食品袋、包裝材料、工業生產后的邊角料,成分PP PS和PE廢塑料用量為1000kgh,YNN用量為100kgh改質催化劑PPA用量為1⑴kg.反應條件:催化裂解溫度480°Q催化改質溫度320C這套裝置實現了連續進料和連續出渣。
混合塑料的試驗結果原料比例(PP:PS液體油品產率汽油產率重油產率催化劑積碳率殘渣產率。產品檢驗結果生產的汽油和柴油的主要指標。由此可見,用這套裝置和催化劑所生產的汽油和柴油的主要指標符合中國國家車用汽油標準(GB484-93)和車用柴油標準(GB252-93)。
柴油主要指標檢測結果汽油指標檢測結果柴油指標檢測結果研究法辛烷值(RON)硫質量分數鉛含量/gL無餾程凝點10%蒸發溫度/C十六烷值50%蒸發溫度/C餾程90%蒸發溫度/C50%餾出溫度/C終餾點/C90%餾出溫度/C殘留量95%餾出溫度/C硫含量。結論:使用流化床反應器和自制催化劑進行催化裂解塑料制備液體燃料的研究。在催化裂解過程中,催化劑、催化劑的量和催化溫度對塑料裂解的液體油品產率和殘渣產率有影響;在裂解氣的催化改質過程中,催化劑、催化改質溫度對液體油品的產率、汽油產率、催化劑積炭率有影響;并確定了最佳反應條件。
使用的帶連續進料裝置和連續出渣裝置的流化床反應器,解決了連續安全生產的問題,使從廢塑料制取燃料油的大規模生產裝置的建立成為可能。
處理混合廢塑料規模達1t/的裝置所生產的汽油和柴油符合中國車用汽油、柴油國家標準。
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