用于将塑料废物催化转化成烯烃的方法与流程

    技术2024-10-30  38


    本公开涉及聚合物废物材料的解聚。更具体地,本公开涉及通过解聚反应将聚合物废物材料直接转化为烯烃的方法。


    背景技术:

    1、塑料包括使用聚合物作为其主要成分的宽范围的合成和半合成材料。它们的可塑性使得塑料可以模制、挤出或压制成各种形状的固体物体。这种适应性与宽范围的其他性质(例如重量轻、耐用和生产成本低)相结合,导致了它们的广泛使用。在过去的几十年中,塑料的生产急剧增加。同时,塑料量的增加引起环境问题,因为大多数塑料对自然降解过程具有抗性。因此,该材料可以持续几个世纪或更长时间,填满垃圾填埋场,甚至作为微塑料出现在食物链中。

    2、因此,进行了越来越多的努力以改善聚合物废物材料的回收。目前的回收程序主要依赖于机械回收和化学回收。对于机械回收,塑料被机械转化而不改变其化学结构,使得它们可用于生产新材料。典型的机械回收步骤包括收集聚合物废物材料,将聚合物废物材料分类成不同类型的塑料和颜色,通过压制或研磨包装塑料废物材料,洗涤和干燥聚合物废物材料,并通过凝集、挤出和冷却塑料将聚合物废物材料再加工成颗粒,以获得回收的原料,然后可以将其形成新的制品。

    3、在化学回收期间,塑料被再加工,并且它们的结构和化学性质被改性,使得它们可以用作不同工业的原材料或用作制造新聚合物产品的基本输入或原料。化学回收通常包括以下步骤:收集塑料废物材料,然后加热塑料废物材料以分解聚合物,从而获得较小的有机分子,然后将其在石油化学工业中再循环。

    4、通常,来自热解步骤的主要流出物是液体流,也称为热解油,其可以被精炼并用作燃料或经受进一步的蒸汽裂化步骤以产生由c2-c4烯烃组成的气态馏分。

    5、与该方法相关的一个问题是基于塑料原料,烯烃如乙烯和丙烯的总产率仅为约35%。

    6、鉴于上述情况,仍然需要将塑料废物转化为c2-c4烯属产物的更有效的方法。


    技术实现思路

    1、在一个方面,本公开提供了一种用于将塑料废物转化为烯烃的方法,所述方法包括:

    2、(i)在400℃至700℃范围内的温度下,在催化剂的存在下,解聚塑料废物原料,所述塑料废物原料包含基于所述塑料废物原料的聚合物部分大于80wt%的聚烯烃,并且其中所述废物材料的聚合物部分含有基于所述废物材料原料的干重聚合物部分的总重量小于7.0wt%、优选地小于6.0wt%、更优选地小于5.0wt%的量的非聚烯烃有机组分;

    3、(ii)收集热解期间产生的气态馏分,和

    4、(iii)分离收集的气态馏分以获得气态和液态解聚产物,其中气态解聚产物的量基于总聚烯烃含量高于60wt%,并且条件是在所述气态解聚产物中,c2-c4烯烃的量基于烃的总量等于或高于65wt%。



    技术特征:

    1.一种用于将塑料废物转化为烯烃的方法,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其中所述塑料废物原料的特征在于:(a)基于所述塑料废物原料的聚合物含量,聚烯烃含量,特别是聚丙烯(pp)和聚乙烯(pe)的总含量大于85wt%。

    3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述塑料废物原料的特征在于,对于所述聚合物废物材料原料以粉碎形式存在的情况,堆积密度为70g/l至500g/l,优选100g/l至450g/l,或者对于所述聚合物废物材料原料为颗粒形式的情况,堆积密度为300g/l至700g/l,所述堆积密度分别根据din 53466测定。

    4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在所述塑料废物原料的聚合物含量中,pe/pp的重量比等于或高于2。

    5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述塑料废物原料的特征在于:(i)小于4%,优选小于3%的总挥发物含量(tv),其作为10g样品在100℃在200mbar下2小时后的重量损失测量。

    6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述塑料废物原料的聚合物含量完全由聚乙烯(pe)组成。

    7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中基于塑料废物原料的总量,聚烯烃含量的上限为99wt%,更优选98wt%,特别是97wt%。

    8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述解聚产物中的气体含量大于70wt%。

    9.根据权利要求8所述的方法,其中所述解聚产物中的气体含量大于75wt%。

    10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在所述气态解聚产物中,c2-c4烯烃的量基于烃的总量等于或高于70wt%。

    11.根据权利要求10所述的方法,其中在所述气态解聚产物中,c2-c4烯烃的量基于烃的总量等于或高于72wt%。

    12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在所述气态解聚产物中,基于烃的总量,c2-c4烃的量高于80%,优选高于85%。

    13.根据权利要求1所述的方法,其中所述催化剂包含作为活性组分的酸性化合物,所述酸性化合物借助于涂覆剂沉积在颗粒状无孔载体上。

    14.根据权利要求13所述的方法,其中所述酸性化合物选自以下各项组成的组:al/si混合氧化物、al2o3、铝硅酸盐、二氧化硅和沸石。

    15.根据权利要求14所述的方法,其中所述涂覆剂选自以下各项组成的组:油、无机水凝胶或其组合。


    技术总结
    本发明公开了一种催化解聚聚合物废物材料的方法。该方法特别设计用于通过解聚反应将聚合物废物材料直接转化为烯烃,因为其特征在于高产率的气态解聚产物。

    技术研发人员:S·米翰
    受保护的技术使用者:巴塞尔聚烯烃意大利有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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