專利名稱：利用廢塑料、廢油或重油和煉制燃料柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工藝方法，具體涉及一種采用廢塑料、廢油或重油和水 在超臨界狀態(tài)下制造燃料柴油的工藝方法。
技術(shù)背景柴油是一種重要的動(dòng)力燃料，在現(xiàn)有的燃料結(jié)構(gòu)中已占有較高的份額。 當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是交通運(yùn)輸工具的柴油化規(guī)模的不斷擴(kuò)大， 也對(duì)柴油的需求量曰益增大。現(xiàn)在普遍使用的柴油源于石油，而全世界的石 油資源是寶貴而有限的，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對(duì)石油需求也越來越大，能源 緊缺的問題也日益突出，節(jié)約能源并尋找新型的替代型能源已是當(dāng)今世界的 面臨的主要問題之一。利用廢舊物質(zhì)回收循環(huán)再使用是現(xiàn)今節(jié)約能源的重要舉措。目前大量的廢舊 塑料已造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，如何更好的回收利用廢舊塑料是普遍關(guān)注 的社會(huì)問題。同樣大量廢棄的廢機(jī)油、地溝油能否重復(fù)煉制成燃料油也是能 源界所關(guān)注的。目前所見所知的釆用廢塑料、廢油或重油的油化還原技術(shù)普遍存在問題 是排渣難、反應(yīng)釜易結(jié)焦，導(dǎo)致生產(chǎn)不連續(xù)不穩(wěn)定，也無法大批量的工業(yè)化 生產(chǎn)。而且大多數(shù)煉制工藝只要釆用間斷排渣法，且渣中含有大量的烴油，使得產(chǎn)品收率低。如申請(qǐng)?zhí)?0121207.9的《用廢塑料裂解石油產(chǎn)品的方法》 的發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書中所公開的用廢塑料裂解石油產(chǎn)品的方法同樣存 在上述問題。該方法包括將準(zhǔn)備好的廢舊塑料和裂解催化劑投入反應(yīng)釜內(nèi)， 然后將反應(yīng)釜升溫至IO(TC ~ ll(TC進(jìn)行裂解反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)條繼續(xù)升溫至380 °<3開始產(chǎn)生石油；將所述石油送至蒸餾釜內(nèi)，加入抗氧化劑靜置60分鐘，蒸 餾釜升溫至18(TC,保持60分鐘，分餾出汽油，然后繼續(xù)升溫到38(TC分餾 出柴油，在分僧出的汽油中，按5~8%的重量比加入甲醇。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)穩(wěn)定流動(dòng)性好、產(chǎn)品收率高， 且沒有廢渣、廢氣、廢水排放，在超臨界狀態(tài)下釆用廢塑料、廢油或重油和 水制造燃料柴油的工藝方法。為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是一種利用廢塑料、廢油或重油和水在超臨界狀態(tài)下煉制燃料柴油的方法,包括以下步驟1、 重油或廢油從廢油罐流出并由換熱器加熱，然后輸送到擠塑機(jī)入料 口內(nèi)帶動(dòng)入料口內(nèi)所加入的被破碎的廢塑料進(jìn)入擠塑機(jī)內(nèi)，所述擠塑機(jī)入料 口內(nèi)同時(shí)還加入有廢塑料用解聚劑和硅酸鋁。2、 重油或廢油以及塑料通過擠塑機(jī)進(jìn)入溶解釜，在溶解釜內(nèi)以常壓、 高溫20(TC ~ 25(TC條件下溶解成熔融狀塑料混合油；3、 溶解釜出油口排出的塑料混合油連同蒸汽通過輸送泵輸送到汽化爐， 汽化爐的工作壓力范圍是0. 2 ~ 0. 3Mpa，溫度控制在400°C ~ 50(TC之間，使得 汽化爐中的水為超臨界水，使廢塑料混合油在高溫、短時(shí)、快速分解，在汽 化管里反應(yīng)約l-2分鐘。4、 廢塑料混合油在汽化爐內(nèi)被加熱汽化成氣相進(jìn)入催化塔中進(jìn)行催化、 分解、重組。5、 催化塔塔頂輕組份經(jīng)過換熱器冷卻后液化進(jìn)入油水分離器，油水分 離器上層的所得燃料柴油。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下顯著效果本發(fā)聽釆用重油或廢油與廢塑料混合和水一同在超臨界狀態(tài)下裂解的方 法改善了過程的傳熱和傳質(zhì)條件，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明方法避 免了現(xiàn)有釆用廢塑料油化過程中所存'在的導(dǎo)熱性差，流動(dòng)性差且容易產(chǎn)生大 量殘?jiān)徒Y(jié)焦的問題。.本發(fā)明方法不但解決的殘?jiān)徒Y(jié)焦的問題，而且工藝過程環(huán)保，安全避 免了三廢污染問題。從汽化爐出來的高溫?zé)煔獠⒉皇侵苯优懦龆峭ㄟ^多級(jí) 回收達(dá)到能量的最大利用，通過除塵室把少量的微塵粒子收集，從煙道排出 的僅僅是二氧化碳?xì)怏w；催化塔塔底的排出的廢渣通過循環(huán)系統(tǒng)的送到溶解 釜燃燒，故沒有廢渣等固體物質(zhì)排出；而從催化塔塔頂出來的輕組份冷卻后 大部分液化成燃料柴油，少量沒有液化的低碳?xì)浠衔镆卜祷氐饺芙馑W燃燒。


圖l是本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面附圖通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的其制備方法進(jìn)行詳述煉制成燃料柴油的原料包括廢塑料、重油或廢棄的機(jī)油、地溝油等廢油。 重油資源豐'富、價(jià)格低廉容易獲取，廢油可以通過回收得到。重油或廢油放 置在廢油罐l中待用，廢油罐出油口 101通過管道連接有加熱器901,加熱器 與蒸汽爐9011連接。加熱器把廢油罐中排出的重油或廢油加熱后通過循環(huán)泵 401打入盤管，盤管303焊接在溶解釜3外周，盤管下部入口與循環(huán)泵出口管 道連接，盤管上部出口連接至擠塑機(jī)入料口內(nèi)。也就是加熱后的重油或廢油 被輸送到擠塑機(jī)入料口 201。本發(fā)明的循環(huán)泵釆用壓力控制器控制循環(huán)泵的正 常工作，當(dāng)循環(huán)泵工作壓力大于壓力控制器所設(shè)定的工作壓力時(shí)，循環(huán)泵將 自動(dòng)停止工作，這樣可以避免循環(huán)泵出現(xiàn)事故。擠塑機(jī)2入料口內(nèi)同時(shí)也加入已被破碎的廢塑料，廢塑料可以是聚乙烯、 聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯等制品的廢棄物。廢油罐中可以是重油，也可以 是廢油，廢塑料與重油或者廢油的重量比控制在l: 0.9~1.1左右，廢塑料 和重油或廢油的混合原料來煉制可以提高整個(gè)工藝的傳熱效率，避免結(jié)焦同 時(shí)增加煉制工藝的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。為了有利于廢塑料的熔融分解，在入料口內(nèi)還設(shè)置有小型螺桿機(jī)來向入 料口內(nèi)投放廢塑料用解聚劑，解聚劑為氫氧化鋅、碳酸鎳、硅酸鋁、及活性 白土的混合物，解聚劑各組份的重量百分比含量是氫氧化鋅為1.5~10%、碳 酸鎳1~5%、硅酸鋁5 ~ 2 0 %、其余為活性白土，解聚劑的加入量為廢塑料 總重量的5 — 20%。進(jìn)入入料口的被加熱的重油或廢油帶動(dòng)廢塑料進(jìn)入擠塑機(jī)中，并由擠塑 機(jī)帶動(dòng)輸送到溶解釜上部的入口 301。溶解釜底部設(shè)有燃燒器，用于對(duì)溶解釜 加熱。溶解釜中心設(shè)置有攪拌器，攪拌器使得廢油或重油廢塑料充分融解。 溶解釜上還設(shè)置有檢測(cè)溶解釜內(nèi)壓力和溫度的壓力表和溫度表。溶解釜內(nèi)壓 力保持為常壓，溫度范圍是20(TC 25(TC。重油或廢油以及塑料在溶解釜內(nèi) 溶解成熔融狀塑料混合油。為了方便把沉淀于溶解釜底的殘?jiān)懦鋈芙飧谌芙飧自O(shè)置有排渣閥門，排渣閥門通過管道連接到排渣罐304,排渣罐中會(huì)殘留一些塑料油。為 此排渣罐內(nèi)接出的廢油被也通過循環(huán)泵回送到擠塑機(jī)入料口再次利用，從而 提高了物料的利用率。溶解釜出油口 302連接到輸送泵402管道中，輸送泵管道中與蒸汽管道 連同，輸送泵將塑料混合油連同蒸汽一起輸送到汽化爐5中。輸送泵采用液 位感應(yīng)控制器和壓力控制器檢測(cè)的雙重安全保險(xiǎn)控制，當(dāng)液位高于設(shè)定的液 面時(shí)，輸送泵停止工作；相反，即工作；或者壓力大于設(shè)定值時(shí)，輸送泵停 止工作，相反，即工作。這樣可以避免輸送泵出現(xiàn)事故。汽化爐用于把塑料 混合油由液態(tài)加熱汽化成氣態(tài)。汽化爐上設(shè)有燃燒器，此燃燒器釆用溫度控 制及氣相壓力控制，當(dāng)汽化爐內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時(shí)，燃燒器停止工作，相 反，即工作；或氣相壓力大于設(shè)定值時(shí)，即燃燒器停止工作，相反，即工作。 這樣保證了汽化爐的安全正常工作。汽化爐的工作壓力范圍是0. 2 ~ 0. 3Mpa， 溫度控制在40(TC 50(TC之間。在超臨界狀態(tài)下，塑料混合油與水在汽化管 里進(jìn)行高溫、短時(shí)、快速反應(yīng)，將塑料分解成油分，加上超臨界水的存在抑 制了縮重合反應(yīng)的發(fā)生，焦化得到控制，故殘?jiān)鼫p少而油品的回收率提高。本發(fā)明釆用超臨界水作為介質(zhì)，可以使得廢塑料分解更加充分。因溫度 在374°C以上的超臨界水和常溫常壓的水有完全不同的性質(zhì)。在374。C下，通過控制水的壓力變化，水的密度由氣相向液相變化，同時(shí)導(dǎo)電率和離子積亦 呈連續(xù)變化。當(dāng)壓力提高到接近液態(tài)密度下，亦和常溫水一樣對(duì)離子性質(zhì)有 較高的溶解力。離子積很大程度隨密度提高而增加。故高密度的超臨界水具 有離子質(zhì)溶媒的性質(zhì)，可作為離子反應(yīng)場(chǎng)利用。相反，在同一溫度下，由于 低密度而接近氣相狀態(tài)時(shí)則可提供自由基反應(yīng)場(chǎng)，故可以通過密度或溫度的 控制，使反應(yīng)氣氛從離子反應(yīng)向自由基間變化。為此，在常溫常壓下不溶解 的無極性有機(jī)化合物則易溶于超臨界水，加上高溫條件，難分解性化合物變 為易分解。催化塔6底層放瓷環(huán)，中間層放顆粒活性白土，頂層放4A和5A分子篩。 催化塔內(nèi)溫度控制在32(TC，壓力是常壓或高于常壓。催化塔6塔頂輕組份通 過冷凝器903后液化進(jìn)入油水分離器7，在油水分離器上層流出的就得到燃料 油。在超臨界狀態(tài)下排出的油氣中的重組份被催化塔下層的瓷環(huán)攔截后，掉 進(jìn)催化塔下的分離器，收集排出作燃料使用、從而保證了油質(zhì)的清潔達(dá)標(biāo)。本發(fā)明釆用的煉制方法，把煉制過程的副產(chǎn)品或廢物料都充分回收利用， 大大提高了工藝的減排、節(jié)能、環(huán)保性。汽化爐中燃燒產(chǎn)生的煙氣通過催化塔、由煙氣管道806輸送到溶解釜和廢油罐中回收熱量，然后由引風(fēng)機(jī)403 送入除塵器804，除塵后的產(chǎn)生的尾氣由煙道805排出。為了提高安全性在煙 氣管道中還安裝煙道溫度過熱總控制器，用于預(yù)防管道破裂漏氣后煙道溫度 過高時(shí)自動(dòng)關(guān)閉整個(gè)汽化爐的電源，從而保證了整個(gè)汽化爐生產(chǎn)過程的安全 性。 .進(jìn)入油水分離器7的未液化的氣體從油水分離器頂部排出通過阻火器 801，緩沖罐802經(jīng)真空泵405由排廢氣管803輸送到溶解釜燃燒再用；在油 水分離器底部排出的廢水可作循環(huán)水用，位于催化塔下的分離器底部的比重 較重的碳?xì)浠衔锝?jīng)排渣管排出經(jīng)冷卻器902冷卻后用螺桿泵404送回溶解 釜燃燒再用。實(shí)施例1釆用0. 9噸的廢塑料和1. 1噸的重油以及廢油混合加入到擠塑機(jī)內(nèi)。同 時(shí)在入料口內(nèi)加入18公斤的解聚劑，其中解聚劑是按照氫氧化鋅為1.5~10%、 碳酸鎳1~5%、硅酸鋁5 ~ 2 0%、其余為活性白土混合而成的b適量的解聚 劑連同原料一起進(jìn)入擠塑機(jī)，擠塑機(jī)混合后的原料進(jìn)入溶解釜，在溶解釜內(nèi) 以釜內(nèi)溫度控制在21(TC左右使得上述原料溶解成熔融狀塑料油；溶解釜出油 口排出的塑料油連同蒸汽通過輸送泵輸送到汽化爐，汽化爐的工作壓力范圍 是0. 2Mpa,溫度控制在430'C左右。在汽化爐內(nèi)被加熱汽化成氣相進(jìn)入催化塔 內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)；催化塔內(nèi)加入的磁環(huán)是30公斤、顆?；钚园淄?0公斤、 4A和5A分子篩3Q公斤，催化塔塔頂輕組份經(jīng)過換熱器冷卻后液化進(jìn)入油水 分離器，油水分離器上層的所得燃料柴油。 實(shí)施例2釆用1.2噸的廢塑料和0. 8噸的重油以及廢油混合加入到擠塑機(jī)內(nèi)。同時(shí) 在入料口內(nèi)加入20公斤的解聚劑，其中解聚劑是按照氫氧化鋅為1.5~10%、 碳酸鎳1~5%、硅酸鋁5 ~ 2 0 %、其余為活性白土混合而成的。所述解聚劑 連同原料一起進(jìn)入擠塑機(jī)，擠塑機(jī)混合后的原料進(jìn)入溶解釜，在溶解薟內(nèi)以 釜內(nèi)溫度控制在24(TC左右使得上述原料溶解成熔融狀塑料油；溶解釜出油口 排出的塑料混合油連同蒸汽通過輸送泵輸送到汽化爐，汽化爐的工作壓力范圍是0. 3Mpa，溫度控制在48(TC左右。在汽化爐內(nèi)被加熱汽化成氣相進(jìn)入催化 塔內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)；催化塔內(nèi)加入的磁環(huán)是32公斤、顆粒活性白土33公斤、 4A和5A分子篩32公斤，催化塔塔頂輕組份經(jīng)過換熱器冷卻后液化進(jìn)入油水 分離器，油水分離器上層的所得燃料柴油。
權(quán)利要求
1、一種利用廢塑料、廢油或重油煉制燃料柴油的方法，包括以下步驟a.重油或廢油從廢油罐流出并由換熱器加熱，然后輸送到擠塑機(jī)入料口內(nèi)帶動(dòng)入料口內(nèi)所加入的被破碎的廢塑料進(jìn)入擠塑機(jī)內(nèi)，所述擠塑機(jī)入料口內(nèi)同時(shí)還加入有分解廢塑料用的解聚劑；b.重油或廢油以及廢塑料通過擠塑機(jī)進(jìn)入溶解釜，在溶解釜內(nèi)以常壓、高溫200℃～250℃條件下溶解成熔融狀塑料油；c.溶解釜出油口排出的塑料混合油連同蒸汽通過輸送泵輸送到汽化爐，汽化爐的工作壓力范圍是0.2～0.3Mpa，溫度控制在400℃～500℃之間，使得汽化爐中的水為超臨界水，使廢塑料混合油在高溫、短時(shí)、快速分解，在汽化爐里反應(yīng)約1-2分鐘；d.塑料混合油在汽化爐內(nèi)被加熱汽化成氣相進(jìn)入催化塔中進(jìn)行催化、分解、重組；e.催化塔塔頂輕組份經(jīng)過換熱器冷卻后液化進(jìn)入油水分離器，油水分離器上層的所得燃料柴油。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢塑料、廢油或重油煉制燃料柴油的方法， 其特征在于用于分解廢塑料所用的解聚劑為氫氧化鋅、碳酸鎳、硅酸鋁、 及活性白土的混飾，解聚劑各組份的重量百分比含M氫氧化鋅為1.5 ~ 10%、碳酸鎳1~5%、硅酸鋁5 ~ 2 0%、其余為活性白土 ，解聚劑的加入 量為廢塑料總重量的5 — 20%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢塑料、廢油或重油煉制燃料柴油的方法， 其特征在于所述的催化塔包括兩個(gè)串接的催化塔組成，催化塔內(nèi)的底層放 瓷環(huán)，中間層放顆?；钚园淄?，頂層放5A分子篩和4A分子篩。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的利用廢塑料、廢油或重油煉制燃料柴 油的方法，其特征在于戶腿的重油或膨由與廢塑料的重量比是l :0.9 1上
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用廢塑料、廢油或重油煉制燃料柴油的方法, 其特征在于所述的溶解釜內(nèi)的廢渣通過其底部連接的排渣管輸送到排渣罐 內(nèi)，排渣罐內(nèi)接出的廢油f皮回送到擠塑機(jī)入料口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用廢塑料、廢油或重油煉制燃料柴油的方法,其特征在于所述汽化爐中燃燒產(chǎn)生的煙氣通過催化塔、流經(jīng)溶解釜和廢油罐回收熱量后由引風(fēng)機(jī)送入除塵器，除塵后的產(chǎn)生的尾氣由煙道排出。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用廢塑料、廢油或重油煉制燃料柴油的方法, 其特征在于所述催化塔塔底的排出的比重較重的碳?xì)浠衔锝?jīng)排渣管排出, 經(jīng)冷卻器冷卻后送回溶解釜燃燒再用。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用廢塑料、廢油或重油煉制燃料柴油的方法， 其特征在于所進(jìn)入油水分離器的未液化的氣體從油水分離器頂部排出通過 阻火器，緩沖罐經(jīng)真空泵送到溶解釜燃燒再用；在油水分離器底部排出的水 作循環(huán)水用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造燃料柴油的工藝方法。重油或廢油從廢油罐流出并由換熱器加熱，然后輸送到擠塑機(jī)入料口內(nèi)帶動(dòng)入料口內(nèi)所加入的被破碎的廢塑料進(jìn)入擠塑機(jī)內(nèi)，所述擠塑機(jī)入料口內(nèi)同時(shí)還加入有廢塑料用解聚劑、重油或廢油以及塑料通過擠塑機(jī)進(jìn)入溶解釜溶解成熔融狀塑料油；溶解釜出油口排出的塑料混合油連同蒸汽通過輸送泵輸送到汽化爐，在汽化爐內(nèi)被加熱汽化成氣相進(jìn)入催化塔內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)；催化塔塔頂輕組份經(jīng)過換熱器冷卻后液化進(jìn)入油水分離器，油水分離器上層的所得燃料柴油。本工藝用廢塑料和廢油、水在超臨界狀況下以及催化劑的作用下，使塑料快速分解轉(zhuǎn)換為油分，加上超臨界水的存在控制了縮重合反應(yīng)的發(fā)生，焦化得到控制，故殘?jiān)鼫p少，從而提高生產(chǎn)效率及油品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C10G1/00GK101255343SQ20081002655
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者吳浩權(quán) 申請(qǐng)人:吳浩權(quán)