专利名称：用于废旧聚烯烃塑料降解的催化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高分子降解的催化剂，特别是用于废旧聚烯烃塑料降解的催化剂。
近年来随着塑料工业的发展，虽为人类带来极大方便，但也带来废旧塑料对人类生存环境的污染，在废旧塑料中，废旧聚烯烃塑料占有相当大的比重，所以对废旧聚烯烃塑料的回收，处理方法的研究已成为环境科学的研究方向之一，针对我国能源短缺的国情，我们开展了将废旧聚烯烃塑料降解为烃油的研究。要进行降解，必需有专用催化剂，所以首先要进行专用催化剂的研究，经检索国内外文献，与本课题最相近的专利有US5078385A(1992Jan7)和US4851601(1989TuL25)，前面所用催化剂为固态酸性催化剂，如ZSM-34分子筛，该催化剂需要周期性的再生，以除去催化剂表面的积碳，该分子筛是由12个或更多的四面体构成了微孔和通道，此专利目前尚处于实验室评价阶段，其使用特点是二步法，如用HZSM5B为催化剂处理废旧聚烯烃塑料，先加热到300-350℃，2小时后再升温至450℃2小时，得到0.5cc液体产品，沸点在144℃以下的产品含量仅有7.13%，后一专利使用的催化剂ZSM-5，在250-340℃温度下操作，液收率为50-60%，最大进样量为680-706克/小时，产品分布较宽。
上述两文献提到的催化剂，在用其催化降解聚烯烃塑料为烃油时，均采用两步法进行，先进行热裂解，将裂解后的蒸汽通过催化剂层转化成为烃油，热裂解的结果将生成大量的积碳附在催化剂的表面，使催化剂的活性降低或失活。
本发明的目的是研制一种能将废旧聚烯烃塑料用一步法催化裂解为烃油的催化剂，即将热裂解过程和催化降解过程并为一步进行的催化剂，催化降解过程在较低温度下，聚烯烃塑料熔融为液态进行。
本发明的内容如下第一步主要组分Y型分子筛的制取过程如下1)先合成NaY沸石，原料配比和合成条件如下成分组成3.2-3.5Na2O∶0.9-1.1Al2O3∶9-11SiO2∶200-210H2O，晶化温度100℃±2℃，晶化时间10-12小时，NaY分子筛的典型分析结果化学成分%x光分析Na2O SiO2Fe2O3AL2O3H2O 物相晶胞硅铝结晶常数比度%10.2047.8216.040.1925.70Y24.664.88510.2649.6414.880.325.0Y24.684.690
其他物化性能平均颗粒吸苯重比表面差热放热峰温度直径μm mg/g m2/g ℃0.5～0.825310079150.5～0.82479868852)助催化剂的制备用镍、钴等过渡族金属元素的高纯金属氧化物溶解在硝酸中，浓度为1-3%(重量)。
3)改性金属氧化物溶液的制备，用周期表上第三族元素的高纯度金属氧化物，溶解在高纯度的盐酸中配成15-20%的溶液(a)和5-15%的溶液(b)两种，使用时和助催化剂配在一起，助催化剂用量为3-5%。
4)NaY分子筛的第一改性交换用(3)所制成的溶液(a)和NaY分子筛进行交换，经三次交换，三次洗涤，三次焙烧而成，焙烧温度为500-700℃，8-12小时。
5)NaY分子筛的第二次改性交换在(4)交换的基础上，用(3)所制成的溶液(b)和NaY分子筛进行交换，经过二次交换，二次滤洗，二次熔烧而成，熔烧温度为500-650℃，4-6小时，制成Y型分子筛。
本发明催化剂的制备用多重改性的Y型分子筛为主要成分，加入高纯度AL(OH)3和润滑剂，其重量配化为
Y型分子筛5-25AL(OH)373-90润滑剂2-5其配制方法为将上述材料按配合比例称取加在一起混合均匀，加入PH5～7的水适量，充分挤压混合，将混合好的原料，通过挤条机成型为φ1.5～3.0mm的圆柱形，在100-150℃温度下干燥，然后置于高温炉中培烧4-8小时。
最终制成的催化剂物化性能如下堆积比重0.45～0.6g/ml比表面积 390～410m2/g孔体积0.5～0.85ml/g孔分布150～250A°催化剂中杂质如下(以mt%计)铅0.06～0.08%镁0.004～0.002%铬＜0.001%铁0.007～0.009%铜＜0.001%镁＜0.001%孔分布测定条件在10-4Torr(托)，180℃条件下脱气4小时测定。
本发明最突出的效果是用此催化剂能在较低温度下进行催化降解反应，可有效地控制聚烯烃的热裂解进行，从而避免了产生积碳附着于催化剂表面，使催化剂失活，用此催化剂可将催化降解工艺从两步法变为一步法，使整个过程简化，节省设备投资和能源。
实施例例一按照本专利申请制备的催化剂5克放入带标准磨口的三口瓶中同时加入30克聚乙烯或聚丙烯粒状料，并安装好带磨口的温度计和冷凝器，用可调变压器给封密式加热器(市售1千瓦)加热，在270-370℃之间开始有烃油流出，保持40-50分钟，降解实验全部完成，结果如下实验聚烯烃催化剂液收量液收率200以前率烷值编号加入量加入量%收率%130528.193.648.186.5230527.892.647.286.7330527.591.646.087.0430527.993.047.886.0530527.092.040.286.1例二按照本专利申请制备的催化剂30公斤于本申请人提出的申请号93104896.6装置中按照该专利申请设计的条件进行操作处理重为0.5～0.7吨/日，所用原料为粉碎，洗净干燥后的聚丙烯编织袋及农用地膜，液收率为87±2%，其中200℃以前组份占43±2%，率烷值为86.2%±1。
权利要求
1.一种用于废旧聚烯烃塑料降解的催化剂，其特征如下第一步主要成份Y型分子筛的制取1)先合成Nay沸石，成分组成比例为3.2～3.5Na2O∶0.9～1.1AL2O3∶9～11SiO2∶200～210H2O制备时的晶化温度100℃±2℃，晶化时间10-12小时。2)制备助催化剂，用过渡族元素的高纯金属氧化物溶解在硝酸中浓度为1-3%。3)制备改性金属氧化物溶液，用周期表上第三族元素的高纯氧化物溶解在高纯度盐酸中配成(a)15-20%的溶液和(b)5-15%的溶液两种，使用时和(2)助催化剂配在一起，助催化剂用量3-5%。4)NaY沸石第一次改性交换，用(3)制成的溶液(a)和Nay分子筛进行交换，经三次交换，三次洗涤，三次培烧，焙烧温度500-700℃8-12小时；5)NaY分子筛的第二次改性交换在4)交换的基础上，用3)所制成的溶液(b)和NaY分子筛进行交换，经过二次交换，二次滤洗，二次熔烧而成，熔烧温度为500-650℃，4-6小时，制成Y型分子筛。第二步催化剂的制备用多重改性的Y型分子筛为主要成分，加入高纯度AL(OH)3和润滑剂，其重量配化为Y型分子筛 5-25AL(OH)373-90润滑剂 2-5其配制方法为将上述材料按配合比例称取加在一起混合均匀，加入PH5～7的水适量，充分挤压混合，将混合好的原料，通过挤条机成型为Φ1.5～3.0mm的圆柱形，在100-150℃温度下干燥，然后置于高温炉中培烧4-8小时。
2.根据权利要求1所述的用于废旧聚烯烃塑料降解的催化剂，其特征是用在废旧聚烯烃塑料降解制取烃油的工艺中，可以使熔融为液态的聚烯烃塑料直接转化为烃油，变以往的两步法为一步法。
3.根据权利要求1所述用于废旧聚烯烃塑料降解的催化剂，其特征是其最终产品的物化性能为堆积比重 0.45～0.6g/ml比表面积 390～410m2/g孔体积 0.5～0.85ml/g孔分布 150～250A°催化剂中杂质如下(以mt%计)铅0.06～0.08%镁0.004～0.002%铬＜0.001%铁0.007～0.009%铜＜0.001%镁＜0.001%
全文摘要
本发明涉及一种用于废旧聚烯烃塑料降解的催化剂。该催化剂是用多重改性的Y型分子筛为主要成分，加入高纯度Al(OH)
文档编号B01J29/08GK1097431SQ9310815
公开日1995年1月18日 申请日期1993年7月10日 优先权日1993年7月10日
发明者杨先春, 吴国杰, 黄国柱, 刘艳春, 杨锦, 周雪荣 申请人:杨先春, 吴国杰