用废塑料或废塑料制备的油制取清洁醇燃料的方法及装置与流程

本发明涉及化工领域，尤其涉及到一种用废塑料或废塑料制备的油制取清洁醇燃料的方法及装置。

技术背景

随着石油工业的突飞猛进的发展，以石油为原材料的塑料产品已渗透到国民经济的各个领域，甚至居民生活的方方面面，离开了它现代人的生活无法想象，塑料制品在为人们的生活带来方便的同时，也产生了日益严重的污染，废弃的塑料在长期的暴晒和风化中，散发出一些有害物质对生态环境造成严重的破坏。

目前，解决废塑料的方法，主要是当垃圾淹埋或燃烧，淹埋废塑料会对周围环境造成污染；燃烧废塑料会产生致癌物质－二恶英，对人的健康不利影响更大。

如何时更好的利用废塑料，使其变废为宝。人们研发了利用废塑料炼油工艺（这里的废塑料主要是指废聚烯烃类塑料，下同），利用废塑料炼油一般是在高温300-800摄氏度的情况下，使废塑料的分子链发生断裂，生成饱和烃和不饱和烃的混合油气，油气再进行重整，进一步催化裂解，形成分子量相对均匀的油气，然后冷凝精馏，生成汽油或柴油等一系列产品。

但是，利用废塑料生产出来的汽油或柴油，其实质上是油和塑料的互溶物，也就是说在油里面还是存在一定量的小分子塑料，只是人们肉眼观察不到而已。因此，这种由废塑料生产出来的汽油或柴油在燃料时，由于有少量小分子塑料的存在，会产生大量烟尘，对环境会造成二次污染；再，这种废塑料生产出来的汽油或柴油，在装在密封的容器里面时，还问题不大，但是一量这种汽油或柴油外露，就会由于小分子油气的挥发或者小分子油气在空气中氧分子的作用下产生共聚，又形成了塑料。这就是为什么用废塑料生产出来的汽油或柴油，一旦外滴后，不一会儿就会形成塑料粒的原因。

技术实现要素：

为了解决现有技术中利用废塑料生产出来的油的不足，本发明在于提供一种用废塑料或者废塑料制备的油制取清洁醇燃料的方法，利用该方法制备出来的混合醇，在燃烧时无烟尘，也就无二次污染；再，在储存或运输过程中即使与空气中的氧接触，也不会出现共聚的现象发生，能很好的解决现有废塑料炼油技术所生产出来的油的不足。

本发明还提供一种用废塑料制取清洁醇燃料的装置。

本发明中的废塑料是指废聚烯烃类塑料。

本发明的技术方案是：提供一种用废塑料制备的油制取清洁醇燃料的方法，包括如下步骤：

（11）、将废塑料制备的油，气化后在温度为300－400摄氏度的情况下，在油水对冲装置内与温度为150－200摄氏度的水蒸汽以1:1.05体积比对冲，并混合均匀；

（12）混合均匀的油水混合蒸汽进入温度为300－360摄氏度的催化制醇装置内，在催化剂的作用下，生成混合醇气体；

（13）所述混合醇气体通过分馏装置进行分馏，并分段收集，得到混合粗醇。

作为对本发明的改进，在上述（13）步之后，还包括步骤（14）将混合粗醇在常温下通过碱性过滤器进行过滤，除去混合粗醇中的氯代物和含硫的杂质；过滤后得到混合精醇。

作为对本发明的改进，所述催化剂是路易斯酸、铂、铜复合而成，其中，各成份的摩尔比是路易斯酸 1.5~3份；铂：1~2份和铜：5~7.5份。

本发明还提供一种用废塑料制取清洁醇燃料的方法，包括如下步骤：

（1）将清洗干净的废塑料经传送装置裂解气化装置内，在200－500摄氏度的条件下，使塑料裂解并气化形成油气混合物；

（11）、将油气混合物在温度为300－400摄氏度的情况下，在油水对冲装置内与温度为150－200摄氏度的水蒸汽以体积比为1:1.05对冲，并混合均匀；

（12）混合均匀的油水混合蒸汽进入温度为300－360摄氏度的催化制醇装置内，在催化剂的作用下，生成混合醇气体；

（13）所述混合醇气体通过分馏装置进行分馏，并分段收集，得到混合粗醇。

作为对本发明的改进，在上述（13）步之后，还包括步骤（14）将混合粗醇常温下通过碱性过滤器进行过滤，除去混合粗醇中的氯代物和含硫的杂质；过滤后得到混合精醇。

作为对本发明的改进，所述催化剂是路易斯酸、铂、铜复合而成，其中，各成份的摩尔比是路易斯酸 1.5~3份；铂：1~2份和铜：5~7.5份。

作为对本发明的改进，在上述（13）步所产生的尾气通过水洗，并进行干燥，压缩成为液化气；或者直接作为燃料使用。

作为对本发明的改进，所述第（1）步可由下述两步代替，

（111）将清洗干净的废塑料经传送装置送到加热装置内，在200－300摄氏度情况下进行加热，至废塑料完全液化；

(112）将液态塑料送入裂解气化装置内，在400－500摄氏度的条件下，使液态塑料裂解，并气化形成油气混合物。

本发明还提供一种用废塑料制取清洁醇燃料的装置，包括油水对冲装置、催化制醇装置和分馏装置；所述油水对冲装置包括对冲装置外壳，在所述对冲装置外壳内设有将所述外壳隔成两部分的对冲网，废塑料制备的油气从所述对冲网的一侧进入对冲网，温度为150－200摄氏度的水蒸汽从对冲网的另一侧进入对冲网，所述油气和水蒸汽在所述油水对冲装置充分混合；所述催化制醇装置与所述油水对冲装置连接，在所述催化制醇装置内设有催化剂，油水混合蒸汽在催化剂的作用下形成混合醇气体，所述分馏装置与所述催化制醇装置连接，将所述混合醇气体分馏。

作为对本发明的改进，在所述油水对冲装置之前还设有加热裂解气化装置、所述加热裂解气化装置包括外壳，在所述外壳的下底面上设有出料口，在所述外壳上部设有进料口，在所述外壳下部设有至少一个燃烧装置，所述燃烧装置在所述外壳内从下至上延伸。

本发明具有下述优点：

用废塑料制出的高碳醇混合物，其燃烧热值高，其燃料热值可达8500大卡—10500大卡，无二次污染，却成本低，安全性好。

本方法中所用废塑料原料只需要清洗干净即可，无需烘干工序，节省能源，降低制醇成本。

本发明中的装置可热量循环利用，能耗低，废塑料直接裂解制醇，污染小，却出醇率高，生成的醇燃烧效率高，不会对环境二次污染。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

图2是本发明的另一种工艺流程示意图。

图3是本发明装置结构示意图。

图4是图3中的对冲醇化装置的结构示意图。

图5是图3中的裂解残渣输出装置结构示意图。

具体实施方式

请参见图1，图1揭示的是一种用废塑料制备的油制取清洁醇燃料的方法，包括如下步骤：

（11）、将废塑料制备的油，气化后在温度为300－400摄氏度的情况下，在油水对冲装置内与温度为150－200摄氏度的水蒸汽以1:1.05体积比对冲，并混合均匀；

（12）混合均匀的油水混合蒸汽进入温度为300－360摄氏度的催化制醇装置内，在催化剂的作用下，生成混合醇气体；本实施例中，所述油水混合蒸汽进入催化制醇装置，在分子筛催化剂的作用下，逐步生成混合高碳醇，其化学反应如下，

A、在高温的情况下，聚合度偏高的油气在催化剂的作用下，分子链发生断，生成聚合度较低的油气，为饱和与不饱和烃混合体。

B、不饱和烃在催化剂的作用下，与水分子加成生成醇。

C、饱和烃烷烃在固体酸催化作用下，形成R-X；

D、R-X在水分子的作用下，进行水解，生成R-OH，同时还原固体酸催化剂，以形成固体酸催化剂循环利用，延长催化剂的使用寿命。

本发明中的所述催化剂是路易斯酸、铂、铜复合而成，其中，各成份的摩尔比是路易斯酸 1.5~3份；铂 1~2份和铜5~7.5份。将路易斯酸粉、铂粉和铜粉按比例混合后，设在分子筛上使用（下同）。

（13）所述混合醇气体通过分馏装置进行分馏，并分段收集，得到混合粗醇。

（14）将混合粗醇常温下通过碱性过滤器进行过滤，除去混合粗醇中的氯代物和含硫的杂质；过滤后得到混合精醇。其除杂原理如下：

A、R-Cl在碱性的作用下，R-Cl在OH-反应，生成R-OH和HCl，HCl在碱的作用下，发生中和反应，形成金属盐和H2O。

B、含硫化合物，在碱性作用下，生成相应的盐类和水。

（15）分馏所产生的尾气通过水洗，并进行干燥，压缩成为液化气。

请参见图2，图2揭示的是一种直接用废塑料制取清洁醇燃料的方法，包括如下步骤：

（1）将清洗干净的废塑料经传送装置16送到裂解气化装置1内，在200－500摄氏度的条件下，使塑料裂解并气化形成油气混合物，残渣落至裂解气化装置底部，并可从排渣装置排除；在常温下冷却，残渣可作为橡胶制品的填充剂；或者粉碎作为活性炭制品，也可作为本发明中的燃烧器的原料使用。

（11）、将油气混合物在温度为300－400摄氏度的情况下，在油水对冲装置内与温度为150－200摄氏度的水蒸汽以1:1.05体积比对冲，并混合均匀；本实施例中，油气混合物是通过加热夹套与温度为150－200摄氏度的水蒸汽对冲，并在夹套内壁上的螺旋状输送管道的作用下混合均匀的；

（12）混合均匀的油水混合蒸汽进入温度为300－360摄氏度的催化制醇装置内，在催化剂的作用下，生成混合醇气体；本实施例中，所述油水混合蒸汽进入催化制醇装置，在分子筛催化剂的作用下，逐步生成混合高碳醇，其化学反应如下，

A、在高温的情况下，聚合度偏高的油气在催化剂的作用下，分子链发生断，生成聚合度较低的油气，为饱和与不饱和烃混合体。

B、不饱和烃在催化剂的作用下，与水分子加成生成醇。

C、饱和烃烷烃在固体酸催化作用下，形成R-X；

D、R-X在水分子的作用下，进行水解，生成R-OH，同时还原固体酸催化剂，以形成固体酸催化剂循环利用，延长催化剂的使用寿命。

本发明中的所述催化剂是路易斯酸、铂、铜复合而成，其中，各成份的摩尔比是路易斯酸 1.5~3份；铂 1~2份和铜 5~7.5份。

（13）所述混合醇气体通过分馏装置进行分馏，并分段收集，得到混合粗醇。

（14）将混合粗醇在常温下通过碱性过滤器进行过滤，除去混合粗醇中的氯代物和含硫的杂质；过滤后得到混合精醇，并储存。

（15）分馏所产生的尾气通过碱性水洗，并进行干燥，压缩成为液化气17；或者直接作为燃烧器18的燃料使用。碱性水一般为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。水洗过程主要是要除去粗醇中的氯代物和含硫的杂质。其除杂原理如下：

A、R-Cl在碱性的作用下，R-Cl在OH-反应，生成R-OH和HCl气体，HCl气体在碱的作用下，发生中和反应，形成金属盐和H2O。

B、含硫化合物，在碱性作用下，生成相对应的盐。

本实施例中，所述第（1）步可由下述两步代替，

（111）将清洗干净的废塑料经传送装置送到加热装置内，在200－300摄氏度情况下进行加热，至废塑料完全液化；

(112）将液态塑料送入裂解气化装置内，在400－500摄氏度的条件下，使液态塑料裂解，并气化形成油气混合物。

本发明还提供一种用废塑料制取清洁醇燃料的装置，包括加热裂解气化装置10、油水对冲装置20、催化制醇装置30和分馏装置40；所述加热裂解气化装置10包括外壳101，在所述外壳101的下底面上设有出料口102，在所述外壳101上部设有进料口103，在所述外壳101下部设有至少一个燃烧装置104，所述燃烧装置104的烟管105在所述外壳101内从下至上延伸，并穿过油水对冲装置20和催化制醇装置30后与大气相通；在所述进料口103处设有螺旋进料装置50，所述螺旋进料装置50包括进料电机501、送料筒502、位于送料筒502内的并与进料电机50连接的进料螺杆503，在所述送料筒502上设有进料斗504；所述油水对冲装置20包括对冲装置外壳21，在所述对冲装置外壳21内设有将所述外壳21隔成两部分的对冲网211，废塑料制备的油气从所述对冲网211的一侧进入对冲网211，温度为150－200摄氏度的水蒸汽从对冲网的另一侧进入对冲网211，所述油气和水蒸汽在所述油水对冲装置20充分混合；所述催化制醇装置30与所述油水对冲装置20连接，在所述催化制醇装置30内设有催化剂31，油水混合蒸汽在催化剂31的作用下形成混合醇气体，所述分馏装置40与所述催化制醇装置30连接，将所述混合醇气体分馏，在所述分馏装置40的顶部设有尾气出口401，分馏装置40主体上设有多个精醇出口402，在所述分馏装置40的底部设有排污口403。在所述出料口102设有排渣装置60，所述排渣装置60包括排渣筒601、排渣电机602、位于所述排渣筒601内的并与排渣电机602连接的排渣螺杆603，在所述排渣筒601底部设有排渣口604。

经检测，本发明制出混合醇成份如下，适合工业作为燃料使用。

塑料裂解制取清洁醇燃料的试验数据