一种利用含氯有机废物制备乙烯的方法

本发明属于化工和环保，具体涉及一种利用含氯有机废物制备乙烯的方法。

背景技术：

1、现有化工、医药、农药等行业产生大量含氯废物，主要有机成分包括含氯烷烃、含氯烯烃、含氯苯系物等。含氯有机废物是一类危险的废弃物，一般都具有高毒性、传染性、高积累残留性，对生态环境与人类健康均有巨大的危害，因而要求处理的技术必须要具有接近100％的处理效率。随着我国氯化工的高速发展，相应含氯有机废物量也急剧增加，能否及时、有效地对含氯有机废物进行处置，成为了制约其行业发展的重要因素。同时，若能对含氯有机废物进行回收处理，制备成高附加值化学品，可以节约大量资源，在实现废弃物减量化、无害化的基础上进一步实现资源化。

2、目前传统的含氯有机废物处理方法有焚烧法、填埋法等。焚烧法可以大幅度减容、减量和无害化，但一方面由于含氯有机废物中的有机氯对燃烧有着抑制作用，降低燃烧效率，且这类废弃物热值较低，需要补加燃料混烧，增加了焚烧法的成本。另一方面，若操作不当，焚烧过程中易产生剧毒物质二噁英，造成二次污染。填埋法虽简单易行，但氯的存在增加了废物处理的难度，直接填埋时塑化剂和稳定剂会浸出污染土壤和地下水。且填埋占用大量空间，当土地资源逐渐趋于紧张，安全填埋的成本也大大提高。

3、因此，亟需一种能够实现含氯有机废物无害化与资源化利用的技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用含氯有机废物制备乙烯的方法，本发明提供的能够实现含氯有机废物无害化与资源化。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种利用含氯有机废物制备乙烯的方法，包括以下步骤：

4、将工作气体形成等离子体氛围，将含氯有机废物在所述等离子体氛围中依次进行裂解反应和分级淬冷，得到裂解产物；所述分级淬冷包括依次进行第一淬冷和第二淬冷，所述第一淬冷的淬冷速率大于第二淬冷的淬冷速率；所述工作气体中含有氢元素和碳元素；所述等离子体氛围中氢元素和碳元素的摩尔比大于2：1；

5、将所述裂解产物进行气固分离，得到气相产物和固相产物，所述气相产物包括乙烯。

6、优选的，所述第一淬冷的淬冷速率大于等于1×104k/s，所述第一淬冷后产物的温度为1100～1300k。

7、优选的，所述第二淬冷的淬冷速率为300～1000k/s，所述裂解产物的温度低于600k。

8、优选的，所述工作气体包括干气、焦炉气和天然气中的一种或几种。

9、优选的，所述含氯有机废物包括碳元素和氯元素。

10、优选的，所述裂解反应的温度为1800～3500k。

11、优选的，所述分级淬冷的方式包括间壁式淬冷和/或直接淬冷；

12、所述直接淬冷包括物理淬冷和/或化学淬冷；

13、所述间壁式淬冷采用的冷却介质包括水、液氮、冷却油或冷冻液；

14、所述直接淬冷采用的冷却介质包括氩气、氮气、丙烷和所述工作气体中的一种或多种。

15、优选的，所述裂解反应在等离子体反应器中进行；

16、所述等离子体反应器包括射频等离子体反应器、微波等离子体反应器或电弧等离子体反应器。

17、优选的，所述工作气体的流量为0.5～1500nm3/h；

18、所述含氯有机废物的处理量为0.5～1000kg/h。

19、优选的，所述含氯有机废物利用载气通入等离子体反应器中，所述载气包括干气、焦炉气、氢气和氩气中的一种或多种。

20、本发明提供了一种利用含氯有机废物制备乙烯的方法，包括以下步骤：将工作气体形成等离子体氛围，将含氯有机废物在所述等离子体氛围中依次进行裂解反应和分级淬冷，得到裂解产物；所述分级淬冷包括依次进行第一淬冷和第二淬冷，所述第一淬冷的淬冷速率大于第二淬冷的淬冷速率；所述工作气体中含有氢元素和碳元素；所述等离子体氛围中氢元素和碳元素的摩尔比大于2：1；将所述裂解产物进行气固分离，得到气相产物和固相产物，所述气相产物包括乙烯。

21、本发明采用高效环保的热等离子体技术，利用含有氢元素和碳元素的气体作为工作气体对含氯有机废物进行处理，转化为乙烯、乙炔等高值化学品，实现了含氯有机废物的资源化处理。工作气体一方面可以提供富氢的反应氛围，另一方面提供了碳源，提高了乙烯、乙炔的产量。同时，采用分级淬冷技术，通过调控淬冷过程中不同温度范围内的淬冷速率，大大提高了乙烯的选择性和收率，解决了现有技术下裂解气相产物中乙烯产量不高的问题，实现了含氯有机废物裂解气相产物组成的有效调控。

22、进一步的，本发明对原料的适应性好，对含氯有机废物的状态、成分没有特殊要求，具有良好的适用性，且无需进行预处理；对工作气体的类型和具体组成没有特殊要求；原料利用率高，含氯有机废物转化率大于98％，裂解气中乙烯含量明显提高；设备简单，操作方便，无需催化剂，绿色环保，不产生二噁英等有害物质，实现污染物零排放。

23、本发明提供的方法具有反应时间短、转化率高、无二次污染和产物可调控等优点，实现了含氯有机废弃物的综合资源化利用，并大大提高了产品中乙烯的产量。

技术特征：

1.一种利用含氯有机废物制备乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一淬冷的淬冷速率大于等于1×104k/s，所述第一淬冷后产物的温度为1100～1300k。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二淬冷的淬冷速率为300～1000k/s，所述裂解产物的温度低于600k。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作气体包括干气、焦炉气和天然气中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氯有机废物包括碳元素和氯元素。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂解反应的温度为1800～3500k。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分级淬冷的方式包括间壁式淬冷和/或直接淬冷；

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂解反应在等离子体反应器中进行；

9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述工作气体的流量为0.5～1500nm3/h；

10.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述含氯有机废物利用载气通入等离子体反应器中，所述载气包括干气、焦炉气、氢气和氩气中的一种或多种。

技术总结
本发明属于化工和环保技术领域，具体涉及一种利用含氯有机废物制备乙烯的方法。本发明采用高效环保的热等离子体技术，利用含有氢元素和碳元素的气体作为工作气体对含氯有机废物进行处理，转化为乙烯、乙炔等高值化学品，实现了含氯有机废物的资源化处理。工作气体一方面可以提供富氢的反应氛围，另一方面提供了碳源，提高了乙烯、乙炔的产量。同时，采用分级淬冷技术，通过调控淬冷过程中不同温度范围内的淬冷速率，大大提高了乙烯的选择性和收率，解决了现有技术下裂解气相产物中乙烯产量不高的问题，实现了含氯有机废物裂解气相产物组成的有效调控。

技术研发人员：杨启炜,余燕萍,张文君,任其龙,苏宝根,张治国,鲍宗必
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14