本发明涉及塑料回收技术领域，具体涉及一种废塑料裂解炼油工艺及设备。
背景技术：
塑料属于高分子碳氢聚合物，其本身是石油产品中烃类聚合反应构成的高分子聚合物，难以在自然状态下降解，对环境造成污染。通过催化裂解的方式可将塑料的高分子聚合物大分子链打开，将其还原为小分子链的化合物，其中，小分子链化合物大多为碳氢化合物，经过后处理可以得到汽油和燃气等，在解决塑料环境污染问题的同时提供了再生能源。
鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种废塑料裂解炼油工艺及设备成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种废塑料裂解炼油工艺及设备。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：
一种废塑料裂解炼油工艺，其特征在于，该工艺包括：
废塑料、石灰混合压缩进料的步骤；
将废塑料分段预热至熔融状态的步骤；
将熔融状态的废塑料进行高温裂解的步骤；
将高温裂解形成的重油进行催化裂解的步骤；
对裂解所得油气进行冷凝及净化的步骤。
优选地，在压缩进料步骤中，废塑料和石灰通过螺旋推进装置进行推动进料。
优选地，在高温裂解步骤中，反应温度在380～430℃。
优选地，在催化裂解步骤中，反应温度在360～400℃。
优选地，在分段预热步骤中，石灰对预热过程产生的hcl进行脱除。
本发明还提供了一种废塑料裂解炼油设备，包括：
用于储存废塑料的物料仓；
与物料仓的出料口连接的螺旋推进装置；
裂解反应系统，所述裂解反应系统包括：与螺旋推进装置连接的用于进行预热的第一反应器；以及与第一反应器连接的用于进行高温裂解的第二反应器；
与第二反应器连接的用于进行催化裂解的催化塔，所述催化塔内设有催化剂填料层；
与催化塔连接的冷凝器；
与冷凝器连接的用于收集裂解油气冷凝后所形成油品的集油罐；
与冷凝器连接的燃气净化装置。
优选地，该设备还包括与催化塔底部连接的渣油收集罐。
优选地，该设备还包括分别与燃气净化装置和裂解反应系统连接的燃气发电机。
优选地，该设备还包括与燃气发电机连接的烟气净化装置。
优选地，所述冷凝器设置有两个，彼此串联连接。
本发明的工艺及设备实现了废塑料裂解的连续生产，先高温裂解再催化裂解，降解更彻底；高温裂解后的产物进入催化塔中不仅进一步裂解成短链化合物，还能去除了油汽中的灰分杂质，洁净了油品。
附图说明
图1是本发明的设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书中的“废塑料”指生活中常用的塑料，主要包括pp，pe，ps以及少量pvc等。
本发明实施例提供了一种废塑料裂解炼油工艺，包括：
废塑料、石灰混合压缩进料的步骤；
将废塑料分段预热至熔融状态的步骤；
将熔融状态的废塑料进行高温裂解的步骤；
将高温裂解形成的重油进行催化裂解的步骤；
对裂解所得油气进行冷凝及净化的步骤。
在压缩进料步骤中，废塑料和石灰通过螺旋推进装置进行推动进料。废塑料中按比例混入一定量的石灰，用来吸收反应过程中产生的氯化氢，避免其腐蚀设备以及污染产品。由于废塑料为主要成分的混合物料有很高的压缩比，所以进料螺旋采用螺距渐进缩小的形式，使混合物料在行进的过程中不断被压缩，从而排出夹带的空气，实现密封无氧进料。
在分段预热步骤中，石灰对预热过程产生的hcl进行脱除。分段预热步骤中，可以分为几个温区，实行阶段式升温，裂解步骤恒温在最佳反应温度。混合物料从常温开始进料，在分段预热步骤中逐渐升温，运行到后期就呈现出熔融液化状态，接近最佳反应温度(高温裂解的反应温度)。熔融状态的混合物料从预热步骤进入高温裂解步骤，达到最佳反应温度，开始进行高温裂解反应，高温裂解产生的油气随后进行进一步催化裂解。
在高温裂解步骤中，反应温度在380～430℃。
在催化裂解步骤中，反应温度在360～400℃。
相应地，本发明实施例还提供了废塑料裂解炼油设备，如图1所示，该设备包括：物料仓1、螺旋推进装置(图未示)、第一反应器3、第二反应器4(第一反应器3和第二反应器4组成裂解反应系统)、催化塔5、冷凝器6、集油罐7、燃气净化装置8、渣油收集罐9、燃气发电机10和烟气净化装置11。
物料仓1用于储存废塑料，螺旋推进装置(图未示)与物料仓1的出料口连接，废塑料前期经过撕碎以及破碎工序，破碎成直径10cm以下的大小，由输送带送入物料仓1。由于废塑料本身的蓬松以及摩擦后相互吸附的特点，物料仓1内的废塑料不能采用重力自沉式进料，所以物料仓1上部装有一个电动挤压杆， 由电动挤压杆推动废塑料下落至螺旋推进装置(图未示)，开始进料。物料仓1中的废塑料混有一定比例的石灰，催化剂与物料仓1中的废塑料一同进入螺旋推进装置(图未示)内，也就是说，废塑料和石灰同时进料至第一反应器3中。
第一反应器3与螺旋推进装置(图未示)连接，用于对进入其中的混合物料(废塑料和石灰)进行预热，第二反应器4与第一反应器3连接，用于对经过预热的废塑料进行高温裂解。第一反应器3分为几个温区，实行阶段式升温，第二反应器4恒温在最佳反应温度。混合物料从常温开始进料，在第一反应器3内逐渐升温，混合物料中的废塑料运行到第一反应器3后端就呈现出熔融液化状态，接近高温裂解的最佳反应温度。熔融状态的废塑料、石灰从第一反应器3进入第二反应器4，达到最佳反应温度，开始进行高温裂解反应，生成裂解油汽排出，反应后剩余部分灰分以及杂质，经第二反应器4末端的出料口排出。第二反应器4中进行的催化裂解的最佳反应温度范围为380℃～430℃。
第二反应器4的出料端有一出料筒，出料筒下部连接出料螺旋，高温裂解反应完全后生成的固态灰分杂质，在料筒内部堆积到一定的高度、实现第二反应器4的出料密封的条件下，经出料螺旋输出。灰分中含有部分可燃性炭黑，可用于做煤或其他固体燃料的添加剂，或用于制砖。
在第二反应器4中高温裂解后的产物进入催化塔5中进行催化裂解，催化塔5中设有催化剂填料层，填料为分子筛催化剂。高温裂解产生的油汽进入催化塔5后，由于管径激增，气流速度快速降低，气体由第二反应器4出来时夹带的灰分颗粒就会在重力的作用下沉降下来，达到油汽净化的目的，油汽在经过催化填料层时，原本的重油成分的长链分子会进一步裂解组成汽油和柴油成分的短链分子，提高了油品的品质，催化剂填料层也起一定吸附灰分颗粒的作用。灰分颗粒在催化床填料层上积累，变大之后在重力作用下降落至催化塔5底部，催化塔5内由于温度降而凝结的一部分重油，混合降落的灰分形成渣油，排入渣油收集罐9。在催化裂解步骤中，反应温度在360～400℃。
催化塔5出来的油汽经过冷凝器6冷却后，冷凝成液体油品，进入集油罐7收集。未冷凝下来的气体进入燃气净化装置8，在燃气净化装置8内经过碱液喷 淋清洗后，脱除其中的酸性氧化物和灰分杂质，再由气液分离器进行脱液干燥处理，得到干燥后的可燃气体。
进一步地，第一反应器3和第二反应器4均采用电加热方式，加热方式具体为电磁线圈缠绕在反应器外壁进行电加热。从燃气净化装置8排出的干燥后的可燃气体通入集气罐(图未示)，稳压在6kpa～9kpa的压力下，经集气罐(图未示)导出，降压至3kpa左右进入燃气发电机10燃烧发电，产生的电能供给电加热的两个反应器，燃烧生成的烟气进入烟气净化装置11，进行脱硫脱硝后排放。
冷凝器6设置有两个，彼此串联连接。
本实施例的有益效果：塑料是一种以石油为原料的化工产品，本发明的工艺及设备为废塑料处理提供了最彻底的解决方案，使废塑料再转化为油品。废塑料裂解产生的可燃气经发电后，电能返回供给电加热反应器，实现了能源的内部循环合理利用。反应器为电加热形式，使反应过程温度控制更加精准，更好的控制反应进程。裂解反应生成的油汽再次导入催化塔，不仅去除了油汽中的灰分杂质、洁净了油品，还使长链的碳氢分子结构再次裂解为短链的分子，提高了油品品质。整个生产过程无污染性的废气、废水、废渣排放，实现了绿色生产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。