将废塑料转化成油的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了处理大量废塑料的经济方法，其中热塑塑料、交联塑料、热固塑料或其混合物可连续和迅速降解并转化成油，该方法不需要区分各种类型的废塑料。根据该方法，通过研磨热塑塑料、交联塑料、热固塑料或其混合物得到的粉状塑料与水混合形成浆料，向浆料中加入分散剂如吸水树脂、水溶性聚合物或表面活性剂。将得到的混合浆料加入到管状连续反应器中，在反应器中粉状塑料在使水处于或接近其超临界区域的条件下降解，最后，从反应产物中回收油。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将废塑料转化成油的方法和系统，该方法是通过将粉状废塑料分散于水中形成浆料，并使用在或接近其超临界区域的水作为反应介质来降解塑料。通常，大多数各种类型的废塑料是通过倾倒或焚化来处理的，因此其没有作为资源有效地利用。此外，通过倾倒的处理方法已带来了一些问题，例如倾倒地点难以保障和倾倒后土地的不稳定性。另一方面，通过焚化的处理方法也带来了一些问题，例如损害了炉子和排放出有害的气体和讨厌的臭味。同时，1995年颁布的包装品回收法规定有义务回收和再利用塑料。鉴于这些情况，近来已作了各种努力将废塑料作为资源再利用。其中的一个例子提出了一种将废塑料降解并转化成油的方法，该方法是使用在其超临界区域的水(超临界水)或接近其超临界区域的水作为反应介质进行反应(超临界水反应)，从而回收有用的油质物质(下文称作超临界水方法)，例如在PCT国际公开号为501205/1981的日文公开翻译文本、日本专利公开号为4225/1982、31000/1993和279762/1994所述的方法。术语“超临界水”是指处于这样状态的水，其温度不小于它的临界温度(374℃)和压力不小于它的临界压力(22.1MPa)。超临界水可容易地扩散入熔融塑料的油滴中，因此，认为超临界方法比在常压下的热解产生更少的残余物，从而可以较高程度的转化成油。即使温度和压力低于临界温度和临界压力，水也可以以基本上与超临界水相同的方式起到反应介质的作用，只要它们是处于临界温度和临界压力附近。然而，在现有技术中，没有很好地开发出用超临界方法处理废塑料的技术。因此，在超临界条件下很难将废塑料(特别是含有热固树脂和交联树脂的废塑料)连续地加到反应器中，这样就需要提供一种特殊的或昂贵的用于这种连续加料目的的设备。本专利技术的目的是提供一种处理大量废塑料的经济方法，其中热塑塑料、交联塑料、热固塑料或其混合物连续地加到反应器中而不需区分各种类型的废塑料，并根据超临界水方法迅速降解废塑料并转化成油，从而工业规模地处理废塑料。为了达到上述目的，本专利技术人研究了通过超临界水方法连续和迅速降解废塑料并将其转化成油来处理大量各种类型废塑料的经济方法。结果发现，如果将废塑料研磨成粉末，然后与水混合形成浆料，可将废塑料容易地加入到管状连续反应器中，在反应器中水处于或接近其超临界区域，从而可连续地降解和转化成油。本专利技术正是基于这个发现完成的。因此，本专利技术涉及将废塑料转化成油的方法，该方法包括下列步骤将通过研磨废塑料得到的粉状塑料与水混合形成浆料，将浆料加到管状连续反应器中，在使水处于或接近其超临界区域的反应条件下降解粉状塑料，然后从反应产物回收油。用这种方法处理的废塑料可以是热塑塑料、交联塑料、热固塑料或其混合物。此外，本专利技术还涉及如上所述的将废塑料转化成油的方法，其中将分散剂加入到由粉状塑料和水组成的浆料中。作为分散剂可以使用吸水树脂、水溶性聚合物、表面活性剂或其混合物。更确切地说，吸水树脂可以是由聚丙烯酸盐、异丁烯-马来酸盐、聚乙烯基醇、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯或淀粉-聚丙烯酸盐生成的交联产物。水溶性聚合物可以是天然聚合物如淀粉、甘露聚糖、半乳聚糖或明胶；半合成聚合物如羧甲基纤维素、羧甲基淀粉或甲基纤维素；或合成聚合物如聚乙烯基醇或聚氧乙烯。表面活性剂可以是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂或非离子表面活性剂。此外，本专利技术还涉及如上所述的将废塑料转化成油的方法，其中从反应产物分离出的水用于制备由粉状塑料和水组成的浆料。另一方面，本专利技术还涉及将废塑料转化成油的系统，该系统包括用于将研磨废塑料得到的粉状塑料与水混合形成浆料的混合设备，管状连续反应器，用于将浆料加入到管状连续反应器的浆料加料设备，用于加热管状连续反应器从而在使水处于或接近其超临界区域的反应条件下降解粉状塑料的加热设备，以及用于从粉状塑料的降解产物中分离出油的分离器。此外，本专利技术还涉及如上所述的将废塑料转化成油的系统，该系统还包括用于将分散剂加入到混合设备的分散剂加料设备。本专利技术使得通过下列步骤能够处理大量的废塑料将废塑料研磨成粉末，但不需要区分各种类型的废塑料；由粉状塑料和水制备浆料；通过适合的设备如浆料泵将浆料连续加入反应器；以及根据超临界水方法将粉状塑料迅速降解和转化成油。附图说明图1是显示本专利技术的方法和系统的一个实施方案的流程图。下文将更详细地描述本专利技术。可用本专利技术处理的塑料的类型包括热塑塑料、交联塑料、热固塑料和其混合物。热塑塑料不但包括普通塑料，而且还包括工程塑料。该种塑料的具体例子有聚乙烯、聚丙烯、聚-4-甲基戊烯-1、离聚物、聚苯乙烯、AS树脂、ABS树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、甲基丙烯酸树脂、聚乙烯醇、EVA、聚碳酸酯、各种尼龙、各种芳族和脂族聚酯、热塑聚氨基甲酸乙酯、纤维塑料和热塑高弹体。交联塑料包括，例如通过暴露于辐射、电子射线、光等，通过过氧化物等的作用，或者通过加入交联单体使上述热塑塑料交联得到的那些交联塑料。热固塑料不但包括普通塑料，而且还包括工程塑料。其具体的例子有酚醛树脂、尿素树脂、蜜胺树脂、呋喃树脂、硅氧烷树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、烯丙树脂、热固性聚氨基甲酸乙酯树脂和橡胶。这些塑料可以单独使用，以两种或多种的混合物使用，或以复合材料如混合物的形式使用。本专利技术的一个特征是不但可以处理热塑塑料，而且可以处理交联塑料和热固塑料。因此，不需要区分开各种类型的废塑料，以致可容易地回收和处理废塑料。在本专利技术中，将废塑料研磨成粉末，然后与水混合形成浆料。粉末的颗粒大小优选其直径不大于约1毫米。如果粒径过大，则用浆料加料设备难以将其加到浆料中。由于粒径减小了，所以用浆料加料设备加料变得更容易，但用于研磨所需的动力和粉末的体积增加了。因此，粒径通常应在0.1-1毫米范围内。至于粒径，大块材料应磨细成具有0.1-1毫米的直径或边长的颗粒，但片状材料(如薄膜)可磨细成当其形成浆料时相应于体积为约1毫米3的碎片。可以使用任何常规已知的设备如刀片粉碎机和锤磨机作为将废塑料研磨成具有上述粒径范围的粉末的设备。当废塑料一开始就是具有上述范围粒径的颗粒形式时，则不需要进行进一步处理。某些类型的废塑料以前可以不含有不同于塑料的组分或是纯化的，然而，要处理的废塑料中可存在无机物如填料。对用于制备浆料的水的类型、温度、压力和其他性质没有特别的限制。反应完成后从油分离出的水可以用于该目的。虽然粉状塑料与水的重量比(粉状塑料∶水)要取决于塑料的类型，但该重量比可以在1∶0.3-1∶20，优选1∶2-1∶10的范围内。为了由粉状塑料和水制备浆料，可以使用任何已知的各种常规用于混合粉末与液体的混合设备，例如装有搅拌器的立式或卧式混合罐和管状混合器。由粉状塑料和水组成的浆料可简单地在搅拌下混合它们而制备。另外，可在分散剂存在下混合粉状塑料和水。本专利技术中所用的分散剂可以是吸水树脂、水溶性聚合物、表面活性剂或其混合物。分散剂可预先加入到水中，或者加到由废塑料和水组成的浆料中。可用任何通常已知的分散剂加料设备加入分散剂，例如流体计量泵和粉末计量加料器。吸水树脂的具体例子包括由聚丙烯酸盐(例如钠盐；下文中同样适用)、异丁烯-马来酸盐、聚乙烯醇、poval-聚丙烯酸盐、聚丙烯腈水解产物(特别是聚丙烯酰胺)和淀粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将废塑料转化成油的方法，该方法包括步骤：将由粉状塑料和水组成的浆料加到管状连续反应器中，在使水处于或接近其超临界区域的反应条件下降解粉状塑料，和从反应产物回收油。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤喜久，守谷武彦，饭岛正树，松原亘，小林一登，鹈川直彦，
申请(专利权)人：东北电力株式会社，三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]