【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及使基于聚烯烃的塑料废料解聚以形成有用的石化产品的方法。
技术介绍
1、提高生活水平和增加城市化已经导致对聚合物产品、特别是聚烯烃塑料的需求增加。聚烯烃由于其突出的性能和成本特性而经常在商业塑料应用中使用。例如，聚乙烯(pe)已成为最广泛使用和公认的聚烯烃中的一种，因为它坚固、极其坚韧且非常耐用。这允许其被高度工程化以用于多种应用。类似地，聚丙烯(pp)是机械坚固但柔性的，是耐热的，并且耐受许多化学溶剂，如碱和酸。因此，聚丙烯对于各种最终用途工业是理想的，主要用于包装和贴标签、纺织品、塑料部件和各种类型的可重复使用的容器。
2、对聚烯烃塑料的需求的不利方面是废料的增加。消费后塑料废料通常以垃圾填埋场结束，约12％被焚烧，约9％被转移到回收。在垃圾填埋场中，大多数塑料不会迅速降解，成为垃圾填埋场超负荷的主要废料来源。焚烧也不是处理塑料废料的理想解决方案，因为焚烧导致二氧化碳和其他温室气体排放物的形成。因此，在开发回收塑料废料的方法以减少垃圾填埋场的负担同时是环境友好的方面具有很大的兴趣。
3、塑料废料回收的一个缺点是难以成功地生产商业上可用的或理想的产品。目前，塑料废料回收包括对材料进行清洗和机械再加工；然而，得到的粒料仍然被食物残渣、染料和香料污染。基于性能和外观两者，这些污染物使得粒料对于大多数用途是不理想的。此外，难以获得任何特定聚合物的纯流，导致混合塑料废料流在回收后可能不具有理想的特性。
4、最新的进展集中在将聚烯烃塑料废料转化为可用的产品，如燃料源或商业上重要的原材料。已经开
5、尽管在回收聚烯烃方面取得了进展，但仍需要开发一种用于将基于聚烯烃的废料进料转化成有用的石油化工产品的稳健工艺。
技术实现思路
1、本公开提供用于对基于聚烯烃的进料流进行热解聚的改进方法。改进方法依赖于预处理基于聚烯烃的进料流以在解聚之前将非聚烯烃材料与聚烯烃材料分离。具体地，将基于聚烯烃的进料流置于水溶液中，其中密度较小的聚烯烃材料漂浮，而非聚烯烃材料下沉。这允许将聚烯烃材料从水溶液的表面撇去。在一些实施例中，可以将强碱添加到水溶液以分解基于聚烯烃的进料流中的非聚烯烃聚合物。一旦分离，在解聚催化剂存在的情况下进行热解聚之前干燥聚烯烃材料。
2、在一些实施例中，将预处理方法与利用具有铝硅酸盐，诸如沸石或粘土的解聚催化剂的解聚反应组合。在一些实施例中，解聚催化剂具有沸石催化剂和可选的无机助催化剂。沸石在聚烯烃废料的催化裂化中使用。沸石引发聚烯烃的阳离子解链，阳离子解链比没有沸石时进行的解聚反应以更快的速率(和更短的解聚半衰期)进行，并且通常在更低的温度下进行。然而，沸石的催化能力可能受到废料进料流中可能存在的非聚烯烃材料或在解聚工艺期间生成的非聚烯烃材料的降解产物的抑制。特别地，已知非聚烯烃材料，诸如含氮或高氧含量的聚合物(包括聚酰胺、聚氨酯、纤维素和木质素)，会形成“毒害”沸石的催化能力的降解产物。这些产物可能不会使催化剂失活到干扰解聚机理的程度，因此减慢了速率。取决于沸石和非聚烯烃组分的类型和浓度，解聚的速率可以降低高达85％或更高，这取决于不需要的组分的含量。因此，使用沸石解聚聚烯烃材料的能量和时间的量由于非聚烯烃组分的存在而增加。用粘土(诸如膨润土)也观察到在非聚烯烃材料存在的情况下催化活性的类似抑制。
3、本专利技术的方法快速降低了基于聚烯烃的进料流中的非聚烯烃组分的量，允许后续催化剂解聚在较低的温度下进行并且持续较长的循环。然后，液体解聚产物可以按原样使用，或在例如烯烃裂化器中进行进一步加工，作为替代原料。
4、本文所述的方法可以用于处理任何基于聚烯烃的进料流，包括工业后废料和消费后使用。由于垃圾填埋场的超负荷和由废料生成原料的可能性，消费后聚烯烃废料的处理是特别重要的。在此描述的方法涉及在由处理中心在垃圾填埋场或其他回收中心对消费后废料进行分选之后对其进行处理，以将基于聚烯烃的材料与其他可回收材料(诸如玻璃、纤维素(纸)、聚乙烯聚合物等)分离。然而，完全除去非聚烯烃聚合物，诸如纤维素(纸)、聚乙烯聚合物、尼龙和无机物(诸如砂或金属丝)并不总是可能的，因此目前描述预处理方法以完全分离出这些非聚烯烃材料。然而，预处理工艺可以在进料流经历分选之前应用于进料流。
5、本专利技术的方法包括以下实施例中的任何一个或多个的任何组合：
6、一种解聚聚合物的方法，该方法包括：通过将基于聚烯烃的进料流添加到第一容器中的水溶液并搅拌混合物，首先预处理基于聚烯烃的进料流以分离出聚烯烃材料；撇去漂浮于水溶液上的材料，其中漂浮材料是聚烯烃材料；以及干燥该聚烯烃材料。然后，将干燥的聚烯烃材料进料和解聚催化剂添加到加热到约200℃至约600℃的温度的反应器。使聚烯烃材料与解聚催化剂反应以解聚聚烯烃材料。在一些实施例中，解聚催化剂是复合催化剂，其中该复合催化剂包括至少一种沸石和可选的助催化剂，诸如固体无机材料。
7、一种解聚聚合物的方法，该方法包括通过将基于聚烯烃的进料流添加到第一容器中的水溶液并将混合物搅拌至少0.5小时来首先预处理基于聚烯烃的进料流以分离出聚烯烃材料；撇去漂浮于水溶液上的材料，其中漂浮材料是聚烯烃材料；以及干燥该聚烯烃材料直至获得小于5％的残留水分。然后，将干燥的聚烯烃材料进料和解聚催化剂添加到加热到约200℃至约600℃的温度的反应器。使聚烯烃材料与解聚催化剂反应以解聚聚烯烃材料。
8、一种在解聚之前预处理基于聚烯烃的进料流的方法，其中该方法包括将基于聚烯烃的进料流添加到填充有水溶液的第一容器；将水溶液和基于聚烯烃的进料流搅拌至少0.5小时；撇去水溶液的表面以除去悬浮在其中的至少一种聚烯烃材料；干燥该聚烯烃材料直至获得小于5％的残留水分。然后可以解聚干燥的聚烯烃材料。
9、一种在解聚之前预处理基于聚烯烃的进料流的方法，其中该方法包括将基于聚烯烃的进料流添加到填充有ph大于9的加热的水溶液的第一容器；将水溶液和基于聚烯烃的进料流搅拌至少2小时，同时将水溶液的热量维持在至少70℃的温度；撇去水溶液的表面以除去悬浮在其中的至少一种聚烯烃材料；以及在50℃的温度下干燥聚烯烃材料直至获得小于5％的残留水分。然后可以解聚干燥的聚烯烃材料。
10、本文所述的方法中的任一种，还包括在搅拌的同时将水溶液和基于聚烯烃的进料流加热到大于25℃至约150℃或在替代方案中至少70℃的温度。
11、本文所述的方法中的任一种，其中在约0.1mpa至约0.2mpa的压力下搅拌水溶液和基于聚烯烃的进料流。
12、本文所述的方法中的任一种，其中水溶液包括强碱。本文所述的方法中的任一种，其中该强碱以水溶液的约5至约40％，或约10至约25％，或约1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种解聚聚烯烃的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶液包括强碱。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述强碱是氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化锂或氢氧化锶。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述强碱为所述水溶液的约5％至约40％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述搅拌步骤在约0.1MPa至约0.2MPa的压力下执行。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述搅拌步骤还包括在搅拌的同时将所述水溶液和所述基于聚烯烃的进料流加热到大于25℃至约150℃的温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述基于聚烯烃的进料流是消费后废料、工业后废料或两者。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述解聚催化剂包括至少一种沸石和至少一种固体无机助催化剂，其中所述沸石选自由以下组成的组：β沸石、Socony Mobil-5沸石(ZSM-5)、Y沸石或超稳定Y沸石或者其组合，并且其中所述至少一种固体无机助催化剂是金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、硅酸盐、粘土或四价金属磷酸盐
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种固体无机助催化剂选自由以下组成的组：膨润土、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Ba(OH)2、Sr(OH)2、CaO、Al2O3和Zr(HPO4)2。
10.一种在解聚之前预处理基于聚烯烃的进料流的方法，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述水溶液包括强碱。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述强碱是氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化锂或氢氧化锶。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述强碱为所述水溶液的约5％至约40％。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述搅拌步骤在约0.1MPa至约0.2MPa的压力下执行。
15.根据权利要求10所述的方法，其中在添加步骤之前将所述水溶液加热到大于25℃至约150℃的温度，并且所述搅拌步骤还包括在搅拌的同时维持加热的水溶液的所述温度。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述搅拌步骤还包括在搅拌的同时将所述水溶液和所述基于聚烯烃的进料流加热到至少80℃。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述干燥步骤在至少50℃的温度下发生。
18.根据权利要求10所述的方法，其中进行所述干燥步骤直至所述聚烯烃材料的所述残留水分小于3％。
19.根据权利要求10所述的方法，其中所述基于聚烯烃的进料流是消费后废料、工业后废料或两者。
20.一种在解聚之前预处理基于聚烯烃的进料流的方法，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种解聚聚烯烃的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶液包括强碱。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述强碱是氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化锂或氢氧化锶。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述强碱为所述水溶液的约5％至约40％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述搅拌步骤在约0.1mpa至约0.2mpa的压力下执行。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述搅拌步骤还包括在搅拌的同时将所述水溶液和所述基于聚烯烃的进料流加热到大于25℃至约150℃的温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述基于聚烯烃的进料流是消费后废料、工业后废料或两者。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述解聚催化剂包括至少一种沸石和至少一种固体无机助催化剂，其中所述沸石选自由以下组成的组：β沸石、socony mobil-5沸石(zsm-5)、y沸石或超稳定y沸石或者其组合，并且其中所述至少一种固体无机助催化剂是金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、硅酸盐、粘土或四价金属磷酸盐。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种固体无机助催化剂选自由以下组成的组：膨润土、ca(oh)2、mg(oh)2、ba(oh)2、sr(oh)2、cao、al2o3和zr(...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·纳吉，D·布丽塔，C·D·史密斯，D·A·希普斯，D·F·怀特，D·L·拉马奇，
申请(专利权)人：巴塞尔聚烯烃意大利有限公司，
类型：发明
国别省市：
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