【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于解聚塑料原料的催化方法，并且涉及用于解聚的某些催化剂。更具体地，本专利技术涉及用于在基于具有特定组成的水泥的催化剂存在下解聚塑料原料的方法。
技术介绍
1、塑料是便宜且耐用的材料，其可以用于制造在广泛的应用中使用的各种产品，使得塑料的生产在过去几十年中显著增加。由于塑料生产中所涉及的聚合物的耐用性，越来越多的塑料填充填埋场并且占据全世界的自然栖息地，导致环境问题。甚至可降解和可生物降解的塑料也可以持续数十年，这取决于局部环境因素，如紫外光暴露水平、温度、合适微生物的存在和其他因素。
2、目前的塑料回收主要包括机械回收和化学回收。总体来说，机械回收是塑料新用途最常用的方法，并且通过该方法，塑料在不改变其化学结构的情况下被机械转换，因此它们可以用于生产新材料。典型的机械回收步骤包括收集塑料废弃物；将塑料废弃物分类成不同类型的塑料和颜色；通过压制或铣削塑料来包装塑料；洗涤和干燥该塑料；通过黏合、挤出和冷却塑料将塑料再加工成粒料；并且最后获得回收的原材料。这是用于聚烯烃如聚乙烯(pe)和聚丙烯(pp)的最广泛使用的技术。
3、另一方面，化学回收再加工塑料并且改变其结构，使得它们可以用作不同工业的原材料或用作制造新塑料产品的基本输入或原料。化学回收通常包括以下步骤：收集塑料，接着将塑料加热至使聚合物分解成小碎片的温度。该工艺，也称为解聚，是一种基本工艺，其中塑料废弃物材料在没有氧气的情况下通过热降解(裂化)转化成液体燃料。塑料废弃物通常首先在不锈钢室内在惰性吹扫气体如氮气下熔化。然后，该室将熔
4、将熔融塑料物质转化成气态流的步骤原则上可以仅通过热的作用(热解聚)进行。然而，已经证明在该阶段中催化剂的存在允许解聚在较低的温度下发生和并且更有效地进行。
5、为此，通常基于对原始聚合物或由基本上单一聚合物组成的精确预分类的回收塑料进行的解聚测试，已经提出了各种催化剂。在塑料废弃物热解中使用的最常用的催化剂包括流化催化裂化(fcc)、沸石和硅铝催化剂。尽管这些类型的催化剂在解聚测试中具有活性，但是它们受到塑料废弃物解聚过程中产生的有毒物质的影响，这些有毒物质降低了所述催化剂的催化作用和效率。
6、由于这些催化剂相对昂贵，因此使用必要量的催化剂以将工艺维持在所需效率水平将涉及高可操作性成本。另一方面，试图从丢弃的炭中回收和再生催化剂也将对工艺设置产生重大影响，从而增加操作成本。
7、in2020/21043932描述了一种用于塑料材料解聚的热催化工艺，该工艺使用选自砖粉、水泥、砂、飞灰砖粉或其任何组合的便宜催化剂进行。这些物质用于pe的解聚。具有接近波特兰(portland)型(催化剂b)组成的水泥导致性能处于中等水平，据称这是由于相对于最佳性能的水泥具有较高含量的al2o3(4.33％)。水泥和其他催化剂未在真实塑料废弃物混合物的解聚中进行测试。
8、令人惊奇地发现，如果使用在al2o3和fe2o3含量方面具有特定组成的水泥作为催化剂对真实塑料废弃物混合物进行解聚工艺，则该工艺显示出与使用具有不同组成的水泥作为催化剂的工艺相比改善的解聚活性和油生产效率。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的一个方面是一种用于解聚塑料的工艺，其包括以下步骤：
2、a)提供塑料废弃物原料；
3、b)将该塑料废弃物原料与催化剂混合以获得反应物混合物；以及
4、c)将反应物混合物加热至范围从280℃至600℃的温度以获得解聚产物；
5、所述工艺的特征在于，催化剂选自al2o3/fe2o3质量比等于或高于5.0的水泥。
6、优选地，相对于塑料废弃物原料和催化剂的总重量，所使用的催化剂的量的范围为从0.1重量％至20重量％，更优选0.1重量％至10重量％，并且特别是从0.1重量％至5重量％。
7、优选地，塑料废弃物原料包括重量比为85:15至15:85，更优选80:20至20:80的聚乙烯和聚丙烯的混合物。聚乙烯可以是高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)、线性低密度聚乙烯(lldpe)中的一种或多种。聚丙烯(pp)可以是丙烯均聚物或丙烯与较低量的乙烯和/或丁烯的共聚物。另外，原料可以包括其他聚烯烃如聚丁烯。在具体实施例中，原料还可以包括聚合物混合物，该聚合物混合物结合了其他材料如聚苯乙烯(ps)、乙基-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、乙基-乙烯醇共聚物(evoh)、聚氯乙烯(pvc)或其混合物。在优选的实施例中，原料由大于80重量％的聚乙烯和聚丙烯之间的混合物构成，其中聚丙烯占聚丙烯/聚乙烯混合物的大于50重量％。
8、当进行解聚工艺时，应注意不要将含氧气氛引入解聚系统。对潜在含氧气氛的阻隔可以用一系列手段获得，诸如氮气覆盖和连接到挤出机机筒的真空系统。
9、更具体地，可以通过料斗或两个或多个并行的料斗将塑料原料混合物装入解聚反应器的进料系统中，并且在料斗内部基本上消除存在于塑料废弃物材料气氛中的氧气。
10、塑料原料可以直接进料至解聚反应器中用于小规模测试。对于更大规模，优选通过挤出机进料至解聚反应器，该挤出机又进料有塑料原料。
11、优选地，使塑料废品达到基本上所有物质熔融的温度，并且然后注入到解聚反应器中。挤出机将切成小块的塑料废品接收到进料料斗中，在熔融段中输送该流并且通过混合能量和由机筒加热器供应的热量的组合作用加热聚合物。通常，熔融温度的范围为从250℃至350℃。
12、添加剂可以可选地掺入熔体中，目的在于降低塑料废品的腐蚀性或提高解聚效率。
13、在挤出的过程中，可以预见一个或多个脱气步骤以除去产物中存在的残余湿气。
14、在进料至反应器之前，可以过滤熔体流以除去塑料废弃物中存在的固体杂质。
15、可以应用任何挤出系统，如单螺旋挤出机、双螺旋挤出机、具有齿轮泵的双螺旋挤出机，或上述的组合。
16、塑料废弃物原料和催化剂的混合可以直接在解聚反应器中进行或预先在反应器外进行。当在解聚反应器中进行混合时，可以根据几种选择进料催化剂。优选用于小规模系统的最简单的一种是在氮气气氛下将固体催化剂直接倒入反应器中。根据另一选择，可以使用专用装置将粉末状催化剂以液体烃浆料或半固态糊剂的形式进料至反应器。
17、作为替代，混合可以在解聚反应器外进行。在这种情况下，几种选择也是可能的。根据它们中的一种，在均化器设备中将催化剂与塑料废品混合，并且然后将混合物造粒。然后可以将如此获得的粒料(其也可以含有其他添加剂)装入挤出机料斗，该挤出机料斗用于进料聚合反应器。也可以将塑料废品和催化剂分别装入料斗中。在这种情况下，可以在塑料废品熔融时在挤出机中进行混合，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于解聚塑料的工艺，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的工艺，其中相对于塑料废弃物原料和催化剂的总重量，催化剂的量的范围为从0.1重量％至20重量％，优选0.1重量％至10重量％，并且特别是从0.1重量％至5重量％。
3.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中所述塑料废弃物原料包括重量比为85:15至15:85，更优选80:20至20:80的聚乙烯和聚丙烯的混合物。
4.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中所述水泥的Al2O3/Fe2O3质量比高于8，更优选高于10。
5.根据权利要求4所述的工艺，其中所述Al2O3/Fe2O3质量比的范围为从15至25。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述水泥的CaO/SiO2质量比高于2.5，更优选高于3，并且特别是在4-8的范围内。
7.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中所述水泥的SO3/Fe2O3质量比等于或高于4，优选高于5，更优选高于6。
8.根据权利要求7所述的工艺，其中所述水泥的SO3/Fe2O3
9.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中基于水泥的总重量，所述水泥中Al2O3的量高于3重量％，更优选高于5重量％。
10.根据权利要求9所述的工艺，其中基于水泥的总重量，所述水泥中Al2O3的量的范围为从7重量％至35重量％。
11.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中基于水泥的总重量，所述水泥中SO3的量高于3重量％，更优选高于5重量％，并且特别是范围从8重量％至30重量％。
12.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中所述水泥基于硫铝酸盐熟料。
13.根据权利要求1所述的工艺，其中相对于最初进料的塑料废弃物原料的量，液体解聚产物的量高于60重量％。
14.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中基于液体解聚产物的总量，沸点为从203℃至434℃的级分的量以高于60重量％的量存在。
15.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中所述液体解聚产物的支化指数不超过1重量％。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于解聚塑料的工艺，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的工艺，其中相对于塑料废弃物原料和催化剂的总重量，催化剂的量的范围为从0.1重量％至20重量％，优选0.1重量％至10重量％，并且特别是从0.1重量％至5重量％。
3.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中所述塑料废弃物原料包括重量比为85:15至15:85，更优选80:20至20:80的聚乙烯和聚丙烯的混合物。
4.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中所述水泥的al2o3/fe2o3质量比高于8，更优选高于10。
5.根据权利要求4所述的工艺，其中所述al2o3/fe2o3质量比的范围为从15至25。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述水泥的cao/sio2质量比高于2.5，更优选高于3，并且特别是在4-8的范围内。
7.根据前述权利要求中一项或多项所述的工艺，其中所述水泥的so3/fe2o3质量比等于或高于4，优选高于5，更优选高于6。
8.根据权利要求7所述的工艺...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·布丽塔，S·圭多蒂，D·利果里，F·梅尼凯利，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。