專利名稱：廢塑料熱裂解制取柴油的設(shè)備和工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用廢塑料為原料，生產(chǎn)柴油，并副產(chǎn)石腦油等產(chǎn)品的工藝方法及所需的設(shè)備。主要應(yīng)用于廢塑料的環(huán)?；厥?，并提供燃料油品。
背景技術(shù)：
廢塑料裂解制備燃料的技術(shù)是對(duì)固體廢棄物中塑料廢棄物進(jìn)行回收，并循環(huán)利用的一種方法，這種技術(shù)的原理早已經(jīng)被證實(shí)是可行的，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的運(yùn)行已得到大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在世界各國(guó)，都有相關(guān)的技術(shù)報(bào)道，有關(guān)專利已經(jīng)很多。但現(xiàn)有的廢塑料裂解制備油品工業(yè)化應(yīng)用，主要采用外部明火直接熱裂解反應(yīng)釜的反應(yīng)方式，這種加熱方式存在傳熱速度慢，裂解不完全等問(wèn)題。如果單純提高加熱溫度，則會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱，易結(jié)焦等等，普遍存在著連續(xù)生產(chǎn)性不好，熱裂解設(shè)備容易結(jié)焦，產(chǎn)出油品質(zhì)量低下，存在二次污染等問(wèn)題。正是這些問(wèn)題的存在，制約了這種技術(shù)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢塑料熱裂解制取柴油的設(shè)備和工藝方法，以保證裝置運(yùn)行的連續(xù)性，降低設(shè)備結(jié)焦速度，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，提高油品的質(zhì)量，防止產(chǎn)生二次污染。
本發(fā)明提供了一種熱裂解反應(yīng)釜，包括釜體，在釜體上部左右兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)料口及出料口，另外在加熱釜內(nèi)部及外部同時(shí)設(shè)有遠(yuǎn)紅外加熱器，在加熱釜中央設(shè)置有攪拌器。上述熱裂解反應(yīng)釜，其中還包括有螺旋進(jìn)料系統(tǒng)，在該進(jìn)料系統(tǒng)外部帶有加熱套，因此，在進(jìn)料前可將原料預(yù)熱。
反應(yīng)釜外部采用遠(yuǎn)紅外加熱套加熱，內(nèi)部呈環(huán)行均勻分布2到3排遠(yuǎn)紅外加熱棒，攪拌槳葉分布在加熱棒間隙中。
另外，在反應(yīng)釜下部還安裝有排渣系統(tǒng)，排渣系統(tǒng)由三個(gè)截止閥和兩段排渣管組成，在反應(yīng)釜下部中央有排渣口，通過(guò)三道閥門(mén)的間隔開(kāi)啟和關(guān)閉，將高溫反應(yīng)后的殘?jiān)踩呐懦觥?br> 同時(shí)本發(fā)明提供了一種廢塑料熱裂解制取柴油的方法，包括以下步驟1.廢塑料預(yù)處理；去除大量混雜的沙土、石塊及金屬等不能反應(yīng)的雜質(zhì)；2.經(jīng)步驟1處理后的廢塑料經(jīng)螺旋進(jìn)料系統(tǒng)加熱到150℃到220℃后，進(jìn)入熱裂解反應(yīng)釜，在反應(yīng)釜中加熱到360℃到450℃，在釜內(nèi)進(jìn)行非催化條件下熱裂解反應(yīng)。同時(shí)不能裂解的雜質(zhì)，及時(shí)排出反應(yīng)釜；3.步驟2的反應(yīng)產(chǎn)物混合油進(jìn)入到分離精制系統(tǒng)進(jìn)行分離和精制。
在上述步驟2中優(yōu)選處理后的廢塑料在進(jìn)入熱裂解反應(yīng)釜前，先進(jìn)行預(yù)加熱，優(yōu)選采用螺旋進(jìn)料方式，以使原料受熱均勻，減少局部結(jié)焦。具體而言，優(yōu)選采用帶加熱套的螺旋進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)料。
上述步驟2中裂解生成的粗制混合油，經(jīng)冷凝后油氣分離，裂解氣作為精制反應(yīng)加熱燃料，混合油混和氫氣后，通過(guò)管式加氫反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)加氫精制，氣液分離及分餾等步驟，得到合格的柴油和石腦油；分離出的氫氣循環(huán)使用，瓦斯氣作為燃料供加熱使用。整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物是煙氣和少量含油污水，煙氣由瓦斯充分燃燒產(chǎn)生，通過(guò)余熱回收后，低溫?zé)煔饪梢灾苯优欧牛缓臀鬯?jīng)油水分離裝置分離后，油送入排渣系統(tǒng)制成粗燃料油，水返回系統(tǒng)循環(huán)利用；利用上述方法，達(dá)到無(wú)二次污染的目的。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的，涉及到的技術(shù)方案通過(guò)帶加熱套的螺旋進(jìn)料系統(tǒng)，將一定溫度下熔融的廢塑料，加入到采用內(nèi)外復(fù)合式遠(yuǎn)紅外加熱系統(tǒng)的熱裂解反應(yīng)釜中，利用遠(yuǎn)紅外對(duì)塑料的加熱能力，通過(guò)合理分布的加熱設(shè)備和特殊攪拌設(shè)備的共同作用下，達(dá)到較高的傳熱效率，降低加熱強(qiáng)度，從而降低廢塑料與加熱器接觸面的溫度，減少接觸面上因高溫裂解產(chǎn)生的結(jié)焦，并通過(guò)排渣系統(tǒng)，將裂解產(chǎn)生的碳粉及原料中帶入的不能裂解的雜質(zhì)，及時(shí)排出反應(yīng)釜，減少焦渣聚集的幾率，并將排出物中無(wú)機(jī)雜質(zhì)濾出，剩余有機(jī)物制成可供燃燒的粗燃料油；通過(guò)以上方式，達(dá)到不降低反應(yīng)速度的同時(shí)，延緩結(jié)焦的目的。裂解生成的粗制混合油，經(jīng)冷凝后油氣分離，裂解氣作為精制反應(yīng)加熱燃料，混合油混和氫氣后，加熱到一定溫度，在一定壓力下，通過(guò)管式加氫反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)加氫精制，氣液分離及分餾等步驟，得到合格的柴油和石腦油；分離出的氫氣循環(huán)使用，瓦斯氣作為燃料供加熱使用。整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物是煙氣和少量含油污水，煙氣由瓦斯充分燃燒產(chǎn)生，通過(guò)余熱回收后，低溫?zé)煔饪梢灾苯优欧?；含油污水?jīng)油水分離裝置分離后，油送入排渣系統(tǒng)制成粗燃料油，水返回系統(tǒng)循環(huán)利用；利用上述方法，達(dá)到無(wú)二次污染的目的。
本發(fā)明的有益效果是，在廢塑料熱裂解生產(chǎn)油品的實(shí)驗(yàn)原理基礎(chǔ)上，提出了較完善的工業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程及相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工業(yè)裝置連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)反應(yīng)，連續(xù)排渣的連續(xù)性生產(chǎn)，得到柴油產(chǎn)品，并副產(chǎn)石腦油、粗燃料油；利用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方式，杜絕了二次污染的產(chǎn)生，真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)?；厥账芰蠌U棄物，生產(chǎn)合格油品的目的。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1內(nèi)外復(fù)合遠(yuǎn)紅外線熱裂解反應(yīng)釜；圖2廢塑料熱裂解制取柴油工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更進(jìn)一步的描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。
如圖1所示內(nèi)外復(fù)合遠(yuǎn)紅外線熱裂解反應(yīng)釜，主要由反應(yīng)釜?dú)んw3攪拌器4以及遠(yuǎn)紅外加熱套5和遠(yuǎn)紅外加熱棒7組成。反應(yīng)釜上部開(kāi)有進(jìn)料口2和出料口9，下部中央有排渣口8。遠(yuǎn)紅外加熱棒7呈環(huán)行分布，攪拌槳葉分布在加熱棒間隙中。通過(guò)外壁遠(yuǎn)紅外加熱套5及遠(yuǎn)紅外加熱棒7的加熱，攪拌器4通過(guò)其攪拌器槳葉6，在攪拌電機(jī)1的帶動(dòng)下，對(duì)物料進(jìn)行攪拌，使物料達(dá)到360℃到450℃，進(jìn)行熔融裂解反應(yīng)，生成的輕質(zhì)油經(jīng)物料出口9蒸出，反應(yīng)剩余殘?jiān)?jīng)排渣口8排除。
如圖2所示廢塑料經(jīng)過(guò)破碎，去除金屬雜質(zhì)，清洗干燥等預(yù)處理后，輸送到料倉(cāng)11，作為原料儲(chǔ)備，料倉(cāng)11中的廢塑料通過(guò)風(fēng)力輸送系統(tǒng)12輸送到進(jìn)料斗13中，帶加熱設(shè)備的螺旋進(jìn)料器14將進(jìn)料斗13中的廢塑料，邊熔融邊加入到熱裂解反應(yīng)釜15中，熔融態(tài)的廢塑料進(jìn)入反應(yīng)釜后，在均勻分布在反應(yīng)釜外壁遠(yuǎn)紅外加熱套和內(nèi)部遠(yuǎn)紅外加熱棒的加熱下，達(dá)到360℃至450℃的裂解反應(yīng)溫度，高分子聚合物裂解為較低分子量的瓦斯氣、混合油及重質(zhì)油，并產(chǎn)生部分焦碳。由于塑料對(duì)熱的傳導(dǎo)性很差，要保證原料能及時(shí)融化、裂解，可以通過(guò)提高加熱溫度方法解決，但簡(jiǎn)單提高加熱溫度，容易造成加熱器表面溫度局部過(guò)高，大量積碳，進(jìn)而降低傳熱效率，減弱加熱效果。為此反應(yīng)釜通過(guò)外壁和內(nèi)部加熱器的合理分布和攪拌器的合理布局，降低加熱器單位面積上的加熱強(qiáng)度，達(dá)到在較低的加熱溫度下，滿足反應(yīng)所需的熱量供應(yīng)，同時(shí)降低加熱器表面的結(jié)焦速度。反應(yīng)生成的焦碳，以及原料中帶入的不能反應(yīng)的雜質(zhì)，由反應(yīng)釜底部排出，將排出的混合有焦碳和雜質(zhì)的重油與冷卻得到的混合油混合，過(guò)濾掉雜質(zhì)后，得到粗燃料油，作為副產(chǎn)品送出裝置。
反應(yīng)生成的油氣，經(jīng)分餾塔16的分餾后，從塔頂抽出250℃至350℃混合油氣，這部分油氣經(jīng)換熱器和水冷卻系統(tǒng)冷卻后，在油氣分離罐中分離成瓦斯氣和混合油。瓦斯氣送至瓦斯罐收集后，作為加熱爐的燃料?；旌嫌徒?jīng)加氫精制得精制混合油。精制過(guò)程為混合油經(jīng)進(jìn)料泵加壓后，與氫氣混合后，經(jīng)換熱器換熱，再經(jīng)過(guò)加熱爐的加熱，達(dá)到精制進(jìn)料的溫度要求，油氣和氫氣的混合物進(jìn)入管式加氫精制反應(yīng)器，在催化劑的作用下，發(fā)生烯烴飽和等精制反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物，經(jīng)換熱器及冷卻系統(tǒng)的冷卻，在高分罐中分離出未反應(yīng)的氫氣，在低分罐中，瓦斯氣和精制混合油分離，氫氣去氫氣循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用，瓦斯氣去瓦斯罐，作為加熱爐燃料。
精制混合油經(jīng)分餾進(jìn)料泵輸送，經(jīng)換熱器換熱，加熱爐加熱到220℃到260℃，油氣進(jìn)入分餾塔，分離出的石腦油組分從塔頂抽出，經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻后，得到成品石腦油，在石腦油中間罐暫時(shí)儲(chǔ)存后，送出裝置；塔底油經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻后，得到柴油，在柴油中間罐暫時(shí)儲(chǔ)存后，送出裝置。
輔助系統(tǒng)包括氫氣循環(huán)系統(tǒng)、氫氣發(fā)生系統(tǒng)及水系統(tǒng)和工業(yè)風(fēng)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種熱裂解反應(yīng)釜，包括釜體，在釜體上部左右兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)料口及出料口，其特征在于在加熱釜內(nèi)部及外部同時(shí)設(shè)有遠(yuǎn)紅外加熱器，在加熱釜中央設(shè)置有攪拌器。
2.按照權(quán)利要求1所述的熱裂解反應(yīng)釜，其特征在于其中包括有螺旋進(jìn)料系統(tǒng)，在該進(jìn)料系統(tǒng)外部帶有加熱套。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的熱裂解反應(yīng)釜，其特征在于反應(yīng)釜外部遠(yuǎn)紅外加熱器采用遠(yuǎn)紅外加熱套加熱，內(nèi)部遠(yuǎn)紅外加熱器呈環(huán)行均勻分布2到3排遠(yuǎn)紅外加熱棒。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的熱裂解反應(yīng)釜，其特征在于在熱裂解反應(yīng)釜下部安裝有排渣系統(tǒng)，排渣系統(tǒng)由三個(gè)截止閥和兩段排渣管組成，在反應(yīng)釜下部中央有排渣口，通過(guò)三道閥門(mén)的間隔開(kāi)啟和關(guān)閉，將高溫反應(yīng)后的殘?jiān)踩呐懦觥?br> 5.一種廢塑料熱裂解制取柴油的方法，其特征在于包括以下步驟(1)廢塑料預(yù)處理；去除大量混雜的沙土、石塊及金屬等不能反應(yīng)的雜質(zhì)；(2)經(jīng)步驟(1)處理后的廢塑料進(jìn)入熱裂解反應(yīng)釜，在反應(yīng)釜中加熱到360℃到450℃，在釜內(nèi)進(jìn)行非催化條件下熱裂解反應(yīng)，同時(shí)不能裂解的雜質(zhì)，及時(shí)排出反應(yīng)釜；(3)步驟(2)的反應(yīng)產(chǎn)物混合油進(jìn)入到分離精制系統(tǒng)進(jìn)行分離和精制。
6.按照權(quán)利要求5所述的廢塑料熱裂解制取柴油的方法，其特征在于在上述步驟(2)中處理后的廢塑料在進(jìn)入熱裂解反應(yīng)釜前，先預(yù)加熱到150℃到220℃。
7.按照權(quán)利要求5所述的廢塑料熱裂解制取柴油的方法，其特征在于所說(shuō)熱裂解反應(yīng)釜預(yù)采用帶加熱套的螺旋進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)料。
8.按照權(quán)利要求5所述的廢塑料熱裂解制取柴油的方法，其特征在于上述步驟(2)中熱裂解反應(yīng)所生成的產(chǎn)物為粗制混合油，經(jīng)冷凝后油氣分離，裂解氣作為精制反應(yīng)加熱燃料，混合油混和氫氣后，通過(guò)管式加氫反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)加氫精制，氣液分離及分餾，得到合格的柴油和石腦油。
9.按照權(quán)利要求8所述的廢塑料熱裂解制取柴油的方法，其特征在于加氫精制，氣液分離及分餾所分離出的氫氣循環(huán)使用，瓦斯氣作為燃料供加熱使用。
10.按照權(quán)利要求5所述的廢塑料熱裂解制取柴油的方法，其特征在于整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物是煙氣和少量含油污水，煙氣由瓦斯充分燃燒產(chǎn)生，通過(guò)余熱回收后，低溫?zé)煔饪梢灾苯优欧?；含油污水?jīng)油水分離裝置分離后，油送入排渣系統(tǒng)制成粗燃料油，水返回系統(tǒng)循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢塑料熱裂解制取柴油的方法及其設(shè)備，通過(guò)帶加熱套的螺旋進(jìn)料系統(tǒng)，將熔融廢塑料加入到采用內(nèi)外復(fù)合式遠(yuǎn)紅外加熱系統(tǒng)的熱裂解反應(yīng)釜中，利用遠(yuǎn)紅外的加熱能力，通過(guò)加熱設(shè)備和攪拌設(shè)備的共同作用，達(dá)到較高的傳熱效率，降低加熱強(qiáng)度，從而降低廢塑料與加熱器接觸面的溫度，減少接觸面上因高溫裂解產(chǎn)生的結(jié)焦，并通過(guò)排渣系統(tǒng)，將裂解產(chǎn)生的碳粉及原料中帶入的不能裂解的雜質(zhì)，及時(shí)排出反應(yīng)釜，減少焦渣聚集的幾率，并將排出物中無(wú)機(jī)雜質(zhì)濾出，剩余有機(jī)物制成可供燃燒的粗燃料油；通過(guò)以上方式，達(dá)到不降低反應(yīng)速度的同時(shí)，延緩結(jié)焦的目的。
文檔編號(hào)C08J11/12GK1923957SQ20051009379
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者歐陽(yáng)霆, 馬慶 申請(qǐng)人:歐陽(yáng)霆, 馬慶