专利名称：废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法及其应用。
背景技术：
如今社会，人们对能源的需求日益增加，生活生产所需能源逐渐增大。在不停 开发新资源的同时，将废塑料裂解粗油轻质化已经为能源再利用的有效途径。与此同 时，生活中产生的大量废弃塑料也成为亟待解决的环境问题。将废塑料裂解得到的裂解 粗油轻质化，既是降低环境污染，又是有效利用能源，变废为宝的一种有利途径。在现代社会中，废塑料油化技术已得到较好的发展。在一定程度上，缓解了白 色污染的问题。目前得到废塑料裂解油的方式主要有热裂解、催化裂解和热裂解_催化 改质等三种。此三种常用方法在处理单一废塑料，如废聚乙烯、废聚丙烯等，或已知成 分以及含量的两种或多种混合废塑料时，所获得的裂解粗油中重质组分较多，重油和柴 油含量分别达到30%和35%。液体产品中汽油馏分的含量不高，汽油辛烷值低，并且 柴油凝点高，十六烷值低，含蜡量高。而添加催化剂的裂解过程，虽然油品质量有所提 高，但与此同时，成本也随之增加。因此，多数由现有技术而得的废塑料裂解油常为裂 解粗油，油品品质较低，多用作柴油机的燃油等低档次产品。同时，所提及的废塑料裂解粗油，来自生活垃圾中废塑料裂解而得。虽然该裂 解粗油在轻质化过程中，一定程度上与原油渣油等重质油轻质化过程相似，但其成分复 杂，部分废聚乙烯塑料中的氯含量较高，如简单套用原油轻质化中使用的催化剂，易造 成出油品质低和催化剂容易结焦失活，对所使用的剩余催化剂难以进行回收等问题。此外，国内外现有的废塑料裂解粗油轻质化过程中工艺条件要求较多，如对裂 解粗油原料进行蒸馏分离等预处理，部分工艺还需要加氢加压等条件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法及其 应用。用本发明的催化剂解决了废塑料裂解粗油轻质化改质过程中气相产物含量大、轻 质油产率低的问题。为了达到上述目的，本发明提出废塑料裂解粗油轻质化改质方法的技术方案 是通过对裂解粗油轻质化改质工艺以及所用催化剂的改革创新，提供一种能够提高裂 解粗油轻质化改质的轻质油出油比率的、裂解可控性强、工艺操作简易灵活、质量好的 裂解粗油轻质化改质催化剂。废塑料裂解粗油轻质化改质工艺过程是封闭微型固定床反 应器中的催化连续反应。本发明提出的废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法，具体步骤如下 将100份沸石浸入114份浓度为4.4 wt% -32.7 wt%金属硝酸盐水溶液中，常温下浸
渍8-12小时，浸渍后将容器至于60-70°C水浴中使硝酸盐溶液水分彻底挥发完毕，之后 于105-115°C下干燥1.8-2.2小时，再在530_560°C下活化3.8-4.2小时，即制得金属氧化物含量为沸石重量的6.4 wt% - 44.5wt%的裂解粗油轻质化改质催化剂。本发明中，所述沸石是一种硅铝比为5.6的商品HY分子筛，或商用催化裂解催 化剂。本发明中，所述金属硝酸盐水溶液是硝酸镍溶液、硝酸镧溶液、硝酸铈溶液或 硝酸锆溶液中任一种。利用本发明方法制备得到的废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂在废塑料裂解粗 油轻质化改质工艺中的应用，具体方法为将该催化剂装入微型固定床反应器中，在 350-500°C、常压下，使废塑料裂解粗油发生轻质化改质反应，燃油的总出油率可达70% 以上。本发明的催化剂具有如下优点和效果
1.由于本发明催化剂由硅铝比为5.6的HY —种沸石以及负载其上的一种金属氧 化铈、氧化镧、氧化锆或氧化镍，或其中二种组成，因此能使废塑料裂解粗油轻质化改 质效率高，导致轻质化转化成液体燃料油同时提高燃油中轻油馏分的比率，且油品质量 好，轻油比率高。2.本发明的裂化催化剂具有多功能性，且催化剂本身成分无毒害，除能催化裂 化和轻质化改质反应外，同时起到异构化重整改质作用，将废塑料裂解粗油转化成液体 燃料油外，同时起到提高燃油收率与品质的作用。3.本发明的改质催化剂具有对各种废塑料裂解粗油原料适应性好，运行费用低 的特点，催化剂反应寿命长。4.本发明的催化剂生产工艺简单，条件温和，无污染清洁环保，原料易得，成 本低廉。
具体实施例方式下面通过实施例进一步说明本发明。实施例1
废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法将100份HY沸石浸入114份浓度为 4.4 wt%硝酸镍水溶液中，常温下浸渍一昼夜，浸渍后将容器至于65 °C水浴中使硝酸盐 溶液水分彻底挥发完毕，之后于110 °C下干燥2小时，再在550 °C下活化4小时，即制得 本发明的改质催化剂。经测定氧化镍含量为6.4 wt%。将上述方法得到的改质催化剂应用于微型固定床的废塑料裂解粗油轻质化连续 生产工艺预先将甲苯作为溶剂与裂解粗油混合，搅拌使得裂解粗油溶解完全，然后过 滤除去不溶的固体杂质，通过微型计量泵进入微型固定床反应器，进料流速为8g · h—1。 在反应器上段，使反应原料得到预热。并在反应温度为450 °C、常压、催化剂反应空速 为2.671Γ1的条件下，裂解粗油与改质催化剂接触，使裂解粗油发生轻质化反应。所得汽 柴油馏分相对于粗油收率为76.5%。实施例2
废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法将100份HY沸石浸入114份浓度为 13.4 wt%硝酸镍水溶液中，常温下浸渍一昼夜，浸渍后将容器至于65 °C水浴中使硝酸盐 溶液水分彻底挥发完毕，之后于110 °C下干燥2小时，再在550 °C下活化4小时，即制得本发明的改质催化剂。经测定氧化镍含量为19.1 wt%。将上述方法得到的改质催化剂应用于微型固定床的裂解粗油轻质化连续生产工 艺预先将甲苯作为溶剂与裂解粗油混合，搅拌使得裂解粗油溶解完全，然后过滤除去 不溶的固体杂质，通过微型计量泵进入微型固定床反应器，进料流速为8g · h—1。在反 应器上段，使反应原料得到预热。并在反应温度为450 °C、常压、催化剂反应空速为 2.671Γ1的条件下，裂解粗油与改质催化剂接触，使裂解粗油发生轻质化反应。所得汽柴 油馏分相对于粗油收率为89.8%。实施例3
废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法将100份HY沸石浸入114份浓度为 13.4 wt%硝酸镍水溶液中，常温下浸渍一昼夜，浸渍后将容器至于65 °C水浴中使硝酸盐 溶液水分彻底挥发完毕，之后于110 °C下干燥2小时，再在550 °C下活化4小时，即制得 本发明的改质催化剂。经测定氧化镍含量为19.1 wt%。将上述方法得到的改质催化剂应用于微型固定床的裂解粗油轻质化连续生产工 艺预先将甲苯作为溶剂与裂解粗油混合，搅拌使得裂解粗油溶解完全，然后过滤除去 不溶的固体杂质，通过微型计量泵进入微型固定床反应器，进料流速为8g · h—1。在反 应器上段，使反应原料得到预热。并在反应温度为400 °C、常压、催化剂反应空速为 2.671Γ1的条件下，裂解粗油与改质催化剂接触，使裂解粗油发生轻质化反应。所得汽柴 油馏分相对于粗油收率为76.2%。实施例4
废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法将100份HY沸石浸入114份浓度为 20.6 wt%硝酸镧水溶液中，常温下浸渍一昼夜，浸渍后将容器至于65 °C水浴中使硝酸盐 溶液水分彻底挥发完毕，之后于110 °C下干燥2小时，再在550 °C下活化4小时，即制得 本发明的改质催化剂。经测定氧化镧含量为7.8 wt%。将上述方法得到的改质催化剂应用于微型固定床的裂解粗油轻质化连续生产工 艺预先将甲苯作为溶剂与裂解粗油混合，搅拌使得裂解粗油溶解完全，然后过滤除去 不溶的固体杂质，通过微型计量泵进入微型固定床反应器，进料流速为8g · h—1。在反 应器上段，使反应原料得到预热。并在反应温度为450 °C、常压、催化剂反应空速为 2.671Γ1的条件下，裂解粗油与改质催化剂接触，使裂解粗油发生轻质化反应。所得汽柴 油馏分相对于粗油收率为58.8%。实施例5
废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法将100份HY沸石浸入114份浓度为 17.0wt%金属硝酸铈水溶液中，常温下浸渍一昼夜，浸渍后将容器至于65 °C水浴中使硝 酸盐溶液水分彻底挥发完毕，之后于110 °C下干燥2小时，再在550 °C下活化4小时，即 制得本发明的改质催化剂。经测定氧化铈含量为39.0wt%。将上述方法得到的改质催化剂应用于微型固定床的裂解粗油轻质化连续生产工 艺预先将甲苯作为溶剂与裂解粗油混合，搅拌使得裂解粗油溶解完全，然后过滤除去 不溶的固体杂质，通过微型计量泵进入微型固定床反应器，进料流速为8g · h—1。在反 应器上段，使反应原料得到预热。并在反应温度为450 °C、常压、催化剂反应空速为 2.671Γ1的条件下，裂解粗油与改质催化剂接触，使裂解粗油发生轻质化反应。所得汽柴油馏分相对于粗油收率为70.1%。
权利要求
1.一种废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下 将100份沸石浸入114份浓度为4.4 wt% -32.7 wt%金属硝酸盐水溶液中，常温下浸渍 8-12小时，浸渍后将容器至于60-70°C水浴中使硝酸盐溶液水分彻底挥发完毕，之后于 105-115°C下干燥1.8-2.2小时，再在530_560°C下活化3.8-4.2小时，即制得金属氧化物含 量为沸石重量的6.4 wt% - 44.5wt%的裂解粗油轻质化改质催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述沸石是一种硅铝比为5.6的商品 HY分子筛，或商用催化裂解催化剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述金属硝酸盐水溶液是硝酸镍溶 液、硝酸镧溶液、硝酸铈溶液或硝酸锆溶液中任一种。
4.一种如权利要求1所述制备方法得到的废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂在废塑 料裂解粗油轻质化改质工艺中的应用，具体方法为将该催化剂装入微型固定床反应器 中，在350 - 500°C、常压下，使废塑料废裂解粗油发生轻质化改质反应。
全文摘要
本发明涉及一种废塑料裂解粗油轻质化改质催化剂的制备方法及其应用。具体步骤为将100份沸石浸入114份浓度为4.4wt%-32.7wt%金属硝酸盐水溶液中，常温下浸渍8-12小时，浸渍后将容器至于60-70℃水浴中使硝酸盐溶液水分彻底挥发完毕，之后于105-115℃下干燥1.8-2.2小时，再在530-560℃下活化3.8-4.2小时，即制得金属氧化物含量为沸石重量的6.4wt%-44.5wt%的裂解粗油轻质化改质催化剂。将该催化剂装入微型固定床反应器中，在350-500℃、常压下，使废塑料裂解粗油发生轻质化改质反应，改质后轻质油的收率可达70%。本发明仪器简单，操作方便，运行费用低，且无需预处理，适用于各种垃圾废塑料裂解粗油轻质化改质。
文档编号C10G11/05GK102008973SQ20101055703
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者何飗, 吴倩, 朱志荣 申请人:同济大学