工艺设备和催化剂对LDPE热裂解产物的影响

1.工艺设备

图5-8是一套三段管式反应器的示意图，可用于热裂解—催化改质工艺。进料端采用螺杆进料器，实现连续密封进料。第一段温度控制在300～350℃，完成废旧聚烯烃的干燥和除氯；第二段温度控制在400～500℃，成为废旧聚烯烃裂解的主体反应段，反应器内设置活塞式刮渣器，解决管壁结焦问题；第三段温度控制在450～550℃，完成残渣的深度裂解。产出的裂解气通过旋风除尘器除尘后，进入催化改质塔进行催化改质，最终冷凝得到混合油品，燃气可用作在线燃料。通过自动化控制，调节进料速度、反应温度、停留时间、刮渣频率等，实现自动控制。

图5-8　三段管式反应器示意图

此反应器的优点有三点：一是适合多种混合的废旧聚烯烃，并能有效避免二次裂解；二是裂解规模能通过改变管径来调节；三是能适应不同杂质。

2.催化剂(www.xing528.com)

裂解产物通过在改质催化剂上的烷烃异构化、环化、烯烃芳构化等重整改质反应，可明显改善和提高废旧聚烯烃裂解所得汽油和柴油的产品质量。改质催化剂一般为具有适宜表面酸性和孔结构的金属离子负载型分子筛。

表5-6是改质催化剂（纳米级HZSM-5 和介孔Al-MCM-41）对LDPE 的热裂解产物的影响。随着热裂解温度在425～475℃区间内逐步升高，液体油收率均降低，而气体收率增加。各馏分中正构烷烃含量明显降低，而异构烷烃和芳烃含量增加。与Al-MCM-41 相比，由于纳米级HZSM-5 较小的孔径及更强的表面酸性，改质产物中气体产率和气体中的烯烃含量均明显提高，汽柴油馏分中异构烷烃含量较低而芳烃含量较高。例如，当热裂解温度由425℃升至475℃时，汽油中芳烃含量由8%升至11%；而经Al-MCM-41 改质的汽油中则含有大量的异构烷烃（450℃时最高可达21%）。

表5-6　改质催化剂对LDPE热裂解产物的影响