本发明是关于一种用于废聚苯乙烯裂解的催化剂及其制备方法与应用,本发明催化剂主要用作废聚苯乙烯裂解。
背景技术:
1、高分子化学物质使用周期较短,例如用聚苯乙烯做包装材料时,其使用周期就较短,故废弃率很高。由于高分子本身难以降解,因此易造成环境污染。
2、cn1105351a公开了一种劣质重油废塑料裂解脱硫减粘生产轻质油气的方法,采用氧化锌、三氧化二铁和稀土金属氧化物为催化剂,反应器采用锚式搅拌器和可升降式出料装置的反应釜催化裂解废聚苯乙烯,苯乙烯的收率为35-60%。但是,传统的金属氧化物由于其孔径较小,较大的聚苯乙烯分子不易进入其内表面,多数在外表面反应,不仅影响其有效活性,而且使液体产物和苯乙烯单体选择性降低。因此,该发明中金属氧化物催化剂的有效活性较低,裂解苯乙烯收率小于60%。
3、cn1220662a公开以氧化钙为催化剂,与废聚苯乙烯混合,在预热器中加热到150-250℃,然后进入裂解反应器,在350-500℃,0.005-0.02mpa的压力下裂解,苯乙烯回收率达到70-85%。该发明中废聚苯乙烯和催化剂需要预加热,且在一定压力下裂解,工艺复杂,生产成本较高。
4、cn101891581a采用负载碱金属/或碱土金属的中孔分子筛mx/mcm-41为催化剂,在常压或减压或通入氮气条件下,在300-450℃下进行裂解反应,液体产物收率95%以上,液体产物中苯乙烯含量80%以上。该发明的中孔分子筛mx/mcm-41催化剂合成需要有机模板剂,过程复杂,成本较高。
5、cn1106371a采用特殊改性的y型分子筛和高纯度、高比表面积的氧化铝制备成废聚苯乙烯裂解催化剂,在320-390℃下进行裂解反应,苯乙烯收率为62-65%。该发明中孔分子筛mx/mcm-41催化剂的合成同样需要有机模板剂,过程复杂,成本较高。
6、因此,本领域尚需对用于废聚乙烯裂解的催化剂进行研究,以降低催化剂成本、提高催化剂活性。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种用于废聚苯乙烯裂解的催化剂及其制备方法与应用,以克服现有技术中用于废聚苯乙烯裂解的催化剂成本高、活性低等缺陷。
2、为了达到上述目的,本发明提供了一种用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,包括如下步骤:
3、步骤1,将fcc废催化剂粉磨,然后与焦磷酸钠、水混合,再与碳酸铵混合;
4、步骤2,将步骤1所得混合物与氯化钙溶液混合,干燥,制成微球;
5、步骤3,将所述微球焙烧,得到用于废聚苯乙烯裂解的催化剂。
6、本发明所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其中,所述fcc废催化剂经粉磨后的粒度小于10μm。
7、本发明所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其中,所述fcc废催化剂以干基质量计,所述焦磷酸钠与所述fcc废催化剂的质量比为0.01∶1~0.1∶1;所述水与所述fcc废催化剂的质量比为2∶1~3∶1。
8、本发明所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其中,所述fcc废催化剂以干基质量计,所述碳酸铵与所述fcc废催化剂的质量比为0.17∶1~0.26∶1。
9、本发明所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其中,所述氯化钙溶液以氯化钙的质量计,所述fcc废催化剂以干基质量计,所述氯化钙溶液与fcc废催化剂的质量比为0.1∶1~0.3∶1。
10、本发明所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其中,fcc废催化剂与焦磷酸钠、去离子水混合后,进行搅拌,搅拌时间为1-2小时。
11、本发明所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其中,步骤1所得混合物与氯化钙溶液混合后,进行搅拌,搅拌时间为1-2小时。
12、本发明所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其中,步骤2干燥方式为喷雾干燥;步骤3所述微球焙烧的温度为830-900℃,焙烧时间为1-3小时。
13、为了达到上述目的,本发明还提供了上述制备方法得到的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂。
14、本发明所述催化剂在废塑料裂解中的应用,其中,裂解条件为:裂解温度为330~380℃,压力为常压,催化剂与废聚苯乙烯的质量比例2wt%~15wt%。
15、本发明的有益效果:
16、本发明催化剂含有fcc废催化剂和金属氧化物,fcc废催化剂原有的孔结构和co2冲孔作用使催化剂具有较大的孔径和孔容,且金属氧化物分散在催化剂孔道表面,改善了催化剂的活性可接近性,提高了催化剂的有效活性和选择性。
17、本发明催化剂采用fcc废催化剂,不仅解决了fcc废催化剂的处理问题,而且实现了fcc废催化剂的再利用,且工艺简单,易于工业化。
1.一种用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其特征在于,所述fcc废催化剂经粉磨后的粒度小于10μm。
3.根据权利要求1所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其特征在于,所述fcc废催化剂以干基质量计,所述焦磷酸钠与所述fcc废催化剂的质量比为0.01∶1~0.1∶1,所述水与所述fcc废催化剂的质量比为2∶1~3∶1。
4.根据权利要求1所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其特征在于,所述fcc废催化剂以干基质量计,所述碳酸铵与所述fcc废催化剂的质量比为0.17∶1~0.26∶1。
5.根据权利要求1所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其特征在于,所述氯化钙溶液以氯化钙的质量计,所述fcc废催化剂以干基质量计,所述氯化钙溶液与fcc废催化剂的质量比为0.1∶1~0.3∶1。
6.根据权利要求1所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其特征在于,fcc废催化剂与焦磷酸钠、去离子水混合后,进行搅拌,搅拌时间为1-2小时。
7.根据权利要求1所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1所得混合物与氯化钙溶液混合后,进行搅拌,搅拌时间为1-2小时。
8.根据权利要求1所述的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂的制备方法,其特征在于,步骤2干燥方式为喷雾干燥;步骤3所述微球焙烧的温度为830-900℃,焙烧时间为1-3小时。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的用于废聚苯乙烯裂解的催化剂。
10.权利要求9所述催化剂在废塑料裂解中的应用,其特征在于,裂解条件为:裂解温度为330~380℃,压力为常压,催化剂与废聚苯乙烯的质量比例2wt%~15wt%。
