废旧塑料高温炼塑料油工艺：高温裂解
废旧塑料高温炼塑料油工艺：高温裂解
（面向 3–50 t/d 产业化装置）
（面向 3–50 t/d 产业化装置）
一、工艺流程（连续式/间歇式通用）
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预处理
• 分拣：去除 PVC（含氯）、PET（含氧）及金属、砂石；PVC＞3 % 时需增加脱氯段。
• 破碎：≤50 mm 片状，利于传热和快速熔融。
• 干燥：含水率＜5 %，80–110 ℃热风或余热烘干。 -
进料与密封
• 连续式：液压无轴螺旋强制进料 + 两级气锁阀，保证炉内微负压（–100 Pa）。
• 间歇式：人工投料后快开炉门 + 石墨盘根密封。 -
热裂解
• 升温 350–450 ℃：PE、PP 软化熔融 → 初级裂解。
• 恒温 450–520 ℃：C-C 键断裂，生成 C₅–C₂₃ 烃类（柴油馏分），此段停留 30–60 min。
• 终温 520–550 ℃：重质油二次裂化，提高轻质油收率；>550 ℃ 烯烃聚合结焦加剧。 -
产物分离
• 油气 → 一级重质油冷凝器（80–120 ℃）→ 二级轻质油冷凝器（30–50 ℃）→ 储罐。
• 不凝气（C₁–C₄）→ 水封罐 → 阻火器 → 回炉燃烧，可替代 30–50 % 外供燃料。
• 固体：炭黑 + 无机填料，经水冷螺旋排出，含水率 <3 %。 -
精制（可选）
• 催化改质塔：ZSM-5 或 Y 型分子筛，280–320 ℃，降低烯烃、提高十六烷值 5–8 个单位。
• 白土吸附脱色：3 % 活性白土，90 ℃，搅拌 30 min。
二、温度制度（按塑料种类）
| 塑料 | 最佳裂解温度 (℃) | 液体收率 (%) | 备注 |
|---|---|---|---|
| PE | 450–480 | 80–90 | 蜡质低，柴油比例高 |
| PP | 460–500 | 75–85 | 含少量丙烯单体 |
| PS | 480–520 | 70–80 | 苯乙烯单体占 50 % 以上 |
| 混合塑料 | 470–510 | 70–75 | 需先脱氯、脱氧 |
三、典型设备构成
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主反应器
• 卧式回转窑：φ2.2 m×8 m（间歇 10 t/炉）或 φ2.8 m×12 m（连续 30 t/d）。
• 材质：Q345R + 310S 不锈钢内衬，耐高温 850 ℃，抗剥离。
• 驱动：变频电机 15 kW + 齿轮圈，转速 0.3–1.5 rpm 可调。 -
供热系统
• 燃烧室：两台 250 万 kcal/h 低氮燃烧器，燃料可用天然气、柴油或自产裂解油。
• 热烟气 800–1000 ℃ 经夹套间接加热，回转窑外壁温度 <450 ℃，防止局部过热结焦。 -
冷凝系统
• 列管冷凝器 + 喷雾冷凝塔：冷却水循环量 60 m³/h，进水 32 ℃，回水 45 ℃。
• 三级冷却设计，确保油分回收率 ≥95 %。 -
进/出料系统
• 连续式：液压推料机 + 双级星形气锁阀，实现 24 h 无人值守。
• 出渣：水冷螺旋输送机，出口温度 <60 ℃，避免扬尘。 -
仪表与自控
• 炉膛、烟气、油气三路热电偶监测；±10 ℃ 闭环控温。
• PLC + 触摸屏，一键启停，异常自动报警并切断燃料。
四、尾气（烟气）处理系统
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烟气净化路线
• 初级：重力沉降 + 旋风除尘（>10 μm 颗粒）。
• 二级：喷淋洗涤塔（NaOH 5 %）脱除 SO₂、HCl，pH 在线监控 9–10。
• 三级：湿式静电除尘器，颗粒排放 ≤30 mg/Nm³，林格曼黑度 ≤1 级。
• 四级：活性炭吸附塔，去除 VOCs、二噁英，确保非甲烷总烃 ≤80 mg/Nm³。 -
不凝气安全利用
• 回炉前经水封 + 阻火器，防止回火。
• 富余不凝气可接入储气柜，用于厂内蒸汽锅炉。 -
噪声与异味
• 风机加隔音罩，厂界噪声 ≤65 dB(A)。
• 冷凝器、洗涤塔密闭运行，厂界臭气浓度 ≤20（无量纲）。
五、主要技术经济指标（以 30 t/d 连续式为例）
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 投资 | 280–320 万元 | 含土建、安装 |
| 年处理量 | 9000 t | 300 d 运行 |
| 柴油收率 | 75 % | 6750 t/年 |
| 炭黑收率 | 15 % | 1350 t/年 |
| 不凝气 | 8 % | 720 t/年，全部回用 |
| 单位能耗 | 80 kWh + 10 Nm³天然气/t | 含电、燃料 |
| 单位水耗 | 0.6 m³/t | 循环水 |
| 排放指标 | SO₂≤35 mg/Nm³，NOx≤100 mg/Nm³ | 满足国标 |
“先低温脱水脱氯 → 450–520 ℃回转窑裂解 → 三级冷凝收油 → 尾气碱洗+湿电+活性炭”，是目前最成熟、投资强度适中的废塑料炼塑料油产业化路线，单套 30 t/d 装置 1 年即可收回全部投资，但必须取得危废经营许可（HW08 或 HW49），并同步建设完备的尾气净化系统。
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