一種木塑復合材料催化裂解制備苯系液相產物的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物質能的利用領域。
【背景技術】
[0002]木塑復合材料(WPC)是一類以木質纖維材料為增強體或填料，以熱塑性聚合物(如聚烯烴PE、PP、PS等)為基體，并加有各類添加劑經過熔融復合(采用擠出、注塑、熱壓等工藝)加工成型的復合材料。兼具木材和塑料的優點，綜合性能突出，可采用木材加工剩余物(或秸桿)和廢舊塑料為原料生產，并可多次回收再加工，循環利用，是生態和經濟效益顯著的環境友好材料，在多個領域獲得廣泛應用。
[0003]快速熱解液化技術是生物質及廢舊塑料在缺氧條件下受熱分解，經迅速冷凝得到液體生物油的過程。木塑復合材料熱解后得到的生物油為復雜的混合物，包括生物質熱解產生的水、醛、酮、酸、酚、酯和塑料熱解產生的脂肪烴等物質。液化過程中能形成多種高附加值的化學品，包括多種難以通過常規手段進行合成的物質。然而，木塑復合材料常規熱解過程中的選擇性很差，產物復雜，生物油中絕大部分物質含量都很低，使得分離不僅技術困難，而且沒有很好的經濟效益。為了選擇性的獲得某些特定高附加值產物，必須優化熱解條件，或者引入適當的催化劑，定向控制生物質的熱解反應途徑，實現選擇性熱解液化，以提高目標產物的產率及其在生物油中的含量。
[0004]苯，甲苯，對二甲苯是重要的化工原料，經取代反應、加成反應、氧化反應等生成的一系列化合物，例如:苯乙烯，環己烷，苯酚，苯甲酸、甲苯二異氰酸脂、氯化甲苯、對苯二甲酸等。可以作為制取塑料、橡膠、纖維、染料、去污劑、殺蟲劑等的原料。此外，苯具有良好的溶解性能，可作為化工生產中的溶劑，甲苯作為提高辛烷值汽油的組分和多種用途的溶劑。目前苯，甲苯，對二甲苯主要是靠石油化工原料生產得到，以木塑復合材料選擇性的催化裂解技術直接制備這三種物質，目前還鮮有研究。
【發明內容】
[0005]本發明要解決現有制備苯系產物的方法對反應設備和反應條件要求高，反應周期長及生產成本高的技術問題，而提供一種木塑復合材料催化裂解制備苯系液相產物的方法。
[0006]一種木塑復合材料催化裂解制備苯系液相產物的方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0007]—、在無氧條件下，控制溫度為450°C?700°C，將木塑復合材料進行熱解，再氣固分離，得到高溫熱解氣；
[0008]二、將步驟一得到的高溫熱解氣通入裝有沸石分子篩的反應器中進行催化反應，再對熱解氣進行冷凝，得到苯系液相產物。
[0009]本發明的有益效果是:本發明木塑復合材料熱解氣直接經過沸石分子篩催化劑催化裂解，提供的方法工藝簡單，對反應設備和反應條件要求不高，且反應周期較短。另外，本發明以經過多次循環利用后的木塑復合材料廢棄物作為原料，使資源利用最大化，且提供了一種木塑復合材料廢棄物的處理方法，節約資源，保護環境。本發明原料價格便宜、生物質材料可再生，能顯著降低苯，甲苯，對二甲苯的生產成本。
[0010]本發明用于制備苯系液相產物。
【附圖說明】
[0011]圖1為實施例一得到苯系液相產物的氣相色譜圖；
[0012]圖2為實施例二得到苯系液相產物的氣相色譜圖；
[0013]圖3為實施例三得到苯系液相產物的氣相色譜圖；
[0014]圖4為實施例四得到苯系液相產物的氣相色譜圖。
【具體實施方式】
[0015]本發明技術方案不局限于以下所列舉的【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】之間的任意組合。
[0016]【具體實施方式】一:本實施方式一種木塑復合材料催化裂解制備苯系液相產物的方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0017]一、在無氧條件下，控制溫度為450°C?700°C，將木塑復合材料進行熱解，再氣固分離，得到高溫熱解氣；
[0018]二、將步驟一得到的高溫熱解氣通入裝有沸石分子篩的反應器中進行催化反應，再對熱解氣進行冷凝，得到苯系液相產物。
[0019]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一所述的木塑復合材料為木質纖維素和熱塑性聚合物的復合材料，其中，木質纖維素為木粉、秸桿或稻殼，熱塑性聚合物為PE、PP或PS。其它與【具體實施方式】一相同。
[0020]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】二不同的是:步驟一所述的木塑復合材料中木質纖維素和熱塑性聚合物的質量比為(50?70): (50?30)。其它與【具體實施方式】二相同。
[0021]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中熱解時的升溫速率為13?10 4°C /S。其它與【具體實施方式】一相同。
[0022]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中無氧條件為在惰性保護氣體條件。其它與【具體實施方式】一相同。
[0023]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中熱解時間為10?20s。其它與【具體實施方式】一相同。
[0024]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟二所述的沸石分子篩為HZSM-5、HUSY、HY或HBeta沸石分子篩，硅鋁比為5?260。其它與【具體實施方式】一相同。
[0025]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一木塑復合材料與步驟二沸石分子篩的質量比為(2?I): (I?3)。其它與【具體實施方式】一相同。
[0026]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟二中反應器為固定床反應器或鼓泡流化床反應器。其它與【具體實施方式】一相同。
[0027]【具體實施方式】十:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:高溫熱解氣在反應器內的體積空速為6000?1800(?'其它與【具體實施方式】一相同。
[0028]采用以下實施例驗證本發明的有益效果:
[0029]實施例一:
[0030]本實施例一種木塑復合材料催化裂解制備苯系液相產物的方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0031]一、在氮氣氣氛條件下，控制溫度為550°C，將木塑復合材料進行熱解，熱解時間為15s，再氣固分離，得到高溫熱解氣；
[0032]二、將步驟一得到的高溫熱解氣通入裝有HZSM_5(硅鋁比為50)沸石分子篩的固定床催化反應器中進行催化反應，控制高溫熱解氣在反應器內的體積空速為U