一种PE塑料低温氧化裂解回收的方法

本发明属于塑料回收利用技术领域，公开了一种PE塑料低温氧化裂解回收的方法，其包括如下步骤：S1：将PE塑料和催化剂分散到水中，得到催化剂和PE塑料混合后的分散液；S2：将上述分散液转移到高压反应釜中，在设定的空气压力和设定的温度下进行催化反应，反应到设定的时间，使分散到水中的PE一步转化为低分子量的脂肪羧酸；S3：上述反应结束后，进行后处理，收集裂解产物。本发明条件温和，高价值油品产物收率高，适用于不同分子量不同密度的聚乙烯产品。本发明解决了PE塑料难以裂解回收的问题，并且解决了不同来源不同分子量PE塑料混合裂解回收问题。

>> 技术背景

鉴于PE塑料化学稳定性强，回收困难，规模庞大，近年来对于PE塑料裂解的化学回收方法得到越来越多的关注和研究。2020年Scott等人报道 了以Pt/γ-Al2O3为催化剂在280℃条件下催化PE(Mw,3.52×103g/mol)24 h，得到了芳构化的长链烷烃化合物(～C30)(Science 2020,370,437-441)。

2022年Liang Wang等人报道了聚乙烯低温转化为烯烃的反应。通过合理设计的ZSM-5沸石纳米片与PE原料在280℃流动氢气为载气下反应，得到轻烃(C1-C7)，产率为74.6％(J.Am.Chem.Soc.2022,144,31,14269-4277)。近年来，PE塑料高价值回收利用的研究已经初现成效，主要集中在氢解、直接热解方法上。但是，氢解、直接热解方法反应温度较高，往往≥200℃，能耗较高。所以鉴于PE塑料固有的化学稳定性和庞大规模，依然需要寻找更加经济、条件更温和的新方法。

因此，本发明提出一种新方法，能够在更低的温度下将聚乙烯塑料裂解为低分子量高价值的化学品，为实现聚乙烯经济上循环回收提供有效的策略。

>> 发明内容

本发明的目的是提供一种PE塑料低温氧化裂解回收的方法，通过组分、 配比及工艺条件的综合改进、协同工作，以解决PE塑料回收困难的问题。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的低温氧化裂解回收的方法，通过组分、配比及工艺条件的综合改进、协同工作，能够在更低的温度下将聚乙烯塑料裂解为低分子量高价值的化学品，解决了PE塑料回收困难的问题，为实现聚乙烯经济上循环回收提供有效的策略。

2、本发明利用Ru/TiO2为催化剂，水为分散剂，在160℃，1.5MPa的空气压力下进行，将PE直接转化为低分子量的脂肪酸，条件温和，步骤简洁高效。

3、本发明的高价值油品产物产量高，均达到80％比例(油品质量/原始 投料PE质量)及以上，并且产物对羧酸选择性高。

4、本发明提供的方法，条件温和，高价值油品产物收率高，适用于不同分子量不同密度的聚乙烯产品。不仅适用于LDPE，而且还可以适用于HDPE，并且对不同种类不同来源的PE混合物均表现出高活性，具有很好的底物普适性。本发明不仅解决了PE塑料难以裂解回收的问题，并且解决了不同来源不同分子量PE塑料混合裂解回收问题。

5、本发明通过合理的匹配反应材料、催化剂及反应条件，使其相互协同，反应后的固体产物含量极少，主要集中在高价值的液体产物，因而提高了回收效率。

封面来源：图虫创意