废弃塑料循环再生利用专利技术分析

黄 璐

（国家知识产权局专利局 材料工程发明审查部，北京，100088）

1 引言

塑料制品自20世纪问世以来，具有质量轻、强度高、耐腐蚀、化学稳定性好、加工方便以及美观实用等特点，广泛应用于世界范围内的各个领域。由于其难于自然降解，废弃塑料的有效治理已成为环境保护突出的问题。常规填埋技术虽然投资少，操作简单，但会侵占大量土地，进入土壤后会影响土壤内的物、热的传递和微生物生长，改变土壤特质，污染地下水源，使生态环境受到严重影响。焚烧技术虽然可实现减量化要求，同时回收部分能源，但此过程中易释放大量轻质烃类、氮化物、硫化物以及剧毒物质二噁，直接威胁人类及生态环境健康，且焚烧时产生的HCl气体会导致酸雨的加剧。实现废旧塑料的循环利用不仅能有效防止对环境的污染，还能充分利用有限资源创造经济效益，具有明显的环境效益和经济效益。

专利文献主要就是记载了与该发明相关的技术数据，这就是技术信息，该类

信息可以对相关领域的技术动态，发展趋势以及某一方向研究上的前景，而且可

以说专利文献在技术上记载极为详尽，为的就是以公开来换取全方位的独占专利

权，希望以独占专利的形式来获取保护，这类信息通常对该领域技术人员有一种

促进与启迪，通过阅读此类的数据，可以站在前人的研究基础上，以获得进一步

的成果。据统计，每年全世界公布的专利文献约为300万件，累计至今超过1亿件，排除同族专利，记载的发明创造约3500 多万项。有人曾统计，专利文献与其他文献相比在传播发明创造方面作用突出：95%的发明创造被记录在专利文献之中，80%的发明创造仅在专利文献中记载本文通过对废弃塑料循环再利用领域的专利文献的梳理，总结归纳出废弃塑料循环再利用领域的总体技术脉络，为相关企事业单位的技术研发提供方向导航和发展建议。

2 总体技术分析

本文所涉及的专利文献的获得过程是在中国专利信息中心开发的中国专利文献检索系统(CPRS)中完成的。该系统收集了中国自1985年以来的全部发明、实用新型和外观设计专利文献。在2015年7月1日之前公开的全部专利文献范围内，采用关键词与分类号相结合的方法进行检索。在废弃塑料循环利用领域，回收方式主要以机械回收和化学回收为主，分别占比68%和27%，而能量回收的申请相对较少，仅占5%（见图1）。这是因此能量回收只是将废弃塑料燃烧利用热能，而机械回收和化学回收则是将废弃塑料作为原材料真正地循环利用起来，因此在该领域中，对于机械回收和化学回收的专利技术分析更有实际价值。按2000年石油开采量计算到2020年我国石油资源已趋于枯竭。我国石油需求年增长5.77%，而国内石油生产年增长为1.67%供需矛盾日益突出，充分利用废弃塑料是当前亟待解决的问题。

在机械回收和化学回收中，由于机械回收是将废旧塑料经过分选、清洗、破碎、熔融、造粒后直接用于成型加工，或者将再生料与其它聚合物或助剂通过机械共混，或者通过化学改性改善再生塑料的综合力学性能。其工艺较为简单，技术含量较低，一般需要特定的机械设备，因此在该技术分支中的专利大部分是涉及塑料整个回收过程中所用的装置，包括各种辅助设备等。其中一部分设备实际上在化学回收和能量回收过程中也是通用的，但是统一归类到了机械回收这个技术分支中，这是造成该技术分支申请量较大的一个原因。而化学回收就是使塑料分解为初始单体或还原为类似石油的物质，进而制取化工原料( 如乙烯、苯乙烯、焦油等)和液体燃料( 如汽油、柴油、液化气)，其技术含量相对较高，因此，这里将重点分析化学回收方面的专利。

国专利申请各技术主题所占比例

对化学回收进一步细分，其主要包括热裂解、催化裂解、气化裂解、溶剂解、超临界流体分解、与其他物质共裂解。而这六个分支中，热裂解占比49%，催化裂解占比25%，二者共占了74%，是实现化学回收的两种主要回收方法。但是由于热裂解是将废弃塑料在高温下进行热裂解，通常要求较高的温度，对设备的要求较高，致使投资成本增加。而催化裂解则是在催化剂的作用下实现废弃塑料的裂解，其相对热裂解温度较低，裂解反应速度快，且能提高裂解产物质量，大大提高了生产效率，是一种较为有效的化学回收方式。下面主要对催化裂解方面所涉及的中国专利技术内容进行分析。

3 催化裂解技术分析

催化裂解的中国专利申请共270件，催化裂解包括一段法和两段法，一段法即直接催化裂解，是将废弃塑料和催化剂一起混合进行裂解，其专利申请量为177件；两段法包括热裂解-催化改质和催化裂化-催化改质，其专利申请量为93件。由于催化剂是实现催化裂解的一个很重要的因素，下面重点对一段法和两段法中涉及催化剂的专利申请技术重点分析。

3.1 一段法

一段法即直接催化裂解177件专利申请中，61件涉及催化剂类型及改进。而其他115件主要涉及温度、压力、前后处理、催化方式、设备整体等其他方面的改进。在61件涉及催化剂的专利申请中，有效和待审的专利有18件，有效和待审各为9件（具体参见表1），其他（包括专利权无效、视撤、驳回）的专利申请共43件。

表1 直接催化裂解中涉及催化剂的有效和待审专利

上述9件有效专利涉及的催化剂类型主要是FCC催化剂、分子筛或改性分子筛、活性高岭土和天然佛石的混合物、固体超强酸、氧化钛、金属催化剂。

而对于9件待审专利，其涉及的催化剂类型为：申请号CN201110207912为活性白土，CN201280046012为石灰石，CN201080024723为沸石基催化剂，CN201210088981、CN201210088879、CN201410145432为分子筛或改性分子筛，CN201210517715为固体超强酸，CN201310171193为多功能催化剂，所述的催化剂是由微波吸收组分、催化裂解组分、结焦抑制组分组成，CN201210174607为结晶氧化铝、合成铝硅酸钠和无水三氯化铝的组合物。按照被引用次数排名，在1次以上的专利申请有8件，这8件专利涉及的技术内容具体为：

申请号为CN200780003589（授权，被引证24次）的专利申请，其目的在于提供废塑料的接触分解方法，其分解效率优异，即使为难以分解的直链分子的聚乙烯，也可以在低温下进行分解，几乎不产生分解残渣，另外，也可在一个反应器内在进行废塑料的接触分解的同时进行脱氯，工艺简单，可以进一步实现油分纯收率为50%以上的高的能量效率。本发明的废塑料的接触分解方法，在反应器内加热到350℃～500℃的温度范围的粉粒状的FCC催化剂中，将废塑料作为原料投入，与上述FCC催化剂接触，使上述废塑料分解·气化。

申请号为CN03117935（授权，被引证7次）的专利申请提供了用于裂解废塑料以生产燃油的催化剂，其特征在于该催化剂或是对ZSM－5沸石分子筛按本发明公开的方法改性制得的DeLaZSM-5，或是以负载于载体上由至少二种金属氧化物为活性成分构成，且以催化剂重量为基准，其含量为5～50%复合裂解催化剂。本发明提供的催化剂催化活性高，用于裂解废塑料不仅反应时间短，而且裂解温度低，可大大降低了生产成本；生产出的燃油综合收率高，均在80%以上，且颜色纯正，质量优良，汽油可达到70～90号汽油的国家标准，柴油可达到0～－35号柴油的国家标准；使用本发明提供的含有金属氧化物的裂解催化剂除具有催化裂解功能外，还同时具有脱卤功能，既可使得到的油品有机卤含量为零，而且裂解过程中也不会放出卤化氢气体，腐蚀设备。

申请号为CN200510067182（授权，被引证4次）的专利申请请求保护一种利用废旧塑胶生产燃油的方法及装置，其中方法包括加热、催化裂解、分镏、分离、过滤等，特点是1.催化剂采用活性高岭土(白土)和天然佛石的混合物，可提高原料的出油率；2.加热方式采用中频加热，即用中频感应加热炉连接炉胆外面的铜管，使铜管产生电磁波辐射对炉胆内的原料加热，具有节电和升温快特点。装置包括裂解炉、分馏炉、冷凝器和电磁加热装置，特点是1.裂解炉的炉胆为8字型，可节省材料，增大容积，节省能源，提高效率。2.采用活接式链条刮底，解决了粘底问题。3.保温材料使用蛭石，外壳材料使用环氧树脂。

申请号为CN201110223367（授权，被引证2次）的专利申请请求保护一种利用固体超强酸催化裂解造纸废渣制备燃料油的方法，其目的在于解决废纸回收再利用产生的造纸废渣得不到有效利用，给环境带来巨大压力的问题。本发明的方法为先将造纸废渣烘干至水分含量在5%以下，粉碎，粉碎物放入热解釜中，在固体超强酸催化剂的作用下，在100~500℃下裂解反应0.5~10小时，裂解反应结束后，将裂解反应得到的液体打入蒸馏釜，分别收集：40～190℃为汽油分馏段，250～330℃为柴油分馏段。本发明方法简单易行、生产成本低，能有效将造纸废渣主成分废塑料催化裂解制备成燃料油，变废为宝，减轻环境压力，特别适合于一定规模的工业化生产。

申请号为CN200910308686（授权，被引证1次）的专利申请请求保护一种海上船舶生活垃圾热裂解资源化处理工艺，该工艺包括将餐饮废弃物和海上设施生活垃圾分别粉碎、脱水处理后，并添加适量的NaY型分子筛化剂经裂解反应、冷凝收集，再将处理后的垃圾转化为可燃烧的生物油和用于污水处理的残炭等。优点是：本处理工艺可及时将船上产生的餐饮、塑料和纸制品等生活垃圾进行处理，实现了垃圾的减量化、资源化和无害化。工序操作简单，可自动化运行；从垃圾裂解中得到的生物油用于生产或生活用能，实现了能源的二次有效利用；其副产物中固体成分主要是残碳，可作为污水处理的吸附剂。因此可有效的防止和减少船舶对海洋环境的污染，故具有广阔的市场前景。

申请号为CN200980132297（授权，被引证1次）专利申请请求保护一种废塑料、有机物的分解方法，该方法使用了容易与金属、无机物分离且具有高效的分解能力和低的热分解中的微粉化特性的氧化钛颗粒体。更详细而言，通过使氧化钛颗粒体的特性最适化，确立了使用了容易与金属、无机物分离且具有高效的分解能力和低的热分解中的微粉化特性的氧化钛颗粒体的，废塑料、有机物的分解方法。

申请号为CN201010206721（授权，被引证1次）的专利申请涉及一种催化裂解废聚苯乙烯(PS)生成苯乙烯等芳烃原料实现其化学循环回收的新方法。其特征是采用负载碱金属和/或碱土金属的中孔分子筛MxO/MCM-41为催化剂(其中M为Li、Na、K、Mg、Ca、Ba等碱金属和碱土金属或其复合物；x＝1或2)，在常压或减压或通入氮气条件下，在300℃-450℃下进行裂解反应，反应结束后，经精馏等操作得到甲苯、乙苯和苯乙烯等芳烃化合物，催化剂不经任何处理直接回用。聚苯乙烯裂解率≥98%，液体产物收率≥95%，液体产物中苯乙烯含量80%以上。本发明与传统的方法相比，其特点是：(1)具有较高的液体收率以及苯乙烯选择性。(2)反应温度适中。(3)催化剂重复回用性能好。

申请号为CN201080024723（待审，被引证3次）的专利申请请求保护一种用于将塑料材料、特别是废塑料材料回收为化学原料和烃馏分的方法。本发明还涉及用于这种方法的新型沸石基催化剂。本发明还涉及用于制备这类沸石基催化剂的方法。通常，通过垃圾填埋、焚化或通过将废物再处理为再利用的原料进行回收来处理塑料废物。这些处理方法各自具有其缺点。垃圾填埋的缺点不言自明。尽管焚化可包括能量回收，但还保留CO2排放和其它有毒污染物排放的明显问题。此外，回收塑料需要将塑料废物分类，因为某些类型的塑料材料是不可回收的，并且塑料的混合物存在问题。本发明提供了用于回收包含混合的废物流的废塑料的改进的方法。

3.2 两段法

两段法的93件专利申请中，29件件涉及催化剂类型及改进。而其他64件主要涉及温度、压力、前后处理、催化方式、设备整体等的改进。在29件涉及催化剂的专利申请中，有效和待审的专利有14件，有效为12件，待审为2件（具体参见表2），其他（包括专利权无效、视撤、驳回）的专利申请共15件。

表2 两段法中涉及催化剂的有效和待审专利

CN200910177346轻油转换用催化剂及其制造方法0株式公司EP EL有效CN200810067767一种处理废旧塑料的还原方法及其系统0吴振奇有效CN201010541411油品改质的方法0财团法人工业技术研究院待审CN201110327373利用废旧塑料制备润滑油基础油的方法0中国科学院广州能源研究所待审

其中这12件有效专利涉及的催化剂类型主要是金属或金属氧化物、分子筛或改性分子筛、硫化物催化剂、改性的粉煤灰催化剂、白土或蒙脱土、沸石类催化剂。而对于2件待审专利，其涉及的催化剂类型主要为：申请号CN201010541411为金属氧化物，CN201110327373为分子筛催化剂。按照被引用次数排名，在1次以上的专利有9件，这9件专利涉及的技术内容具体为：

申请号为CN00819355（授权，被引证29次）的专利申请请求保护一种由废塑料连续地制备汽油、煤油和柴油的方法和系统。这种方法包括以下步骤：使废塑料熔体进行第一催化反应，其中所述废塑料熔体与镍或镍合金催化剂接触进行脱氢同时分解；使所述脱氢和分解的废塑料熔体进行流化催化裂化，作为第二催化反应，从而以高份数地制备汽油基馏分；分馏所述裂化的原料得到汽油基馏分、煤油馏分和柴油馏分；重整所述汽油基馏分以制备高辛烷值的汽油。本发明可适用于小规模设备，不只适用于大规模设备。而且，本发明可允许以高份数和有效方式从所述废塑料制备得到汽油，从而有利于资源回收和环境保护。

申请号为CN03146751（授权，被引证14次）的专利申请请求保护一种利用废弃塑料、橡胶、机油生产汽、煤、柴油的工艺及装置，其在裂解时加入了石英石和沙粒，催化剂为5A分子筛，工艺简化，缩短了生产周期，得到的油品质量好，收率高。

申请号为CN200810036703（授权，被引证8次）的专利申请请求保护一种混合废塑料催化裂解制燃油用的催化剂及其制备方法，涉及废塑料裂解生产燃油的催化热裂解与热裂解催化改质二段催化剂。第一段催化剂由2.0wt%－30.0wt%金属氧化物和70.0wt%－98.0wt%白土或蒙脱土组成，无毒价廉，能提高塑料裂解反应速率，降低裂解反应温度，并改善分解产物选择性，脱氯并转化为无害物；第二段由氧化铁、氧化钼、氧化锌，氧化铈、氧化镧、氧化镍或氧化铜和ZSM－5，MCM－22，USY，REY，Beta或MOR分子筛组成，对第一段的裂解气进行二次催化裂解和异构化，芳构化改质反应，提高裂解汽柴油馏分比率。本发明选择性好，所用原料无需分类、清洗、烘干，操作灵活，运行费用低，特别适合于组成复杂的城乡生活垃圾中混合废塑料裂解制油，合格燃油出油率按废塑料计高可达70%以上。

申请号为CN201010172161（授权，被引证5次）的专利申请请求保护一种利用塑料油生产汽柴油的工艺，其特征是首先塑料油经催化反应蒸馏得到汽柴油馏分，接下来将汽柴油馏分在温和条件下于金属(贵金属或非贵金属)催化剂上选择加氢反应脱除二烯烃，再在硫化物催化剂上加氢精制反应，通过单烯烃加氢饱和反应脱除单烯化合物，并脱硫、氮脱、除胶质生产得无异味、品质高的汽柴油。本发明所使用的金属和硫化物催化剂根据裂解塑料油的组成和性能而选择合适的载体经液相和气相沉积方法制备得到。本发明具有工艺简单，催化剂活性和选择性高，且具有良好的经济效益及工业应用前景。

申请号为CN00130567（授权，被引证5次）的专利请求保护一种重烃物的多级催化加氢法。第一段逆向混合催化反应器中原料与铁基催化剂反应。流出物减压，从顶端除去蒸气和液体馏份，重液体馏份输入第二段逆向混合催化反应器。第一和第二段催化反应器中，700－850°F，氢分压1000－3500psig，空速20－80lb./hr/ft3。从第一、第二反应器流出物除去的蒸气和轻馏份混合，通入流线固定床催化加氢处理器，除去杂原子，制得石脑油和中间馏出物或全馏程馏出物。分离器底部馏份在逐级气压和真空下蒸馏，排出烃液体产物，重馏份循环并浓缩，提供低沸点烃液体。

申请号为CN200510017038（授权，被引证3次）的专利申请请求保护一种以聚烯烃为原料制备氢气和碳纳米管的方法。其特征在于聚烯烃、镍催化剂和助催化剂按一定配比在密炼机或挤出机中熔融混合，通过将上述混合材料在600-950℃的惰性气氛下裂解方法来制备氢气和碳纳米管。本发明中采用的原料是聚烯烃或回收聚烯烃，价格低廉，来源丰富，采用的镍催化剂和助催化剂易得，所使用的混合设备是聚合物材料的普通加工设备，裂解装置简单，常压操作，氢气产量大，含量高；得到的碳纳米管材料附加值大，应用广泛。本发明利用废旧聚烯烃塑料制备氢气和碳纳米管方法，不仅解决了“白色污染”和温室气体排放，而且也为燃料电池提供了廉价、储运安全方便的氢源。

申请号为CN201010557031（授权，被引证2次）的专利申请请求保护一种废塑料热解油轻质化制燃料油催化剂的制备方法及其应用，以降低废塑料裂解制燃料油的成本和提高燃料油的品质。本发明通过选取＞200目的粉煤灰加入2M/L盐酸、2M/L硫酸、1M/L盐酸和1M/L硫酸混酸溶液处理后；采用等体积浸渍法进行金属氧化物改性，获得改性的粉煤灰催化剂，将催化剂置于固定床中用于废塑料热解油制燃料油中，在质量空速比1-4h-1、温度400-550℃下反应，燃油收率为72%以上，效果良好。

申请号为CN201110134368（授权，被引证2次）的专利申请请求保护一种利用塑料油生产汽柴油的方法，其特征是以塑料油为原料经蒸馏，再加氢精制生产高品质汽柴油工艺其特征是首先塑料油经蒸馏得到小于300℃馏分和大于300℃馏分，接下来将小于300℃馏分在硫化物催化剂上加氢精制反应，通过单烯烃加氢饱和反应脱除单烯化合物，并脱硫、氮脱、除胶质生产得无异味、品质高的汽柴油混合油，再经蒸馏得到汽油和柴油馏分油。而经蒸馏大于300℃馏分要经过反应蒸馏后再加氢精制或与塑料油混合重新反应。本发明所使用硫化物催化剂根据裂解塑料油的组成和性能而选择合适的载体经液相方法制备得到。

申请号为CN200820094658（授权，被引证1次）的专利申请请求保护一种处理废旧塑料的系统，包括用于对废旧塑料进行加热裂解的加热裂解部(1)、用于在加热裂解过程中产生的油气进行进一步催化裂解的催化裂解部(2)和用于回收燃油和燃气的冷却回收部(3)，所述催化裂解部(2)包括催化塔(21)和第二催化部(23)，所述催化塔(21)和第二催化部(23)中的催化剂为Y型分子筛。

申请号为CN201210273001（授权，被引证1次）的专利申请请求保护一种用于废旧塑料裂解制汽油的催化剂及制备方法和使用方法，催化剂按质量百分比含有无定形硅铝酸盐或天然沸石20%至40%、余量的HY沸石分子筛。本发明具有操作成本低、工艺简单、催化活性高、选择性好和稳定性高的特点，汽油质量收率可达到47.02%至81.04%，且产品符合国家标准。

4 世界主要申请人及其研发趋势分析

日本、中国、欧洲、美国和韩国五大专利机构（局）的专利申请均主要以机械回收和化学回收为主，这反映出各国的能源危机意识较强，希望将废旧塑料回收作为原材料真正地循环利用起来，而非简单地将其燃烧利用热能。其中日本在三个技术分支中的专利申请都是最多的，这说明日本在三个技术分支中的研发实力较强，处于绝对领先地位。在机械回收和化学回收方面，中国的专利申请量仅次于日本，位居第二；而在能量回收方面，韩国则仅次于日本，美国则最少。在化学回收方面，日本、欧洲和美国起步较早，中国和韩国起步较晚。近5年来，日本申请量持续下降，而其他四国则呈现增长趋势。

对全球五大专利机构（局）之间的专利流向分析可知，各局之中日本特许厅的专利受理量最多，达到7316项；其次是中国国家知识产权局，为3924件；美国专利商标局、欧洲专利局和韩国知识产权局三局受理量较少，分别为2010项、1469项、1700项。日本局受理的申请中，本国申请占比最高，达到93%，且日本对任一国家的专利输出数量均大于他国专利输入数量，处于顺差地位，体现了日本籍申请人在专利布局上立足本国防御、积极对外扩张的战略意图。欧洲和美国籍申请人同样向其他四国提交了较大数量的申请，在全球的专利布局也相对完善。而中国除了在本国申请较多之外，向其他四国提交的数量总共仅有50项，专利输出数量远远小于他国专利输入数量，处于明显逆差地位，在世界市场竞争力较弱。美国是最受重视的市场，除韩国外，各国向美国提交的专利申请量均多于向其他国家提交的数量，其专利输入总量为815项。而欧洲是仅次于美国的市场，专利输入总量为679项，说明传统发达国家是专利布局的必争之地，技术竞争激烈，因此也是侵权风险最大的区域。而中国的专利输入总量紧随欧洲，位居第三，为669项，说明在该领域中国市场已成为竞争者的重要目标市场，需要引起国内的重视，注意防范专利技术输入的风险。

废弃塑料循环利用领域技术集中程度较高，主要申请人集中于日本和美国企业。日本企业在该领域的技术实力最为雄厚，在前17位申请人，有16位为日本企业，只有一位为美国企业，即伊士曼化工公司。申请量前八位分别为三菱、日立、东芝、日本钢管、三井、松下、新日铁和杰富意钢铁，其中前六位申请量均在200项以上，另外两位申请量也较多，在190项以上。在前八位申请人中，重点关注机械回收的为三菱、日本钢管、松下，重点关注化学回收的为日立、东芝、三井和新日铁，只有一位申请人重点关注能量回收，为杰富意钢铁。在各个技术分支中，申请量最大的申请人分别为三菱（机械回收）、东芝（化学回收）和杰富意钢铁（能量回收）。

申请量最大的三菱公司从2004年之前申请量一直相对稳定，而从2004年之整体有所下滑，但仍然保持在一个相对稳定的状态，说明其在该领域仍然占据重要的地位；申请量排名第二位的日立公司在2000年之前申请量较大，而从2000年之后一直处于下降趋势；东芝在2000年之前申请量不断波动，但整体上呈上升趋势，2000年以后也是处于下降趋势；而日本钢管的申请量在2002年之前基本呈M型变化，在2002之后直线下降，说明其渐渐退出该领域；三井公司从1992-1996年其年申请量一直处于增长趋势，1996年达到顶峰，而从1996之后则一直处于下降趋势；而松下近二十年来申请量变化相对较小，不过2010年之后申请量有所下降，由于近两年数据不完整，其发展趋势有待进一步研究。

全球主要专利申请人都非常重视日本、美国和欧洲市场，这三大市场竞争最为激烈，此外，中国、韩国市场布局也较多，而西班牙、澳大利亚、加拿大等其他几个国家的专利布局较少。日本公司最重视日本本国市场，其次是美国、欧洲和中国，三菱公司在日本本国布局了368项专利，在US、EP、DE、CN分别布局了28、34、32、13项专利；松下在日本本国布局了205项专利，在US、EP、DE、CN分别布局了21、21、12、24项专利，其在中国的专利布局甚至超过其他几个国家；美国公司以伊士曼化工为代表，最重视美国本土，其次是中国和欧洲。与其他几个日本公司所不同的是，美国公司注重全球各个国家和地区的布局，体现了美国申请人更加注重全球专利布局，以期占领世界市场。随着中国经济的发展，废弃塑料循环利用也越来越受到重视，中国市场的全球影响力将凸显无疑，我们有必要对目前在中国进行专利布局的公司进行重点跟踪研究，避免落入专利雷池。目前看，伊士曼化工和松下公司在中国专利申请量较多，其次是日立、杰富意钢铁和三菱。

国外专利申请人总体上以企业申请为主，占比65%，合作申请次之，占有19%，个人申请和其他申请（其他申请包括大学，研究机构，政府申请）分别占比14%和2%，以上说明企业是该领域技术创新的主力军。从申请人类型随时间分布趋势图可以看出，2000年之后，企业申请逐年下滑，而个人以及合作申请占比不断增加。

在合作申请中，主要以企业与企业之间的合作为主，占比达到53%，个人与个人之间的合作次之，占比26%。企业与个人申请也占有较高的比例，为15%。企业与大学、企业与研究机构、其他合作申请（其他合作申请包括研究机构-研究机构，大学-研究机构，大学-个人，企业-大学-研究机构，研究机构-个人，大学-政府，大学-大学）占比均较小，分别为3%、1%、2%。从合作申请人类型随年度变化图可以看出，2005年之后，企业之间的合作占比逐年减小，与此同时，个人合作逐年增大，说明传统技术的开发难度降低，企业寻求强强联合的意愿变得不强烈；而企业和大学或研究机构的合作在2005后所占比例有所增长，表明企业在积极寻求新的技术突破口而进行产学研合作方面的尝试。

5 国内废弃塑料循环利用领域的专利申请的特点

长期发展缓慢、近年来快速增长，呈现出活跃态势。主要以中国国籍籍申请人为主，占比82%，国外在华的申请相对较少，总共仅占有18%，主要集中在美、日、欧和韩国四个国家籍。其中日本在华申请量相对较多，占比7%，欧洲、美国分别占5%和4%，韩国最小，占比1%。中、日、美、欧、韩申请人中，日本的多边申请量最多，为230项，欧洲和美国分别为196和163项，韩国为29项，中国最少，为19项，这也说明了欧、日、美发达国家科研实力与专利知识产权保护意识较强，注重专利布局，以期占领世界市场。日本的发明授权率最高，高达75%，欧洲和美国分别为69%和64%，中国为55%，韩国为51%；日本具有的有效专利数量在日美欧韩四国中也是最高的，这也体现了日本申请人的原创性较强，专利申请质量较高。各在华专利申请主要以机械回收和化学回收为主，分别占比68%和27%，而能量回收的申请相对较少，仅占5%。

中国籍各省市申请量排名前7位分别是江苏省、广东省、浙江省、山东省、上海市、北京市、和安徽省。北京市的重点技术分支是化学回收，其他六省市则重点关注机械回收。浙江省的有效发明比最高（38.7%），且授权率（高达75%）也最高，而山东省最低，分别为22.1%和47%。广东省的发明专利授权率和有效发明比分别为63%（位居第二）和31.7%（位居第三），江苏省虽然发明专利申请量最大，但其发明专利申请授权率和有效发明比都偏低，分别仅有49%和22%，远低于浙江省和广东省，在前七省市中处于倒数第二，说明江苏省在该领域内的技术积累不够，创新主体能力还有待加强。上海市和广东省的实用新型专利申请与发明专利申请比值较低，分别为26.8%和37.4%，说明上海市和广东省在开发新技术上做出了较大的努力，而山东省相应的比值最高（74.8%）显示了其科研实力还有待加强。上海市的实用新型专利申请占有率最低（26.8%），但其在实用新型专利权维护方面是最重视的，有效实用新型比例达到了83.3%。

在废弃塑料循环利用领域，专利申请人总体上以企业申请为主，占比53%，个人申请次之，占有27%。在前七省市中，江苏省和广东省的企业申请较多，浙江省和山东省的个人申请量较多，尤其是山东省，其个人申请几乎占到了全省申请量的一半。北京市研究机构申请较多，上海市的大学申请较多。

专利申请量排名靠前的前11位申请人，企业申请人有9个，占到82%，大学申请人有1个，占比18%，说明在该领域企业和大学还是具有较大的热情。主要专利申请人都是重点关注机械回收和化学回收。其中重点关注化学回收的申请人有华南再生资源（中山）有限公司、同济大学；其他申请人都是重点关注机械回收。而在能量回收方面，只有两位申请人有申请，且均只有1件。

特别需要关注的是：伊士曼化工公司2006年在中国的专利布局很多，专利申请量为22件，从2007年以后未在中国申请专利，说明其渐渐退出中国市场；而松下在各年份的布局较为平均，年申请量基本在3件左右；奥地利埃瑞玛再生工程机械设备有限公司于2003-2012年在中国进行专利布局，其中2008和2013年相对较多，分别为5和6件，其他各年基本在2件左右；日立从1999-2002年年申请量基本在4件左右，而从2002之后申请只是零星出现。随着中国经济的发展，国内主要申请人基本从2006年之后申请量较多。

在华国外公司的有效专利占比较多，基本在50%以上，且都是有效发明，说明其专利质量较高。以伊士曼化工公司为代表，其30件专利申请中还有17件是有效的，说明这些在华公司潜在地对中国企业造成威胁。而国内公司的有效专利占比较小，其中申请量排名第一位的湖北众联塑业有限公司32件专利中，有效专利只有2件；而排名第三位的佛山市顺德区汉达精密电子科技有限公司没有有效专利，说明其不注重专利权维护，同时也在一定程度上说明了其技术创新能力不够。排名第四位的华南再生资源（中山）有限公司其有效发明量相对其他几个公司高些，说明广东省的企业还是拥有一定的技术实力。从国内申请人整体上来看，大学申请的申请质量相对公司申请较高，且有效的专利主要是发明专利，其中浙江大学和四川大学的有效发明均是10件，而同济大学的有效发明也有8件。

5 结语

在化学回收的六个技术分支中，热裂解（49%）和催化裂解（25%）所占比重较大，二者共占了74%，是实现化学回收的两种主要回收方法。相比热裂解而言，催化裂解温度较低，裂解反应速度快，且能提高裂解产物质量，大大提高了生产效率，是一种更为有效的化学回收方式。通过对催化裂解领域全球专利申请的技术分支-技术功效分析可知，在催化裂解领域，主要是以一段法即直接催化裂解为主，而在两段法中则是以热裂解-催化裂解为主，这是由于两段法中工艺较为复杂，且用到的催化剂量较大，致使生产成本较高，因此大多数企业会重点研究一段法。在这三个技术分支中，专利申请涉及的技术功效主要为提高油品质量、提高转化率、缩短裂解反应时间和减小投资，这也是产业界最希望达到的目的，因此专利申请相对较多，而其他方面的专利申请较少。从整体上看，在催化裂解领域，对于催化剂方面的研究仍然较少，而催化剂又是催化裂解中很重要的一个因素，作为研究人员，可以考虑从该方面入手展开研究，有效规避现有专利申请。