початок розділу
Виробничі, аматорські
радіоаматорські
Авіамодельний, ракетомодельного
Корисні, цікаві 		хитрощі майстру
електроніка
фізика
технології
винаходи 		таємниці космосу
таємниці Землі
таємниці Океану
хитрощі
Карта розділу
початок
Форум
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2217199

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ

Ім'я винахідника: Мисів В.М .; Йони К.Г.
Ім'я патентовласника: Науково-інженерний центр "Цеосіт" Об'єднаного інституту каталізу СО РАН
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 2002.03.29

Винахід відноситься до галузі утилізації органічних відходів шляхом їх газифікації з подальшим каталітичним перетворенням отриманого синтез-газу в рідкі моторні палива та / або цінні хімічні продукти. Запропоновано спосіб переробки органічних відходів, що включає стадію газифікації, шляхом обробки відходів газифікують агентом, в присутності горючого газу з отриманням синтез-газу і твердих неорганічних продуктів, каталітичну переробку синтез-газу, в якому газифікують агент містить кисень і водяна пара і / або діоксид вуглецю , а в якості пального газу використовують природний газ при об'ємному відношенні кисень / природний газ, що дорівнює 0,01-0,5, отриманий після газифікації синтез-газ компріміруется, піддають глибокому очищенню від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів, потім компримированні очищений синтез-газ або синтез-газ разом з рідкими органічними відходами подають в реактор синтезу вуглеводнів і піддають перетворенню на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди цинку і хрому або цинку, хрому та міді, або заліза, або кобальту і рутенію в комбінації з кислотним компонентом - цеолітом типу ZSM-5, Beta, морденіт або сілікоалюмофосфатом, в рідкі моторні палива або рідкі моторні палива та компоненти бази масел. Винахід дозволяє підвищити якість одержуваного синтез-газу шляхом збільшення вмісту водню і зниження вмісту діоксиду вуглецю, необхідне для збільшення виходу товарних продуктів на наступній каталітичної стадії синтезу вуглеводнів.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до галузі утилізації органічних відходів, зокрема опадів міських стічних вод (іменованих побутовими мулових опадами, скор. БІО), шляхом їх газифікації з подальшим каталітичним перетворенням отриманого синтез-газу в рідкі моторні палива та цінні хімічні продукти.

Відомий спосіб переробки БІО, що включає їх змішання з целюлозовмістні матеріалами, взятими в кількості до 95% в розрахунку на суху масу, з подальшим перетиранням отриманої суміші до гомогенної маси. Далі цю масу зневоднюють і піддають газифікації в газогенераторних установках при температурі не більше 950 o С з подальшим спалюванням утворюються генераторних газів окремо або спільно з іншими паливами при температурі не менше 1100 o С. Однак описаний спосіб важко реалізувати на практиці через необхідність доставки на очисні споруди великих обсягів целлюлозосодержащих матеріалів. Крім того, стадія підготовки сировини для газифікації вимагає великих витрат енергії і механічного праці (патент РФ 2176264, опубл. 27.11.2001 р).

Найбільш близьким до даного винаходу є спосіб переробки відходів в т.ч. БІО, що включає їх газифікацію при 350-1050 o С, обробку газифікують агентом до вмісту органічних речовин у відходах нижче 100 г / т. Далі отриману газову суміш піддають розщепленню при 950-1050 o С протягом 1 с на низькомолекулярні з'єднання та / або елементи, які вводять в воду при 200-800 o С для поділу на синтез-газ і низькомолекулярні сполуки. Синтез-газ обробляють в присутності каталізатора з одержанням рідких вуглеводнів і / або спиртів, газоподібних вуглеводнів і СО 2 (патент РФ 2014346, опубл. 15.06.94 р).

Найбільш типовим є наступний приклад з прототипу. Приклад 1. (з прототипу). Затриману фільтрами пил, що складається з 65 мас.% Осаду стічних вод, що містить 40 мас.% Сухої речовини, і 35 мас.% Затриманої фільтрами пилу, яка надійшла з установок мокрого очищення продуктів спалювання сміття, подають в конвертор і при температурі 850-1000 o С протягом 0,5 год ( "час перебування") піддають дії потоку, що складається з 30 об.% пара, 10 об.% метану, 10 об. % Водню, 45 об.% Діоксиду вуглецю і 5 об.% Кисню. Осередки електролізера поставляють 160 нм 3 водню і 80 нм 3 кисню на 1 т суміші переробляються при витраті 720 кВт · год електроенергії. Парогенератор поставляє 480 нм 3 насиченої пари при тиску 10 бар, причому витрата газу відповідає близько 30 нм 3 синтез-газу або водню. В цілому отримують 460 нм 3 синтез-газу і з нього добувають 80 кг бутану. У загальному і цілому за способом переробки затриманої фільтрами пилу було газифіковано 650 кг осаду стічних вод і дезактивовано 350 кг затриманої фільтрами пилу, причому витрата електроенергії становить 720 кВт · год при виході бутану, рівному 80 кг (960 кВт · год збереженої енергії).

Описаний спосіб має ряд недоліків, які полягають в наступному:

1) для підтримки теплового балансу процесу газифікації органічних відходів (зокрема, БІО) в конвертор подають кисень і водень, отримані шляхом електролізу води, який є досить дорогим процесом і застосовується, головним чином, при виробництві і продажу надчистих продуктів - водню і кисню;

2) при паро-кислородо-углекислотной газифікації органічною складовою БІО може бути отриманий синтез-газ з низьким вмістом водню (від 20 до 50 об.%) І високим вмістом СО (25-40 об.%) І СО2 (15-20 про.% і більше), який є малопридатним сировиною для синтезу рідких і газоподібних вуглеводнів, що мають атомну відношення Н / С, рівне або більше 2;

3) в описі технології процесу і наведених прикладах кінцевими продуктами перетворення БІО через синтез-газ є легкі вуглеводні (від метану до бутану), які автори прототипу пропонують використовувати не як товарні продукти, а як джерело збереженої теплової енергії, що є економічно малоефективним.

4) многостадийность, велика кількість матеріальних потоків, що подаються в конвертор БІО, складність управління процесом і складом кінцевих продуктів, низький ступінь використання вуглецю на стадії перетворення синтез-газу, високі енергетичні витрати при відділенні пропан-бутанової фракції від газоподібних продуктів (метану, оксидів вуглецю , водню) і т.д.

Всі перераховані недоліки прототипу не дозволяють переробляти органічні відходи і, зокрема, БІО з відносно високою економічною ефективністю.

Визначальну роль у перетворенні первинних продуктів конверсії синтез-газу (спиртів, легких олефінів) в компоненти моторних палив та бази масел грають цеоліти. Типи цеолітів, такі як ZSM-5, Beta і модерн, є класичними в теорії і практиці кислотно-основного каталізу. Структура і властивості цеолітів типу ZSM-5, Beta, модерн і сілікоалюмофосфатов SAPO-5, SAPO-11, SAPO-31 широко відомі з рівня техніки, наприклад, WM Meier and DH Olson "Atlas of zeolite structure types", 1992, патент US 4172843, 1979 і т. д.

Завданням запропонованого винаходу є усунення зазначених недоліків при переробці органічних відходів (зокрема, БІО), а й підвищення якості одержуваного синтез-газу шляхом збільшення вмісту водню і зниження вмісту СО 2, необхідне для збільшення виходу товарних продуктів на наступній каталітичної стадії синтезу вуглеводнів.

Поставлена ​​задача досягається способом, що включає стадію термічної або плазмотерміческой газифікації, шляхом обробки відходів газифікують агентом в присутності горючого газу з отриманням газової суміші (синтез-газу) і твердих неорганічних продуктів, каталітичну переробку синтез-газу в газоподібні і рідкі вуглеводні, при цьому газифікують агент містить кисень, і / або водяна пара, і / або діоксид вуглецю, а в якості пального газу використовують природний газ при об'ємному відношенні кисень / природний газ, що дорівнює 0,01-0,5, отриманий після газифікації синтез-газ компріміруется, піддають глибокій очищенню від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів, потім стислий очищений синтез-газ або синтез-газ разом з рідкими органічними відходами подають в реактор синтезу вуглеводнів і піддають перетворенню на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди цинку і хрому або цинку, хрому та міді, або заліза, або кобальту і рутенію в комбінації з кислотним компонентом - цеолітом типу ZSM-5, Beta, морденіт або сілікоалюмофосфатом типу SAPO-5, SAPO-11 або SAPO-31, в рідкі моторні палива або рідкі моторні палива та компоненти бази масел, при цьому в якості органічних відходів використовуються опади міських стічних вод, частково зневоднені, із залишковою вологістю не менше 50 Маc.%, а газифікацію опадів міських стічних вод ведуть при масовому відношенні до природного газу, що дорівнює 1-10, при цьому в якості відходів використовується суміш органічних відходів, наприклад міського сміття або осадів міських стічних вод, з горючими матеріалами, вибраними з групи: мазут, відпрацьовані масла, важкі нафтові залишки, вугільні шлами, причому в реактор синтезу вуглеводнів одночасно подають синтез-газ і рідкі органічні відходи, складаються з водних або безводних сумішей спиртів, альдегідів, кетонів, карбонових кислот та їх похідних, складних і простих ефірів, вуглеводнів, побічно що утворюються на хімічних, нафтохімічних, коксохімічних, харчових та інших підприємствах і процес в реакторі синтезу вуглеводнів проводять при тиску 2-100 атм і температурі 200-500 o С, а газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, використовують на стадії газифікації або направляють в паливну мережу підприємства.

Відмінними ознаками винаходу є:

а) використання природного газу та об'ємного відносини кисень / природний газ, рівного 0,01-0,5;

б) глибоке очищення отриманого після газифікації синтез-газу від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів;

в) газифікація відходів плазмотерміческім способом;

г) в якості органічних відходів використовують: частково зневоднені до залишкової вологості не менше 50 мас.% опади міських стічних вод; суміш органічних відходів з горючими матеріалами, вибраними з групи: мазут, відпрацьовані масла, важкі нафтові залишки, вугільні шлами;

д) газифікація органічних відходів при масовому відношенні до природного газу рівному 1-10;

е) в реактор синтезу вуглеводнів подають стиснений очищений синтез-газ або синтез-газ разом з рідкими органічними відходами, а в якості рідких органічних відходів використовують водні або безводні суміші спиртів, альдегідів, кетонів, карбонових кислот та їх похідних, складних і простих ефірів, вуглеводнів, побічно що утворюються на хімічних, нафтохімічних, коксохімічних, харчових та інших підприємствах;

ж) перетворення синтез-газу або синтез-газу разом з рідкими органічними відходами ведуть на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди цинку і хрому або цинку, хрому та міді, або заліза, або кобальту і рутенію в комбінації з кислотним компонентом - цеолітом типу ZSM-5 , Beta, морденіт або сілікоалюмофосфатом типу SAPO-5, SAPO-11 або SAPO-31 при тиску 2-100 атм і температурі 200-500 o С, цільовими продуктами перетворення є рідкі моторні палива або рідкі моторні палива та компоненти бази масел;

з) використовувати газоподібні побічних продуктів, одержуваних на стадії синтезу вуглеводнів, для отримання синтез-газу або паливних потреб підприємства.

Вибір умов газифікації відходів в т.ч. БІО визначається, по-перше, максимальним ступенем перетворення органічною складовою відходів, по-друге, складом одержуваного синтез-газу, який повинен бути придатний для синтезу вуглеводнів. Підвищення температури в конверторі до 1000 o С і більше збільшує глибину перетворення вихідної сировини. Використання кисню в якості газифицирующего агента сприяє протіканню екзотермічніреакцій, але призводить до утворення діоксиду вуглецю і зниження вмісту водню в продуктах газифікації відходів (синтез-газі). Реакції конверсії органічних відходів з Н 2 O і СО 2 протікають з поглинанням тепла, причому застосування водяної пари сприяє збільшенню вмісту водню в синтез-газі, а діоксид вуглецю підвищує частку СО в синтез-газі. При паро-кислородо-углекислотной газифікації відходів утворюється синтез-газ з низьким вмістом водню (від 20 до 50 об.%) І високим вмістом СО (25-40 об.%) І СО2 (15-20 об.% І більше) , який є малопридатним сировиною для синтезу рідких і газоподібних вуглеводнів, що мають атомну відношення Н / С рівне або більше 2. З метою збільшення вмісту водню в синтез-газі пропонується додавати в реактор газифікації природний газ при низькому об'ємному відношенні кисень / природний газ. При парової конверсії природного газу утворюється по стехіометрії 3 обсягу водню і 1 об'єм монооксиду вуглецю.

Заміна кисню як газифицирующего агента на водяну пару погіршує тепловий баланс в конверторі, але сприяє збільшенню вмісту водню в синтез-газі. У традиційних безкисневих способах газифікації вуглецевмісних матеріалів, в т.ч. органічних відходів, необхідна постійна подача додаткового тепла в зону реакції. Це тепло отримують за рахунок спалювання органічного сировини (природного газу, мазуту, важких нафтових залишків, коксу і т.д.) в виносних апаратах. Даний винахід крім паро-кислородо-углекислотной газифікації пропонується застосування плазмотронів для газифікації органічних відходів. При плазмотерміческім способі газифікації в зоні парової конверсії органічної сировини досягається температура 1200-1300 o С, яка дозволяє довести ступінь перетворення органіки до 96-99%. Тому в залежності від типу сировини і вимог до одержуваному синтез-газу розглядаються два різних варіанти газифікації відходів - паро-кислородо-углекислотная (паро-киснева) або плазмотерміческім.

Комбінація кисневмісних органічних відходів, наприклад міського сміття або осадів міських стічних вод, з горючими матеріалами, вибраними з групи: мазут, відпрацьовані масла, важкі нафтові залишки, вугільні шлами дозволяє вести процес газифікації в оптимальному співвідношенні між водою і іншими кислородсодержащими речовинами, що містяться у відходах , і вуглеводневими горючими матеріалами. Співвідношення між поданими в конвертор відходами, газифицирующими агентами (Н 2 О, О 2, СО 2), природним газом і горючими матеріалами підбираються розрахунковим шляхом так, щоб збільшити вихід синтез-газу і вміст у ньому водню.

Синтез-газ, отриманий після газифікації відходів, піддають глибокому очищенню від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Ця стадія необхідна, щоб запобігти дезактивацію каталізатора синтезу вуглеводнів. Процес в реакторі синтезу вуглеводнів проводять під тиском 2-100 атм і температурах від 200 до 500 o С на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди цинку і хрому, або цинку, хрому та міді, або заліза, або кобальту і рутенію в комбінації з кислотним компонентом - цеолітом типу ZSM-5, Вета, морденіт або сілікоалюмофосфатом типу SAPO-5, SAPO-11 або SAPO-31. У зазначеному діапазоні параметрів процесу і в залежності від складу каталізатора синтез-газ може бути перетворений в рідкі моторні палива або рідкі моторні палива та компоненти бази масел.

На хімічних, нафтохімічних, коксохімічних, харчових та інших підприємствах побічно утворюються рідкі органічні відходи, що складаються з водних або безводних сумішей спиртів, альдегідів, кетонів, карбонових кислот та їх похідних, складних і простих ефірів, вуглеводнів. Ці органічні відходи можна направити на конверсію в реактор газифікації і отримати синтез-газ з будь-якого із запропонованих варіантів. Даний винахід пропонується більш раціональний шлях переробки рідких органічних відходів, а саме їх перетворення спільно з синтез-газом в реакторі синтезу вуглеводнів в зазначеному вище діапазоні параметрів процесу на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди цинку і хрому, або цинку, хрому та міді, або заліза , або кобальту і рутенію в комбінації з кислотним компонентом - цеолітом типу ZSM-5, Beta, морденіт або сілікоалюмофосфатом. Запропонований комбінований спосіб переробки рідких органічних відходів дозволяє зберегти вуглеводневий скелет складових їх з'єднань, змінюючи тільки функціональні групи речовин. Наприклад, по реакції дегідратації спиртів утворюються олефіни, які далі перетворюються в ізопарафінов і / або ароматичні вуглеводні. В результаті поєднання реакцій конверсії синтез-газу і рідких органічних відходів значно підвищується вихід цільових продуктів і продуктивність процесу.

Принципова схема процесу переробки органічних відходів (див. Креслення) і приклади 2-6 ілюструють запропонований спосіб.

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ

Приклад 2. Опади міських стічних вод зневоднюють до залишкової вологості 55 мас.%, Нагрівають до температури 500-800 o С і разом з природним газом і киснем при масовому співвідношенні БІО / природний газ / O 2 = 8/1 / 0,01 подають на стадію газифікації , де в плазмовому реакторі (плазмотроне) при температурах 1100-1300 o С відбувається 99% -ве розкладання органічних сполук до СО, СО 2 і Н 2. Отриману газову суміш (синтез-газ) послідовно охолоджують з рекуперацією тепла, компріміруется і очищають від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Очищений від домішок синтез-газ під тиском 80 атм направляють в реактор синтезу вуглеводнів, де при температурі 360-420 o С відбувається перетворення водню і оксидів вуглецю на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди цинку і хрому в комбінації з кислотним компонентом - цеолітом типу ZSM-5 . Отримані продукти охолоджують і поділяють в сепараторі на газ, воду і вуглеводневу фракцію. Вихід товарного бензину з ОЧ, рівним 92 ІМ, становить 140 г / нм 3 синтез-газу при конверсії оксидів вуглецю понад 90%. Газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, направляють в паливну мережу підприємства.

Приклад 3. Міський сміття пресують у брикети і разом з нагрітим до температури 400-600 o С мазутом, природним газом, водяною парою і киснем при масовому співвідношенні сміття / мазут / природний газ / Н 2 О / O 2 = 10/1/2 / 4 / 0,5 подають на стадію газифікації, де в плазмотроне при температурах 1100-1300 o С відбувається 98% -ве розкладання органічних сполук до СО, СО 2 і Н 2. Отриманий синтез-газ послідовно охолоджують з рекуперацією тепла, компріміруется і очищають від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Далі синтез-газ і рідкі органічні відходи виробництва 2-етілгексанол складу, мас.%: Бутанол 50; 2-етілбутіраль 10; кротоновий альдегід 2; 2-етілгексеналь 8; 2-етілгексаналь 10; 2-етілгексанол 20, направляють в реактор синтезу вуглеводнів. Процес синтезу вуглеводнів здійснюють при тиску 50 атм і температурі 320-360 o С на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди міді, цинку і хрому в комбінації з цеолітом типу ZSM-5. Отримані продукти охолоджують і поділяють в сепараторі на газ, воду і вуглеводневу фракцію. Вихід товарного бензину з ОЧ, рівним 90 ІМ, становить понад 180 г / нм 3 синтез-газу при 100% -ної конверсії рідких органічних відходів і 80% -ному перетворенні синтез-газу. Газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, направляють в паливну мережу підприємства.

Приклад 4. Опади міських стічних вод зневоднюють до залишкової вологості 70 мас. %, Нагрівають до температури 500-800 o С і разом з природним газом і киснем при масовому співвідношенні БІО / природний газ / O 2 = 4/1 / 0,01 і газоподібними побічними продуктами, які отримуються на стадії синтезу вуглеводнів, подають на стадію газифікації , де в плазмовому реакторі при температурах 1100-1300 o С відбувається 99% -ве розкладання органічних сполук до СО, СО 2 і Н 2. Отриманий синтез-газ послідовно охолоджують з рекуперацією тепла, компріміруется і очищають від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Потім синтез-газ під тиском 30 атм направляють в реактор синтезу вуглеводнів, де при температурі 260-320 o С відбувається перетворення водню і оксидів вуглецю на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди заліза в комбінації з кислотним компонентом - сілікоалюмофосфатом. Отримані продукти охолоджують і поділяють в сепараторі на газ, воду і вуглеводневу фракцію. Сумарний вихід бензинової і дизельної фракцій становить 160 г / нм 3 синтез-газу при конверсії оксидів вуглецю понад 90%.

Приклад 5. Опади міських стічних вод зневоднюють до залишкової вологості 80 мас.%, Нагрівають разом з важкими нафтовими залишками до температури 500-800 o С і подають на газифікацію. У плазмотрон і надходять природний газ і кисень при масовому співвідношенні БІО / природний газ / O 2 = 1/1 / 0,2, де при температурах 1100-1300 o С відбувається 99% -ве розкладання органічних сполук до СО, СО 2 і Н 2. Отриманий синтез-газ послідовно охолоджують з рекуперацією тепла, компріміруется і очищають від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Далі синтез-газ під тиском 10 атм направляють в реактор синтезу вуглеводнів, де при температурі 200-250 o С відбувається перетворення водню і оксидів вуглецю на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди кобальту і рутенію в комбінації з цеолітом типу Beta. Отримані продукти охолоджують і поділяють в сепараторі на газ, воду і вуглеводневу фракцію. Сумарний вихід компонентів бензинової фракції, дизпалива і бази масел становить 90 г / нм 3 синтез-газу при конверсії оксидів вуглецю понад 70%. Газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, направляють в паливну мережу підприємства.

Приклад 6. Опади міських стічних вод зневоднюють до залишкової вологості 80 мас. %, Нагрівають разом з важкими нафтовими залишками до температури 400-600 o С і подають на газифікацію. У реактор газифікації трубчастого типу і надходять на конверсію природний газ і кисень при масовому співвідношенні БІО / природний газ / O 2 = 1/1 / 0,5 і в газові пальники - природний газ і повітря. У конверторі досягається максимальна температура 900-1000 o С і ступінь перетворення органічних сполук до СО, СО 2 і Н 2 становить близько 80-85%. Отриманий синтез-газ послідовно охолоджують з рекуперацією тепла, видаляють залишки органічних сполук, компріміруется і очищають від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Далі синтез-газ під тиском 10 атм направляють в реактор синтезу вуглеводнів, де при температурі 200-250 o С відбувається перетворення водню і оксидів вуглецю на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди кобальту і рутенію в комбінації з цеолітом типу морденіт. Отримані продукти охолоджують і поділяють в сепараторі на газ, воду і вуглеводневу фракцію. Сумарний вихід компонентів бензинової фракції, дизпалива і бази масел становить 80 г / нм 3 синтез-газу при конверсії оксидів вуглецю близько 60%. Газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, направляють в паливну мережу підприємства.

Приклад 7. Опади міських стічних вод зневоднюють до залишкової вологості 50 мас. %, Нагрівають разом з важкими нафтовими залишками до температури 400-600 o С і подають на газифікацію. У реактор газифікації трубчастого типу і надходять на конверсію природний газ, діоксид вуглецю і кисень при масовому співвідношенні БІО / природний газ / СО2 / O 2 = 4/1 / 0,5 / 0,1 і в газові пальники - природний газ і повітря . У конверторі досягається максимальна температура 900-1000 o С і ступінь перетворення органічних сполук до СО, СО 2 і H 2 становить близько 80-85%. Отриманий синтез-газ послідовно охолоджують з рекуперацією тепла, видаляють залишки органічних сполук, компріміруется і очищають від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Далі синтез-газ під тиском 10 атм направляють в реактор синтезу вуглеводнів, де при температурі 220-240 o С відбувається перетворення водню і оксидів вуглецю на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди кобальту і рутенію в комбінації з цеолітом типу Beta. Отримані продукти охолоджують і поділяють в сепараторі на газ, воду і вуглеводневу фракцію. Сумарний вихід рідких моторних палив (головним чином дизельної фракції) і компонентів бази масел становить 130 г / нм 3 синтез-газу при конверсії оксидів вуглецю близько 70%. Газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, після відділення частини СО2 направляють в паливну мережу підприємства.

Приклад 8. Міський сміття і вугільні шлами пресують у брикети і разом з нагрітим до температури 400-600 o С природним газом, водяною парою, діоксидом вуглецю і киснем при масовому співвідношенні (сміття + вугільні шлами) / природний газ / Н 2 O / СO 2 / O 2 = 10/4/4/1 / 0,1 подають на стадію газифікації, де в плазмотроне при температурах 1100-1300 o С відбувається 95% -ве розкладання органічних сполук до СО, СО 2 і Н 2. Отриманий синтез-газ послідовно охолоджують з рекуперацією тепла, компріміруется і після відділення частини СО2 очищають від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Далі синтез-газ під тиском 10 атм направляють в реактор синтезу вуглеводнів, де при температурі 220-240 o С відбувається перетворення водню і оксидів вуглецю на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди кобальту і рутенію в комбінації з цеолітом типу ZSM-5. Отримані продукти охолоджують і поділяють в сепараторі на газ, воду і вуглеводневу фракцію. Сумарний вихід рідких моторних палив (головним чином дизельної фракції) і компонентів бази масел становить 140 г / нм 3 синтез-газу при конверсії оксидів вуглецю 70-75%. Газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, після відділення частини СО 2 направляють в паливну мережу підприємства.

Приклад 9. Опади міських стічних вод зневоднюють до залишкової вологості 50 мас.%, Нагрівають разом з вугільними шлаками до температури 400-600 o С і подають на газифікацію. У реактор газифікації і надходять на конверсію природний газ, діоксид вуглецю і кисень при масовому співвідношенні БІО / природний газ / СО 2 / O 2 = 6/1 / 0,5 / 0,2 і в газові пальники - природний газ і повітря. У конверторі досягається максимальна температура 900-1000 o С і ступінь перетворення органічних сполук до СО, СО 2 і Н 2 становить близько 80-85%. Отриманий синтез-газ послідовно охолоджують з рекуперацією тепла, видаляють залишки органічних сполук, компріміруется і після відділення частини СО 2 очищають від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів. Далі синтез-газ під тиском 50 атм направляють в реактор синтезу вуглеводнів, де при температурі 260-280 o С відбувається перетворення водню і оксидів вуглецю на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди заліза в комбінації з кислотним компонентом - цеолітом типу ZSM-5. Отримані продукти охолоджують і поділяють в сепараторі на газ, воду і вуглеводневу фракцію. Сумарний вихід рідких моторних палив (головним чином дизельної фракції) і компонентів бази масел становить 140 г / нм 3 синтез-газу при конверсії оксидів вуглецю близько 80%. Газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, після відділення частини СО 2 направляють в паливну мережу підприємства.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб переробки органічних відходів, що включає стадію газифікації шляхом обробки відходів газифікують агентом в присутності горючого газу з отриманням синтез-газу і твердих неорганічних продуктів, і стадію каталітичної переробки синтез-газу, що відрізняється тим, що газифікуються агент містить кисень і водяна пара і / або діоксид вуглецю, а в якості пального газу використовують природний газ при об'ємному відношенні кисень: природний газ, що дорівнює 0,01-0,5, отриманий після газифікації синтез-газ компріміруется, піддають глибокому очищенню від механічних домішок і сполук сірки, азоту, важких металів, потім компримированні очищений синтез-газ або синтез-газ разом з рідкими органічними відходами подають в реактор синтезу вуглеводнів і піддають перетворенню на біфункціонального каталізаторі, що містить оксиди цинку і хрому або цинку, хрому та міді або заліза або кобальту і рутенію в комбінації з кислотним компонентом - цеолітом типу ZSM-5, Beta, морденіт або сілікоалюмофосфатом, в рідкі моторні палива або рідкі моторні палива та компоненти бази масел.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що газифікацію відходів ведуть плазмотерміческім способом і в якості органічних відходів використовуються опади міських стічних вод, частково зневоднені із залишковою вологістю не менше 50 Маc.%, При цьому газифікацію опадів міських стічних вод ведуть при масовому відношенні до природного газу, що дорівнює 1-10.

3. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що в якості відходів використовується суміш органічних відходів, наприклад, міського сміття або осадів міських стічних вод, з горючими матеріалами, вибраними з групи: мазут, відпрацьовані масла, важкі нафтові залишки, вугільні шлами.

4. Спосіб за п попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в реактор синтезу вуглеводнів одночасно подають синтез-газ і рідкі органічні відходи, що складаються з водних або безводних сумішей спиртів, альдегідів, кетонів, карбонових кислот та їх похідних, складних і простих ефірів, вуглеводнів, побічно що утворюються на хімічних, нафтохімічних, коксохімічних, харчових та інших підприємствах.

5. Спосіб за п попередніх пунктів, який відрізняється тим, що процес в реакторі синтезу вуглеводнів проводять при тиску 2-100 атм і температурі 200-500ºС.

6. Спосіб за п попередніх пунктів, який відрізняється тим, що газоподібні побічні продукти, одержувані на стадії синтезу вуглеводнів, використовують на стадії газифікації або направляють в паливну мережу підприємства.

Версія для друку
Дата публікації 16.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ

Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
магнітний двигун
Джерело тепла на базі нососних агрегатів