|
початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2127296
СПОСІБ переробки пластмасових утильсировину І ПЛАСТМАСОВИХ ВІДХОДІВ
Ім'я винахідника: Рольф Холігхаус (DE); Клаус Німанн (DE); Мартін Рупп (DE)
Ім'я патентовласника: Веба Ель Акціенгезелльшафт (DE)
Адреса для листування: 101000, Москва, Малий Златоустінскій пров., 10-15, "Євромаркпат"
Дата початку дії патенту: 1994.03.25
Для отримання хімічної сировини та компонентів рідкого палива пластмасове утильсировину та пластмасові відходи деполімеризує до перекачується і летючої фаз. Летючу фазу розділяють на газову фазу і конденсат, який піддають стандартним нафтопереробним процесам, а перекачується фазу піддають рідкофазної гідрогенізації, газифікації, швелеванію або поєднанню цих технологічних операцій. Деполімерізацию проводять без добавки водню, переважно при тиску 0,01-300,0 бар, переважно 0,1-100,0 бар, зокрема 0,2-2,0 бар, при 150-470 o C, переважно 250-450 o С, і часу реакції 0,1-10,0, переважно 0,5-5,0 ч, і три потоки продуктів відводять в кількостях 15-85 мас.% деполімерізата, 10-80 мас.% конденсату, а й 5 -20 мас. % Газової суміші, кожен в перерахунку на вихідну суміш пластмас.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способу переробки пластмасового утильсировини і пластмасових відходів з метою отримання хімічної сировини та компонентів рідкого палива.
В основу винаходу покладено спосіб гідрогенізації вуглець матеріалу, в якому до висококиплячих масел додаються полімери, зокрема, полімерні відходи в подрібненому або розчиненому вигляді, і ця суміш з метою отримання компонентів палива і хімічної сировини піддається гідрогенізації в присутності водню (пор. DD 254207 A1 )
У DE-A-2530229 описаний спосіб переробки старих шин, гуми і / або інших пластмас в рідкі, газоподібні або тверді продукти шляхом деполімеризації в розчиннику при підвищеному тиску і підвищеній температурі. У цьому способі, зокрема, не повинно бути викидів в атмосферу шкідливих речовин, таких, як SO 2 сажа тощо. Наприклад, старі шини після подрібнення і змішування з рециркуляційним маслом продукту гідрогенізації вводилися в реактор гідрування з приєднанням водню при тиску водню 150 бар і температурі 450 o C в присутності каталізаторів розщеплення і гідрогенізації.
У DE-A-2205001 описаний спосіб термічної обробки відходів і каучуку, в якому відходи розщеплюються при температурі від 250 до 450 o C в присутності допоміжної фази, що знаходиться при температурі реакції в рідкому стані.
Далі в статті Ronald H. Wolk, Michael C.Chervenak і Carmine A.Battista в "Rubber Age", червень 1974, стор. 27 - 38, описана гидрогенизация старих шин з метою отримання рідких продуктів на основі вуглеводнів, киплячих в діапазоні газойлю, а й з метою гідрогенізації вуглецевої сажі, багаторазово використовуваної в якості наповнювача.
Далі відомий спосіб, в якому відходи полімерів, зокрема утільрезіну, розчиняють в залишкових продуктах переробки нафти. Утворену суміш піддають потім коксування з отриманням коксу. При цьому утворюються газоподібні і рідкі продукти. Останні при відповідній переробці придатні як компоненти палива (пор. DD 0144171).
Концентрація полімеру в використовуваному продукті гідрогенізації становить, наприклад, за способом згідно DD 254207 від 0,01 до 20 мас.%. Гідрогенізаційного обробку важких масел з розчинами і / або суспензіями полімерів слід обмежити способами гідрогенізації, в яких процес гідрогенізації проводиться в трубчастих реакторах без або з суспендованих каталізатором. Використання реакторів з нерухомим шаром каталізатора призвело б до обмеженого застосування полімерів, зокрема, в тих випадках, коли додавалися б полімери, які деполімеризуються вже на стадії нагріву приблизно до 420 o C до входу в реактор. Відомий спосіб переробки високомолекулярних органічних відходів з метою отримання хімічної сировини та компонентів рідкого палива по SU 1041557, який може розглядатися як найближчий аналог. Спосіб полягає в деполімеризації вихідних матеріалів без добавки водню до перекачується фази і летючої фази при температурі 150 - 430 o C з додаванням вуглеводневої розчинника.
Завдання цього винаходу полягає в тому, щоб в способі переробки пластмасового утильсировини не обмежуватися тільки кількістю додається утильсировини не більше 20 мас.%. У способах конверсії важкого рідкого палива, що застосовуються в нафтопереробному виробництві.
Далі виникає проблема, яка полягає в тому, що при хімічній переробці пластмасових відходів разом з ними повинні і перероблятися містять хлор пластмаси. Утворені при деполімеризації в відомих способах коррозіонниe галогенні у вигляді газоподібних продуктів розщеплення вимагають особливих запобіжних засобів.
Ще одна проблема виникає в зв'язку з тим, що використовуються пластмасові відходи і пластмасове утильсировину містить якусь частину, і до того ж чималу, неорганічних домішок, таких як пігменти, метали і наповнювачі, які можуть ускладнити здійснення деяких способів деполимеризации або переробку продуктів деполімеризації.
Тому завданням даного винаходу є і розробка способу, який допускає наявність цих компонентів. Вони концентруються в одній фазі, звідки потім можуть подаватися на переробку способами, і допускають наявність цих інгредієнтів, тоді як інші, вільні від цих неорганічних домішок фази повинні перероблятися з меншими витратами.
Наступне завдання полягає в тому, щоб розвантажити або ефективніше використовувати з точки зору необхідної об'ємної продуктивності такі складні і капіталомісткі стадії способу, як швелеваніе (полукоксование), газифікація або Рідкофазний гидрогенизация.
Відповідно до винаходу поставлена задача вирішується способом переробки пластмасового утильсировини і пластмасових відходів з метою отримання хімічної сировини та компонентів рідкого палива шляхом деполімеризації вихідних матеріалів без добавки водню і отримання з них летючої фази і деполімерізата у вигляді перекачується фази, в якому летючу фазу розділяють на газову фазу і конденсат, який піддають стандартним нафтопереробним процесам, а перекачується фазу піддають рідкофазної гідрогенізації, газифікації, швелеванію або поєднанню цих технологічних операцій.
Зокрема, деполимеризацию проводять при тиску 0,01 - 300 бар, переважно 0,1 - 100 бар при температурі 150 - 470 o C, переважно 250 - 450 o C, і часу реакції 0,1 - 10 год, переважно 0,5 - 5 ч, при цьому три потоку продуктів відводять в кількостях: 1) 15 - 85 мас.% деполімерізата, 2) 10,0 - 80,0 мас.% конденсату, а й 3) 5,0 - 20,0 мас. % газової суміші, кожен в перерахунку на вихідну суміш пластмас.
Деполімерізацию доцільно приводити в присутності каталізатора.
До вихідним пластмасовим відходів і брухт може бути доданий органічний розчинник.
Конденсат переважно піддавати гідрогенізаційного очищенню на нерухомому каталізаторі, на рухомому каталізаторі або псевдоожиженном шарі каталізатора.
Газоподібні продукти деполімеризації можна подавати на Рідкофазний гидрогенизацию з підключенням при необхідності скруббера для видалення кислих компонентів, таких як хлористий водень.
Утворені в цьому способі газоподібні продукти деполімеризації (газ), конденсовані продукти деполімеризації (конденсат) і рідка фаза (деполімерізат), що містить перекачуються в'язкі продукти деполімеризації, виводять окремими потоками, а конденсат, а й деполімерізат переробляються окремо. Технологічні параметри процесу вибираються при цьому переважно таким чином, щоб якомога більша частина припадала на частку так званого конденсату.
Пластмаси, які можуть перероблятися за запропонованим способом, є, наприклад, змішані фракції необроблених відходів, наприклад, фірми Duale System Deutschland GmbH (DSD). Ці змішані фракції, містять, наприклад, поліетилен, поліпропілен, полівінілхлорид, полістирол, суміші полімерів, як AБC-пластик, а й поліконденсати. Можна використовувати і відходи виробництва пластмас, промислової упаковки з пластмас, залишкові, змішані і чисті фракції, які утворюються при переробці пластмас на промислових підприємствах, причому хімічний склад цих відходів не є критичним параметром, що визначає їх придатність для переробки запропонованим способом. Придатними для переробки даними способом є і еластомери, гумові вироби технічного призначення або старі шини в попередньо подрібненому вигляді.
Джерелом пластмасового утильсировини і пластмасових відходів є, наприклад пресовані вироби, ламінати, компаунди, плівки або синтетичні волокна. Як деяких прикладів галогенсодержащих пластмас можна назвати хлорований поліетилен (ХПЕ), полівінілхлорид (ПВХ), полівініліденхлорид (ПВДХ), неопрен. Зокрема, використовуються і утворюються в великих кількостях серусодержащие пластмаси, наприклад полісульфони, або зшиті сірчаними містками каучуки зі старих шин, які при наявності відповідного обладнання для попереднього подрібнення і попереднього сортування на пластмасові та металеві частини піддаються деполімеризації і подальшій переробці для отримання хімічної сировини і компонентів рідкого палива. Утвориться в цьому способі на попередніх стадіях обробки або при хімічних трансформаціях з приєднанням водню сульфидная сірка переходить переважно, як і хлористий водень, в відпрацьований газ, який відокремлюється і подається на подальшу переробку.
Поряд з використовуваними в даному способі пластмасовими відходами та утильсировиною можна використовувати синтетичні пластмаси, еластомери, а й модифіковані природні сполуки. До них відносяться, поряд з уже згаданими полімерами, зокрема термопластами, і реактопласти і поліаддукти, так само як і продукти на основі целюлози, такі як целюлоза (клітковина) і папір. Виготовлені з них вироби включають напівфабрикати, окремі деталі, будівельні елементи, пакувальні засоби, складську та транспортну тару, а й товари масового попиту. Що стосується напівфабрикатів, то під цю категорію підпадають панелі і плати (друковані плати), а й плити з шаруватого пластику, які можуть містити деяку частину металевих покриттів і можуть бути, як і інші використовувані продукти після попереднього подрібнення до розміру часток, відповідно шматків від 0,5 до 50 мм, відокремлені при необхідності від металевих, керамічних та стеклокомпонентов за допомогою відповідних способів сортування.
Названі пластмасові відходи і брухт містять і, як правило, неорганічні домішки, такі як пігменти, скловолокно, наповнювачі, як-то окису титану і цинку, вогнезахисні засоби, пігментсодержащіе друковані фарби, сажу, а й метали, як, наприклад, металевий алюміній. Згадані пластмасові відходи і брухт, які утворюються, наприклад, у вигляді сумішей або шихти різного складу в колекторі відходів фірми DSD, можуть містити до 10, а в деяких випадках до 20 мас.% Неорганічних домішок. Зазвичай ці суміші пластмас використовуються в запропонованому способі в подрібнений вигляді або попередньо переробленими, наприклад, у вигляді гранул або крихти або тому подібному вигляді.
Продукти деполимеризации за запропонованим способом діляться в основному на 3 головних потоку:
1) Деполімерізат в кількості від 15 до 85 мас.%, В перерахунку на використану пластмасову суміш, який в залежності від складу і відповідних вимог може бути розподілений по потокам, які направляються на Рідкофазний гидрогенизацию, газифікацію під тиском і / або при необхідності на швелеваніе ( піроліз).
При цьому мова йде в основному про важких вуглеводнях з точкою кипіння> 480 o C, які містять всі потрапляють разом з пластмасовими відходами та утильсировиною інертні речовини, як алюмінієва фольга, пігменти, наповнювачі, скловолокно.
2) Конденсат в кількості від 10 до 80, переважно від 20 до 50 мас. %, В перерахунку на використану пластмасову суміш, температура кипіння якого лежить в межах 25 - 520 o C, а зміст органічно зв'язаного хлору становить приблизно до 1000 частин / млн.
Конденсат можна, наприклад, шляхом гідрообробки на станціонарних наявних у продажу кобальт-молібденових або нікель-молібденових каталізаторах трансформувати в високоякісну синтетичну сиру нафту (Syncrude) або в якості углеводородсодержащих основних речовин безпосередньо вводити в хіміко-технологічні або в стандартні нафтопереробні процеси, що допускають присутність хлору .
3) Газ в кількостях від 5 до 20 мас.%, В перерахунку на використану пластмасову суміш, який поряд з метаном, етаном, пропаном і бутаном може містити газоподібні галогенні, такі як в основному хлористий водень, а й легколетучие, які містять хлор вуглеводневі сполуки.
Хлористий водень можна вимивати, наприклад водою з газового потоку з метою отримання 30% -ної водної соляної кислоти. Остаточний газ можна шляхом рідкофазної гідрогенізації або обробкою в Гідроочисники вивільняти від органічно-зв'язаного хлору і направляти, наприклад, на переробку нефтезаводского газу.
Окремі потоки продуктів, зокрема конденсат, можуть в процесі їх подальшої переробки використовуватися потім як самостійне сировину, наприклад, в якості вихідного матеріалу для отримання олефінів на етиленових установках.
 |
Перевага способу відповідно до винаходу полягає в тому, що неорганічні домішки пластмасових відходів і утиль-сировини піддаються концентрування на стадії рідкої фази, тоді як конденсат, який не містить цих компонентів, може піддаватися подальшій переробці способами, що не вимагають великих витрат. Зокрема, шляхом підбору оптимальних технологічних параметрів - температури і часу обробки - можна домогтися того, що, з одного боку, утворюється відносно велика частка конденсату, а з іншого боку, в умовах запропонованого способу зберігається здатність вузького деполімерізата рідкої фази до перекачування. Одним з придатних варіантів є такий, в якому підвищення температури на 10 o C при середній тривалості обробки збільшує вихід переходять в рідку фазу продуктів більш ніж на 50%. Залежність виходу від тривалості обробки для двох типових температур представлена на фіг. 3. За допомогою інших бажаних варіантів виконання способу, як-то: добавка каталізаторів, отгонка водяною парою, легкокипящие компонентами або вуглеводневими газами, турбулентне перемішування або перекачування, можна розраховувати для виходу конденсату. Звичайним для даного способу є вихід конденсату приблизно 50 мас.% І більше в перерахунку на загальну кількість використаних при деполімірізаціі пластмас. За рахунок цього досягається перевага, що полягає в значній розвантаженні капіталомістких стадій способу, таких як газифікація під тиском, Рідкофазний гидрогенизация, а й швелеваніе (піроліз). |
У способі відповідно до винаходу кращий інтервал температур для процесу деполімеризації становить 150 - 470 o C. Найбільш придатним є інтервал від 250 до 450 o C. Час обробки може становити 0,1 - 20 год. В цілому достатнім виявився інтервал до 1 до 10 год . Тиск в способі відповідно до винаходу є менш критичним параметром. Так, цілком прийнятний може виявитися здійснення способу при зниженому тиску, наприклад в разі, якщо з технічних причин повинні бути відокремлені летючі компоненти. На практиці можлива і робота і при відносно високому тиску, однак при цьому зростають експлуатаційні витрати, пов'язані з використанням дорогого устаткування. В цілому допускається використання тиску в межах від 0,01 до 300 бар, зокрема від 0,1 до 100 бар. Спосіб можна здійснювати переважно при нормальному або трохи підвищеному тиску, наприклад в межах до 2 бар, що явно сприяє зниженню експлуатаційних витрат. Щоб якомога повніше дегазувати деполімерізат і ще більше підвищити частку конденсату, спосіб здійснюють переважно при злегка зниженому тиску до приблизно 0,2 бар.
Деполимеризация може здійснюватися переважно шляхом добавки каталізатора, наприклад кислоти Льюїса, як хлористий алюміній, радікалобразующего речовини, як перекис, або з'єднання металу, наприклад, цеоліту, просоченого розчином солі якогось важкого металу.
Деполімерізацию можна проводити в умовах турбулентного потоку, наприклад, за допомогою механічної мішалки, а й шляхом перекачування вмісту реактора.
Інші кращі варіанти виконання способу полягають в тому, що деполимеризацию проводять в середовищі інертного газу, тобто газу, який по відношенню до вихідних матеріалів і продуктів деполімеризації має в основному інертний характер, наприклад N 2, CO 2, CO або вуглеводні. Спосіб можна і здійснювати шляхом введення десорбційних середовищ, таких як азот, водяна пара або вуглеводневі гази або інші легкокипящие середовища.
В принципі можна вважати перевагою способу те, що на цій стадії способу не треба додавати водень.
Як розчинник або суміші розчинників придатні, наприклад, використані органічні розчинники, т. Е. Відходи розчинників, браковані виробничі партії органічних рідин, відпрацьовані масла або фракції нафтопереробних виробництв, наприклад залишок вакуумної перегонки.
Однак можна і відмовитися від додавання розчинників, чужорідних масел і власних рециркуляційних масел.
Деполімерізацию можна проводити в звичайному реакторі, наприклад в котлі з мішалкою і зовнішньої циркуляцією, який розрахований на відповідні технологічні параметри, як тиск і температура, і ємності якого виконані з матеріалу, стійкого до впливу кислих компонентів, таких як хлористий водень, утворення яких можливе в процесі деполімеризації. Зокрема, якщо деполимеризация здійснюється в присутності каталізатора, то можна розглянути можливість використання придатних для цього типових хіміко-технологічних операцій, які використовуються для так званого легкого крекінгу важкої сирої нафти або залишкових масел від переробки мінеральних масел. При необхідності вони повинні відповідати вимогам способу даного винаходу. Переважно ця стадія способу може бути розрахована на роботу в безперервному режимі, тобто пластмаса безперервно подається в рідку фазу реактора деполимеризации, а деполімерізат і головний продукт безперервно відбираються.
Процес деполимеризации не пов'язаний з великими експлуатаційними витратами в порівнянні з подальшими стадіями обробки, як-то швелеваніе, Рідкофазний гидрогенизация або газифікація. Це відноситься, зокрема, до випадку, коли спосіб здійснюється при тиску, близькому до нормального, тобто в межах від 0,2 до 2 бар. і в порівнянні зі стадіями попередньої гідрообробки експлуатаційні витрати істотно нижче. Оптимальний режим процесу деполімеризації може розвантажити наступні стадії способу на 50% і більше. В процесі деполімеризації цілеспрямовано утворюється одночасно велику кількість конденсованих вуглеводнів, які можна переробляти в цінні продукти, використовуючи для цього відомі і порівняно недорогі способи.
Оперувати з деполімерізатором після відділення газу і конденсату дуже просто, оскільки його консистенція залишається придатною до перекачування, і в цьому вигляді він являє собою зручний вихідний матеріал для подальших стадій способу.
Згідно винаходу деполімерізат і конденсат обробляються окремо.
Конденсовані продукти деполімеризації піддаються переважно гідрогенізаційного очищенню на стаціонарному зернистому каталізаторі. Так, наприклад, конденсат можна піддати звичайної гідроочистки із застосуванням наявних у продажу нікель-молібденових або кобальт-молібденових каталізаторів-контактів при парціальному тиску водню від 10 до 250 бар і температурі від 200 до 430 o C. В даному випадку в залежності від складу утворився конденсату для уловлювання захоплених потоком зольних або коксообразующіх компонентів доцільно підключити запобіжний шар. Каталізатор-контакт розташований, як зазвичай, на жорстких тарілках, а напрямок течії конденсату можна передбачити або знизу вгору гідроочисних колони, або в зворотному напрямку. Для виділення кислих компонентів, таких як галогенводород, сірководень тощо, доцільно подавати в зону конденсації відповідних сепараторів воду, лужні з'єднання і при необхідності інгібітори корозії.
Конденсат замість звичайної гідроочищення може піддаватися і гідрогенізаційного очищенню на рухомому каталізаторі або в псевдозрідженому шарі каталізатора.
Утворений при деполімеризації конденсат після проходження Гідроочисники є чудовий вихідний матеріал, наприклад, для установки крекінгу в присутності пара.
Отриманий, наприклад в Гідроочисники, рідкий продукт піддається подальшій переробці як синтетичної сирої нафти (Syncrude) на звичайних нафтопереробних підприємствах з метою отримання компонентів рідкого палива або використовується як хімічна сировина, наприклад, для отримання етилену на етиленових установках.
Отримувані при гідроочистки газоподібні компоненти придатні для добавки, наприклад, до продуктів, що використовуються для процесу парового риформінгу.
В одному з інших бажаних варіантів виконання способу принаймні один потік деполімерізата піддається газифікації під тиском.
Як придатних для газифікації під тиском пристроїв можна в принципі використовувати авіаційні газогенератори (Texaco, Shell, Prenflo), газифікатори зі стаціонарним шаром (Lurgi, Espag), а й газифікатори Ziwi. Зокрема, придатні способи термічного розщеплення вуглеводнів за допомогою кисню, як це зазвичай здійснюється в способі газифікації масла шляхом парціального оксидування вуглеводнів у вигляді полум'яної реакції в камері згоряння. Реакції протікають не каталитически, а автотермічний.
Утворений при газифікації під тиском, що складається в основному з CO і H 2 сирої газ може бути перероблений в синтетичний газ або може використовуватися для отримання водню.
В іншому кращому варіанті виконання способу принаймні один потік деполімерізата подається на Рідкофазний гидрогенизацию. Рідкофазний гидрогенизация краща, зокрема, в тому випадку, якщо з деполімерізата треба отримати високу частку рідких вуглеводнів. Застосування рідкофазної гідрогенізації з метою отримання бензину і при необхідності дизельного палива з сирої нафти докладно описано в патенті ФРН N 933 826.
Рідкофазний гидрогенизация перекачується вязкожидкого деполімерізата може проводитися таким чином, що при певних умовах додається залишок вакуумної перегонки нафти, а після стиснення до 300 бар додається ще й газ гідрогенізації. Для попереднього підігріву реакційна маса проходить через послідовно з'єднані теплообмінники, в яких тепло передається потоками продуктів, наприклад, головному продукту гарячого сепаратора.
Підігріта зазвичай до 400 o C реакційна суміш нагрівається далі до потрібної температури реакції і потім подається в реактор або в каскад реакторів, де і відбувається Рідкофазний гидрогенизация.
У підключеному далі гарячому сепараторі при робочому тиску відбувається відділення компонентів, які перебувають при температурі реакції в газоподібному стані, від рідких і твердих компонентів. Останні містять і неорганічні домішки.
У сепараторі з газоподібної фракції виділяються спочатку важчі компоненти масла, які після скидання тиску можуть подаватися на перегонку при атмосферному тиску.
З частини, яка при цьому не піддалася конденсації, видаляються через підключену систему сепараторів спочатку виробничі гази, які з метою їх очищення обробляються в скрубері і повертаються у вигляді циркулюючого газу знову в процес. З решти після гарячої сепарації частини продукту виводиться, наприклад, після подальшого охолодження виробнича вода, після чого ця частина подається на подальшу обробку в колону при атмосферному тиску.
Скинувши в два етапи тиск в нижній частині колони гарячого сепаратора, продукт доцільно піддати вакуумної перегонці для відділення залишкового масла. Згущений залишок, і що містить неорганічні домішки, можна в рідкому або твердому вигляді направляти на установку газифікації з метою отримання технологічного газу.
Утворені при рідкофазної гідрогенізації залишки (залишки гарячої сепарації), а й утворюється при швелеваніі деполімерізата напівкокс, що містять відповідно неорганічні домішки, можуть бути утилізовані на подальшої термічної стадії способу, причому утворюються при цьому залишки, що містять неорганічні домішки, можуть з метою відновлення металів піддаватися подальшої обробці.
Отримані шляхом рідкофазної гідрогенізації легкі і середні фракції нафти можуть використовуватися на нафтопереробних заводах в якості цінної сировини для отримання палива або вихідних продуктів для отримання пластмас, таких як олефіни або ароматичні сполуки. Якщо ці продукти рідкофазної гідрогенізації виявляться нестабільними при зберіганні, їх можна піддати гідроочистки, передбаченої цим способом для конденсату.
Кращий варіант виконання способу відповідно до винаходу полягає в тому, що перекачується в'язкий деполімерізат після відділення газоподібних і конденсованих продуктів деполімеризації розділяється у вигляді рідкого продукту на потоки, один з яких повинен подаватися на газифікацію під тиском, а інший на Рідкофазний гидрогенизацию.
Згідно винаходу поділ перекачується вузького деполімерізата на потоки, один з яких повинен подаватися на газифікацію під тиском, а інший - на гидрогенизацию і при необхідності на піроліз, в поєднанні з роздільною обробкою конденсованих компонентів на стадії гідроочищення веде в значному поліпшенню використання устаткування. Що стосується установок, розроблених для здійснення газифікації під тиском твердих горючих матеріалів або термічного розкладання вуглеводнів за допомогою кисню, зокрема установок для здійснення рідкофазної гідрогенізації вуглець матеріалів під високим тиском, то в даному випадку мова йде про капіталомістких вузлах установок, продуктивність яких тільки тоді може бути використана оптимальним чином, якщо їх звільнити від необхідності обробляти вихідні матеріали, як це і пропонується в даному способі, коли вуглеводні попередньо відокремлюються у вигляді потоку конденсату і піддаються окремої обробці в Гідроочисники при порівняно м'яких технологічних умовах.
Ще один кращий варіант виконання даного способу полягає в тому, що принаймні один потік деполімерізата піддається швелеванію з отриманням напівкоксового газу, полукоксовального дьогтю і напівкоксу.
Утворений при деполімеризації газоподібний у вигляді водного розчину конденсованих хлористоводневий газ може використаний окремо як самостійний продукт для утилізації. Залишкові фракції, які не є компонентами продуктів деполімеризації, що переходять в газоподібний стан і конденсованих у вигляді рідких продуктів, і які можуть містити, зокрема, хлорорганічні, а й серу- і азотовмісні сполуки, звільняються в процесі рідкофазної гідрогенізації, за рахунок включення в неї стадії обробки залишків від гетероатомов хлору, сірки, азоту або і кисню, які відділяються у вигляді водневих з'єднань.
Найчастіше через значне вмісту галогенів в вихідному пластмасовому утильсировину переважно промивати відігнані газоподібні продукти деполімеризації, причому утворилися галогенні можуть бути, зокрема, відокремлені у вигляді водних галогенводородних кислот і спрямовані на утилізацію.
Звільнені при необхідності від кислих компонентів, як-то галогенводородов, газоподібні продукти деполімеризації можуть подаватися переважно в вихідний газоподібний водень або в циркулює газоподібний водень рідкофазної гідрогенізації. Те ж саме стосується напівкоксового газу, відокремленого при швелеваніі.
Завдяки поєднанню процесів деполімеризації, гідрогенізаційного обробки отриманих за запропонованим способом компонентів дистиляту, рідкофазної гідрогенізації, газифікації (часткового окислення) і / або швелеванія деполімерізата рідкої фази можна розвантажити потужності технологічно найбільш капіталомістких і складних стадій обробки, що допускають роботу з неорганічними інгредієнтами. Спосіб відповідно до винаходу має великий потенціал повторної утилізації використаних пластмас.
Так, підібране поєднання описаних стадій способу може забезпечити практично повну утилізацію міститься в використовуваних пластмасах органічного вуглецю. Крім того, вдається в значній мірі і утилізувати містяться в використовуваних пластмасових відходах вуглецеві і вуглеводневі компоненти. Залишаються неорганічні компоненти можуть подаватися на повторну утилізацію, наприклад регенерацію металу. Їх можна і повторно використовувати, щонайменше частково, в размолотом вигляді в якості каталізатора в процесі рідкофазної гідрогенізації.
Спосіб відповідно до винаходу з основними технологічними вузлами установки для деполимеризации, Гідроочисники, установки для газифікації під тиском, колони для рідкофазної гідрогенізації, установки швелеванія і вузлами установки для обробки газоподібних продуктів деполімеризації представлений на фіг. 1. На цьому кресленні штриховою лінією показана конфігурація пристрою з установкою для швелеванія як вибірково передбачуваного вузла пристрою. Поділ відповідних продуктів на потоки показано на схемі за допомогою відповідно спрямованих ліній. Позиції на фіг. 1 вживаються у такому значенні: 1 - реактор деполимеризации, 2 - Гідроочисники, 3 - Рідкофазний гидрогенизация, 4 - установка газифікації, 5 - установка швелеванія, 6 - пластмасове утильсировину, 7 - залишок вакуумної перегонки, 8 - соляна кислота, 9 - гази (метан , етан, пропан, H 2 і т.д.), 10 - конденсат, 11 - деполімерізат, 12 - гази (метан, етан, пропан, H 2 S, NH 3, H 2 і т.д.) (наприклад, для парового риформінгу), 13 - Syncrude II (наприклад, для олефінове установки), 14 - технологічний газ (CO / H 2), 15 - шлаки, сажа (наприклад, для регенерації металу), 16 - гази (метан, етан, пропан , H 2 S, NH 3, H 2 і т. д.) (наприклад, для парового риформінгу), 17 - Syncrude I (наприклад, для нафтопереробки), 18 - залишок гідрогенізації (наприклад, для установки газифікації), 19 - гази (наприклад, для рідкофазної гідрогенізації), 20 - дьоготь (наприклад, для рідкофазної гідрогенізації), 21 - кокс (наприклад, для установки газифікації).
Схема кількісного витрати продуктів для представленого на фіг. 1 обладнання наводиться нижче у вигляді прикладу виконання для зазначених вихідних продуктів.
Відповідно размельченное, при необхідності промите і висушене пластмасове утильсировину безперервно подається в реактор деполимеризации 1, забезпечений пристроями підігріву, підтримки тиску і мішалкою, відповідними впускними і випускними клапанами, а й контрольно-вимірювальною апаратурою для контролю рівня.
У типовому варіанті виконання виводяться 50,0 мас.% Деполімерізата, 40,0 мас. % Конденсату, 5,0 мас.% Газоподібного хлористого водню і 5,0 мас.% Інших газів в перерахунку на всю реакційну масу. Конденсат подається на Гідроочисники 2, через верхню частину якого відбирається 35,0 мас. % Syncrude, яка подається нa олефінове установку, а й 5,0 мас.% Газоподібних продуктів реакції, які подаються на паровій риформинг.
25,0 мас. % Деполімерізата подаються на Рідкофазний гидрогенизацию 3, а 25,0 мас.% Його - на установку газифікації 4. На Рідкофазний гидрогенизацию 3 подається ще 25,0 мас.% Отстатка вакуумної перегонки у вигляді рециркуляционного потоку. Відводяться 10,0 мас.% Газоподібних продуктів реакції, які подаються на паровій риформинг, 40,0 мас.% Syncrude, яка подається на нафтопереробний комплекс, і 5,0 мас.% Залишку, який можна відвести на установку газифікації 4. Реакційний продукт з установки газифікації та при типовому режимі роботи полягає на 24 мас.% з технологічного газу, а й на 1,0 мас.% з зольной сажі.
Потік деполімерізата, що виходить з реактора 1, для отримання піролізного коксу, полукоксовального дьогтю і полукоксовального газу можна подавати на вибір частково на установку 5 піролізу, відповідно швелеванія. Піролізний кокс подається на установку газифікації, полукоксовальний дьоготь і полукоксовальний газ - на Рідкофазний гидрогенизацию.
Збагачені в деполімерізате неорганічні домішки піддаються при подальшій обробці подальшої концентрації. Якщо деполімерізат подають на газифікацію, то неорганічні домішки потім виносяться разом зі шлаками. При рідкофазної гідрогенізації вони знаходяться в залишку гідрогенізації, а при швелеваніі - в напівкоксу. Якщо залишок гідрогенізації і / або напівкокс і піддаються гідрогенізації, то всі введені в спосіб відповідно до винаходу неорганічні домішки виводяться на стадії обробки у вигляді газифікаційних шлаків.
На фіг. 2 представлений кращий варіант виконання завантажувального вузла для пластмасового утильсировини і пластмасових відходів установки деполимеризации з відносяться до нього вузлом переробки газоподібних, а й конденсованих продуктів деполімеризації. Позиції на фіг. 2 вживаються у такому значенні:
1 - бункер для пластмасового утильсировини, 2 - реактор деполимеризации, 3 - піч, 4 - циркуляційний насос, 5 - насос для суспензії, 6 - ємність для вихідної сировини, 7 - насос високого тиску, 8 - конденсатор, 9 - скрубер для соляної кислоти , 10 - гази, 11 - свіжа вода, 12 - водна соляна кислота, 13 - конденсат (наприклад, для Гідроочисники), 14 - залишок вакуумної перегонки, 15 - суміш деполімерізата із залишком вакуумної перегонки (наприклад, для рідкофазної гідрогенізації), 16 - транспортує пристрій.
Через транспортує пристрій 16 пластмасові відходи і брухт надходять в бункер 1, а звідти в реактор 2. Нагрівання вмісту реактора здійснюється за допомогою циркуляційної системи, що складається з циркуляційного насоса 4 і печі 3. Насосом 5 для перекачування суспензій з цього циклу відбирається потік, який змішується в ємності 6 для вихідної сировини з залишком вакуумної перегонки, що надходять по трубопроводу 14, і потім подається на подальшу переробку насосом високого тиску 7. Утворені в реакторі 2 гази і конденсовані компоненти проходять через конденсатор 8 і розділяються. Після проходження ними скруббера 9 з соляною кислотою очищені гази 10 йдуть на подальше використання. Містилися перш кислі компоненти видаляються після промивання у вигляді водного розчину соляної кислоти 12. Відокремлений в конденсаторі 8 конденсат надходить на подальше використання.
Приклад 1. деполімерізацию пластмасового утильсировини.
В котел-реактор з мішалкою ємністю 80 м 3, забезпечений циркуляційної системою продуктивністю 150 м 3 / год, безперервно завантажувалися пневматично зі швидкістю 5 т / год змішані агломеровані пластмасові частинки з середнім діаметром зерна 8 мм. Змішані пластмаси представляють собою матеріал побутового походження фірми Dualen Systems Deutschland, який містить, як правило, 8% ПВХ.
Пластмасова суміш піддавалася деполимеризации в реакторі при температурі від 360 o C до 420 o C. При цьому утворювалися 4 фракції, кількісне співвідношення яких в залежності від температури в реакторі представлено в табл. 1.
Потік (III) деполімерізата відводили безперервно, і разом із залишком вакуумної перегонки нафти подавали на установку рідкофазної гідрогенізації для подальшого розщеплення. В'язкість деполімерізата становила при 175 o C 200 мПа · с.
На окремій установці вуглеводневі конденсату (потік II) піддавали конденсації і подавали на подальшу відповідну переробку в Гідроочисники. Газоподібний хлористий водень (потік IV) розчиняли у воді і отримували у вигляді 30% -ної водяній соляної кислоти. Вуглеводневі гази (потік I) подавали для кондиціонування на установку рідкофазної гідрогенізації.
Приклад 2. Дехлоризація конденсату.
З конденсату установки деполимеризации, який був отриманий при температурі 400 - 420 o C з суміші пластмас (DSD - побутової збір), шляхом промивання аміачно-лужним розчином була виділена HCl. Вміст хлору в конденсаті становило 400 частин / млн.
Цей попередньо оброблений таким чином конденсат піддавали процесу каталітичного дехлорирования в апаратах безперервної дії. При цьому конденсат стискали спочатку до 50 бар, і потім насичували воднем, так щоб підтримувалося співвідношення газ: конденсат в межах 1000 л / кг. Суміш нагрівали і піддавали обмінним розкладанню в реакторі з нерухомим NaMo-катадізатором. Вийшовши з реактора, реакційна суміш піддавалася різкого охолодження аміачно-лужний водою, так що утворилася HCl повністю переходила в водну фазу. Перед скиданням тиску в реакційній суміші проводили розділення фаз на газову і рідку, так що газову і рідку фази можна релаксувати окремо. Після релаксації рідку фазу розкладали на водну і органічну фази.
Органічна фаза, кількість якої залишало більше 90 мас.% Вихідного конденсату, містила в залежності від обраних умов реакції наступні кількості хлору [частин / млн] (див. Табл. 2).
Ці типи конденсату відповідають за будь-яких умовах реакції вхідним специфікаціям установки для очищення мінеральних масел і можуть в ній подаватися на отгонку легких фракцій або на спеціальні переробні установки (наприклад, в установку для крекінгу паром).
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб переробки пластмасового утиль-сировини або пластмасових відходів з отриманням хімічної сировини та компонентів рідкого палива шляхом деполімеризації вихідних матеріалів без добавки водню з отриманням летючої фази і деполімерізата у вигляді перекачується фази, що відрізняється тим, що летючу фазу розділяють на газову і конденсат, який піддають стандартним нафтопереробним процесам, а перекачується фазу піддають рідкофазної гідрогенізації, газифікації, швелеванію або поєднанню цих технологічних операцій.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що деполимеризацию проводять при тиску 0,01 - 300,0 бар, переважно 0,1 - 100,0 бар, зокрема 0,2 - 2,0 бар, при 150 - 470 o C, переважно 250 - 450 o C, і часу реакції 0,1 - 10,0 год, переважно 0,5 - 5,0 год, і що три потоку продуктів відводять в кількостях 15 - 85 мас.% деполімерізата, 10 - 80 мас,% конденсату, а й 5 - 20 мас.% газової суміші, кожен в перерахунку на вихідну суміш пластмас.
3. Спосіб за пп.1 і 2, що відрізняється тим, що деполимеризацию проводять в присутності каталізатора.
4. Спосіб принаймні по одному з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що деполимеризацию проводять в умовах турбулентних потоків.
5. Спосіб принаймні по одному з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що деполимеризацию проводять в середовищі інертного газу.
6. Спосіб принаймні по одному з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що деполимеризацию проводять з використанням десорбційних середовищ, таких, як азот, водяна пара, углеводородсодержащих гази або інші легкокипящие середовища.
7. Спосіб принаймні по одному з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що до вихідних пластмасовим відходів або пластмасового утиль-сировини додають органічний розчинник, в якості якого використовують відходи розчинників, браковані виробничі партії органічних рідин, відпрацьовані мастила, рециркуляційні в процесі масла або фракції нафтопереробних виробництв.
8. Спосіб принаймні по одному з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що конденсат піддають гідрогенізаційного очищенню на нерухомому каталізаторі.
9. Спосіб принаймні по одному з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що конденсат піддають гідрогенізаційного очищенню на рухомому каталізаторі або в псевдозрідженому шарі каталізатора.
10. Спосіб принаймні по одному з попередніх пунктів відрізняється тим, що газоподібні продукти деполімеризації подають на Рідкофазний гидрогенизацию з підключенням при необхідності скруббера для видалення кислих компонентів, таких, як хлористий водень.
Версія для друку
Дата публікації 22.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.