| 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 RU2156270
СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ резіносодержащіх І ОРГАНІЧНИХ ПРОМИСЛОВИХ І ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ
Ім'я винахідника: Платонов В.В.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Науково-екологічні програми"
Адреса для листування: 103051, Москва, Кольоровий бульвар 19, стор.4, Юнацька автомобільна школа, Соколову В.Г.
Дата початку дії патенту: 2000.03.21
Винахід відноситься до способів переробки резіносодержащіх і органічних промислових і побутових органічних відходів і може бути використано в нафтохімічній та хімічній галузях промисловості. Сутність: відходи піддають термокаталітіческім зрідження при 220-360 ° С, тиску 1-3 МПа в вуглеводневому водорододонорном розчиннику в присутності ініціатора - вільного йоду і / або йодовмісних сполук, взятих у кількості 0,01-0,50 мас. % Від розчинника з подальшим відділенням рідких продуктів і їх ректифікацією з отриманням цільових продуктів. Використовують органічні і неорганічні йодовмісні сполуки, вибрані з групи, що містить йодиди калію, титану, кобальту, нікелю, етіліодід, третбутіліодід і ін. Або їх суміші. Як розчинник використовують алкілбензол, суміш алкилбензолов, алкілбензолсодержащіе вуглеводневі суміші. Переважно спосіб проводять при масовому співвідношенні відходи: розчинник, що дорівнює 1: 2 - 4. Проведення способу дозволяє спростити технологію процесу, підвищити вихід рідких продуктів кращої якості, які можливо використовувати в якості компонентів моторного палива і хімічної сировини.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до хімічної переробки промислових та побутових органічних відходів (резіносодержащіх, поліетилен, полістирол, поліпропілен, капрон, лавсан, полівінілхлорид і т.д.), в хімічну сировину і компоненти моторного палива, які можуть бути використані в нафтохімічному, органічному і біохімічному синтезі , виробництві гідро-, тепло- і звукоізоляційних матеріалів, асфальтобетону для дорожнього будівництва, анодної маси для електротермічних виробництв та інших цілей.
Проблема хімічної переробки різних промислових і побутових органічних відходів є досить актуальною, що зумовлено постійним зростанням кількості цих відходів і, в той же час, відсутністю ефективних способів їх переробки з отриманням цінних продуктів. З урахуванням складного хімічного складу різних органічних відходів і резіносодержащіх матеріалів найбільш перспективними є методи їх комплексної хімічної переробки з метою отримання котельного палива, компонентів високооктанових моторних палив, сировини для промисловості нафтохімічного, органічного і біохімічного синтезу, виробництва гідро-, тепло- і звукоізоляційних матеріалів, асфальтобетону для дорожнього будівництва, вуглеграфітових матеріалів, анодної маси для електротермічних і електрохімічних виробництв.
Вирішення цієї проблеми дозволить суттєво розширити сировинну базу вуглеводневої сировини, в якому, в зв'язку зі значним скороченням запасів природного нафти, темпів її розвідки, видобутку та подальшої переробки, в останні роки відчувається гострий дефіцит; вирішити екологічну проблему комплексної і нешкідливою утилізації резіносодержащіх і широкого асортименту промислових і побутових органічних відходів; значно скоротити витрату вуглеводневої сировини, виробленого на базі нафти, бурого і кам'яного вугілля, горючих сланців, природних бітумів.
Відомий спосіб переробки резіносодержащіх відходів - відпрацьованих автошин, що включає подрібнення відпрацьованих гумових шин до 4-0,75 мм, змішання з нафтопродуктами, нагрівання отриманої маси в реакторі при 65-370 o C протягом часу, достатнього для розчинення матеріалу, каталітичний крекінг отриманого розчину в реакторі при температурі не нижче 450 o C і підвищеному тиску, вивантаження продукту з реактора і подальшу його дистиляцію з утворенням газоподібних продуктів, бензинової фракції, легких і важких масел (US N 4175211, 1976).
Зазначений спосіб характеризується багатостадійну, складністю технології, пов'язаної з необхідністю використання специфічного каталізатора і його періодичної регенерації, із застосуванням високих температур і тиску, з утворенням значних кількостей низькомолекулярних газоподібних продуктів.
Відомий спосіб отримання смоли з резіносодержащіх відходів, що включає їх нагрівання при температурі вище 200 o C в вуглеводневої рідини тривалістю, що забезпечує перетворення гуми в тягучий маслоподобний продукт, і контактування останнього з каталізатором алкірованія (H 2 SO 3; S 2 Cl 2) після додавання до нього алифатического альдегіду або кетону. Отриману смолу вводять в гумові суміші для виробництва шин (US 3895059, 1975).
Зазначений спосіб і характеризується багатостадійну, необхідністю використання сірчаної кислоти, полухлорістой сірки, здатних викликати протікання реакції конденсації, ущільнення, що ускладнює отримання низькомолекулярних рідких продуктів. Крім того, обмежені і специфічні галузі використання отриманого продукту.
Відомий спосіб переробки резіносодержащіх відходів, що включає перемішування при температурі 290-380 o C розчину резіносодержащіх відходів з концентрацією 10-80 мас.% В вуглеводневому середовищі і відгін низкокипящих фракцій. Як вуглеводневої середовища використовують продукт деасфальтизації пропаном нафтового гудрону, що містить 2,4 - 5,9 мас.% Асфальтенов і температурою розм'якшення 34-45 o C. Відгін низкокипящих фракцій з температурою википання 230-310 o C проводять постійно протягом всього процесу перемішування (SU 16134555, 1990).
До недоліків даного способу відносяться перш за все обмеження щодо вмісту в вуглеводневому середовищі асфальтенов. Ця умова важко виконати, тому що видобуваються в останні роки нафти і продукти їх переробки характеризуються високим вмістом асфальтенів, смолистих і сероорганических з'єднань, отже, потрібне збільшення числа циклів видалення перерахованих з'єднань. Крім того, цей спосіб характеризується недостатньо високим виходом легких фракцій. Сумарна кількість легких фракцій, що википають в інтервалі t кип. до 230 o, становить 12,4 - 37,8 мас.%.
Відомий спосіб переробки резіносодержащіх відходів, що полягає в їх термоожіженіі при 270-420 o C, тиску 1-6 МПа в середовищі вуглеводневої розчинника, в якості якого використовують відходи виробництва синтетичного каучуку, і в присутності редкоземельного металу (РЗМ), або в присутності интерметаллидов на основі рідкоземельних металів, або в присутності гідриду титану, взятих у кількості 0,5 - 10,0 мас.% від реакційної суміші. Спосіб передбачає термоожіженіе при масовому співвідношенні вуглеводневої розчинника і відходів 2: 1 - 4: 1. Спосіб характеризується невисоким коефіцієнтом використання водорододонорного потенціалу компонентів розчинника, що вимагає багаторазового використання його в процесі, постійного відділення від рідких продуктів термоожіженія вихідної сировини, а й підтримки підвищеного тиску в реакційному апараті (RU N2109770, 1998).
Істотним недоліком цього способу є і застосування в якості вуглеводневої розчинника відходів виробництва синтетичного каучуку, які не завжди доступні в необхідній кількості. Крім того, необхідні досить дефіцитні РЗМ, інтерметалліді на їх основі, гідриди кальцію, титану.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого способу є спосіб переробки резіносодержащіх і органічних промислових і побутових відходів в хімічну сировину і компоненти моторного палива, що проводиться аналогічно вищеописаному, в якому в якості водорододонорного вуглеводневої розчинника використовують один або суміші алкилбензолов (толуолу, ксилолів, етилбензол, діетил -, тріметіл- і тетраметілбензолов), що є основою "сирого бензолу" - продукту високотемпературного коксування кам'яного вугілля. Перераховані вуглеводні є ефективними донорами водню, є в великих кількостях, їх застосування в даній технології дозволяє вирішити як технічну, екологічну, так і економічну задачу (RU N 2110535, 1998).
Істотним недоліком цього способу є застосування РЗМ, интерметаллидов на основі неодиму, лантану, церію, алюмінію, а й гідридів титану, кальцію, що відносяться до досить дефіцитним матеріалами, труднощі їх подальшого вилучення з маси технічного вуглеводню і високосмолістих важких вуглеводневих залишків, високий тиск в реакційному апараті внаслідок низького ступеня використання водню зі складу газової фази, що утворюється в результаті термодеструкції органічних відходів.
Завданням винаходу є розробка способу, що дозволяє відмовитися від дефіцитних РЗМ, интерметаллидов на їх основі, гідридів титану, кальцію; спростити технологію, знизити температуру, збільшити продуктивність процесу при одночасному підвищенні вибухо- і пожежобезпеки, екологічної чистоти, підвищити вихід фракцій з температурою кипіння до 200 o C, що характеризуються низьким вмістом сероорганических і ненасичених сполук.
Поставлена задача вирішується способом переробки резіносодержащіх і органічних промислових і побутових відходів в хімічну сировину і компоненти моторного палива, що включає термокаталітіческім зрідження відходів при підвищеній температурі і тиску в вуглеводневому водорододонорном розчиннику з наступним відділенням рідких продуктів і їх ректифікацією з отриманням цільових продуктів, в якому, згідно з винаходу, процес проводять в присутності ініціатора - вільного йоду і / або йодовмісних сполук, взятих в кількості 0,01 - 0,50 мас.% від розчинника, при температурі 220 - 360 o C, тиску 1 - 3 МПа.
При цьому доцільно використовувати органічні та неорганічні йодовмісні сполуки, вибрані з групи, що містить йодиди калію, титану, кобальту, нікелю, етіліодід, третбутіліодід або їх суміші. Можливо використовувати інші йодовмісні сполуки.
Переважно в якості розчинника використовувати алкілбензол, суміш алкилбензолов, алкілбензолсодержащіе вуглеводневі суміші.
Доцільно використовувати один алкілбензол, наприклад, толуол, ксилоли, три- і тетраметілбензоли, діетілбензоли, їх суміші, алкілбензолсодержащіе вуглеводневі суміші.
Переважно спосіб проводять при масовому співвідношенні відходи: розчинник, що дорівнює 1: 2 - 4.
Застосування йоду і його сполук дозволяє відмовитися від досить дефіцитних РЗМ: лантану, диспрозия, церію, неодиму, интерметаллидов на їх основі, гідридів титану, кальцію; знизити температуру процесу, підвищити вихід фракції з температурою кипіння до 200 o C, зменшити в ній вміст ненасичених, сіро, азот і кіслородсодржащіх компонентів, знизити тиск в реакційному апараті за рахунок більш ефективної передачі молекулярного водню з газової фази, а й від компонентів водорододонорного розчинника до радикальних продуктів термодеструкції органічного матеріалу відходів; істотно спростити технологію внаслідок відмови від стадії виділення РЗМ, интерметаллидов, з'єднань титану і кальцію з смолистих фракцій продуктів термокаталітіческого скраплення органічних відходів, знизити собівартість виробленої продукції, поліпшити економічні показники процесу в цілому.
Як джерело алкилбензолов доцільно використовувати "сирий бензол" або окремі його компоненти (толуол, ксилоли, сольвент фракція), одержувані при високотемпературному коксуванні кам'яного вугілля і є відходом виробництва металургійного коксу.
Кількості "сирого бензолу" досить великі, але раціонального застосування він поки не знаходить.
Ініціатором реакцій термодеструкції органічного матеріалу відходів, підвищення ефективності перенесення водню від водорододонорних компонентів розчинника і молекулярного водню з газової фази використовують вільний йод і йодовмісні сполуки. Їх застосування робить процес термокаталітіческого скраплення резіносодержащіх, а й широкого спектра промислових і побутових органічних відходів більш стійким, що працюють при низькому тиску і більш низькій температурі; відсутня необхідність в відділенні йоду і його сполук з продуктів скраплення, так як їх кількості вкрай незначні, вони дуже летючі і будуть переходити в газоподібні продукти.
СПОСІБ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ наступним чином
У обертався автоклав (2 л) завантажують резіносодержащіх, інші промислові і побутові органічні відходи (відпрацьовані автошини, транспортні стрічки, поліетилен, полістирол, поліпропілен, поліізобутилен, синтетичний каучук, поліхлорвініл, капрон, лавсан, енант і ін.). Потім додають вуглеводневий водорододонорний розчинник, наприклад толуол, о-, п, м-ксилол, етилбензол, тріметілбензоли, або їх суміші, промислове шпигунство "сирий бензол", вільний йод і / або його неорганічні сполуки в кількості 0.01 - 0.5 мас. % від розчинника.
Процес термокаталітіческого скраплення відходів здійснюють при температурі 220-360 o C і тиску 1-3 МПа; масовому співвідношенні відходи: розчинник 1: 2 - 4. Елементарний йод або його сполуки спочатку піддаються гомолитически розщепленню з утворенням йод-радикала. Останній отщепляет атомарний водень від компонентів водорододонорного вуглеводневої розчинника і переносить його до радикальних продуктів, що утворюється при термодеструкції органічного матеріалу відходів. Цим пояснюються висока швидкість процесу зрідження останніх, низькі значення температури і тиску, високий ступінь використання водню, компонентів розчинника і газової фази, низький вміст кисень-, азот і кисневмісних, а й ненасичених сполук в утворюються рідких продуктах, високий вихід останніх; підвищення селективності реакцій ізомеризації, дегидроциклизации, дегідрування, гідрування, гідродеалкілірованія, гідрування гетероциклов з подальшим їх руйнуванням, відповідальних за утворення значних кількостей циклоалканов, ізоалканов, гідроароматичних і ароматичних вуглеводнів, що характеризуються високим октановим числом; зменшення вмісту в рідких продуктах кисень-, азот і сірку, а й ненасичених сполук. Рідкі продукти відокремлюють від твердих речовин (металокорд, технічний вуглець і інше), після чого піддають ректифікації з отриманням цільових продуктів-фракцій з температурою кипіння до 200 o C і вище 200 o C.
Приклади здійснення запропонованого способу наведені в таблиці. Опис прикладу (N 7 в таблиці): в обертовий автоклав (2 л) завантажують 150 г відходів (утильні автошина, поліетилен, полістирол, поліізобутилен, синтетичний каучук і ін.), 450 г толуолу, 0,45 г вільного йоду і / або його неорганічних, органічних сполук (йодиди калію, титану, кобальту, етіліодід, третбутіліодід і ін.) Процес проводять при робочій температурі 360 o C, тиску 3,0 МПа, протягом 30 хв. Вихід рідких продуктів становить 90 мас.% Від відходу, зміст фракцій з температурою кипіння до 200 o C становить 95% від рідких продуктів.
Отримувані фракції можливо використовувати в якості компонентів моторного палива і хімічної сировини для нафтохімічного, органічного і біохімічного синтезу.
З таблиці випливає, що використання йоду і його сполук дозволяє підвищити вихід рідких продуктів і вміст в їх складі фракції з температурою кипіння до 200 o C, збагаченої ізоалканамі, ціклолалканамі, гідроароматичних і ароматичними вуглеводнями, знизити температуру, тиск, зменшити час процесу.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб переробки резіносодержащіх і органічних промислових і побутових відходів в хімічну сировину і компоненти моторного палива, що включає термокаталітіческім зрідження відходів при підвищених температурі і тиску в вуглеводневому водорододонорном розчиннику з наступним відділенням рідких продуктів і їх ректифікацією з отриманням цільових продуктів, що відрізняється тим, що процес проводять в присутності ініціатора - вільного йоду і / або йодовмісних сполук, взятих в кількості 0,01 - 0,50 мас.% від розчинника, при температурі 220 - 360 o C і тиску 1 - 3 МПа.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що використовують органічні і неорганічні йодовмісні сполуки, вибрані з групи, що містить йодиди калію, титану, кобальту, нікелю, етіліодід, третбутіліодід або їх суміші.
3. Спосіб за пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що в якості розчинника використовують алкілбензол, суміш алкилбензолов, алкілбензолсодержащіе вуглеводневі суміші.
4. Спосіб за пп.1 - 3, що відрізняється тим, що спосіб проводять при масовому співвідношенні відходи: розчинник, що дорівнює 1 - 2 - 4.
Версія для друку
Дата публікації 19.02.2007гг
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.