CN113122293A - 一种多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环境化学工程领域，具体地说是一种多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***。将原料依次经过粉碎，磁选，脱水后进入多组绞龙催化裂化反应室，反应后根据所需馏分进行深加工，本发明解决了上述存在问题，提高了生产效率，能够连续进料连续排渣能够长时期不间断生产，节能能源且废物达到无公害处理，环保达标。设备总体占地面积小、厂房高度低、运载负荷大、处理原料范围广。设备可根据原料及生产量的需求，可随时调节生产工艺，达到一机多样化生产处理。

Description

一种多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***
技术领域
本发明涉及环境化学工程领域，具体地说是一种多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***。
背景技术
环境污染是世界各国一大难题，围绕着一大难题，近几年来，不少科研机构、院校以及生产单位，制造研发出了大量生产工艺及生产设备。通常是炉式、管式、转筒式、单螺旋式，多元式降解方法、生物法、焚烧法，高温裂解法等。这类设备不仅存在某些安全问题，生产工艺技术，发生二次污染严重，设备投资大，设备损耗大，占用厂房场地大，处理能力小，品种单一，没有深度的产品，而且部分不达标，有些设备虽然利用熔盐做热导体，但由于熔盐泵温度限制，温度提升不到一定温度造成热裂化不完全损耗大量能源，排渣达不到理想效果，从而达不到排放或再利用标准。
2、转筒式、炉式为间歇性排渣粉尘及有害气体直接威胁人身健康，设备耗能大、产量小、产品单一、产品粗劣——俗称粗油毛油成分，并且派出残渣中的粉尘及气体对人体和环境有很大的危害，设备炭化老化严重，火焰燃烧直接接触。烧炉体结焦严重，从而发生一系列变化，甚至局部的设备会造成烧漏的情况，在安全上存在重大的安全隐患。
3、单螺旋推进加热(熔盐)裂解，是靠熔盐液由熔盐泵抽提循环导热，一旦熔盐温度过高且熔盐泵受温度限制，所以某些物料重馏份物质高，不能达到全部裂解蒸馏的目的。残余渣中含重油胶质物高，不能达到排放要求，而且设备要求原料受限等因素。
4、生物降解技术是近几年发展起来新生产物，这种技术耗费时间长且占地面积大，大量回收资源被浪费掉，不可再生利用，在反应过程中所产生一氧化碳等气体，直接进入大气层，而且有些有机物质反应不彻底，仍然存在原料中、废物中，重金属不能够破坏清除，产生多种盐。
5、焚烧不但浪费宝贵回收资源，燃烧所产生二噁英、二氧化碳、四氯化硫粉尘等物质进入大气中，造成严重二次污染。
发明内容
针对上述问题，为了解决现有技术中存在的不足,本发明提供一种多组合绞龙低温催化裂化再生废固化有机物***。
本发明技术方案如下：
一种多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，将原料依次经过粉碎，磁选，脱水后进入多组绞龙催化裂化反应室，反应后根据所需馏分进行深加工，
生成的粉尘依次进入球式双转动粉尘分离器，催化塔，换热器，单回收罐，其中干气回收后通入多组绞龙催化裂化反应室中；其他组分分离后抽出分别进入聚合反应釜得聚合，或者发汗分离得聚乙烯蜡和复合油罐，最上层抽出得轻质燃料油或溶剂油类；
生成的炭黑研磨后冷却，或者生产的残渣进入喷淋室降温雾化的残渣，然后进行造粒包装；
生成的油脂依次经过换热器、油水分离后无害化处理循环回收利用，最终抽出。
所述原料包括废油泥(油渣)、废橡胶(轮胎)、废塑料、废生物油脂(油酸)、页岩油(泥)、煤焦油泥渣、废医疗有机物。
所述多组绞龙催化裂化反应室由多个绞龙机构组成，绞龙机构有双螺旋型、 LG型、V型、S型、双绞齿型；所述多组绞龙催化裂化反应室采用熔盐恒温传递导热；熔盐恒温传递导热不需要导热熔盐泵，热效率高，损失热能量低，从而进行了节能减排增效目的。恒温控制，加热稳定、不结焦、不碳化，有效提高设备老化、碳化问题使用寿命提高并达到了长时间运转目的。所述多组绞龙催化裂化反应室采用催化剂有微球分子筛、ZMS-5、y型分子筛、XCu分子筛、SiO沸石分子筛、非临氢降凝催化剂，一种或几种能够在低温催化裂解有选择性的催化裂解降低油品凝点、改变分子结构、色度变透明、氧化沉渣减少。
所述绞龙机构分为单轴或双轴式，根据原料特性及炉内温度，设定速度或进料数量。
所述绞龙机构设间断螺片1-3片，其原因是阻止堆料，阻止冷空气进入在真空状态下抽入空气进入，引起着火或***现象发生。
所述多组绞龙催化裂化反应室采用真空环境，多组绞龙催化裂化反应中，抽真空的目的是降低反应压力，降低反应温度，提高油品质量在炼制石油矿物油中不愿看到高温所得油品因为产生，高温产生会导致油质下降，热聚合碳化产生二烯烃与积炭现象。在真空状态下，能有效清洁无公害化生产，抽真空压缩回收不凝气体干气、C1-C5、甲烷、乙烷、丙烷等可燃气体压缩回收，再利用生产中做燃料使用，从而节省了大量燃烧能源。
所述多组绞龙催化裂化反应室采用自动阀门、稳定自动控制、温度自动控制、进料自动控制、仪表温度反馈、压力温度自动反馈、漏气自动报警控制。
所述溶盐导热隔层传递法，溶盐组合比为:NaNO250％，NaNO310％，KNO3 40％。熔岩可到温度沸点750℃以上。导致稳定、无污染、无腐蚀、传热效果佳，环保安全节能。
本发明的主要优点是：1、本发明解决了上述存在问题，提高了生产效率，能够连续进料连续排渣能够长时期不间断生产，节能能源且废物达到无公害处理，环保达标。
2、设备总体占地面积小、厂房高度低、运载负荷大、处理原料范围广。
3、设备可根据原料及生产量的需求，可随时调节生产工艺，达到一机多样化生产处理。
4、裂解炉底部采用隔板式高温熔盐作导热载体，加温均衡、炉间温度小、热效率高，原料不会因局部温度高造成焦化、碳化、氧化炉体，由于整体均衡加热炉体变形小，设备使用寿命长。
5、采用自动化集成度高，可自动运转、停车、报警，按工艺参数调节反应温和，安全度高。
具体实施方式
下面通过实施例详述本发明。
实施例1
1、以大庆油田废油泥其组成成分是：泥土沙石占40％-85％。水含量在 40％-60％，脱水后原料含泥土沙石50％-80％，水含量3％-5％，油含量15％-45％。
2、开工前提前试压高压抽风机、排风，目的是把所有风道畅通，约5-10 分钟，然后开启1、2、3燃烧器内燃烧喷嘴进行恒温炉，然后缓慢温升到 300℃三小时，再进行继续升温至700℃。
3、备好原材料，经传输物料***，控制多绞龙催化裂化反应室上侧通过进料箱，多组绞龙催化裂化反应室采用催化剂有微球分子筛和SiO沸石分子筛，首先单绞龙传输到第一催化室内。
4、启动第一催化室，多组绞龙反应器进行脱出水份，使其中的水分不高于3％-5％，控制温度300℃-350℃，轻馏成份进入换热器，油水分离，进入分离器分离水送往污水处置装置处理，然后再回到冷却塔达到循环换热使用。
5、进入催化裂化使物料脱水后，开启第二个多绞龙反应室，开启真空泵，真空压力为0.2pa-0.9pa，温度控制在330℃-380℃，经塔上粉尘分离器分离出粉尘油类物，粉尘回到反应室中，经催化塔反应后进入换热至 55℃-60℃进入收集油罐中，待收集油罐储量达到2/3液位时，自动开动收集油罐自动阀门，这时抽油泵同时启动送出装置外。
6、物料进入第3个催化反应室时，温度控制在360℃-420℃并联进入换热器换热后进入收集油罐，待达到收集油罐2/3时送出装置。
7、在反应塔内有多块塔盘，催化剂型号为zms-5、y型分子筛、SiO2、活性炭催化剂、沸石分子筛、XCu分子筛。非临氢降凝催化剂一种或三种以上。
8、随进料温度提升绞龙送料机转速，达到原料进料负荷3t/h-4t/h。不同原料调整不同工艺参数通过自动测量称料器读数、催化反应室内温度与绞龙转速达到高出品率。
9、尾渣油机粉尘，经单环绞龙由下到上密闭喷淋送至造粒做有机无公害处理，其含有机油分在不超3‰。
10、多绞龙催化中，真空状态下所产生的压缩气含主要成分：甲烷(CH4) 乙硫醇(C2H6)丙烷(C3H8)等，统称干气。经气体脱硫塔加入活性炭催化剂、Cu分子筛、氧化锌、氧化铁、四茂铁、碱性催化剂其中三种后，干气含硫为200mg/m3-350mg/m3，从而达到天然气含硫标准，与天然气脱硫煤气，液化气一并燃烧，可达到自供自用目的。
11、产品质量指标如下。
大庆原油污泥处理后理化指标表
Figure RE-GDA0002426382800000041
检查结果：
表1监测项目、分析方法及仪器信息
Figure RE-GDA0002426382800000042
表2污泥监测结果
监测项目 1#样品 2#样品 3#样品
矿物油 2.08 2.59 2.73
检测结果
表1监测方法、来源及监测仪器信息
Figure RE-GDA0002426382800000051
表2有组织排放废弃监测结果
Figure RE-GDA0002426382800000052
检测结果：
表1监测方法、来源及监测仪器信息
Figure RE-GDA0002426382800000053
Figure RE-GDA0002426382800000061
表2污水监测结果
Figure RE-GDA0002426382800000062
表3污泥监测结果
Figure RE-GDA0002426382800000071
实例二(处理废塑料)
1、废塑料经撕碎机混合撕裂成块状，用传输带送入单螺旋双层绞龙，进行传输挤压加温脱水，加温热源是回收富余排烟道热源做脱水热来源。通过换热循环脱水后进入催化裂化反应室中。多组绞龙催化裂化反应室采用催化剂ZMS-5、y型分子筛、XCu分子筛和SiO沸石分子筛。
2、进行反应裂解，裂解温度为300℃，抽真空压力为-0.6Pa--0.1Pa。其少量的水蒸气及少量的裂解油气，进入了换热器经冷凝，进入了油水分离器，油水分离后送出装置，水经水处理装置后，进入冷水池循环使用，其轻油成分送入储罐，气体部分压缩至脱硫装置处理备用。
3、物料进入第二催化反应，室内温度提升到350℃-380℃，抽真空压为-0.8Pa--0.01Pa，进行加入微球分子筛、ZMS-5、沸石分子筛、y型分子筛、Cu分子筛、氧化锌等添加量在3‰-5‰，两种或三种以上催化剂，经由粉尘塔分离后进入(1)换热器，从(1)换热器。进入脱色硫塔内进行反应，反应温度200℃-260℃，然后进入蛇型换热到55℃-60℃进入单收集管内，罐内液位达到2/3时，自动开关自动开启，由真空泵送出装置。
4、物料进入第三催化反应，室内温度提升到380℃-420℃，抽真空压为-0.8Pa--0.01Pa，通过塔上油尘分离器并联进入换热器，换热到200℃ -260℃进入塔(1)进行脱色硫催化剂为Cu分子筛、氧化锌、活性炭催化剂其中三种以上堆积密度为0.8kg/m3-1.0kg/m3。然后进入蛇形换热，到 55℃-60℃进入单收集罐内，罐内液位达到2/3时，自动开关启动，真空泵送出装置。
5、物料从催化裂解反应室依次类推，排除是由单螺旋推进，排出装置经多层自动分选筛选出炭黑部分，分别是60目、80nm-130nm经单螺旋外层冷却，进入漏斗包装，冷却温度(物料)80℃。
6、经催化裂解出来油进入冷冻降温达到15℃-25℃之间，送入发汗罐进行发汗处理，发汗处理方法步骤如下 15℃-25℃之间原料进入发汗分离罐，(1)号泵送入，5℃-8℃冷水，待原料温度降低10℃时再缓慢提高(1)号泵水温，提高温度缓慢升温35℃-40℃，时间要求5-6小时，在发汗反应罐中因缓慢升温低凝点油馏分慢慢流出高凝点物料(聚乙烯蜡)留在罐内，待达到35℃，保持3小时以上。停泵改线再提高温度45℃-65℃，这时发汗罐内乙烯蜡开始融化抽出装置成品。
7、抽真空不凝气体，包括甲烷，乙烷，丙烷，统称干汽经压缩到脱硫塔内进行处理，采用催化剂四茂铁、氧化锌、XCu分子筛、13XCu分子筛等，堆积密度为10M-1脱硫成分主要是硫化氢、硫化醇、硫等混合物脱出后送往炉内与加温度燃料混合使用。
8、废塑料经多组催化裂解抽真空，得到产品是轻质燃料油与乙烯蜡，副产品为炭黑、喷雾炭黑。
废塑料裂解处理后复合燃油理化指标
Figure RE-GDA0002426382800000081
废塑料残炭与废橡胶残炭制取100#炭黑指标GB3778-2011标准
Figure RE-GDA0002426382800000082
Figure RE-GDA0002426382800000091
乙烯蜡理化指标
项目 单位 指标 标准
蜡含量 ％ ≧90 萃取法
凝固点 ℃ ≧36 GBT/510
残炭含量 ％ ≦0.02 GB/T17144-1997
硫含量 W％ ≦0.05 GB/T/0175
实例三(处理废轮胎)
1、废轮胎经撕碎机撕碎成块状4×4、5×5为原料，按4t/h-5t/h加工能力。
2、经传输带链条传输，螺旋单推进，送至多组催化裂化反室(1)。多组绞龙催化裂化反应室采用催化剂有微球分子筛和非临氢降凝催化剂。升温温度350℃-380℃，从上部油尘分离器隔离粉尘后，进入换热器(1)，换热到100℃-150℃进入塔中，从A塔分离后，从塔底部进入蛇型换热60℃ -65℃进入单收集油罐中。
3、从(1)物料加温度360℃-400℃，从上部油尘分离器去(1)并联换热器冷却至100℃-150℃进入(1)塔，从(1)塔底部蛇形换热到60℃ -65℃进入单收集油罐内。
4、物料从(2)反应室进入(3)反应室温度380℃-430℃，油尘经上部分离后进入并联(1)换热器中换热，换热后温度100℃-150℃，进入蛇形换热器换热温度60℃-65℃进入单收集油罐内。3组或4组分别收集并联在单收集油罐中混合后液位达到罐内2/3时，自动开启自动闸门，真空泵抽出装置外。
5、多组催化裂解所需催化剂，微球分子筛、ZMS-5、y型分子筛、Cu 分子筛、氧化锌、非临氢降凝催化剂，三种至四种，根据出量为不同按3％-5％进入催化室内与物料混合反应。
6、控制真空压为0.1Pa-0.3Pa，因为真空度高时，一些大分子不能充***解抽出，压力过大造成质量聚合，橡胶质量下降，所以控制真空压力。
7、抽出原料聚合橡胶催化剂、甲醚络合物、***络合物、三氯化铝、超强酸等，三种或三种以上，聚合时间根据投料按三平方米计算，按3％投入催化剂加温至60℃-80℃反应时间为一小时至两小时，这时升温到200℃，真空温度0.3Pa-0.6Pa，30分钟放出料，冷却成型。
废轮胎油聚合橡胶树脂理化指标
Figure RE-GDA0002426382800000101
(7)聚橡胶主要是以废轮胎，经催化剂热裂解产生烯烃或二烯烃为单体聚合高分子，其特点胶粘性大耐热、耐化学腐蚀、耐酸碱、耐老化、耐燃烧。
有益效果：本发明提供了一种高效化工环保安全多功能回收固化物危化物生产设备技术。多组绞龙催化裂化装置其特点能够连续进料、连续排渣，包括废油泥(油渣)、废橡胶(轮胎)、废塑料、废生物油脂(油酸)、页岩油(泥)、废医疗有机物等。对以上有机废物在低温或高温升温环境中不结焦，采用熔盐导热热效率高，反应过程中所产生的干气压缩脱硫后供应设备加热补充使用更环保节能。双球式塔有效隔绝阻止了绞龙推搅拌进造成高温粉尘进入管线、换热器和产品中，从而能达到设备长期运转。单收集油罐改变以往真空***需用两个中间罐才能够操作可能，单收集油罐发明使操作更安全方便可控。废橡胶油、聚合橡胶使橡胶行业循环利用。废塑料油萃取聚乙烯蜡提升了聚乙烯产品加工质量。副产品含油污尾渣由于处理深度达到不超3‰烃类物质可以直接应用到农业种植或做有机肥原料。橡胶、塑料尾渣可制作喷雾炭黑。
1.多组绞龙催化裂化反应装置，现放大为年生产能力2万吨，其螺旋直径为400mm、为4组，待开发为年5-10万吨生产能力，其绞龙直径 500-600mm、多组。
2.多组绞龙催化裂化在生产废油泥过程中，尾部粉尘含油量不超3‰，可制造有机化肥，或直接无公害化处理，国家允许含油量标准是2％，低于国家标准近10倍。
3.多组绞龙催化裂化反应装置具有综合应用性，对废油泥、废塑料、废橡胶轮胎、废医疗有机物、废页岩油泥(渣)、废煤焦油(渣)、废医药有机中间体、废生物污油等，有一定深度处理，不仅产品质量升级，经济效益高。
4.多组绞龙催化裂化采用真空抽提，催化裂化，两级混合反应。真空抽提优点是，降低设备中反应温度，提高产品饱和度，而催化裂化由高效催化剂作用下达到高效选择裂解催化、脱硫、脱色，使油品质量更加优质。
5.多组绞龙催化裂化处理废轮胎产生的尾部粉尘统称炭黑，经封闭喷淋处理后，加工成喷雾炭黑100#，油去聚合生成聚合橡胶产品，变废为宝，在橡胶行业循环利用，节约大量能源。
6.多组绞龙催化裂化处理废塑料尾部粉尘，是制造优质炭黑原料，油品更上一层，可做燃油或在加工各种溶剂，或加氢优选原料，另一部分经发汗萃取处理得到聚乙烯蜡，可用于多种行业，是塑料再生利用一大革命。
7.多组绞龙催化裂化反应应装置，设备占用土地面积小，有车载式，移动式、固定式。年2万吨设备为例，设备主体占地44平方米，高度不超 4.5米。
8.多组绞龙催化裂化反应装置，与行业内主体设备比较设备短小，紧凑，处理能力大，综合处理能力强，因自动化条件高可节省大量人工且安全性能高，易操作等优点，设备投资少。
9.多组绞龙催化裂化反应装置，原料中含水经脱出或蒸馏中水去装置处理后，循环使用不外排。
实验四:
废橡胶裂化后分离切割c5一c9成份油，温度60一210度为原料，进入塘瓷反应釜内进行聚合反应使其中不饱和烃进行迭合:加氢:脱氢，烃化，异构化:分解等复杂反应。
聚合反应是含有苯环烯烃芳烃等杂环为原料，在三氯化铝:及超强酸催化剂作用下，120度至180度，0.2至0.4Mpa的条件下进行重合反应。操作步骤:'
先把废橡胶油c5一c9抽入塘瓷反应釜中体容为百分之七十容比，封闭阀门升温，从釜上加催化剂漏斗缓慢加入三氯化铝:超强酸催化剂，边加入边揽拌，三氯化铝加入量百分之三至百分之六:超强酸百分之二至三，揽拌速度每分钟40至60转，升温到180度停止反应，静止沉降约180分钟至200分钟脱出残渣去水解后处理，然后加入硝石灰为3一5，或者苛性碱 0.2至0.6，中和反应，揽拌时间为30一40分钟然后静止脱出，。
加入硝石灰及苛性碱主要是中和掉催化剂中的酸值过多响应橡胶树脂的质量，
抽真空目的是把不聚合物与聚合重合分子分离出来，边升温边开启真空泵，抽出真空度为一0.6一0.95Mpa抽出不聚物为溶剂油，待出来油后釜底剩余物为橡胶树脂，这类树脂胶连粘结性好，是普通石油树脂2一3 倍，耐酸碱是石油树脂2倍，抗老化抗龟裂都优于石油树脂等优点，这类产品原料易得成本低廉能够持续建康发展。
产品种类：C5/C9石油树脂(冷聚) 表号：191205-1
Figure RE-GDA0002426382800000121
产品种类：C5/C9共聚石油树脂(热聚) 表号：191120-1
Figure RE-GDA0002426382800000122

Claims (8)

1.一种多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，其特征在于：
将原料依次经过粉碎，磁选，脱水后进入多组绞龙催化裂化反应室，反应后根据所需馏分进行深加工，
生成的粉尘依次进入球式双转动粉尘分离器，催化塔，换热器，单回收罐，其中干气回收后通入多组绞龙催化裂化反应室中；其他组分分离后抽出分别进入聚合反应釜得聚合，或者发汗分离得聚乙烯蜡和复合油罐，最上层抽出得轻质燃料油或溶剂油类；
生成的炭黑研磨后冷却，或者生产的残渣进入喷淋室降温雾化的残渣，然后进行造粒包装；
生成的油脂依次经过换热器、油水分离后无害化处理循环回收利用，最终抽出。
2.根据权利要求1所述多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，其特征在于：所述原料包括废油泥(油渣)、废橡胶(轮胎)、废塑料、废生物油脂(油酸)、页岩油(泥)、煤焦油泥渣、废医疗有机物。
3.根据权利要求1所述多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，其特征在于：所述多组绞龙催化裂化反应室由多个绞龙机构组成，绞龙机构有双螺旋型、LG型、V型、S型、双绞齿型；所述多组绞龙催化裂化反应室采用熔盐恒温传递导热；所述多组绞龙催化裂化反应室采用催化剂有微球分子筛、ZMS-5、y型分子筛、XCu分子筛、SiO沸石分子筛、非临氢降凝催化剂。
4.根据权利要求3所述多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，其特征在于：所述绞龙机构分为单轴或双轴式，根据原料特性及炉内温度，设定速度或进料数量。
5.根据权利要求3所述多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，其特征在于：所述绞龙机构设间断螺片1-3片，其原因是阻止堆料。
6.根据权利要求3所述多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，其特征在于：所述多组绞龙催化裂化反应室采用真空环境。
7.根据权利要求3所述多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，其特征在于：所述多组绞龙催化裂化反应室采用自动阀门、稳定自动控制、温度自动控制、进料自动控制、仪表温度反馈、压力温度自动反馈、漏气自动报警控制。
8.根据权利要求3所述多组合绞龙催化裂化再生废固化有机物***，其特征在于：所述溶盐导热隔层传递法，溶盐组合比为:NaNO2 50％，NaNO3 10％，KNO3 40％。
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