RU2217199C1 - Method of organic waste processing - Google Patents

Method of organic waste processing Download PDF

Info

Publication number
RU2217199C1
RU2217199C1 RU2002108050A RU2002108050A RU2217199C1 RU 2217199 C1 RU2217199 C1 RU 2217199C1 RU 2002108050 A RU2002108050 A RU 2002108050A RU 2002108050 A RU2002108050 A RU 2002108050A RU 2217199 C1 RU2217199 C1 RU 2217199C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
synthesis gas
gas
gasification
synthesis
organic waste
Prior art date
Application number
RU2002108050A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002108050A (en
Inventor
В.М. Мысов
К.Г. Ионе
Original Assignee
Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН filed Critical Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН
Priority to RU2002108050A priority Critical patent/RU2217199C1/en
Publication of RU2002108050A publication Critical patent/RU2002108050A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2217199C1 publication Critical patent/RU2217199C1/en

Links

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: organic waste utilization by gasification. SUBSTANCE: invention relates to the sphere of the organic waste utilization by gasification with following catalytic conversion of the produced synthesis gas in the liquid engine fuels and/or valuable chemical products. Invention also presents the method of processing of the organic waste materials, that provides for a stage of their gasification by the waste products processing with the help of a gasifying agent at the presence of a combustible gas with production of synthesis gas and the solid inorganic products, catalytic processing of synthesis gas, in which the gasifying agent contains oxygen and water steam and/or carbon dioxide, and in the capacity of a combustible gas they use natural gas under volume ratio of oxygen / natural gas equal to 0.01-0.5. The synthesis gas produced as a result of the gasification is compressed, exposed to the fine cleaning from mechanical impurities and compounds of sulfur, nitrogen, heavy metals. Then this compressed and cleaned synthesis gas or the synthesis gas together with the liquid organic waste materials is fed into a reactor of hydrocarbon synthesis and exposed using the bifunctional catalyst containing oxides of zinc and chromium or zinc, chromium and copper or iron, or cobalt and ruthenium in a combination with an acid component - zeolite of type of ZSM-5, Beta, mordenite or silicoalumophosphate, to transformation into liquid motor fuels or liquid motor oils and components of the base of oils. EFFECT: the invention allows to improve the quality of the produced synthesis gas by increasing the share of hydrogen and decreasing the share of the carbon dioxide, necessary for increase of the output of the marketable product at the following catalytic stage of hydrocarbons synthesis. 6 cl, 9 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области утилизации органических отходов, в частности осадков городских сточных вод (именуемых бытовыми иловыми осадками, сокр. БИО), путем их газификации с последующим каталитическим превращением полученного синтез-газа в жидкие моторные топлива и ценные химические продукты. The invention relates to the field of disposal of organic waste, in particular urban wastewater sludge (referred to as household sludge sludge, abbreviated BIO), by gasification followed by catalytic conversion of the resulting synthesis gas into liquid motor fuels and valuable chemical products.

Известен способ переработки БИО, включающий их смешение с целлюлозосодержащими материалами, взятыми в количестве до 95% в расчете на сухую массу, с последующим перетиранием полученной смеси до гомогенной массы. Далее эту массу обезвоживают и подвергают газификации в газогенераторных установках при температуре не более 950oС с последующим сжиганием образующихся генераторных газов отдельно или совместно с другими топливами при температуре не менее 1100oС. Однако описанный способ трудно реализовать на практике из-за необходимости доставки на очистные сооружения больших объемов целлюлозосодержащих материалов. Кроме того, стадия подготовки сырья для газификации требует больших затрат энергии и механического труда (патент РФ 2176264, опубл. 27.11.2001 г.).A known method of processing BIO, including mixing them with cellulose-containing materials, taken in an amount up to 95% based on dry weight, followed by grinding the resulting mixture to a homogeneous mass. Further, this mass is dehydrated and gasified in gas generating units at a temperature of not more than 950 o С followed by burning of the generated generator gases separately or together with other fuels at a temperature of not less than 1100 o С. However, the described method is difficult to implement in practice due to the need for delivery to treatment facilities of large volumes of cellulose-containing materials. In addition, the stage of preparation of raw materials for gasification requires large expenditures of energy and mechanical labor (RF patent 2176264, publ. November 27, 2001).

Наиболее близким к данному изобретению является способ переработки отходов в т.ч. БИО, включающий их газификацию при 350-1050oС, обработку газифицирующим агентом до содержания органических веществ в отходах ниже 100 г/т. Далее полученную газовую смесь подвергают расщеплению при 950-1050oС в течение 1 с на низкомолекулярные соединения и/или элементы, которые вводят в воду при 200-800oС для разделения на синтез-газ и низкомолекулярные соединения. Синтез-газ обрабатывают в присутствии катализатора с получением жидких углеводородов и/или спиртов, газообразных углеводородов и СO2 (патент РФ 2014346, опубл. 15.06.94 г.).Closest to this invention is a method of processing waste, including BIO, including their gasification at 350-1050 o C, treatment with a gasifying agent until the organic matter content in the waste is below 100 g / t. Next, the resulting gas mixture is subjected to splitting at 950-1050 o C for 1 s into low molecular weight compounds and / or elements that are introduced into water at 200-800 o C for separation into synthesis gas and low molecular weight compounds. The synthesis gas is treated in the presence of a catalyst to produce liquid hydrocarbons and / or alcohols, gaseous hydrocarbons and CO 2 (RF patent 2014346, publ. 15.06.94,).

Наиболее типичным является следующий пример из прототипа. Пример 1. (из прототипа). Задержанную фильтрами пыль, состоящую из 65 мас.% осадка сточных вод, содержащего 40 мас.% сухого вещества, и 35 мас.% задержанной фильтрами пыли, которая поступила из установок мокрой очистки продуктов сжигания мусора, подают в конвертор и при температуре 850-1000oС в течение 0,5 ч ("время пребывания") подвергают действию потока, состоящего из 30 об.% пара, 10 об.% метана, 10 об. % водорода, 45 об.% диоксида углерода и 5 об.% кислорода. Ячейки электролизера поставляют 160 нм3 водорода и 80 нм3 кислорода на 1 т смеси перерабатываемых материалов при расходе 720 кВт•ч электроэнергии. Парогенератор поставляет 480 нм3 насыщенного пара при давлении 10 бар, причем расход газа соответствует около 30 нм3 синтез-газа или водорода. В целом получают 460 нм3 синтез-газа и из него добывают 80 кг бутана. В общем и целом по способу переработки задержанной фильтрами пыли было газифицировано 650 кг осадка сточных вод и дезактивировано 350 кг задержанной фильтрами пыли, причем расход электроэнергии составляет 720 кВт•ч при выходе бутана, равном 80 кг (960 кВт•ч запасенной энергии).The most typical is the following example from the prototype. Example 1. (from the prototype). The dust retained by the filters, consisting of 65 wt.% Sewage sludge containing 40 wt.% Dry matter, and 35 wt.% The dust retained by the filters, which came from the wet treatment plants for waste products, is fed to the converter at a temperature of 850-1000 o C for 0.5 h ("residence time") is subjected to the action of a stream consisting of 30 vol.% steam, 10 vol.% methane, 10 vol. % hydrogen, 45 vol.% carbon dioxide and 5 vol.% oxygen. The cells of the electrolyzer supply 160 nm 3 of hydrogen and 80 nm 3 of oxygen per 1 ton of the mixture of recyclable materials at a consumption of 720 kWh of electricity. The steam generator delivers 480 nm 3 saturated steam at a pressure of 10 bar, and the gas flow rate corresponds to about 30 nm 3 synthesis gas or hydrogen. A total of 460 nm 3 of synthesis gas is obtained and 80 kg of butane are extracted from it. In general, according to the method of processing the dust detained by the filters, 650 kg of sewage sludge were gasified and 350 kg of the dust retained by the filters were decontaminated, and the electric power consumption was 720 kWh when the butane output was 80 kg (960 kWh of stored energy).

Описанный способ имеет ряд недостатков, заключающихся в следующем:
1) для поддержания теплового баланса процесса газификации органических отходов (в частности, БИО) в конвертор подают кислород и водород, полученные путем электролиза воды, который является весьма дорогим процессом и применяется, главным образом, при производстве и продаже сверхчистых продуктов - водорода и кислорода;
2) при паро-кислородо-углекислотной газификации органической составляющей БИО может быть получен синтез-газ с низким содержанием водорода (от 20 до 50 об. %) и высоким содержанием СО (25-40 об.%) и СO2 (15-20 об.% и более), который является малопригодным сырьем для синтеза жидких и газообразных углеводородов, имеющих атомное отношение Н/С, равное или большее 2;
3) в описании технологии процесса и приведенных примерах конечными продуктами превращения БИО через синтез-газ являются легкие углеводороды (от метана до бутана), которые авторы прототипа предлагают использовать не как товарные продукты, а как источник запасенной тепловой энергии, что является экономически малоэффективным.
The described method has several disadvantages, which are as follows:
1) to maintain the heat balance of the process of gasification of organic waste (in particular, BIO), oxygen and hydrogen obtained by electrolysis of water, which is a very expensive process and is mainly used in the production and sale of ultrapure products - hydrogen and oxygen, are fed into the converter;
2) synthesis of gas with low hydrogen content (from 20 to 50 vol.%) And high content of CO (25-40 vol.%) And CO 2 (15-20 vol.% or more), which is an unsuitable raw material for the synthesis of liquid and gaseous hydrocarbons having an atomic ratio H / C equal to or greater than 2;
3) in the description of the process technology and the examples given, the final products of the conversion of BIO through synthesis gas are light hydrocarbons (from methane to butane), which the prototype authors propose to use not as commercial products, but as a source of stored thermal energy, which is economically inefficient.

4) многостадийность, большое количество материальных потоков, подаваемых в конвертор БИО, сложность управления процессом и составом конечных продуктов, низкая степень использования углерода на стадии превращения синтез-газа, высокие энергетические затраты при отделении пропан-бутановой фракции от газообразных продуктов (метана, оксидов углерода, водорода) и т.д. 4) multi-stage, a large number of material flows supplied to the BIO converter, the complexity of controlling the process and composition of the final products, low carbon utilization at the stage of synthesis gas conversion, high energy costs when separating the propane-butane fraction from gaseous products (methane, carbon oxides hydrogen), etc.

Все перечисленные недостатки прототипа не позволяют перерабатывать органические отходы и, в частности, БИО с относительно высокой экономической эффективностью. All of the above disadvantages of the prototype do not allow the processing of organic waste and, in particular, BIO with relatively high economic efficiency.

Определяющую роль в превращении первичных продуктов конверсии синтез-газа (спиртов, легких олефинов) в компоненты моторных топлив и базы масел играют цеолиты. Типы цеолитов, такие как ZSM-5, Beta и модернит, являются классическими в теории и практике кислотно-основного катализа. Структура и свойства цеолитов типа ZSM-5, Beta, модернит и силикоалюмофосфатов SAPO-5, SAPO-11, SAPO-31 широко известны из уровня техники, например, WM Meier and D.H. Olson "Atlas of zeolite structure types", 1992, патент US 4172843, 1979 и т. д. The decisive role in the conversion of the primary products of the conversion of synthesis gas (alcohols, light olefins) into components of motor fuels and oil bases is played by zeolites. Types of zeolites, such as ZSM-5, Beta and modernite, are classic in the theory and practice of acid-base catalysis. The structure and properties of zeolites of the type ZSM-5, Beta, modernite and silicoaluminophosphates SAPO-5, SAPO-11, SAPO-31 are widely known from the prior art, for example, WM Meier and D.H. Olson "Atlas of zeolite structure types", 1992, US patent 4172843, 1979, etc.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков при переработке органических отходов (в частности, БИО), а также повышение качества получаемого синтез-газа путем увеличения содержания водорода и снижения содержания СО2, необходимое для увеличения выхода товарных продуктов на последующей каталитической стадии синтеза углеводородов.The objective of the invention is to eliminate these drawbacks in the processing of organic waste (in particular, BIO), as well as improving the quality of the resulting synthesis gas by increasing the hydrogen content and reducing the content of CO 2 necessary to increase the yield of commercial products at the subsequent catalytic stage of hydrocarbon synthesis.

Поставленная задача достигается способом, включающим стадию термической или плазмотермической газификации, путем обработки отходов газифицирующим агентом в присутствии горючего газа с получением газовой смеси (синтез-газа) и твердых неорганических продуктов, каталитическую переработку синтез-газа в газообразные и жидкие углеводороды, при этом газифицирующий агент содержит кислород, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, а в качестве горючего газа используют природный газ при объемном отношении кислород/природный газ, равном 0,01-0,5, полученный после газификации синтез-газ компримируют, подвергают глубокой очистке от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов, затем сжатый очищенный синтез-газ или синтез-газ вместе с жидкими органическими отходами подают в реактор синтеза углеводородов и подвергают превращению на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды цинка и хрома или цинка, хрома и меди, или железа, или кобальта и рутения в комбинации с кислотным компонентом - цеолитом типа ZSM-5, Beta, морденит или силикоалюмофосфатом типа SAPO-5, SAPO-11 или SAPO-31, в жидкие моторные топлива или жидкие моторные топлива и компоненты базы масел, при этом в качестве органических отходов используются осадки городских сточных вод, частично обезвоженные, с остаточной влажностью не менее 50 маc.%, а газификацию осадков городских сточных вод ведут при массовом отношении к природному газу, равном 1-10, при этом в качестве отходов используется смесь органических отходов, например городского мусора или осадков городских сточных вод, с горючими материалами, выбранными из группы: мазут, отработанные масла, тяжелые нефтяные остатки, угольные шламы, причем в реактор синтеза углеводородов одновременно подают синтез-газ и жидкие органические отходы, состоящие из водных или безводных смесей спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и их производных, сложных и простых эфиров, углеводородов, побочно образующихся на химических, нефтехимических, коксохимических, пищевых и других предприятиях и процесс в реакторе синтеза углеводородов проводят при давлении 2-100 атм и температуре 200-500oС, а газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, используют на стадии газификации или направляют в топливную сеть предприятия.The problem is achieved by a method including the stage of thermal or plasma thermal gasification, by treating the waste with a gasifying agent in the presence of a combustible gas to obtain a gas mixture (synthesis gas) and solid inorganic products, catalytic processing of the synthesis gas into gaseous and liquid hydrocarbons, while the gasifying agent contains oxygen and / or water vapor and / or carbon dioxide, and natural gas is used as combustible gas with an oxygen / natural gas volume ratio of 0.01-0.5, the synthesis gas obtained after gasification is compressed, subjected to deep purification from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, heavy metal compounds, then the compressed purified synthesis gas or synthesis gas, together with liquid organic waste, is fed to a hydrocarbon synthesis reactor and subjected to conversion on a bifunctional catalyst, containing oxides of zinc and chromium or zinc, chromium and copper, or iron, or cobalt and ruthenium in combination with an acid component - zeolite type ZSM-5, Beta, mordenite or silicoaluminophosphate type SAPO-5, SAPO-11 or SAPO-31, into liquid motor fuels or liquid motor fuels and oil base components, while urban wastewater sludge, partially dehydrated, with a residual moisture content of at least 50 wt.%, Is used as organic waste, and gasification of urban wastewater sludge is carried out at mass ratio to natural gas equal to 1-10, while a mixture of organic waste, such as municipal waste or municipal sewage sludge, with combustible materials selected from the group: fuel oil, waste oil, oil residues, coal sludge, and synthesis gas and liquid organic waste, consisting of aqueous or anhydrous mixtures of alcohols, aldehydes, ketones, carboxylic acids and their derivatives, esters and ethers, by-products formed by the chemical, petrochemical, coke, food and other enterprises and the process in the reactor for the synthesis of hydrocarbons is carried out at a pressure of 2-100 atm and a temperature of 200-500 o C, and gaseous by-products obtained at the stage of synthesis and hydrocarbons, used at the stage of gasification or sent to the fuel network of the enterprise.

Отличительными признаками изобретения являются:
а) использование природного газа и объемного отношения кислород/природный газ, равного 0,01-0,5;
б) глубокая очистка полученного после газификации синтез-газа от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов;
в) газификация отходов плазмотермическим способом;
г) в качестве органических отходов используют: частично обезвоженные до остаточной влажности не менее 50 мас.% осадки городских сточных вод; смесь органических отходов с горючими материалами, выбранными из группы: мазут, отработанные масла, тяжелые нефтяные остатки, угольные шламы;
д) газификация органических отходов при массовом отношении к природному газу равному 1-10;
е) в реактор синтеза углеводородов подают сжатый очищенный синтез-газ или синтез-газ вместе с жидкими органическими отходами, а в качестве жидких органических отходов используют водные или безводные смеси спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и их производных, сложных и простых эфиров, углеводородов, побочно образующихся на химических, нефтехимических, коксохимических, пищевых и других предприятиях;
ж) превращение синтез-газа или синтез-газа вместе с жидкими органическими отходами ведут на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды цинка и хрома или цинка, хрома и меди, или железа, или кобальта и рутения в комбинации с кислотным компонентом - цеолитом типа ZSM-5, Beta, морденит или силикоалюмофосфатом типа SAPO-5, SAPO-11 или SAPO-31 при давлении 2-100 атм и температуре 200-500oС, целевыми продуктами превращения являются жидкие моторные топлива или жидкие моторные топлива и компоненты базы масел;
з) использование газообразных побочных продуктов, получаемых на стадии синтеза углеводородов, для получения синтез-газа или топливных нужд предприятия.
Distinctive features of the invention are:
a) the use of natural gas and a volume ratio of oxygen / natural gas equal to 0.01-0.5;
b) deep cleaning obtained from gasification of synthesis gas from mechanical impurities and sulfur compounds, nitrogen, heavy metals;
c) gasification of waste by the plasma-thermal method;
d) as organic waste use: partially dehydrated to a residual moisture content of at least 50 wt.% sludge from urban wastewater; a mixture of organic waste with combustible materials selected from the group: fuel oil, used oils, heavy oil residues, coal sludge;
e) gasification of organic waste with a mass ratio of natural gas equal to 1-10;
f) compressed compressed synthesis gas or synthesis gas is supplied to the hydrocarbon synthesis reactor together with liquid organic waste, and aqueous or anhydrous mixtures of alcohols, aldehydes, ketones, carboxylic acids and their derivatives, esters and ethers are used as liquid organic waste, hydrocarbons by-products at chemical, petrochemical, coke, food and other enterprises;
g) the conversion of synthesis gas or synthesis gas together with liquid organic waste is carried out on a bifunctional catalyst containing oxides of zinc and chromium or zinc, chromium and copper, or iron, or cobalt and ruthenium in combination with an acid component - zeolite type ZSM-5 , Beta, mordenite or silicoaluminophosphate type SAPO-5, SAPO-11 or SAPO-31 at a pressure of 2-100 atm and a temperature of 200-500 o C, the target conversion products are liquid motor fuels or liquid motor fuels and oil base components;
h) the use of gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis for the production of synthesis gas or fuel needs of the enterprise.

Выбор условий газификации отходов в т.ч. БИО определяется, во-первых, максимальной степенью превращения органической составляющей отходов, во-вторых, составом получаемого синтез-газа, который должен быть пригоден для синтеза углеводородов. Повышение температуры в конверторе до 1000oС и более увеличивает глубину превращения исходного сырья. Использование кислорода в качестве газифицирующего агента способствует протеканию экзотермических реакций, но приводит к образованию диоксида углерода и снижению содержания водорода в продуктах газификации отходов (синтез-газе). Реакции конверсии органических отходов с Н2O и СO2 протекают с поглощением тепла, причем применение водяного пара способствует увеличению содержания водорода в синтез-газе, а диоксид углерода повышает долю СО в синтез-газе. При паро-кислородо-углекислотной газификации отходов образуется синтез-газ с низким содержанием водорода (от 20 до 50 об.%) и высоким содержанием СО (25-40 об.%) и СO2 (15-20 об.% и более), который является малопригодным сырьем для синтеза жидких и газообразных углеводородов, имеющих атомное отношение Н/С равное или большее 2. С целью увеличения содержания водорода в синтез-газе предлагается добавлять в реактор газификации природный газ при низком объемном отношении кислород/природный газ. При паровой конверсии природного газа образуется по стехиометрии 3 объема водорода и 1 объем монооксида углерода.The choice of conditions for gasification of waste, including BIO is determined, firstly, by the maximum degree of conversion of the organic component of the waste, and secondly, by the composition of the resulting synthesis gas, which should be suitable for the synthesis of hydrocarbons. Raising the temperature in the converter to 1000 o C or more increases the depth of conversion of the feedstock. The use of oxygen as a gasifying agent promotes exothermic reactions, but leads to the formation of carbon dioxide and a decrease in the hydrogen content in waste gasification products (synthesis gas). Organic waste conversion reactions with H 2 O and CO 2 proceed with heat absorption, and the use of water vapor increases the hydrogen content in the synthesis gas, and carbon dioxide increases the proportion of CO in the synthesis gas. When steam-oxygen-carbon dioxide gasification of waste is generated, synthesis gas with a low hydrogen content (from 20 to 50 vol.%) And a high content of CO (25-40 vol.%) And CO 2 (15-20 vol.% Or more) , which is an unsuitable raw material for the synthesis of liquid and gaseous hydrocarbons having an H / C atomic ratio equal to or greater than 2. In order to increase the hydrogen content in the synthesis gas, it is proposed to add natural gas to the gasification reactor at a low oxygen / natural gas volume ratio. During steam conversion of natural gas, 3 volumes of hydrogen and 1 volume of carbon monoxide are formed by stoichiometry.

Замена кислорода как газифицирующего агента на водяной пар ухудшает тепловой баланс в конверторе, но способствует увеличению содержания водорода в синтез-газе. В традиционных бескислородных способах газификации углеродсодержащих материалов, в т.ч. органических отходов, необходима постоянная подача дополнительного тепла в зону реакции. Это тепло получают за счет сжигания органического сырья (природного газа, мазута, тяжелых нефтяных остатков, кокса и т.д.) в выносных аппаратах. В настоящем изобретении кроме паро-кислородо-углекислотной газификации предлагается применение плазмотронов для газификации органических отходов. При плазмотермическом способе газификации в зоне паровой конверсии органического сырья достигается температура 1200-1300oС, которая позволяет довести степень превращения органики до 96-99%. Поэтому в зависимости от типа сырья и требований к получаемому синтез-газу рассматриваются два различных варианта газификации отходов - паро-кислородо-углекислотная (паро-кислородная) или плазмотермическая.Replacing oxygen as a gasification agent with water vapor worsens the heat balance in the converter, but contributes to an increase in the hydrogen content in the synthesis gas. In traditional oxygen-free methods for the gasification of carbon-containing materials, including organic waste, a constant supply of additional heat to the reaction zone is required. This heat is obtained by burning organic materials (natural gas, fuel oil, heavy oil residues, coke, etc.) in portable devices. In the present invention, in addition to vapor-oxygen-carbon dioxide gasification, the use of plasmatrons for the gasification of organic waste is proposed. When the plasma-thermal method of gasification in the zone of steam conversion of organic raw materials reaches a temperature of 1200-1300 o With, which allows to bring the degree of conversion of organics to 96-99%. Therefore, depending on the type of raw material and the requirements for the resulting synthesis gas, two different options for gasification of waste are considered - steam-oxygen-carbon dioxide (steam-oxygen) or plasma-thermal.

Комбинация кислородсодержащих органических отходов, например городского мусора или осадков городских сточных вод, с горючими материалами, выбранными из группы: мазут, отработанные масла, тяжелые нефтяные остатки, угольные шламы позволяет вести процесс газификации в оптимальном соотношении между водой и другими кислородсодержащими веществами, содержащимися в отходах, и углеводородными горючими материалами. Соотношения между подаваемыми в конвертор отходами, газифицирующими агентами (Н2О, О2, СО2), природным газом и горючими материалами подбираются расчетным путем так, чтобы увеличить выход синтез-газа и содержание в нем водорода.The combination of oxygen-containing organic waste, such as municipal waste or urban sewage sludge, with combustible materials selected from the group: fuel oil, waste oil, heavy oil residues, coal sludge allows the gasification process to be carried out in the optimal ratio between water and other oxygen-containing substances contained in the waste , and hydrocarbon combustible materials. The ratios between the wastes supplied to the converter, gasification agents (Н 2 О, О 2 , СО 2 ), natural gas, and combustible materials are selected by calculation so as to increase the yield of synthesis gas and its hydrogen content.

Синтез-газ, полученный после газификации отходов, подвергают глубокой очистке от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Эта стадия необходима, чтобы предотвратить дезактивацию катализатора синтеза углеводородов. Процесс в реакторе синтеза углеводородов проводят под давлением 2-100 атм и температурах от 200 до 500oС на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды цинка и хрома, или цинка, хрома и меди, или железа, или кобальта и рутения в комбинации с кислотным компонентом - цеолитом типа ZSM-5, Вета, морденит или силикоалюмофосфатом типа SAPO-5, SAPO-11 или SAPO-31. В указанном диапазоне параметров процесса и в зависимости от состава катализатора синтез-газ может быть превращен в жидкие моторные топлива или жидкие моторные топлива и компоненты базы масел.The synthesis gas obtained after gasification of waste is subjected to deep purification from mechanical impurities and sulfur compounds, nitrogen, heavy metals. This step is necessary to prevent the deactivation of the hydrocarbon synthesis catalyst. The process in the hydrocarbon synthesis reactor is carried out at a pressure of 2-100 atm and temperatures from 200 to 500 o C on a bifunctional catalyst containing oxides of zinc and chromium, or zinc, chromium and copper, or iron, or cobalt and ruthenium in combination with an acid component - zeolite type ZSM-5, Veta, mordenite or silicoaluminophosphate type SAPO-5, SAPO-11 or SAPO-31. In the specified range of process parameters and depending on the composition of the catalyst, the synthesis gas can be converted into liquid motor fuels or liquid motor fuels and oil base components.

На химических, нефтехимических, коксохимических, пищевых и других предприятиях побочно образуются жидкие органические отходы, состоящие из водных или безводных смесей спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и их производных, сложных и простых эфиров, углеводородов. Эти органические отходы можно направить на конверсию в реактор газификации и получить синтез-газ по любому из предложенных вариантов. В настоящем изобретении предлагается более рациональный путь переработки жидких органических отходов, а именно их превращение совместно с синтез-газом в реакторе синтеза углеводородов в указанном выше диапазоне параметров процесса на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды цинка и хрома, или цинка, хрома и меди, или железа, или кобальта и рутения в комбинации с кислотным компонентом - цеолитом типа ZSM-5, Beta, морденит или силикоалюмофосфатом. Предложенный комбинированный способ переработки жидких органических отходов позволяет сохранить углеводородный скелет составляющих их соединений, изменяя только функциональные группы веществ. Например, по реакции дегидратации спиртов образуются олефины, которые далее превращаются в изопарафины и/или ароматические углеводороды. В результате сочетания реакций конверсии синтез-газа и жидких органических отходов значительно повышается выход целевых продуктов и производительность процесса. At chemical, petrochemical, coke, food and other enterprises, liquid organic waste is formed by-products, consisting of aqueous or anhydrous mixtures of alcohols, aldehydes, ketones, carboxylic acids and their derivatives, esters and ethers, hydrocarbons. This organic waste can be sent for conversion to a gasification reactor and produce synthesis gas according to any of the proposed options. The present invention proposes a more rational way of processing liquid organic waste, namely their conversion together with synthesis gas in a hydrocarbon synthesis reactor in the above range of process parameters on a bifunctional catalyst containing oxides of zinc and chromium, or zinc, chromium and copper, or iron , or cobalt and ruthenium in combination with an acid component - zeolite type ZSM-5, Beta, mordenite or silicoaluminophosphate. The proposed combined method for processing liquid organic waste allows you to save the hydrocarbon skeleton of their constituent compounds, changing only the functional groups of substances. For example, by the dehydration reaction of alcohols, olefins are formed, which are then converted to isoparaffins and / or aromatic hydrocarbons. The combination of synthesis gas conversion reactions and liquid organic waste significantly increases the yield of the target products and the productivity of the process.

Принципиальная схема процесса переработки органических отходов (см. чертеж) и примеры 2-6 иллюстрируют предложенный способ. Schematic diagram of the process of processing organic waste (see drawing) and examples 2-6 illustrate the proposed method.

Пример 2. Осадки городских сточных вод обезвоживают до остаточной влажности 55 мас.%, нагревают до температуры 500-800oС и вместе с природным газом и кислородом при массовом соотношении БИО/природный газ/O2=8/1/0,01 подают на стадию газификации, где в плазменном реакторе (плазмотроне) при температурах 1100-1300oС происходит 99%-ное разложение органических соединений до СО, СО2 и Н2. Полученную газовую смесь (синтез-газ) последовательно охлаждают с рекуперацией тепла, компримируют и очищают от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Очищенный от примесей синтез-газ под давлением 80 атм направляют в реактор синтеза углеводородов, где при температуре 360-420oС происходит превращение водорода и оксидов углерода на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды цинка и хрома в комбинации с кислотным компонентом - цеолитом типа ZSM-5. Полученные продукты охлаждают и разделяют в сепараторе на газ, воду и углеводородную фракцию. Выход товарного бензина с ОЧ, равным 92 ИМ, составляет 140 г/нм3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода более 90%. Газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, направляют в топливную сеть предприятия.Example 2. Precipitation of urban wastewater is dehydrated to a residual moisture content of 55 wt.%, Heated to a temperature of 500-800 o With and together with natural gas and oxygen with a mass ratio of BIO / natural gas / O 2 = 8/1 / 0.01 is served to the gasification stage, where in a plasma reactor (plasmatron) at temperatures of 1100-1300 o C there is a 99% decomposition of organic compounds to CO, CO 2 and H 2 . The resulting gas mixture (synthesis gas) is successively cooled with heat recovery, compressed and purified from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, and heavy metal compounds. The synthesis gas purified from impurities at a pressure of 80 atm is sent to a hydrocarbon synthesis reactor, where at a temperature of 360-420 o С hydrogen and carbon oxides are converted on a bifunctional catalyst containing zinc and chromium oxides in combination with an acid component - zeolite type ZSM-5 . The resulting products are cooled and separated in a separator into gas, water and hydrocarbon fraction. The output of marketable gasoline with an OD of 92 IM is 140 g / nm 3 of synthesis gas with a conversion of carbon oxides of more than 90%. Gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis are sent to the fuel network of the enterprise.

Пример 3. Городской мусор прессуют в брикеты и вместе с нагретым до температуры 400-600oС мазутом, природным газом, водяным паром и кислородом при массовом соотношении мусор/мазут/природный газ/Н2О/O2=10/1/2/4/0,5 подают на стадию газификации, где в плазмотроне при температурах 1100-1300oС происходит 98%-ное разложение органических соединений до СО, СO2 и Н2. Полученный синтез-газ последовательно охлаждают с рекуперацией тепла, компримируют и очищают от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Далее синтез-газ и жидкие органические отходы производства 2-этилгексанола состава, мас.%: бутанол 50; 2-этилбутираль 10; кротоновый альдегид 2; 2-этилгексеналь 8; 2-этилгексаналь 10; 2-этилгексанол 20, направляют в реактор синтеза углеводородов. Процесс синтеза углеводородов осуществляют при давлении 50 атм и температуре 320-360oС на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды меди, цинка и хрома в комбинации с цеолитом типа ZSM-5. Полученные продукты охлаждают и разделяют в сепараторе на газ, воду и углеводородную фракцию. Выход товарного бензина с ОЧ, равным 90 ИМ, составляет более 180 г/нм3 синтез-газа при 100%-ной конверсии жидких органических отходов и 80%-ном превращении синтез-газа. Газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, направляют в топливную сеть предприятия.Example 3. Urban waste is pressed into briquettes and together with heated to a temperature of 400-600 o With fuel oil, natural gas, water vapor and oxygen at a mass ratio of garbage / fuel oil / natural gas / N 2 O / O 2 = 10/1/2 / 4 / 0.5 is fed to the gasification stage, where 98% decomposition of organic compounds to CO, CO 2 and H 2 occurs in the plasmatron at temperatures of 1100-1300 o С. The resulting synthesis gas is successively cooled with heat recovery, compressed and purified from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, and heavy metal compounds. Next, synthesis gas and liquid organic waste production of 2-ethylhexanol composition, wt.%: Butanol 50; 2-ethylbutyral 10; crotonic aldehyde 2; 2-ethylhexenal 8; 2-ethylhexanal 10; 2-ethylhexanol 20 is sent to a hydrocarbon synthesis reactor. The hydrocarbon synthesis process is carried out at a pressure of 50 atm and a temperature of 320-360 o With a bifunctional catalyst containing oxides of copper, zinc and chromium in combination with zeolite type ZSM-5. The resulting products are cooled and separated in a separator into gas, water and hydrocarbon fraction. The yield of commercial gasoline with an OCh equal to 90 IM is more than 180 g / nm 3 of synthesis gas at 100% conversion of liquid organic waste and 80% conversion of synthesis gas. Gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis are sent to the fuel network of the enterprise.

Пример 4. Осадки городских сточных вод обезвоживают до остаточной влажности 70 мас. %, нагревают до температуры 500-800oС и вместе с природным газом и кислородом при массовом соотношении БИО/природный газ/O2=4/1/0,01 и газообразными побочными продуктами, получаемыми на стадии синтеза углеводородов, подают на стадию газификации, где в плазменном реакторе при температурах 1100-1300oС происходит 99%-ное разложение органических соединений до СО, СO2 и Н2. Полученный синтез-газ последовательно охлаждают с рекуперацией тепла, компримируют и очищают от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Затем синтез-газ под давлением 30 атм направляют в реактор синтеза углеводородов, где при температуре 260-320oС происходит превращение водорода и оксидов углерода на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды железа в комбинации с кислотным компонентом - силикоалюмофосфатом. Полученные продукты охлаждают и разделяют в сепараторе на газ, воду и углеводородную фракцию. Суммарный выход бензиновой и дизельной фракций составляет 160 г/нм3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода более 90%.Example 4. Precipitation of urban wastewater is dehydrated to a residual moisture content of 70 wt. %, heated to a temperature of 500-800 o With and together with natural gas and oxygen with a mass ratio of BIO / natural gas / O 2 = 4/1 / 0.01 and gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis, fed to the gasification stage where in a plasma reactor at temperatures of 1100-1300 o C there is a 99% decomposition of organic compounds to CO, CO 2 and H 2 . The resulting synthesis gas is successively cooled with heat recovery, compressed and purified from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, and heavy metal compounds. Then, synthesis gas under a pressure of 30 atm is sent to a hydrocarbon synthesis reactor, where at a temperature of 260-320 o С hydrogen and carbon oxides are converted on a bifunctional catalyst containing iron oxides in combination with an acid component - silicoaluminophosphate. The resulting products are cooled and separated in a separator into gas, water and hydrocarbon fraction. The total yield of gasoline and diesel fractions is 160 g / nm 3 synthesis gas with a conversion of carbon oxides of more than 90%.

Пример 5. Осадки городских сточных вод обезвоживают до остаточной влажности 80 мас.%, нагревают вместе с тяжелыми нефтяными остатками до температуры 500-800oС и подают на газификацию. В плазмотрон также поступают природный газ и кислород при массовом соотношении БИО/природный газ/O2=1/1/0,2, где при температурах 1100-1300oС происходит 99%-ное разложение органических соединений до СО, СО2 и Н2. Полученный синтез-газ последовательно охлаждают с рекуперацией тепла, компримируют и очищают от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Далее синтез-газ под давлением 10 атм направляют в реактор синтеза углеводородов, где при температуре 200-250oС происходит превращение водорода и оксидов углерода на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды кобальта и рутения в комбинации с цеолитом типа Beta. Полученные продукты охлаждают и разделяют в сепараторе на газ, воду и углеводородную фракцию. Суммарный выход компонентов бензиновой фракции, дизтоплива и базы масел составляет 90 г/нм3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода более 70%. Газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, направляют в топливную сеть предприятия.Example 5. Precipitation of urban wastewater is dehydrated to a residual moisture content of 80 wt.%, Heated together with heavy oil residues to a temperature of 500-800 o C and served for gasification. Natural gas and oxygen also enter the plasmatron with a mass ratio of BIO / natural gas / O 2 = 1/1 / 0.2, where at temperatures of 1100-1300 o C there is a 99% decomposition of organic compounds to CO, CO 2 and H 2 . The resulting synthesis gas is successively cooled with heat recovery, compressed and purified from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, and heavy metal compounds. Then, synthesis gas under a pressure of 10 atm is sent to a hydrocarbon synthesis reactor, where at a temperature of 200-250 o С hydrogen and carbon oxides are converted on a bifunctional catalyst containing cobalt and ruthenium oxides in combination with a Beta type zeolite. The resulting products are cooled and separated in a separator into gas, water and hydrocarbon fraction. The total yield of components of the gasoline fraction, diesel fuel and oil base is 90 g / nm 3 synthesis gas with a conversion of carbon oxides of more than 70%. Gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis are sent to the fuel network of the enterprise.

Пример 6. Осадки городских сточных вод обезвоживают до остаточной влажности 80 мас. %, нагревают вместе с тяжелыми нефтяными остатками до температуры 400-600oС и подают на газификацию. В реактор газификации трубчатого типа также поступают на конверсию природный газ и кислород при массовом соотношении БИО/природный газ/O2=1/1/0,5 и в газовые горелки - природный газ и воздух. В конверторе достигается максимальная температура 900-1000oС и степень превращения органических соединений до СО, СО2 и Н2 составляет около 80-85%. Полученный синтез-газ последовательно охлаждают с рекуперацией тепла, удаляют остатки органических соединений, компримируют и очищают от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Далее синтез-газ под давлением 10 атм направляют в реактор синтеза углеводородов, где при температуре 200-250oС происходит превращение водорода и оксидов углерода на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды кобальта и рутения в комбинации с цеолитом типа морденит. Полученные продукты охлаждают и разделяют в сепараторе на газ, воду и углеводородную фракцию. Суммарный выход компонентов бензиновой фракции, дизтоплива и базы масел составляет 80 г/нм3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода около 60%. Газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, направляют в топливную сеть предприятия.Example 6. Precipitation of urban wastewater is dehydrated to a residual moisture content of 80 wt. %, heated together with heavy oil residues to a temperature of 400-600 o C and served for gasification. Natural gas and oxygen are also fed to the tube-type gasification reactor for conversion with a mass ratio of BIO / natural gas / O 2 = 1/1 / 0.5 and to gas burners are natural gas and air. The converter reaches a maximum temperature of 900-1000 o C and the degree of conversion of organic compounds to CO, CO 2 and H 2 is about 80-85%. The resulting synthesis gas is successively cooled with heat recovery, residual organic compounds are removed, compressed and purified from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, and heavy metal compounds. Then, synthesis gas under a pressure of 10 atm is sent to a hydrocarbon synthesis reactor, where at a temperature of 200-250 o С hydrogen and carbon oxides are converted on a bifunctional catalyst containing cobalt and ruthenium oxides in combination with mordenite type zeolite. The resulting products are cooled and separated in a separator into gas, water and hydrocarbon fraction. The total yield of components of the gasoline fraction, diesel fuel and oil base is 80 g / nm 3 synthesis gas with a conversion of carbon oxides of about 60%. Gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis are sent to the fuel network of the enterprise.

Пример 7. Осадки городских сточных вод обезвоживают до остаточной влажности 50 мас. %, нагревают вместе с тяжелыми нефтяными остатками до температуры 400-600oС и подают на газификацию. В реактор газификации трубчатого типа также поступают на конверсию природный газ, диоксид углерода и кислород при массовом соотношении БИО/природный газ/СO2/O2=4/1/0,5/0,1 и в газовые горелки - природный газ и воздух. В конверторе достигается максимальная температура 900-1000oС и степень превращения органических соединений до СО, СO2 и H2 составляет около 80-85%. Полученный синтез-газ последовательно охлаждают с рекуперацией тепла, удаляют остатки органических соединений, компримируют и очищают от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Далее синтез-газ под давлением 10 атм направляют в реактор синтеза углеводородов, где при температуре 220-240oС происходит превращение водорода и оксидов углерода на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды кобальта и рутения в комбинации с цеолитом типа Beta. Полученные продукты охлаждают и разделяют в сепараторе на газ, воду и углеводородную фракцию. Суммарный выход жидких моторных топлив (главным образом дизельной фракции) и компонентов базы масел составляет 130 г/нм3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода около 70%. Газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, после отделения части СO2 направляют в топливную сеть предприятия.Example 7. Precipitation of urban wastewater is dehydrated to a residual moisture content of 50 wt. %, heated together with heavy oil residues to a temperature of 400-600 o C and served for gasification. Natural gas, carbon dioxide and oxygen are also fed to the tube-type gasification reactor for conversion, with a weight ratio of BIO / natural gas / CO 2 / O 2 = 4/1 / 0.5 / 0.1, and natural gas and air to gas burners . The converter reaches a maximum temperature of 900-1000 o C and the degree of conversion of organic compounds to CO, CO 2 and H 2 is about 80-85%. The resulting synthesis gas is successively cooled with heat recovery, residual organic compounds are removed, compressed and purified from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, and heavy metal compounds. Then, synthesis gas under a pressure of 10 atm is sent to a hydrocarbon synthesis reactor, where at a temperature of 220-240 o С hydrogen and carbon oxides are converted on a bifunctional catalyst containing cobalt and ruthenium oxides in combination with a Beta type zeolite. The resulting products are cooled and separated in a separator into gas, water and hydrocarbon fraction. The total yield of liquid motor fuels (mainly diesel fraction) and oil base components is 130 g / nm 3 of synthesis gas with a conversion of carbon oxides of about 70%. Gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis, after separation of part of CO 2 are sent to the fuel network of the enterprise.

Пример 8. Городской мусор и угольные шламы прессуют в брикеты и вместе с нагретым до температуры 400-600oС природным газом, водяным паром, диоксидом углерода и кислородом при массовом соотношении (мусор + угольные шламы)/природный газ/Н2O/СO2/O2=10/4/4/1/0,1 подают на стадию газификации, где в плазмотроне при температурах 1100-1300oС происходит 95%-ное разложение органических соединений до СО, СO2 и Н2. Полученный синтез-газ последовательно охлаждают с рекуперацией тепла, компримируют и после отделения части СO2 очищают от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Далее синтез-газ под давлением 10 атм направляют в реактор синтеза углеводородов, где при температуре 220-240oС происходит превращение водорода и оксидов углерода на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды кобальта и рутения в комбинации с цеолитом типа ZSM-5. Полученные продукты охлаждают и разделяют в сепараторе на газ, воду и углеводородную фракцию. Суммарный выход жидких моторных топлив (главным образом дизельной фракции) и компонентов базы масел составляет 140 г/нм3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода 70-75%. Газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, после отделения части СО2 направляют в топливную сеть предприятия.Example 8. Urban waste and coal sludge are pressed into briquettes and together with heated to a temperature of 400-600 o With natural gas, water vapor, carbon dioxide and oxygen in the mass ratio (garbage + coal sludge) / natural gas / N 2 O / CO 2 / O 2 = 10/4/4/1 / 0.1 is fed to the gasification stage, where 95% decomposition of organic compounds to CO, CO 2 and H 2 takes place in the plasmatron at temperatures of 1100-1300 o С. The resulting synthesis gas is successively cooled with heat recovery, compressed and, after separation, part of CO 2 is purified from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, and heavy metal compounds. Then, synthesis gas under a pressure of 10 atm is sent to a hydrocarbon synthesis reactor, where at a temperature of 220-240 o С hydrogen and carbon oxides are converted on a bifunctional catalyst containing cobalt and ruthenium oxides in combination with a zeolite of the ZSM-5 type. The resulting products are cooled and separated in a separator into gas, water and hydrocarbon fraction. The total yield of liquid motor fuels (mainly diesel fraction) and components of the base oil is 140 g / nm 3 synthesis gas with a conversion of carbon oxides of 70-75%. Gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis, after separation of part of the CO 2 sent to the fuel network of the enterprise.

Пример 9. Осадки городских сточных вод обезвоживают до остаточной влажности 50 мас.%, нагревают вместе с угольными шламами до температуры 400-600oС и подают на газификацию. В реактор газификации также поступают на конверсию природный газ, диоксид углерода и кислород при массовом соотношении БИО/природный газ/СО2/O2= 6/1/0,5/0,2 и в газовые горелки - природный газ и воздух. В конверторе достигается максимальная температура 900-1000oС и степень превращения органических соединений до СО, СO2 и Н2 составляет около 80-85%. Полученный синтез-газ последовательно охлаждают с рекуперацией тепла, удаляют остатки органических соединений, компримируют и после отделения части СО2 очищают от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов. Далее синтез-газ под давлением 50 атм направляют в реактор синтеза углеводородов, где при температуре 260-280oС происходит превращение водорода и оксидов углерода на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды железа в комбинации с кислотным компонентом - цеолитом типа ZSM-5. Полученные продукты охлаждают и разделяют в сепараторе на газ, воду и углеводородную фракцию. Суммарный выход жидких моторных топлив (главным образом дизельной фракции) и компонентов базы масел составляет 140 г/нм3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода около 80%. Газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, после отделения части СО2 направляют в топливную сеть предприятия.Example 9. Precipitation of urban wastewater is dehydrated to a residual moisture content of 50 wt.%, Heated together with coal sludge to a temperature of 400-600 o C and served for gasification. Natural gas, carbon dioxide and oxygen are also fed into the gasification reactor for conversion, with a mass ratio of BIO / natural gas / СО 2 / O 2 = 6/1 / 0.5 / 0.2, and natural gas and air are fed to gas burners. The converter reaches a maximum temperature of 900-1000 o C and the degree of conversion of organic compounds to CO, CO 2 and H 2 is about 80-85%. The resulting synthesis gas is successively cooled with heat recovery, residual organic compounds are removed, compressed, and after separation of a part of CO 2, they are cleaned of mechanical impurities and sulfur, nitrogen, and heavy metal compounds. Then, synthesis gas under a pressure of 50 atm is sent to a hydrocarbon synthesis reactor, where at a temperature of 260-280 o С hydrogen and carbon oxides are converted on a bifunctional catalyst containing iron oxides in combination with an acid component - zeolite type ZSM-5. The resulting products are cooled and separated in a separator into gas, water and hydrocarbon fraction. The total yield of liquid motor fuels (mainly diesel fraction) and components of the base oil is 140 g / nm 3 synthesis gas with a conversion of carbon oxides of about 80%. Gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis, after separation of part of the CO 2 sent to the fuel network of the enterprise.

Claims (6)

1. Способ переработки органических отходов, включающий стадию газификации путем обработки отходов газифицирующим агентом в присутствии горючего газа с получением синтез-газа и твердых неорганических продуктов, и стадию каталитической переработки синтез-газа, отличающийся тем, что газифицирующий агент содержит кислород и водяной пар и/или диоксид углерода, а в качестве горючего газа используют природный газ при объемном отношении кислород : природный газ, равном 0,01-0,5, полученный после газификации синтез-газ компримируют, подвергают глубокой очистке от механических примесей и соединений серы, азота, тяжелых металлов, затем компримированный очищенный синтез-газ или синтез-газ вместе с жидкими органическими отходами подают в реактор синтеза углеводородов и подвергают превращению на бифункциональном катализаторе, содержащем оксиды цинка и хрома или цинка, хрома и меди или железа или кобальта и рутения в комбинации с кислотным компонентом - цеолитом типа ZSM-5, Beta, морденит или силикоалюмофосфатом, в жидкие моторные топлива или жидкие моторные топлива и компоненты базы масел.1. A method of processing organic waste, including the stage of gasification by treating the waste with a gasifying agent in the presence of combustible gas to produce synthesis gas and solid inorganic products, and a stage for the catalytic processing of synthesis gas, characterized in that the gasifying agent contains oxygen and water vapor and / or carbon dioxide, and natural gas is used as a combustible gas at a volume ratio of oxygen: natural gas equal to 0.01-0.5, the synthesis gas obtained after gasification is compressed, subjected to glu lateral purification from mechanical impurities and sulfur, nitrogen, heavy metal compounds, then the compressed purified synthesis gas or synthesis gas together with liquid organic waste is fed to a hydrocarbon synthesis reactor and subjected to conversion on a bifunctional catalyst containing zinc and chromium or zinc, chromium, and chromium oxides and copper or iron or cobalt and ruthenium in combination with an acid component - zeolite type ZSM-5, Beta, mordenite or silicoaluminophosphate, into liquid motor fuels or liquid motor fuels and base components l. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газификацию отходов ведут плазмотермическим способом и в качестве органических отходов используются осадки городских сточных вод, частично обезвоженные с остаточной влажностью не менее 50 маc.%, при этом газификацию осадков городских сточных вод ведут при массовом отношении к природному газу, равном 1-10.2. The method according to claim 1, characterized in that the gasification of waste is carried out in a plasma-thermal manner and urban wastewater sludge partially dehydrated with a residual moisture content of at least 50 wt.% Is used as organic waste, while gasification of urban wastewater sludge is carried out with mass relation to natural gas, equal to 1-10. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве отходов используется смесь органических отходов, например, городского мусора или осадков городских сточных вод, с горючими материалами, выбранными из группы: мазут, отработанные масла, тяжелые нефтяные остатки, угольные шламы.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the waste used is a mixture of organic waste, for example, municipal waste or urban sewage sludge, with combustible materials selected from the group: fuel oil, used oils, heavy oil residues, coal sludge. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в реактор синтеза углеводородов одновременно подают синтез-газ и жидкие органические отходы, состоящие из водных или безводных смесей спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и их производных, сложных и простых эфиров, углеводородов, побочно образующихся на химических, нефтехимических, коксохимических, пищевых и других предприятиях.4. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the synthesis reactor of hydrocarbons simultaneously serves synthesis gas and liquid organic waste consisting of aqueous or anhydrous mixtures of alcohols, aldehydes, ketones, carboxylic acids and their derivatives, esters and ethers, hydrocarbons by-products at chemical, petrochemical, coke, food and other enterprises. 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что процесс в реакторе синтеза углеводородов проводят при давлении 2-100 атм и температуре 200-500°С.5. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the process in the hydrocarbon synthesis reactor is carried out at a pressure of 2-100 atm and a temperature of 200-500 ° C. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что газообразные побочные продукты, получаемые на стадии синтеза углеводородов, используют на стадии газификации или направляют в топливную сеть предприятия.6. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the gaseous by-products obtained at the stage of hydrocarbon synthesis are used at the gasification stage or sent to the fuel network of the enterprise.
RU2002108050A 2002-03-29 2002-03-29 Method of organic waste processing RU2217199C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002108050A RU2217199C1 (en) 2002-03-29 2002-03-29 Method of organic waste processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002108050A RU2217199C1 (en) 2002-03-29 2002-03-29 Method of organic waste processing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002108050A RU2002108050A (en) 2003-10-20
RU2217199C1 true RU2217199C1 (en) 2003-11-27

Family

ID=32027586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002108050A RU2217199C1 (en) 2002-03-29 2002-03-29 Method of organic waste processing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2217199C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007012149A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Chavdar Angelov A method of converting organic wastes into fuels
US8198339B2 (en) 2006-08-31 2012-06-12 Thermoselect Aktiengesellschaft Method for the production of fuels from waste
RU2475677C1 (en) * 2011-09-13 2013-02-20 Дмитрий Львович Астановский Method of processing solid household and industrial wastes using synthesis gas
RU2476583C1 (en) * 2011-08-19 2013-02-27 ЮГ Инвестмент Лтд. Method of processing carbon-containing material and catalyst for realising said method
RU2489475C1 (en) * 2011-12-15 2013-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" Method of treating organic wastes
RU2554953C1 (en) * 2014-05-20 2015-07-10 Александр Викторович Ходос Method of processing of condensed organic fuel, and gas-generating unit
RU2796745C1 (en) * 2022-05-05 2023-05-29 Общество с ограниченной ответственностью "БиоЭнерджи" Method for processing raw materials to obtain motor fuel components

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007012149A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Chavdar Angelov A method of converting organic wastes into fuels
EA008270B1 (en) * 2005-07-29 2007-04-27 Чавдар Ангелов Ангелов A method of converting organic wastes into fuels
US8198339B2 (en) 2006-08-31 2012-06-12 Thermoselect Aktiengesellschaft Method for the production of fuels from waste
RU2459860C2 (en) * 2006-08-31 2012-08-27 Термоселект Актиенгезелльшафт Method for obtaining fuels from waste
RU2476583C1 (en) * 2011-08-19 2013-02-27 ЮГ Инвестмент Лтд. Method of processing carbon-containing material and catalyst for realising said method
RU2475677C1 (en) * 2011-09-13 2013-02-20 Дмитрий Львович Астановский Method of processing solid household and industrial wastes using synthesis gas
RU2489475C1 (en) * 2011-12-15 2013-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" Method of treating organic wastes
RU2554953C1 (en) * 2014-05-20 2015-07-10 Александр Викторович Ходос Method of processing of condensed organic fuel, and gas-generating unit
RU2796745C1 (en) * 2022-05-05 2023-05-29 Общество с ограниченной ответственностью "БиоЭнерджи" Method for processing raw materials to obtain motor fuel components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10087121B2 (en) Production of hydrocarbon liquids
CN102341485B (en) Process and system for thermochemical conversion of biomass
WO2011150588A1 (en) Production equipment for comprehensively utilizing renewable energy resources of waste plastics, tires and waste engine oil
CN1477090A (en) Method for synthesizing dimethyl ether by adopting biomass indirect liquification one-step process
US20130144096A1 (en) Process for the conversion of natural gas to acetylene and liquid fuels with externally derived hydrogen
WO2010119973A1 (en) Hydrocarbon oil production system and method for producing hydrocarbon oil
JP2006205135A (en) Complex waste disposal system
CN105670658A (en) System and method for treating sludge
RU2217199C1 (en) Method of organic waste processing
CN102559310B (en) Method for preparing natural gas and other hydrocarbons by using coke-oven gas and other industrial exhaust gases to carry out coal hydrogasification
RU2333238C2 (en) Method of organic waste processing (versions)
BG109245A (en) Method for the processing of organic wastes into fuels
JP4711980B2 (en) Liquid fuel production equipment from biomass
EP2596083A1 (en) System and method for thermal conversion of carbon based materials
Marie-Rose et al. From biomass-rich residues into fuels and green chemicals via gasification and catalytic synthesis
CN211713021U (en) Plasma gasification-Fischer-Tropsch synthesis type biomass solid waste continuous treatment device
RU2436760C1 (en) Method to process carbon-bearing gases and vapours
RU2458966C1 (en) Method of processing organic material (versions)
CN1041120A (en) A kind of from mixtures of materials production composition, the method for simple substance or compound
RU2002108050A (en) The method of processing organic waste
Elgazar et al. A review of hydrogen production from food waste through gasification process
RU2785188C1 (en) A method for producing synthetic hydrocarbons during the utilization of the energy of solid organic compounds
RU2674158C1 (en) Installation for producing liquid hydrocarbons from biomass
Durán‐Valle Thermochemical Processes for the Transformation of Biomass into Biofuels
Marie-Rose et al. From biomass-rich residues into fuels and green chemicals via gasification and catalytic synthesis

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100330