WO2016209194A1 - Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена - Google Patents

Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена Download PDF

Info

Publication number
WO2016209194A1
WO2016209194A1 PCT/UA2015/000091 UA2015000091W WO2016209194A1 WO 2016209194 A1 WO2016209194 A1 WO 2016209194A1 UA 2015000091 W UA2015000091 W UA 2015000091W WO 2016209194 A1 WO2016209194 A1 WO 2016209194A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cube
fuel
temperature
gas
reactor
Prior art date
Application number
PCT/UA2015/000091
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Николаевич БОНДАРЕНКО
Владимир Иванович МОЛЧАНОВ
Original Assignee
Александр Николаевич БОНДАРЕНКО
Владимир Иванович МОЛЧАНОВ
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 Александр Николаевич БОНДАРЕНКО, Владимир Иванович МОЛЧАНОВ filed Critical Александр Николаевич БОНДАРЕНКО
Priority to LTEP15896491.6T priority Critical patent/LT3312223T/lt
Priority to EP15896491.6A priority patent/EP3312223B1/en
Publication of WO2016209194A1 publication Critical patent/WO2016209194A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the invention relates to methods for the disposal of industrial and household waste from plastics, in particular from polyethylene (hereinafter referred to as PE) and polypropylene (hereinafter referred to as PP), in particular to technical means for thermal and thermocatalytic destruction of these wastes in a batch or continuous mode, to be obtained after their utilization and processing of motor fuels (gasoline, diesel fuel), heating oil, hydrocarbon gas and carbon residue (coke).
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • plastic waste that becomes the main means of pollution due to its natural diversity and gradual accumulation.
  • the traditional disposal of plastic waste involves calcination. or, otherwise, sorting to restore.
  • the calcination process (method) consists in the direct burning of plastic waste, while the sorting process (method) for subsequent recovery involves sorting plastic waste and recovering recycled plastic.
  • the first method refers exclusively to engineering consumption, which requires expensive equipment to prevent the creation of secondary sources of environmental hazards, such as air pollution.
  • the recovery method has a problem in the complexity of processing due to the wide variety of types of recyclable plastic and the additives it contains. Also reduced physico-mechanical characteristics of the recycled and recovered products often make the recovery process inappropriate.
  • boiler furnace
  • pyrolysis gas used as fuel for the installation
  • dry carbon residue of the 4th hazard class used for local. construction and remediation needs, and also introduced as a filler in concrete mixes
  • heat generated during processing used for space heating
  • a known method of recycling PE [Method of recycling secondary polyethylene, patent for the invention RU 2106365. IPC S08L 1/04. application ⁇ ° 9301 1365/04 of 03/25/1993. publ. 03/10/1998], according to which pre-crushed PE is subjected to fractionation in a boiling solvent into a soluble sol fraction and an insoluble gel fraction with separation and washing of fractionation products, and then low-temperature pyrolysis in vacuum is carried out separately for each fraction.
  • the main disadvantage of this method is the use of toxic solvents in the recycling technology, as well as the multi-stage recycling process.
  • the gas-vapor mixture in the first stage, is cooled at temperatures from 280-320 ° C at the beginning of condensation and to 1 10-120 ° C at the end of condensation, followed by the release of high-boiling components of liquid fuel and paraffins, and in the second stage the gas-vapor mixture is cooled to a temperature 50-60 ° C followed by the release of low-boiling components of liquid fuel.
  • the installation is equipped with a feeder for continuous feed [Pat. 2459843 RF, IPC7 C08J 1 1/04. B29B 17/00. F23G5 / 027.
  • a disadvantage of the known installation is its operation in periodic mode, as a result of which heat is consumed for heating equipment after stops for unloading coke and loading raw materials into the reactor, and the proportion of substandard products generated during plant starts and stops increases.
  • a typical (generally accepted) distillation column design when all products are produced in one column in one pass, and the column is irrigated with a chilled top product (in this case, gasoline), hydrocarbon fractionation from a gas-vapor mixture containing up to 20 % inert hydrocarbon gases, extremely difficult.
  • a known method and device for processing waste including waste sorting, separation of light plastic waste and cracking, the gradual cooling of cracking products, the separation of gaseous hydrocarbons and subsequent fractional distillation of liquid hydrocarbons.
  • the apparatus of this invention includes: a garbage cart that carries waste and which is unloaded onto a conveyor belt for transporting waste to a shredder that is equipped with a mill on which the waste is shredded.
  • the above mill can generate a lot of wind power, which can reduce the moisture and earth content of the waste by spraying the waste depending on its specific gravity.
  • the device also includes four cracking furnaces, an annealing furnace, a cooling water pipe, a fuel oil line, an oil gas line, a gas burner and other typical elements [Processes and apparatus for energy recovery through waste sorting and calcination, patent US 005998682A from 07. 12.1 999 , IPC (1 999) ⁇ 1 G 1/00. ⁇ 07 ⁇ 1/00, application) 9/1 82647 from 30. 1 0.1998].
  • the disadvantage of this method is the used periodic operation scheme of the installation, according to which the cracking furnaces are switched on one by one, passing through the stages of "loading plastic waste - cracking plastic - cooling the cracking furnace - unloading coke", as a result of which there is an increased fuel consumption for the next reheating cooled cracking furnace at the beginning of the next cycle of the installation.
  • the long idle time of the cracking furnaces at the cooling stage longer than the time of the actual cracking process
  • the disadvantage is that the hydrocarbons after cracking are cooled, hydrocarbon gas is separated, then reheated to 450 ° C and fractionation of the hydrocarbon mixture is carried out. This leads to a twofold consumption of fuel (for heating) and water (for cooling products).
  • the disadvantage of the invention also lies in the fact. that cracking is carried out at elevated pressure of 0.4 MPa. which significantly increases the cost of the equipment in which the process is carried out.
  • a device for the pyrolysis of plastic waste containing a heating furnace, a metal retort, a gas burner, a device for continuous loading of raw materials and unloading coke residue, a liquid hydrocarbon condenser [Device for pyrolysis of plastic waste, patent for utility model UA 22609. IPC (2007) C 1 0G9 / 28. F23G7 / 00. application 200612719 dated 04.1.2006, publ. 04/25/2007, Bull. JVS 5].
  • the disadvantage of this device is that liquid hydrocarbons are not subjected to fractionation to obtain marketable products, which reduces the economic effect of the operation of this installation.
  • the disadvantage of this device is that all condensed heavy fractions are returned back to the reactor, where they are again subjected to heating, degradation and re-condensation. This leads to significant fuel costs for heating and increases the flow of refrigerant (water) for cooling.
  • the device does not allow the separation of diesel and gasoline fractions, as follows from the list of products received: the installation receives only liquid fuel, an analogue of diesel fuel (but in fact it is a mixture of diesel and gasoline fraction).
  • the closest in technical essence to the invention, which is claimed, is a method of thermal degradation of organic raw materials. comprising loading the feedstock into a pyrolysis furnace, thermal decomposition of the feedstock without air access to produce a gas-vapor mixture, rectification of a gas-vapor mixture with evolution of a gas mixture and liquid fuel, wherein the gas-vapor mixture leaving the pyrolysis furnace is subjected to catalytic reforming using highly porous oxynomolybdenum and oxycobalt granules with 9/10 of the volume of the chamber of the column of the catalyst, and reforming the gas mixture in the presence of the catalyst a temperature of 420-510 ° C and a pressure of 0.03 MPa at a space velocity in the range from 1 to 6.
  • the gas-vapor mixture coming from the pyrolysis furnace to the catalyst column is enriched with fresh hydrogen at a pressure of 0.05 MPa at the rate of 6 weights. % per hour per 1 ton of raw material loaded into the pyrolysis furnace.
  • the above method of thermal degradation of organic raw materials is implemented in an installation containing a furnace and a pyrolysis chamber with a manhole for loading raw materials and unloading a solid residue, a gas burner, a coil for reheating of pyrolysis products, a condenser for cooling the pyrolysis products, a catalyst column, a distillation column with condensers and additional equipment
  • Method for thermal destruction of organic raw materials patent for utility model UA 45455. IPC (2009) C 10G1 / 00, application JVsu20090583 from 06/03/2009 . publ. 1 0.1 1 .2009, bull. > 1 1].
  • the disadvantages of this method are the low efficiency and effectiveness of the process of thermal destruction of organic raw materials. This is due to the fact that. according to the technological regime used, during one operation cycle of the installation (from loading the raw materials to unloading the solid residue), double heating and double cooling of the degradation products are carried out, which leads to significant fuel consumption for heating and refrigerant (water) for cooling. In addition, during periodic operation of the unit, it is very difficult to achieve synchronous operation of a distillation column with a pyrolysis furnace, which affects the quality of the finished products - gasoline and diesel fuel. The use of expensive substances as catalysts (oxin-molybdenum and oxin-cobalt granules), as well as an increased consumption of hydrogen per process (6% by weight of the loaded raw materials) makes the process more expensive.
  • the basis of the invention is the task of improving the method, as in periodic. and under continuous regimes of thermal and thermocatalytic destruction of plastic waste, including increasing the efficiency and energy efficiency of the process of utilization of organic raw materials, in particular polyethylene and polypropylene, by the method of thermal destruction, improving the quality and increasing the yield of finished products - gasoline and diesel fuel, by using efficient regimen parameters and procedures at the main stages of the implementation of the method, in particular, at the fractionation stage.
  • the specified technical problem is provided by the fact that in the method of thermal destruction of waste polyethylene and polypropylene, which is implemented both in batch and continuous modes of processing waste of the above plastics, and which includes loading pre-crushed and cleaned from impurities waste of the above plastics in a pyrolysis furnace containing thermal destruction reactor and a furnace with a fuel burner, heating them with a fuel burner in a thermal destruction reactor in the range of 450 - 480 ° C, thermally th decomposition starting crushed and refined raw materials in a thermal destruction reactor without air access to obtain a vapor-gas mixture at the outlet of the thermal destruction reactor, feeding it to the catalyst column, and after fractionation of the destruction products, gas and liquid fuel are obtained, followed by cooling of the fractionated products in heat exchangers and unloading coke from the reactor thermal destruction, while the resulting gasoline and water are separated due to differences in their densities, and the separation of liquid components and hydrocarbon gas and from a gas-vapor mixture of hydrocarbons formed during thermal decomposition is carried out in stages,
  • the latter is put into cooling mode with the possibility of cooling with air supplied from a gas blower or burner fan.
  • they pre-heat and maintain a predetermined temperature in the boiler of the hydrocarbon recovery cube and in the boiler of the distillation column by supplying fuel gases generated from fuel combustion in the fuel burner of the thermal destruction reactor, while supplying fuel gas, generated from the combustion of fuel in a fuel burner, stop when the temperature in the cube-collector reaches 300 - 360 ° C, and in the cube of distillation columns
  • paraffins are condensed in a column serving as a dewaxing agent. at a temperature of 180 - 300 ° C.
  • gasoline and water vapors are condensed in a heat exchanger at a temperature of 20 - 35 ° ⁇ , while the heterogeneous catalyst is used in the form of catalysts in the form of strips of titanium twisted in a spiral, each spiral being pre-twisted in one or in different directions, obtaining the second case spiral left and right rotation, and use strips.
  • the heterogeneous catalyst is used in the form of catalysts in the form of strips of titanium twisted in a spiral, each spiral being pre-twisted in one or in different directions, obtaining the second case spiral left and right rotation, and use strips.
  • titanium strips are placed in the collection cube, in the tubes of the heat exchanger, in which the high-boiling components of the vapor-gas mixture are condensed, in the tubes of the dewaxing unit and in the tubes of the distillation column reflux condenser.
  • Fuel gases with a temperature of 600-900 ° C are supplied to the boiler of the hydrocarbon collection cube and to the distillation column cube.
  • the capacity of the collection cube tank is selected from the condition that the residence time of the heating oil in the form of a mixture of hydrocarbons in it was sufficient to ensure complete evaporation of light fractions.
  • the volume of the cube-collector of hydrocarbons is determined by the dependence:
  • V n 2 - Q n ,
  • the volume of the cube-collector of hydrocarbons is determined by the dependence:
  • V H 2 - Q H ,
  • Q H is the heating plant productivity in one hour. m / hour; V H - the volume of the cube-collection of hydrocarbons, m 3 .
  • Strips of titanium with a width of 5 to 20 mm are used. 0.5 - 1.5 mm thick. which in a twisted form have a diameter of 10 - 30 mm. length 0, 1 - 1 m, with a spiral pitch of 10 - 40 mm.
  • Titanium spirals are pre-treated for 0.5 - 1 hour contacting with 1 - 2% hydrofluoric acid at a temperature of 30 - 40 ° C.
  • Strips of titanium twisted in a spiral are used as a mass transfer nozzle in a dewaxing unit and in a distillation column.
  • the deparaffinizer is made in the form of a column apparatus, the lower part of which is filled with both regular and irregular mass transfer nozzles made in the form of titanium spirals and having a free section of 90 - 93%.
  • An irregular mass transfer nozzle is made in the form of titanium spirals loaded into bulk, with a spiral length of 0, 1 - 0.2 m.
  • a regular mass transfer nozzle is made in the form of titanium spirals. assembled in cassettes, with titanium spirals up to 1 m long.
  • a shell-and-tube heat exchanger is installed on top of the dewaxing unit, which serves as a reflux condenser, and when hydrocarbon vapors are lifted upward through the tubes of the dewaxing unit, in which titanium spirals of different directions of rotation are preliminarily placed, they provide conditions for condensation and dripping of paraffins down them, creating a reflux stream, with which in turn, provide irrigation of the mass transfer nozzle.
  • the contents of the thermal destruction reactor are heated at a rate of 1.5-4 ° C / minute. Pyrolysis is carried out in a thermal destruction reactor at a pressure of 0.01 - 0.07 MPa.
  • the supply of fuel gases with a temperature of 600-900 ° C to the boiler of the hydrocarbon recovery cube (fraction of heating oil) and distillation column cube allows preheating of the collection cube and distillation column cube to operating temperatures and faster (by an average of 20-30% ) output of the installation to the scheduled mode.
  • diesel fuel is obtained as “summer” grade, i.e. with a freezing temperature of 0 ° C, and at a temperature of 180 ° C, diesel fuel of the winter grade is obtained with a freezing temperature of minus 35 ° C.
  • this temperature range (180-300 ° C)
  • the amount of diesel fuel taken can be controlled by removing or adding paraffins from / to it.
  • Maintaining the temperature in the cube of a distillation column of 160-220 ° C allows you to adjust the content of light fractions, achieving a regulated flash point of diesel fuel of 40-62 ° C.
  • Maintaining the temperature in the upper part of the distillation column 35-100 ° C allows you to get gasoline with a given fractional composition and a final boiling point of not higher than 21 5 ° C, which corresponds to accepted standards. Maintaining the temperature of gasoline after condensation in the heat exchanger at the level of 20-35 ° C allows to reduce by 2-3% the loss of vapor of gasoline with hydrocarbon gas, which leaves the heat exchanger with gasoline.
  • Table 1 presents data on the quality of gasoline obtained by this method, implemented on this device.
  • Table 2 shows the data on the quality of diesel fuel obtained by this method, implemented on this device.
  • the operation of the installation in a periodic (sequential) mode with at least two thermal destruction reactors, which are included in series operation, allows for continuous operation of the fractionation unit. This makes it possible to stabilize the temperature of the flues, pipelines and equipment of the fractionation unit throughout the entire period fractionation. Compared to well-known technical solutions in which the fractionation unit operates intermittently (periodically), this leads to savings in heat and energy that are wasted during repeated starts and plant stops, and the quality of the finished products at the outlet is also improved.
  • the implementation of the furnace mobile allows you to disconnect it from the thermal destruction reactor upon completion of the thermal destruction process, and, not allowing it to cool, connect to the next thermal destruction reactor. In this case, fuel economy is obtained by reheating the furnace, as if it was cooling along with the reactor. Due to this, the lining of the furnace is not subjected to large temperature differences, which usually occurs when cooling, and also increases the life of the lining.
  • the latter After disconnecting the furnace from the reactor, the latter is put into cooling mode and can be cooled by the air supplied from the burner blower. Due to the fact that the thermal destruction reactor is cooled without a furnace, which has a large lining mass, the cooling process time to a temperature of 50 ° C. in which you can open the hatch and unload the coke, is reduced by 2-2.5 times.
  • the helical surface of the spiral not only increases the contact area of the phases. but also due to the fact that the spirals have a helical surface of different directions of rotation (left and right) on one vertical branch, it increases the intensity of mixing of the vapor-gas mixture due to a change in the direction of rotation during its movement through the tubes in which the spirals are installed. It. in turn, it increases the efficiency of heat and mass transfer by 2 ⁇ 2.5 times, and the specific surface of the phase contact increases by 1, 5-2 times.
  • the hydrocarbon cube collector is made in the form of a cylindrical container located horizontally. It was experimentally established that the volume The capacity of the hydrocarbon collection cube must be selected from the condition that the residence time of the heating oil (mixture of carbohydrates) in it was sufficient for steaming light fractions. In this case, to work in periodic mode, the volume of the cube-collection of hydrocarbons is determined by the formula:
  • the volume of the hydrocarbon cube collector is determined by the formula:
  • V H 2 - Q H ,
  • the hydrocarbon collection cube is equipped with a boiler, which is heated by fuel gas. This allows you to get the product in the form of heating oil. compliant with standards.
  • the deparaffinizer is made in the form of a column apparatus, the lower part of which is filled with a mass transfer nozzle made in the form of titanium spirals loaded into bulk (irregular nozzle) with a spiral length of 0.1-0.2 m or in the form of spirals assembled in cassettes (regular nozzle) with the length of the spiral is up to 1 m, having a free section of 90-93%.
  • a shell-and-tube heat exchanger which acts as a reflux condenser. Hydrocarbon vapors rise up the dewaxing tubes, in which titanium spirals of both the same and different directions of rotation are placed, along which the paraffins condense and flow down, creating a reflux stream, which, in turn, irrigates the mass transfer nozzle.
  • the shell-and-tube heat exchanger serves as an irrigation column. Cooling water is supplied to the annulus of the shell-and-tube heat exchanger.
  • the gas-vapor mixture contains a large amount of inert hydrocarbon gas (up to 15-20%). which lowers the partial pressure of hydrocarbon vapors and worsens the conditions of condensation.
  • the distillation column is also equipped with a reflux condenser and a mass transfer nozzle, and a boiler, heated by fuel gases, is installed at the bottom of the column cube for steaming the light fraction of the vapor-gas mixture.
  • Heterogeneous catalysis characterizes the change in the rate of a chemical reaction when exposed to catalysts that form an independent phase and are separated from the reacting substances by the interface.
  • the most common case is when a solid catalyst (contact) accelerates the reaction between gaseous reactants or the reaction in solution.
  • the catalytic reaction usually proceeds on the surface of a solid catalyst and is caused by the activation of reagent molecules when interacting with the surface. Therefore, the implementation of heterogeneous catalysis requires the adsorption of the components of the reaction mixture from the bulk phase on the surface of the catalyst.
  • the implementation of the mass transfer nozzle in the dewaxing unit and distillation column based on a heterogeneous catalyst made in the form of titanium spirals, which simultaneously serve as a catalyst for the thermal destruction process, as well as loading titanium spirals into the furnace fuel cube collector, makes it possible to increase the yield of light fractions by 3-5%.
  • the free section of the nozzle in the columns is 90-93%, which slightly affects the increase in hydraulic resistance in the system.
  • the pressure at which the thermal destruction process is carried out is only 0.01-0.07 MPa. which increases the safety of the process.
  • FIG. 1 - FIG. 8 The technical solution is illustrated in FIG. 1 - FIG. 8, where: in Fig.1 shows a periodic diagram (periodic mode) of operation of the device, on the basis of which the method of thermal destruction is implemented; figure 2 presents a continuous diagram (continuous mode) of operation of the device, on the basis of which the method of thermal destruction is implemented; Fig. 3 shows spiral strips of the left rotation direction; figure 4 presents the spiral strip of the right direction of rotation; figure 5 presents the cassette with spiral strips, which is placed in the tubes of the heat exchangers; figure 6 presents a section aa in figure 5; Fig.7 shows a bundle of spiral strips, which is placed in the tubes of the heat exchangers; on Fig presents a section bB in Fig.7.
  • I the unit of operation of the reactor in cooling mode
  • 11 is a block of the functioning of the reactor in heating mode
  • 1 - thermal destruction reactor 2 - firebox
  • 3 - burner 3 - burner
  • 4 - coke collection 5 - catalyst column: 6 - heat exchanger to reduce the temperature of the gas-vapor mixture
  • 7 - collection cube with a boiler 8 - dewaxing agent
  • 9.13 - gates 10 - a heat exchanger for cooling heating oil; 1 1 - a collection of heating oil
  • 12 fuel capacity for the burner
  • 14 reflux distillation column
  • 16 - heat exchanger for cooling diesel fuel 1 7 - a collection of diesel fuel
  • 1 8 - heat exchanger for gas cooling and condensation of gasoline vapor and water
  • 19 - gas separator 20 - a collection of water; 21 - a collection of gasoline; 22 -
  • I the block of the functioning of the thermal destruction reactor in the cooling mode
  • II the block of the functioning of the thermal destruction reactor in the heating mode.
  • each thermal destruction reactor 1 is a mobile (removable) furnace 2 with a fuel burner 3. which can operate on either liquid or gaseous fuel of its own production.
  • the contents of the thermal destruction reactor 1 of block I are heated (plastic waste in the form of PE and PP) at a rate of 1.5–4 0 C / min.
  • Fuel gases with a temperature of 600-900 ° C pass through flame tubes (not shown in Fig. 1 - Fig. 8) of the thermal decomposition reactor 1 and enter the cube boiler 7, and then into the boiler (Fig. 1 - 8 marked) located in the cube of the distillation column 15.
  • the process of destruction of plastics begins.
  • the degradation products of plastics in the form of a gas-vapor mixture of hydrocarbons from the thermal decomposition reactor 1 are passed into a catalyst column 5, which is a tubular apparatus with flanges loaded with a catalyst — titanium spirals in a cassette, and then into the heat exchanger 6.
  • the gas-vapor mixture of hydrocarbons enters cube 7, where high boiling hydrocarbons pass from it into the liquid phase. Then the vapor-gas mixture enters the dewaxing unit 8, which is a column apparatus, the lower part of which is loaded with a mass transfer nozzle, and a shell-and-tube heat exchanger, which acts as a reflux condenser, is installed in the upper part.
  • the dewaxing unit 8 which is a column apparatus, the lower part of which is loaded with a mass transfer nozzle, and a shell-and-tube heat exchanger, which acts as a reflux condenser, is installed in the upper part.
  • the hydrocarbon vapors enter the distillation column 15, where they are separated into gasoline and diesel fractions.
  • the diesel fraction from the bottom of column 15 through a heat exchanger 16 cooled by recycled water enters the diesel fuel collector 17.
  • a gasoline fraction in the form of steam and hydrocarbon gas from above the distillation column 15 enter the heat exchanger 18 to cool the gas and condense gasoline and water vapor.
  • the quality of diesel fuel (flash point, fractional composition) is controlled by the temperature of the lower part of the distillation column 15, which is 160-220 ° C.
  • the quality of the gasoline fraction is controlled by the temperature at the outlet of the distillation column 15.
  • the temperature of the top of the distillation column in the range of 35-100 ° C is maintained by supplying water to the reflux condenser 14 of the distillation column 15.
  • the reflux condenser 14 is a shell-and-tube heat exchanger, the circulating water is supplied into the annulus, and condensation of high-boiling hydrocarbons occurs in the tube space of the reflux condenser 14.
  • a heat exchanger 1 8. which is cooled by circulating water, gasoline fraction vapors and water condense.
  • gasoline fraction vapors and water condense In the gas separator 19, water and hydrocarbon gas are separated from gasoline. Hydrocarbon gas that does not condense is sent to the burner 3 to heat the thermal decomposition reactor 1, and excess hydrocarbon gas is collected in a gas collector (gas tank) 22.
  • the process of destruction of plastics is completed at a temperature of 450 ⁇ -80 ° C. Turn off the fuel supply to the burner and transfer the reactor 1 to the cooling mode.
  • FIG. 1 shows that the thermal decomposition reactor 1 of block I is in cooling mode.
  • the mobile (removable) firebox 2 of block I is disconnected from the reactor by lowering it onto the wheels (not shown in Fig. 1) and taking it to the side for separate cooling of the thermal destruction reactor 1 of block I. Then the mobile (removable) firebox 2 ( still hot) of block I is connected to a cold (unheated) thermal destruction reactor 1 of block P.
  • the thermal destruction reactor 1 of block II is loaded with plastic waste and is prepared for launch. As soon as the fuel supply to burner 3 of block I of thermal decomposition reactor 1 of block I is turned off, burner 3 of block II of thermal destruction reactor 1 of block II is immediately turned on after the mobile hot furnace 2 of block I is connected and the destruction process in the thermal decomposition reactor of block 1 is started . At the same time, the temperature in the cube 7 and the cube of the distillation column 15 is maintained at the same level as in the previous cycle.
  • thermal destruction reactor 1 of block II After the thermal destruction process in the thermal destruction reactor 1 of block II, it is put into cooling mode, and the thermal destruction reactor 1 of block I is loaded with plastic waste and a new cycle is carried out: "thermal destruction - cooling - unloading of dry residue - loading of plastic waste”.
  • Polygon PE and PP pre-crushed (or granular), purified by flotation from impurities of polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate. cellulose, rags, rubber and other things, continuously loaded with a screw feeder (figure 1 - figure 8 is not indicated) in a thermal decomposition reactor 1, equipped with a furnace 2 and a fuel burner 3. which can operate on both liquid and gaseous fuels own production.
  • the operating temperatures in the device are maintained in the following ranges: in a thermal decomposition reactor 1 - in the range of 450-480 ° C (regulated by changing the fuel supply): in cube 7 - in the range of 300-360 ° C (regulated by changing the water supply in heat exchanger 6); the outlet temperature of the vapor-gas mixture from the dewaxing agent 8 is in the range of 1 80-300 ° ⁇ (controlled by the water supply to the dehumidifier of the dewaxing agent 8): in the cube of the distillation column 15 - in the range of 160-220 ° ⁇ (it is regulated by the temperature of the vapor-gas mixture after the dewaxing device and the upper part distillation column 15): the temperature of the vapor-gas mixture from the distillation column 1 5 - in the range of 35-100 ° C (controlled by the flow of water into the reflux condenser 14).
  • furnace fuel and diesel fraction are used, which are supplied to the fuel tank 12, as well as hydrocarbon gas.
  • Gas from the gas holder 22 can be used in other power plants.
  • a catalyst is used in the form of titanium spirals obtained by twisting strips of titanium 5-20 mm wide and 0.5-1.5 mm thick.
  • the diameter of the spiral is 10-30 mm, the length is 0.1-1 m.
  • the pitch of the spiral is 10-40 mm.
  • the surface of titanium spirals is pre-treated with 1-2% hydrofluoric acid.
  • Titanium spirals are loaded into the catalyst column 5, the heat exchanger 6. cube-collector 7. dewaxing 8, distillation column 15.
  • cassettes 26 Before loading into the column apparatus, titanium spirals are collected in cassettes 26 (Fig. 5 - Fig. 8).
  • the diameter of the cartridge 26 is equal to the inner diameter of the apparatus.
  • spirals are stacked in the cassette parallel to each other and parallel to the side generatrix of the cassette. Those. if the cartridge is standing vertically, then the spirals are located vertically, if the cartridge is horizontal, then the spirals will be horizontal.
  • the arrangement of spirals is predominantly vertical.
  • the cartridge 26 is located horizontally.
  • it is still the same as laying it - horizontally or vertically.
  • small values of the diameters of the apparatus up to 1000 mm
  • it is more convenient to load the nozzle in the "standing position", i.e. there is a vertical arrangement of the cartridge.
  • a heterogeneous catalyst is used in the form of strips of titanium twisted in a spiral, each spiral being preliminarily twisted in one or in different directions, in the second case, spirals of left and right rotation are used, and strips are used, or all are twisted in one or different spirals each side.
  • Spirals are stacked twisted in one direction each, or with alternating rows with right and left directions of rotation each.
  • the gas-vapor stream passing through such a layer of spirals is divided into many jets.
  • these jets spin either in one or in different directions at contact with spirals, intersect with each other, mix and constantly change the direction of rotation, which intensifies the process of heat and mass transfer.
  • both regular and irregular placement of (bundles) of spirals in the cross section of the apparatus or device in column apparatus, cassette, heat exchanger tubes
  • spirals with alternating unidirectionality and multidirectionality, one can control the direction of motion, speed, concentration of the gas-vapor flow, as well as the rate of the process of heat and mass transfer in the catalyst column.
  • Beams are loaded into the tubes of heat exchangers up to 3-x-4- ⁇ spirals of different directions of rotation (Fig. 5 - Fig. 8).
  • a catalyst is used in the form of titanium spirals obtained by twisting strips of titanium 10 mm wide and 1 mm thick. Furthermore, the diameter of the spiral is 10 mm, the length is 0.5 m, and the pitch of the spiral is 20 mm.
  • the surface of titanium coils is pretreated with 1% hydrofluoric acid.
  • Titanium spirals are loaded into the catalyst column 5. Heat exchanger 6, cube collector 7, dewaxing unit 8, distillation column 15. Before loading into the column apparatus, titanium spirals are also collected in cassettes 26. The diameter of the cassette is equal to the diameter of the apparatus. In the column cassettes are installed vertically on top of each other over the entire height of the packed part of the column. The tubes of heat exchangers load bundles of 4 spirals of different directions of rotation (Fig. 5 - Fig. 8).
  • the volume of the collection cube is determined by the dependence:
  • V H 2 - Q H ,
  • V H is the volume of the collection cube, m 3 .
  • the screw feeder is turned on and the pre-prepared polygon PE and PP are fed into the thermal decomposition reactor 1.
  • the fuel burner 3 is turned on, using stove or diesel fuel of own production as fuel. Fuel gases from a burner with a temperature of 700 ° C are sent to the boiler of cube 7 and distillation column 15. Water is supplied to the heat exchanger 1 8.
  • the contents of the thermal destruction reactor 1 (plastic waste in the form of PE and PP) are heated at a rate of 3 ° C / min.
  • the temperature in the cube of the distillation column 15 reaches a value of 1 80 ° C, the supply of fuel gases from the thermal destruction reactor 1 is stopped by closing the gate 13.
  • the fuel gas supply to the cube boiler is stopped by closing the gate 9.
  • the vapor temperature reaches 340 ° C
  • circulating water is supplied to the heat exchanger 6 to cool the vapor-gas mixture of hydrocarbons. Changing the flow rate of water in the heat exchanger 6, maintain the temperature in the cube 7, component 340 ° C.
  • the process control mode is transferred from manual to automatic.
  • the quality of diesel fuel (flash point, fractional composition) is controlled by the temperature of the lower part of the distillation column 1 5, which is 180 ° C.
  • the quality of the gasoline fraction (density, fractional composition and end of boiling) is controlled by the temperature at the outlet of the distillation column 15.
  • the temperature of the top of the distillation column in the range of 58 ° C is maintained by supplying water to the reflux condenser 14 of the distillation column 1 5.
  • the heat exchanger 18. which is cooled with recycled water, the gasoline fraction and water are condensed.
  • gas separator 19 water and hydrocarbon gas are separated from gasoline. Hydrocarbon gas that does not condense is sent to the burner 3 to heat the thermal decomposition reactor 1. and the excess hydrocarbon gas is collected in a gas collector (gas tank) 22.
  • the specific fuel consumption for the given embodiment of the invention is 70%, water 50%, and the yield of light products (gasoline and diesel fuel) is 8% higher compared to the prototype.
  • an improvement in quality and an increase in the yield of finished products — gasoline and diesel fuel — are achieved by using effective designs, operating parameters, and procedures at the main stages of the invention, in particular, at the fractionation stage.
  • Preheating the collection cube 7 and the distillation column cube 15 with fuel gases, as well as the use of two or more reactors with removable (mobile) furnaces, can speed up the process and ensure the continuity of the hydrocarbon fractionation process.
  • the fractionation (separation) of hydrocarbons in four stages increases the clarity of separation and, accordingly. quality of end products. which comply with current standards.
  • the proposed method is more cost-effective than the prototype method, since the specific fuel consumption for the process is 70-75%, and water is 50-60%) compared with the prototype method and device. Also in the developed technical solution, the yield of light products (gasoline and diesel fuel) is 5-8% higher, the quality of gasoline complies with GOST R 51 105-97 “Unleaded gasoline”, and diesel fuel complies with GOST 305-82 “Diesel fuel L-0.05- 40. "

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена, с получением углеводородного сырья. Способ осуществляют в присутствии катализатора, в качестве которого используют гетерогенный катализатор из титана в виде полосок, скрученных в одну или разные стороны, спиралей. Спирали из титана помещают в колонку катализатора, куб-сборник, в трубки теплообменника, в котором конденсируются высококипящие компоненты парогазовой смеси, в трубках дефлегматоров депарафинизатора и ректификационной колонны. Выделение или фракционирование жидких компонентов из парогазовой смеси углеводородов, образовавшихся в процессе термической деструкции, проводят в четыре этапа. На первом этапе конденсируют высококипящие компоненты парогазовой смеси в теплообменнике, охлаждаемом водой, при 300-360°С. На втором этапе конденсируют парафины в колонне, служащей депарафинизатором, при 180-300°С. Сконденсированные высококипящие углеводороды и парафины, образующие фракцию печного топлива, выдерживают в кубе-сборнике при 300-360°С. На третьем этапе разделяют фракции бензина и дизельного топлива в ректификационной колонне при температуре в верхней части ректификационной колонны 35-100°С, а в нижней ее части - 160-220°С. На четвертом этапе конденсируют в теплообменнике пары бензина и воды при температуре 20-35°С. Способ позволяет улучшить качество готовых продуктов на выходе.

Description

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ ОТХОДОВ ПОЛИЭТИЛЕНА И ПОЛИПРОПИЛЕНА
Область техники
Изобретение относится к способам утилизации промышленных и бытовых отходов из пластмасс, в частности, из полиэтилена (далее - ПЭ) и полипропилена (далее - ПП), а именно к техническим средствам термической и термокаталитической деструкции указанных отходов по периодическому или непрерывному режиму, для получения после их утилизации и переработки моторных топлив (бензина, дизельного топлива), печного топлива, углеводородного газа и углеродного остатка (кокса).
Предшествующий уровень техники
Одной из важнейших проблем, с которой столкнулось мировое сообщество в настоящее время, является проблема загрязнения окружающей среды отходами полимерных материалов, в частности, пластмасс на основе ПЭ и ПП.
До недавнего времени основными методами утилизации таких отходов было их складирование на полигонах твердых бытовых отходов (ТБО) или простое сжигание. Т.е. традиционная обработка отходов включает в себя прокаливание или свалку без изначальной сортировки и отдельной обработки в зависимости от типов утилизируемых отходов. Такая утилизация отходов, безусловно, загрязняет окружающую среду.
Среди типов отходов именно пластмассовые отходы становятся основными средствами загрязнения вследствие их естественного разнообразия и постепенного накопления. Традиционная утилизация пластиковых отходов включает прокаливание. или, в противном случае, сортировку для восстановления. При этом процесс (метод) прокаливания заключается в непосредственном сжигании пластиковых отходов, в то время как процесс (метод) сортировки для последующего восстановления включает сортировку пластиковых отходов и восстановление утилизированного пластика.
Первый метод (прокаливание) относится исключительно к инженерному потреблению, что требует дорогостоящего оборудования для предотвращения создания вторичных источников опасности для окружающей среды, таких как загрязнение воздуха. В то же время метод восстановления имеет проблему, заключающуюся в сложности обработки из-за большого разнообразия типов утилизируемого пластика и добавок, которые в нём содержатся. Также сниженные физико-механические характеристики утилизированной и восстановленной продукции часто делают процесс восстановления нецелесообразным.
При этом вышеуказанные методы не решают проблему загрязнения окружающей среды, так как в случае утилизации отходов на полигонах (при свалке) для большинства полимерных материалов просто не существует микроорганизмов, способных превращать (перерабатывать) их в безопасные для окружающей среды вещества. А при сжигании, образуется значительное количество газообразных и твердых отходов, которые, в свою очередь, также необходимо утилизировать.
Известен ряд методов вторичного использования ПЭ и ПП. В большинстве этих способов используются различные методы и устройства вторичного формования изделий из отходов пластмасс. Основным недостатком этих методов является то, что механические свойства изделий из вторичных пластмасс ухудшаются на 1 5-20% по сравнению с исходными изделиями [Клинков А.С.. Беляев П. С, Соколов М.В.
Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов: учеб. пособие. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та. 2005. - 80 с].
Среди известных технологий следует особо выделить пиролиз - метод контролируемого термического разложения исходного сырья без доступа кислорода.
В результате пиролизной переработки сырья получается кондиционная продукция: котельное (печное) топливо (используется по прямому назначению и для получения компонентов дизельной (бензиновой) фракции при наличии ректификационной колонны); пиролизный газ (используется в качестве топлива для работы установки); сухой углеродный остаток 4-го класса опасности (используется на местные. строительные и рекультивационные нужды, а также вводится как наполнитель в бетонные смеси); тепло, выделяемое в процессе переработки (используется для обогрева помещений).
Пиролиз представляет собой совокупность элементарных реакций разложения
(деструкции) органического вещества на продукты с меньшей молекулярной массой.
Реакции протекают как последовательно, так и параллельно, и при этом неразрывно связаны между собой.
На сегодняшний день существует ряд классификаций пиролиза, а именно:
сухой пиролиз (без доступа кислорода) и окислительный пиролиз (при частичном сжигании отходов или в результате прямой обработки отходов горячими дымовыми газами);
низкотемпературный пиролиз (300-550 °С). направленный преимущественно на получение продуктов жидкой фракции; j
среднетемпературный пиролиз (550-800 0 С), направленный на получение продуктов всех фракций;
высокотемпературный пиролиз (свыше 900 °С), направленный на получение газообразных продуктов процесса;
пиролиз, реализуемый в установках циклического {периодического) и непрерывного действия.
Однако в странах СНГ. включая Россию и Украину, процесс переработки отходов методом пиролиза пока не получил большого распространения. Причиной этого является, во-первых, сложность в эксплуатации представленных на рынке стран СНГ технологий и оборудования, во-вторых, отсутствие опыта у местных производителей, не дающих гарантии функционирования установок, и, в-третьих, отсутствие эффективных технологий пиролиза и устройств, реализующих эти технологии. Как следствие - высокая стоимость зарубежных аналогов.
Известен способ утилизации отходов ПЭ [Способ переработки вторичного полиэтилена, патент на изобретение RU 2106365. МПК С08Л 1 /04. заявка Ν° 9301 1365/04 от 25.03.1993. опубл. 10.03.1998], согласно которому заранее измельченный ПЭ подвергают фракционированию в кипящем растворителе на растворимую золь-фракцию и нерастворимую гель-фракцию с разделением и промывкой продуктов фракционирования, а затем отдельно для каждой фракции проводится низкотемпературный пиролиз в вакууме.
Основным недостатком этого способа является применение в технологии утилизации токсичных растворителей, а также многостадийность процесса утилизации.
Известны способы переработки отходов полимерных материалов в ценные органические вещества. Одним из таких способов является термическая и термокаталитическая деструкция отходов полимеров в углеродные фракции, которые после соответствующей обработки могут быть использованы в качестве высококачественного моторного топлива [http://i-pec.ru/wp- content/uploads/2014/01 /Термическая-деструкция-отходов-пиролиз.рсИ] .
Известен ряд способов переработки отходов термопластов, которые реализуются при помощи соответствующих установок, которые, таким образом, являются частью этих способов. Так. например, известен способ переработки отходов термопластов и установка для его реализации, согласно которому пиролиз проводят в реакторе при температуре 480-600 °С и давлении 0.1-0, 15 МПа. а выделение жидкой фазы из парогазовой смеси ведут путем воздушной конденсации в две ступени. При этом на первой ступени парогазовую смесь охлаждают при температурах от 280-320 °С в начале конденсации и до 1 1 0—120°С в конце конденсации с последующим выделением высококипящих компонентов жидкого топлива и парафинов, а на второй ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 50-60 °С с последующим выделением легкокипящих компонентов жидкого топлива. Установка снабжена питателем для непрерывной подачи сырья [Пат. 2459843 РФ, МПК7 C08J 1 1 /04. В29В 17/00. F23G5/027. Способ переработки отходов термопластов и установка для его реализации / Шаповалов Ю.Н., Ульянов А.Н., Андреев В. А., Саликов П.Ю. и др.; заявка М>20101 5 1482/02; Заявл. 15.12.2010; Опубл. 27.08.2012. Бюл. >24] .
Недостатком данной установки является отсутствие фракционирующего оборудования, позволяющего получать четкие фракции жидких углеводородов, такие как бензин, дизельное топливо и печное топливо.
Известна установка термической деструкции отходов ПП и ПЭ, состоящая из реактора термической деструкции, блока нагрева, блока теплообменников и ректификационной колонны, на базе которой реализуется одноименный способ [Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена, патент на полезную модель UA 77844, МПК (2013.01 ) C 10G 1 /00. С 10В53/00. F22G5/027. заявка °и201210850 от 1 7.09.2012, опубл. 25.02.201 3, Бюл. JNS 4].
Недостатком известной установки является функционирование её в периодическом режиме, вследствие чего расходуется тепло на разогрев оборудования после остановок на выгрузку кокса и загрузку сырья в реактор, а также увеличивается доля некондиционных продуктов, образующихся при пусках и остановках установки. Кроме того, при такой типовой (общепринятой) конструкции ректификационной колонны, когда все продукты производятся в одной колонне за один проход, а орошение колонны осуществляют охлажденным верхним продуктом (в данном случае— бензином), фракционирование углеводородов из парогазовой смеси, в которой содержится до 20% инертных углеводородных газов, чрезвычайно затруднительно.
Известен способ и устройство по переработке отходов, включающий сортировку отходов, выделение легких пластиковых отходов и их крекинг, постепенное охлаждение продуктов крекинга, отделение газообразных углеводородов и последующую фракционную перегонку жидких углеводородов. Аппаратура этого изобретения включает: тележку для мусора, которая перевозит отходы, и которая разгружается на конвейерную ленту для транспортировки отходов к измельчителю, который оборудован мельницей, на которой отходы измельчаются. Вышеуказанная мельница может генерировать большую энергию ветра, который может снижать содержание влаги и земли в отходах, распыляя отходы в зависимости от их удельного веса. Устройство также включает четыре крекинг-печи, печь прокаливания, водовод системы охлаждения, линию подачи мазута, линию нефтяного газа, газовую горелку и другие типовые элементы [Процессы и аппаратура для восстановления энергии через сортировку и прокаливание отходов, патент US 005998682А от 07. 12.1 999, МПК ( 1 999) СО 1 G 1 /00. С07С 1 /00, заявка )9/ 1 82647 от 30. 1 0.1998].
Недостатком данного способа является используемая периодическая схема работы установки, согласно которой крекинг-печи поочередно включаются в работу, проходя стадии «загрузка пластиковых отходов - крекинг пластик - охлаждение крекинг-печи - выгрузка кокса», вследствие чего имеет место повышенный расход топлива на очередной повторный разогрев остывшей крекинг-печи в начале следующего цикла работы установки. Кроме того, из-за большого времени простоя крекинг-печей на стадии остывания (большего, чем время проведения собственно крекинг процесса), для создания непрерывной цикличности работы установки приходиться реализовывать схему с повышенным количеством крекинг-печей (четыре), что удорожает установку. Недостатком является и то, что углеводороды после крекинга охлаждают, отделяют углеводородный газ, затем повторно нагревают до 450 °С и проводят фракционирование смеси углеводородов. Это приводит к двукратному расходу топлива (на нагрев) и воды (на охлаждение продуктов). Недостаток изобретения состоит также и в том. что крекинг проводят при повышенном давлении 0.4 МПа. что значительно удорожает аппаратуру, в которой осуществляют процесс.
Известно устройство для пиролиза пластиковых отходов, содержащее печь нагрева, металлическую реторту, газовую горелку, устройство непрерывной загрузки сырья и выгрузки коксового остатка, конденсатора жидких углеводородов [Устройство для пиролиза пластиковых отходов, патент на полезную модель UA 22609. МПК(2007) C 1 0G9/28. F23G7/00. заявка 200612719 от 04. 1 2.2006, опубл. 25.04.2007, Бюл. JVS 5]. Недостатком данного устройства является то, что жидкие углеводороды не подвергают фракционированию для получения товарных продуктов, что снижает экономический эффект от эксплуатации данной установки.
Известна установка для непрерывной термической утилизации органических отходов, содержащая реактор пиролиза с системой обогрева, загрузочное и разгрузочное устройство, а также блок конденсации с водяным охлаждением [Установка для непрерывной термической утилизации органических отходов с получением жидкого топлива, патент на полезную модель UA 50431 , МГ 2007) С 10G1/00.F23G5/027, заявка ]Чш200912544 от 03.12.2009, опубл. 10.06.2010, Бюл. jNb 1 1 ].
Недостатком данного устройства является то, что все сконденсированные тяжелые фракции возвращаются назад в реактор, где заново подвергаются нагреву, деструкции и повторной конденсации. Это приводит к значительным затратам топлива на нагрев и увеличивает расход хладагента (воды) на охлаждение. Кроме того, устройство не позволяет разделять дизельную и бензиновую фракции, как это следует из перечня получаемой продукции: на установке получают только жидкое топливо, аналог дизельного топлива (а на самом деле это смесь дизельной и бензиновой фракции).
Наиболее близким по технической сущности к изобретению, которое заявляется, является способ термической деструкции органического сырья. включающий загрузку исходного сырья в пиролизную печь, термическое разложение исходного сырья без доступа воздуха с получением парогазовой смеси, ректификацию парогазовой смеси с выделением газовой смеси и жидкого топлива, причем парогазовую смесь, выходящую из пиролизной печи, подвергают каталитическому реформингу, как катализатор используют высокопористые оксиномолибденовые и оксинокобальтовые гранулы с заполнением ими 9/10 объема камеры колонки катализатора, а риформинг парогазовой смеси в присутствии катализатора ведут при температуре 420-510 ° С и давлении 0.03 МПа при объемной скорости в пределах от 1 до 6.
Парогазовую смесь, поступающую из пиролизной печи в колонку катализатора, обогащают свежим водородом под давлением 0,05 МПа из расчета 6 весов. % в час на 1 тонну сырья, загружаемого в пиролизную печь.
Вышеуказанный способ термической деструкции органического сырья реализуется на установке, содержащей печь и пиролизную камеру с люком для загрузки сырья и выгрузки твердого остатка, газовую горелку, змеевик для повторного нагрева продуктов пиролиза, конденсатор для охлаждения продуктов пиролиза, колонку катализатора, колонну ректификации с конденсаторами и дополнительную аппаратуру [Способ термической деструкции органического сырья, патент на полезную модель UA 45455. МПК (2009) C 10G1 /00, заявка JVsu20090583 от 09.06.2009. опубл. 1 0.1 1 .2009, Бюл. > 1 1 ].
Недостатками данного способа являются низкая эффективность и экономичность проведения процесса термической деструкции органического сырья. Это связано с тем, что. согласно используемому технологическому режиму, в течение одного цикла работы установки (от загрузки сырья до выгрузки твердого остатка) проводят двукратный нагрев и двукратное охлаждение продуктов деструкции, что приводит к значительным затратам топлива на нагрев и хладагента (воды) на охлаждение. Кроме того, при периодической работе установки очень сложно добиться синхронной работы ректификационной колонны с пиролизной печью, что сказывается на качестве готовых продуктов - бензина и дизтоплива. Применение в качестве катализаторов дорогостоящих веществ (оксиномолибденовые и оксинокобальтовые гранулы), а также повышенный расход водорода на процесс (6% по массе от загруженного сырья) приводит к удорожанию процесса.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа, как при периодическом. так и при непрерывном режимах термической и термокаталитической деструкции отходов пластмасс, включая повышение экономичности и энергоэффективности процесса утилизации органического сырья, в частности, полиэтилена и полипропилена, методом термической деструкции, улучшение качества и увеличение выхода готовых продуктов - бензина и дизельного топлива, путем использования эффективных режимных параметров и процедур на основных этапах реализации способа, в частности, на стадии фракционирования.
Раскрытие изобретения.
Указанная техническая задача обеспечивается тем, что в способе термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена, который реализуется как при периодическом, так и при непрерывном режимах переработки отходов вышеуказанных пластмасс, и который включает загрузку предварительно измельченных и очищенных от примесей отходов вышеуказанных пластмасс в пиролизную печь, содержащую реактор термической деструкции и топку с топливной горелкой, нагрев их топливной горелкой в реакторе термической деструкции в пределах 450 - 480 °С, термическое разложение исходного измельченного и очищенного сырья в реакторе термической деструкции без доступа воздуха с получением на выходе из реактора термической деструкции парогазовой смеси, ее подачу в колонку катализатора, причем после фракционирования продуктов деструкции получают газ и жидкое топливо, последующее охлаждение фракционированных продуктов в теплообменниках и выгрузку кокса из реактора термической деструкции, при этом образовавшийся бензин и воду разделяют за счет разностей их плотностей, а разделение жидких компонентов и углеводородного газа из парогазовой смеси углеводородов, образовавшихся в процессе термической деструкции, проводят поэтапно, новым является то, что, при периодическом режиме используют не менее, чем два реактора термической деструкции, которые используют при работе поочередно, при этом топку с топливной горелкой выполняют мобильной. а после отсоединения горячей топки от реактора термической деструкции последний переводят в режим охлаждения с возможностью охлаждения воздухом, подаваемым от газодувки или вентилятора горелки. одновременно производя присоединение ещё горячей топки ко второму холодному реактору термической деструкции. за время нагрева реактора термической деструкции обеспечивают предварительный разогрев и поддержание наперед заданной температуры в кипятильнике куба-сборника углеводородов и в кипятильнике куба ректификационной колонны путем подачи в них топливных газов, образующихся от сгорания топлива в топливной горелке реактора термической деструкции, при этом подачу топливного газа, образующегося от сгорания топлива в топливной горелке, прекращают при достижении температуры в кубе-сборнике в пределах 300 - 360 °С, а в кубе ректификационной колонны поддерживают температуру в диапазоне 160 - 220 °С, которую регулируют изменением температуры парогазовой смеси после депарафинизатора и в верхней части ректификационной колонны, при этом выделение или фракционирование жидких компонентов из парогазовой смеси углеводородов, образовавшихся в процессе термической деструкции, проводят в четыре этапа, причем на первом этапе конденсируют высококипящие компоненты парогазовой смеси в теплообменнике. охлаждаемом водой, при температуре 300 - 360 °С. которую регулируют путем изменения подачи воды в теплообменник, на втором этапе конденсируют парафины в колонне, служащей депарафинизатором. при температуре 180 - 300 °С. которую регулируют подачей воды в дефлегматор депарафинизатора, при этом сконденсированные высококипящие углеводороды и парафины, образующие фракцию печного топлива, выдерживают в кубе-сборнике при температуре 300-360 °С, обеспечивая отпаривание легких фракций, на третьем этапе разделяют фракции бензина и дизельного топлива в ректификационной колонне, обеспечивая температурный режим в верхней части ректификационной колонны в диапазоне 35- 100 °С, а в нижней части ректификационной колонны обеспечивают температурный режим в диапазоне 160 - 220°С. на четвертом этапе конденсируют в теплообменнике пары бензина и воды при температуре 20 - 35 °С, при этом как катализатор используют гетерогенный катализатор в виде полосок из титана, скрученных в спирали, причем каждую спираль предварительно скручивают в одну или в разные стороны, получая во втором случае спирали левого и правого вращения, причем используют полоски. скрученные спиралью в одну сторону каждая, либо закрученные все спиралями в разные стороны каждая, полоски из титана помещают в кубе-сборнике, в трубках теплообменника, в котором конденсируются высококипящие компоненты парогазовой смеси, в трубках дефлегматора депарафинизатора и в трубках дефлегматора ректификационной колонны.
Осуществляют подачу топливных газов с температурой 600-900 °С в кипятильник куба-сборника углеводородов и в куб ректификационной колонны.
Объем емкости куба-сборника выбирают из условия, согласно которому время пребывания печного топлива в виде смеси углеводородов в нем было достаточно для обеспечения полного отпаривания легких фракций.
При работе в периодическом режиме объем куба-сборника углеводородов определяют по зависимости:
Vn = 2 - Qn,
где Оп - производительность установки по печному топливу за один цикл работы, м^цикл; Vn - объем куба-сборника углеводородов, м'.
При работе в непрерывном режиме объем куба-сборника углеводородов определяют по зависимости:
VH = 2 - QH,
где QH - производительность установки по печному топливу за один час. м /час; VH - объем куба-сборника углеводородов, м3.
Используют полоски из титана шириной 5 - 20 мм. толщиной 0,5 - 1.5 мм. которые в скрученном виде имеют диаметр 10 - 30 мм. длину 0, 1 - 1 м, с шагом спирали 10 - 40 мм.
Титановые спирали предварительно в течение 0.5 - 1 часа обрабатывают контактированием с 1 - 2% плавиковой кислотой при температуре 30 - 40 °С.
Полоски из титана, скрученные в спирали, используют в качестве массообменной насадки в депарафинизаторе и в ректификационной колонне.
Депарафинизатор выполняют в виде колонного аппарата, нижняя часть которого заполнена как регулярной, так и нерегулярной массообменной насадкой, выполненной в виде титановых спиралей, и имеющей свободное сечение 90 - 93%.
Нерегулярную массообменную насадку выполняют в виде титановых спиралей, загруженных в навал, при длине спирали 0, 1 - 0.2 м.
Регулярную массообменную насадку выполняют в виде титановых спиралей. собранных в кассеты, при длине титановых спиралей до 1 м.
Сверху депарафинизатора устанавливают кожухотрубный теплообменник, который служит дефлегматором, а при поднятии паров углеводородов вверх по трубкам депарафинизатора, в которых предварительно размещают титановые спирали разного направления вращения, обеспечивают условия для конденсации и стекания парафинов по ним вниз, создавая поток флегмы, с помощью которой, в свою очередь, обеспечивают орошение массообменной насадки.
Нагревают содержимое реактора термической деструкции со скоростью 1 ,5 - 4 °С/минуту. Пиролиз проводят в реакторе термической деструкции при давлении 0,01 - 0,07 МПа.
Перечисленные признаки составляют сущность технического решения.
Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков технического решения и достигаемым, техническим результатом заключается в следующем.
Подача топливных газов с температурой 600-900 °С в кипятильник куба- сборника углеводородов (фракция печного топлива) и куба ректификационной колонны позволяет произвести предварительный нагрев куба-сборника и куба ректификационной колонны до рабочих температур и более быстрый (в среднем на 20-30%) выход установки на регламентный режим.
Это значительно (в среднем на 50 - 60%) снижает количество некондиционных фракционных продуктов, образующихся в пусковой период, уменьшает (в среднем на 50-60%) затраты тепла и энергии на повторную их «разгонку» для получения кондиционных продуктов, а также позволяет поддерживать регламентные температуры, при которых производится отбор продуктов, что в конечном итоге улучшает их конечное качество. Поддержание температуры в кубе-сборнике 300-360 °С позволяет получать печное топливо с температурой вспышки 60-90 °С. что свидетельствует об отсутствии легких фракций в кубе-сборнике. Конденсация паров парафинов в депарафинизаторе при температуре 1 80-300 °С позволяет получать дизельное топливо с наперед заданными свойствами.
Так, при 300 °С дизельное топливо получается марки «летнее», т.е. с температурой замерзания 0 °С, а при температуре 180 °С получается дизельное топливо марки «зимнее» с температурой замерзания минус 35 °С. Кроме того, этим температурным интервалом ( 180-300 °С) можно регулировать количество отбираемого дизельного топлива, убирая или добавляя из/в него парафины.
Поддержание температуры в кубе ректификационной колоны 160-220 °С позволяет регулировать содержание легких фракций, добиваясь регламентного значения температуры вспышки дизельного топлива 40-62°С.
Поддержание температуры в верхней части ректификационной колонны 35-100 °С позволяет получать бензин с заданным фракционным составом и конечной температурой кипения не выше 21 5 °С, что соответствует принятым стандартам. Поддержание температуры бензина после конденсации в теплообменнике на уровне 20-35 °С позволяет снизить на 2-3% потери паров бензина с углеводородным газом, который выходит из теплообменника вместе с бензином.
В табл.1 представлены данные о качестве бензина, полученного по данному способу, реализуемому на данном устройстве.
Таблица 1. Данные о качестве бензина наименование показателя метод норма результат испытания
1 Октановое число ГОСТ 0226 - 86.8
2 Температура конца кипения, не ГОСТ 2177 215,0 179.0
выше, °С
3 Остаток в колбе. %, не более ГОСТ 2177 2.0 1.0
4 Концентрация серы. %. не более ГОСТ 19121 0.05 0,045
5 Объемная доля бензола, %. не ГОСТ 29040 5,0 2.76
более
6 Испытание на медной пластине ГОСТ 6321 класс 1 выдерживает
7 Давление насыщенных паров ГОСТ 1756 45,0-70,0 42.6
8 Концентрация свинца, г/ дм3, не ГОСТ Р51942 отсутствует отсутствует более
9 Плотность при 15 °С, кг/дм' ГОСТ Р51069 725.0-780,0 726,4 Как видно из приведенных в табл.1 данных, свойства бензина, полученного по данному способу, реализуемому на данном устройстве, соответствуют стандартам.
В таблице 2 приведены данные о качестве дизельного топлива, полученного по данному способу, реализуемому на данном устройстве.
Таблица 2. Данные о качестве дизельного топлива.
Figure imgf000014_0001
Как видно из приведенных в табл. 2 данных, свойства дизельного топлива. полученного по данному способу, реализуемому на данном устройстве. соответствуют стандартам.
Работа установки в периодическом (последовательном) режиме с не менее, чем с двумя реакторами термической деструкции, которые включаются в работу последовательно, позволяет обеспечить непрерывную работу узла фракционирования. Это дает возможность стабилизировать температуру газоходов, трубопроводов и оборудования узла фракционирования в течение всего периода фракционирования. По сравнению с известными техническими решениями, в которых узел фракционирования работает прерывисто (периодически), это приводит к экономии тепла и энергии, которые тратятся при повторных пусках и остановках установки, а также улучшается качество готовых продуктов на выходе.
Выполнение топки мобильной (съемной) позволяет отключать ее от реактора термической деструкции по завершению процесса термической деструкции, и, не давая ей остыть, подключать к следующему реактору термической деструкции. При этом получают экономию топлива на повторный разогрев топки, как если бы она остывала вместе с реактором. За счет этого футеровка топки не подвергается большим перепадам температур, что обычно происходит при остывании, а также повышается срок эксплуатации футеровки.
После отсоединения топки от реактора последний переводится в режим охлаждения и может охлаждаться воздухом, подаваемым от газодувки горелки. За счет того, что реактор термической деструкции охлаждается без топки, которая имеет большую массу футеровки, время процесса охлаждения до температуры 50 °С. при которой можно открывать люк и выгружать кокс, уменьшается в 2-2,5 раза.
Как показали результаты экспериментальных исследований, охлаждение парогазовой смеси до 300-360 °С в трубчатом теплообменнике, который установлен вертикально, в котором парогазовая смесь со сконденсированными тяжелыми углеводородами движется нисходящим потоком по трубкам, в которых размещены титановые спирали как с однонаправленным, так и с разным направлением вращения, является наиболее эффективным вариантом аппаратурного оформления данного процесса (конденсации тяжелых углеводородов) на фоне большой концентрации углеводородного газа в смеси и низкого парциального давления углеводородов.
Винтовая поверхность спирали не только увеличивает площадь контакта фаз. но и за счет того, что спирали имеют винтовую поверхность разного направления вращения (левую и правую) на одной вертикальной ветви, увеличивает интенсивность перемешивания парогазовой смеси из-за смены направления вращения при ее движении по трубкам, в которых установлены спирали. Это. в свою очередь, повышает эффективность тепломассообмена в 2^2.5 раза, а удельная поверхность контакта фаз увеличивается в 1 ,5-2 раза.
Куб-сборник углеводородов выполнен в виде цилиндрической емкости, расположенной горизонтально. Было экспериментально установлено, что объем емкости куба-сборника углеводородов нужно выбирать из условия, согласно которому время пребывания печного топлива (смеси углеводов) в нем было достаточно для отпаривания легких фракций. При этом для работы в периодическом режиме объем куба-сборника углеводородов определяют по формуле:
Vn = 2 Q,„
где Qn - производительность установки по печному топливу за один цикл работы, м7цикл; Vn - объем куба-сборника углеводородов, м .
Для работы в непрерывном режиме объем куба-сборника углеводородов определяют по формуле:
VH = 2 - QH,
где QH - производительность установки по печному топливу за один час, м /час; VH - объем куба-сборника углеводородов, м3.
Куб-сборник углеводородов оснащен кипятильником, который нагревается топливным газом. Это позволяет получать продукт в виде печного топлива. соответствующего стандартам.
Депарафинизатор выполнен в виде колонного аппарата, нижняя часть которого заполнена массообменной насадкой, выполненной в виде титановых спиралей, загруженных в навал (нерегулярная насадка) при длине спирали 0.1-0,2 м. или в виде спиралей, собранных в кассеты (регулярная насадка) при длине спирали до 1 м, имеющей свободное сечение 90-93%.
Наверху депарафинизатора установлен кожухотрубный теплообменник, который выполняет роль дефлегматора. Пары углеводородов поднимаются вверх по трубкам депарафинизатора, в которых размещены титановые спирали как одного, так и разного направления вращения, по которым парафины конденсируются и стекают вниз, создавая поток флегмы, которая, в свою очередь, орошает массообменную насадку. Одновременно кожухотрубный теплообменник служит оросителем колонны. В межтрубное пространство кожухотрубного теплообменника подается охлаждающая вода.
Как показали опыты, такая конструкция депарафинизатора, при которой флегма (орошение насадки) образуется внутри колонны, а не подается извне, наиболее предпочтительна. В данном случае парогазовая смесь содержит большое количество инертного углеводородного газа (до 15-20%). который понижает парциальное давление паров углеводородов и ухудшает условия конденсации. Ректификационная колонна также снабжена дефлегматором и массообменной насадкой, а внизу в кубе колонны установлен кипятильник, обогреваемый топливными газами, для отпаривания легкой фракции парогазовой смеси.
Гетерогенный катализ (контактный катализ) характеризует изменение скорости химической реакции при воздействии катализаторов, образующих самостоятельную фазу и отделенных от реагирующих веществ границей раздела. Наиболее распространен случай, когда твердый катализатор (контакт) ускоряет реакцию между газообразными реагентами или реакцию в растворе. Каталитическая реакция протекает обычно на поверхности твердого катализатора и обусловлена активацией молекул реагентов при взаимодействии с поверхностью. Поэтому для осуществления гетерогенного катализа необходима адсорбция компонентов реакционной смеси из объемной фазы на поверхности катализатора.
Как показали проведенные эксперименты, выполнение массообменной насадки в депарафинизаторе и ректификационной колонне на базе гетерогенного катализатора, выполненного в виде титановых спиралей, которые одновременно служат катализатором процесса термической деструкции, а также загрузка титановых спиралей в куб-сборник печного топлива, позволяет повысить выход легких фракций на 3-5%. Свободное сечение насадки в колоннах составляет 90-93%, что незначительно влияет на рост гидравлического сопротивления в системе. Давление, при котором проводят процесс термической деструкции, составляет всего лишь 0.01-0,07 МПа. что повышает безопасность процесса.
Краткое описание чертежей
Техническое решение поясняется на фиг. 1 - фиг. 8, где: на фиг.1 представлена периодическая схема (периодический режим) работы устройства, на базе которого реализуется способ термической деструкции; на фиг.2 представлена непрерывная схема (непрерывный режим) работы устройства, на базе которого реализуется способ термической деструкции; на фиг.З представлены спиральные полоски левого направления вращения; на фиг.4 представлены спиральные полоски правого направления вращения; на фиг.5 представлена кассета со спиральными полосками, которая помещается в трубки теплообменников; на фиг.6 представлен разрез А-А на фиг.5; на фиг.7 представлен пучок спиральных полосок, который помещается в трубки теплообменников; на фиг.8 представлен разрез Б-Б на фиг.7.
На фиг.1 - фиг.8 приняты следующие обозначения: I - блок функционирования реактора в режиме охладжения; 11 - блок функционирования реактора в режиме нагрева; (границы блоков I и II обозначены пунктирными линиями); 1 - реактор термической деструкции; 2 - топка; 3 - горелка; 4 - сборник кокса; 5 - колонка катализатора: 6 - теплообменник для снижения температуры парогазовой смеси; 7 - куб-сборник с кипятильником; 8 - депарафинизатор; 9. 13 — шиберы; 10 - теплообменник для охлаждения печного топлива; 1 1 - сборник печного топлива; 12 - емкость топлива для горелки; 14 - дефлегматор ректификационной колонны; 1 5 - ректификационная колонна; 16 - теплообменник для охлаждения дизельного топлива; 1 7 - сборник дизельного топлива; 1 8 - теплообменник для охлаждения газа и конденсации паров бензина и воды; 19 - газоводоотделитель; 20 - сборник воды; 21 - сборник бензина; 22 - сборник газа (газгольдер); 23 - емкость оборотной воды; 24 - титановая спиральная полоска левого направления вращения; 25 - титановая спиральная полоска правого направления вращения; 26 - кассета с титановыми спиральными полосками.
Обоснование сущности изобретения.
А. Реализация периодического режима (фиг. 1 ).
При периодическом режиме устройства задействовано два блока: I - блок функционирования реактора термической деструкции в режиме охладжения, и II - блок функционирования реактора термической деструкции в режиме нагрева.
Полигонный ПЭ и ПП, заранее измельченный и очищенный методом флотации от примесей полихлорвинила, полиэтилентерефталата. целлюлозы, тряпок, резины и прочих отходов, загружают через верхний люк (на фиг. 1 - фиг. 8 не обозначен) в один из реакторов термической деструкции 1 (фиг. 1 ). Внизу каждого реактора термической деструкции 1 расположена мобильная (съемная) топка 2 с топливной горелкой 3. которая может работать как на жидком, так и на газообразном топливе собственного производства.
Далее нагревают содержимое реактора термической деструкции 1 блока I (отходы пластмасс в виде ПЭ и ПП) со скоростью 1 .5 - 4 0С/минуту. Топливные газы с температурой 600-900 °С проходят через жаровые трубы (на фиг.1 - фиг. 8 не обозначены) реактора термической деструкции 1 и поступают в кипятильник куба 7, а затем в кипятильник (на фиг.1 - фиг.8 не обозначен), расположенный в кубе ректификационной колонны 15.
При достижении температуры в кубе ректификационной колонны 15 значений 1 60-220 °С прекращают подачу топливных газов из реактора термической деструкции 1 блока I путем закрытия шибера 13. При достижении температуры в кубе 7 в диапазоне 300-360 °С прекращают подачу топливных газов путем закрытия шибера 9.
В реакторе термической деструкции 1 при температуре 260-300 °С начинается процесс деструкции пластмасс. Продукты деструкции пластмасс в виде парогазовой смеси углеводородов из реактора термической деструкции 1 пропускают в колонку катализатора 5, которая представляет собой трубчатый аппарат с фланцами, загруженный катализатором - титановыми спиралями в кассете, а затем в теплообменник 6.
При достижении температуры паров значений 300-360 °С в теплообменник 6 подается оборотная вода для охлаждения парогазовой смеси углеводородов. Изменяя расход воды в теплообменнике 6. поддерживают температуру в кубе 7 в диапазоне 300-360 °С.
Парогазовая смесь углеводородов поступает в куб 7, где из нее в жидкую фазу переходят высококипящие углеводороды. Затем парогазовая смесь поступает в депарафинизатор 8, который представляет собой колонный аппарат, нижняя часть которого загружена массообменной насадкой, а в верхней части установлен кожухотрубный теплообменник, выполняющий роль дефлегматора.
В межтрубное пространство теплообменника (на фиг.1 - фиг.8 не обозначена) подается оборотная вода, а в трубках теплообменника проходит конденсация углеводородов (парафинов). Сконденсированные парафины возвращаются назад в куб 7. Изменяя подачу воды в дефлегматор, поддерживают температуру паров на выходе из депарафинизатора 8 в диапазоне 180-300 °С.
Затем пары углеводородов поступают в ректификационную колонну 15, где разделяются на бензиновую и дизельную фракции. Дизельная фракция снизу колонны 15 через теплообменник 16, охлаждаемый оборотной водой, поступает в сборник дизельного топлива 17. Бензиновая фракция в виде пара и углеводородный газ сверху ректификационной колонны 15 поступают в теплообменник 18 для охлаждения газа и конденсации паров бензина и воды.
Качество дизельного топлива (температура вспышки, фракционный состав) регулируют температурой нижней части ректификационной колонны 15, которая составляет 160-220 °С.
Качество бензиновой фракции (плотность, фракционный состав и конец кипения) регулируют температурой на выходе из ректификационной колоны 15. Температуру верха ректификационной колоны в диапазоне 35-100 °С поддерживают подачей воды в дефлегматор 14 ректификационной колонны 15. Дефлегматор 14 представляет собой кожухотрубный теплообменник, в межтрубное пространство которого подается оборотная вода, а в трубном пространстве дефлегматора 14 происходит конденсация высококипящих углеводородов.
В теплообменнике 1 8. который охлаждается оборотной водой, конденсируются пары бензиновой фракции и вода. В газоводоотделителе 19 происходит отделение воды и углеводородного газа от бензина. Углеводородный газ, который не конденсируется, направляют на горелку 3 для нагрева реактора термической деструкции 1 , а избыточный углеводородный газ собирают в сборнике газа (газгольдере) 22.
Вода и бензин поступают в соответствующие сборники 20 и 21 . Тяжелую фракцию (печное топливо) накапливают в кубе 7 и в конце процесса термической деструкции, когда прекращается образование углеводородного газа, выводят через теплообменник 10. который охлаждается водой, в сборник печного топлива 1 1 .
Процесс деструкции пластмасс заканчивают при температуре 450^-80 °С. Отключают подачу топлива на горелку и переводят реактор 1 на режим охлаждения.
На фиг. 1 показано, что реактор термической деструкции 1 блока I переведен в режим охлаждения. Мобильная (съемная) топка 2 блока I отсоединена от реактора путем опускания на колеса (на фиг.1 - фиг.8 не обозначены) и отводом её в сторону для раздельного охлаждения реактора термической деструкции 1 блока I. Затем мобильная (съемная) топка 2 (ещё горячая) блока I подсоединяется к холодному (ненагретому) реактору термической деструкции 1 блока П.
Твёрдый коксовый остаток, который остался на дне реактора термической деструкции 1 блока I, после охлаждения реактора выгружают через нижний люк реактора термической деструкции 1 блока I в сборник кокса 4.
Пока в реакторе термической деструкции 1 блока I протекает процесс термической деструкции, реактор термической деструкции 1 блока II загружают отходами пластмасс и готовят его к запуску. Как только отключают подачу топлива на горелку 3 блока I реактора термической деструкции 1 блока I, сразу же включают горелку 3 блока II реактора термической деструкции 1 блока II после присоединения мобильной горячей топки 2 блока I. и начинают процесс деструкции в реакторе термической деструкции 1 блока II. При этом поддерживают температуру в кубе 7 и кубе ректификационной колонны 15 на том же уровне, что и в предыдущем цикле. После проведения процесса термической деструкции в реакторе термической деструкции 1 блока II его переводят в режим охлаждения, а реактор термической деструкции 1 блока I загружают отходами пластмасс и проводят новый цикл: «термическая деструкция - охлаждение - выгрузка сухого остатка - загрузка отходов пластмасс».
Б. Реализация непрерывного режима (фиг.2)
Полигонный ПЭ и ПП, заранее измельченный (или гранулированный), очищенный методом флотации от примесей полихлорвинила, полиэтилентерефталата. целлюлозы, тряпок, резины и прочего, загружают непрерывно шнековым питателем (на фиг.1 - фиг.8 не обозначен) в реактор термической деструкции 1 , оборудованный топкой 2 и топливной горелкой 3. которая может работать как на жидком, так и на газообразном топливе собственного производства.
Включают топливную горелку 3 и выводят установку в рабочий температурный режим. Для ускорения выхода установки на заданный режим топливные газы, образующиеся при сгорании топлива, направляют в кипятильник куба 7 и ректификационной колонны 15.
Рабочие температуры в устройстве поддерживают в следующих диапазонах: в реакторе термической деструкции 1 - в диапазоне 450-480 °С (регулируется за счет изменения подачи топлива): в кубе 7 - в диапазоне 300-360 °С (регулируется за счет изменения подачи воды в теплообменник 6); температура выхода парогазовой смеси из депарафинизатора 8 - в диапазоне 1 80-300 °С (регулируется подачей воды в дефлегматор депарафинизатора 8): в кубе ректификационной колонны 15 - в диапазоне 160-220 °С (регулируется изменением температуры парогазовой смеси после депарафинизатора и верхней части ректификационной колонны 15): температура выхода парогазовой смеси из ректификационной колонны 1 5 - в диапазоне 35-100 °С (регулируется подачей воды в дефлегматор 14).
При достижении рабочих температур в кубе 7 и в кубе ректификационной колонны 15 отключают подачу в кипятильник (на фиг. 1 - фиг. 8 не обозначен) топливных газов путем закрытия шиберов 9 и 13. При непрерывном режиме работы отбор кокса из реактора 1 производят непрерывно с помощью шнека. Слив печного топлива из куба 7 производят непрерывно. При этом поддерживают регламентный уровень жидкости в кубе 7 с помощью регулятора уровня. Все остальные операции работы устройства при непрерывном режиме аналогичны работе устройства при периодическом режиме. Установка оснащена замкнутым контуром оборотной воды и емкостью для воды 23.
В качестве топлива для горелок 3 используется печное топливо и дизельная фракция, которые подаются в емкость для топлива 12, а также углеводородный газ. Газ из газгольдера 22 может использоваться в других энергетических установках.
В процессе термической деструкции по данному способу применяют катализатор в виде титановых спиралей, полученных скручиванием полосок титана шириной 5-20 мм и толщиной 0,5-1.5 мм. При этом диаметр спирали составляет 10- 30 мм, длина составляет 0.1-1 м. а шаг спирали составляет 10— 40 мм. Поверхность титановых спиралей предварительно обработана 1-2% плавиковой кислотой.
Титановые спирали загружаются в колонку катализатора 5, теплообменник 6. куб-сборник 7. депарафинизатор 8, ректификационную колонну 15.
Перед загрузкой в колонный аппарат титановые спирали собирают в кассеты 26 (фиг. 5 - фиг. 8). Диаметр кассеты 26 равен внутреннему диаметру аппарата. Как видно из фиг. 5 - фиг.8. в кассету спирали уложены параллельно друг другу и параллельно боковой образующей кассеты. Т.е. если кассета стоит вертикально, то и спирали располагаются вертикально, если кассета располагается горизонтально, то и спирали будут располагаться горизонтально.
В колонных аппаратах расположение спиралей преимущественно вертикальное. В колонке катализатора 5 кассета 26 расположена горизонтально. При этом для винтовой насадки все равно как её укладывать - горизонтально или вертикально. Причем при малых значениях диаметров аппаратов (до 1000 мм) удобнее загружать насадку в «стоячем положении», т.е. имеет место вертикальное расположение кассеты.
Как катализатор используют гетерогенный катализатор в виде полосок из титана, скрученных в спирали, причем каждую спираль предварительно скручивают в одну или в разные стороны, получая во втором случае спирали левого и правого вращения, причем используют полоски, либо закрученные все спиралями в одну или в разные стороны каждая.
Спирали укладывают скрученными в одну сторону каждая, либо с чередованием рядов с правым и левым направлением вращения каждая. Парогазовый поток, проходя через такой слой спиралей, разделяется на множество струй. Эти струи во втором случае закручиваются либо в одну, либо в разные стороны при контакте со спиралями, пересекаются друг с другом, перемешиваются и постоянно меняют направление вращения, что интенсифицирует процесс тепломассообмена. При этом используют как регулярное, так и нерегулярное размещение (пучков) спиралей в сечении аппарата либо устройства (в колонных аппаратах, кассете, трубках теплообменников).
Также сочетанием спиралей с чередованием однонаправленности и разнонаправленности можно регулировать направление движения, скорость, концентрацию парогазового потока, а также скорость протекания процесса тепломассообмена в колонке катализатора.
Было установлено, что наиболее эффективно вышеуказанный процесс происходит при заявленных конструктивных параметрах, материале и средствах обработки поверхности катализатора. В трубки теплообменников загружают пучки до З-х-4-χ спиралей разного направления вращения (фиг. 5 - фиг. 8).
Было установлено, что наиболее эффективно вышеуказанный процесс осуществляется при заявленных конструктивных параметрах, материале и режимах обработки поверхности гетерогенного катализатора. Предварительный нагрев куба- сборника 7 и куба ректификационной колонны 15 топливными газами, а также использование двух и более реакторов со съемными (мобильными) топками позволяет ускорить процесс и обеспечить непрерывность процесса фракционирования углеводородов. В то же время проведение фракционирования (выделения) углеводородов в четыре стадии повышают четкость разделения и, соответственно. качество конечных продуктов, которые соответствуют действующим стандартам.
Лучший вариант осуществления изобретения
Используют непрерывный режим переработки отходов пластмасс. Для термической деструкции применяют катализатор в виде титановых спиралей, полученных скручиванием полосок титана шириной 10 мм и толщиной 1 мм. При этом диаметр спирали составляет 10 мм, длина составляет 0,5 м, а шаг спирали составляет 20 мм. Поверхность титановых спиралей предварительно обработана 1 % плавиковой кислотой.
Титановые спирали загружаются в колонку катализатора 5. теплообменник 6, куб-сборник 7, депарафинизатор 8, ректификационную колонну 15. Перед загрузкой в колонный аппарат титановые спирали также собирают в кассеты 26. Диаметр кассеты равен диаметру аппарата. В колонне кассеты устанавливают вертикально друг на друга на всю высоту насадочной части колонны. В трубки теплообменников загружают пучки из 4-х спиралей разного направления вращения (фиг. 5 - фиг.8).
Объем куба-сборника определяют по зависимости:
VH = 2 - QH,
где QH - производительность установки по печному топливу за один час, м '/час;
VH - объем куба-сборника, м3.
Вычисленные значения оказались равными: QH - производительность установки по печному топливу за один час QH = 0.125 м /час, тогда VH = 2 · Q„ = 0.25 м 1.
Включают шнековый питатель и начинают подачу заранее подготовленного полигонного ПЭ и ПП в реактор термической деструкции 1. Включают топливную горелку 3, используя в качестве топлива печное или дизельное топливо собственного производства. Топливные газы от горелки с температурой 700 °С направляют в кипятильник куба 7 и ректификационной колонны 15. Подают воду в теплообменник 1 8.
Далее нагревают содержимое реактора термической деструкции 1 (отходы пластмасс в виде ПЭ и ПП) со скоростью 3 °С/минуту. При достижении температуры в кубе ректификационной колонны 15 значений 1 80 °С прекращают подачу топливных газов из реактора термической деструкции 1 путем закрытия шибера 13.
При достижении температуры в кубе 7 значений 340 °С прекращают подачу топливных газов в кипятильник куба путем закрытия шибера 9. При достижении температуры паров значений 340 °С в теплообменник 6 подается оборотная вода для охлаждения парогазовой смеси углеводородов. Изменяя расход воды в теплообменнике 6, поддерживают температуру в кубе 7, составляющую 340°С.
При достижении температуры после депарафинизатора 240 °С в дефлегматор подается вода. При достижении температуры верха ректификационной колонны 15 значения 58 0 С в дефлегматор подают воду. При достижении в реакторе 1 рабочей температуры 470 °С топливную горелку переводят на работу на углеводородном газе собственного производства.
Режим управления процессом переводят из ручного в автоматический.
Качество дизельного топлива (температура вспышки, фракционный состав) регулируют температурой нижней части ректификационной колонны 1 5, которая составляет 180 °С.
Качество бензиновой фракции (плотность, фракционный состав и конец кипения) регулируют температурой на выходе из ректификационной колоны 15. Температуру верха ректификационной колоны в диапазоне 58 °С поддерживают подачей воды в дефлегматор 14 ректификационной колонны 1 5. В теплообменнике 18. который охлаждается оборотной водой, конденсируются пары бензиновой фракции и вода.
В газоводоотделителе 19 происходит отделение воды и углеводородного газа от бензина. Углеводородный газ, который не конденсируется, направляют на горелку 3 для нагрева реактора термической деструкции 1. а избыточный углеводородный газ собирают в сборнике газа (газгольдере) 22.
Вода и бензин поступают в соответствующие сборники 20 и 21 . Дизельное топливо через теплообменник 16. который охлаждается водой, поступает в сборник 17. Тяжелую фракцию (печное топливо) из куба 7 выводят через теплообменник 10. который охлаждается водой, в сборник печного топлива 1 1. Отбор кокса из реактора 1 производят непрерывно с помощью шнека в сборник кокса 4.
Удельные затраты топлива на приведенный пример реализации изобретения составляют 70%, воды 50%, а выход светлых продуктов (бензина и дизтоплива) выше на 8% по сравнению с прототипом.
Промышленная применимость
Таким образом, достигается улучшение качества и увеличение выхода готовых продуктов - бензина и дизельного топлива - путем использования эффективных конструкций, режимных параметров и процедур на основных этапах реализации изобретения, в частности, на стадии фракционирования. Предварительный нагрев куба-сборника 7 и куба ректификационной колонны 15 топливными газами, а также использование двух и более реакторов со съемными (мобильными) топками позволяет ускорить процесс и обеспечить непрерывность процесса фракционирования углеводородов. В то же время проведение фракционирования (выделения) углеводородов в четыре стадии повышают четкость разделения и, соответственно. качество конечных продуктов. которые соответствуют действующим стандартам.
Предлагаемый способ экономически эффективнее способа прототипа, поскольку удельные затраты топлива на процесс составляют 70-75%, а воды 50-60%) по сравнению со способом и устройством прототипа. Также в разработанном техническом решении выход светлых продуктов (бензина и дизтоплива) выше на 5- 8%о, качество бензина соответствует ГОСТ Р 51 105-97 «Неэтилированный бензин», а дизельное топливо соответствует ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное Л-0.05-40».

Claims

Формула изобретения
1 . Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена, реализуемый как при периодическом, так и при непрерывном режимах переработки отходов вышеуказанных пластмасс, включающий загрузку предварительно измельченных и очищенных от примесей отходов вышеуказанных пластмасс в пиролизную печь, содержащую реактор термической деструкции и топку с топливной горелкой, нагрев их топливной горелкой в реакторе термической деструкции в пределах 450 - 480 °С. термическое разложение исходного измельченного и очищенного сырья в реакторе термической деструкции без доступа воздуха с получением на выходе из реактора термической деструкции парогазовой смеси, ее подачу в колонку катализатора, причем после фракционирования продуктов деструкции получают газ и жидкое топливо, последующее охлаждение фракционированных продуктов в теплообменниках и выгрузку кокса из реактора термической деструкции, при этом образовавшийся бензин и воду разделяют за счет разностей их плотностей, а разделение жидких компонентов и углеводородного газа из парогазовой смеси углеводородов, образовавшихся в процессе термической деструкции, проводят поэтапно, который отличается тем, что, при периодическом режиме используют не менее, чем два реактора термической деструкции, которые используют при работе поочередно, при этом топку с топливной горелкой выполняют мобильной, а после отсоединения горячей топки от реактора термической деструкции последний переводят в режим охлаждения с возможностью охлаждения воздухом, подаваемым от газодувки или вентилятора горелки, одновременно производя присоединение ещё горячей топки ко второму холодному реактору термической деструкции. за время нагрева реактора термической деструкции обеспечивают предварительный разогрев и поддержание наперед заданной температуры в кипятильнике куба-сборника углеводородов и в кипятильнике куба ректификационной колонны путем подачи в них топливных газов, образующихся от сгорания топлива в топливной горелке реактора термической деструкции, при этом подачу топливного газа, образующегося от сгорания топлива в топливной горелке, прекращают при достижении температуры в кубе-сборнике в пределах 300 - 360 °С. а в кубе ректификационной колонны поддерживают температуру в диапазоне 160 - 220 °С, которую регулируют изменением температуры парогазовой смеси после депарафинизатора и в верхней части ректификационной колонны, при этом выделение или фракционирование жидких компонентов из парогазовой смеси углеводородов, образовавшихся в процессе термической деструкции, проводят в четыре этапа, причем на первом этапе конденсируют высококипящие компоненты парогазовой смеси в теплообменнике, охлаждаемом водой, при температуре 300 - 360 °С. которую регулируют путем изменения подачи воды в теплообменник, на втором этапе конденсируют парафины в колонне, служащей депарафинизатором, при температуре 1 80 - 300 °С. которую регулируют подачей воды в дефлегматор депарафинизатора, при этом сконденсированные высококипящие углеводороды и парафины, образующие фракцию печного топлива, выдерживают в кубе-сборнике при температуре 300-360 °С, обеспечивая отпаривание легких фракций, на третьем этапе разделяют фракции бензина и дизельного топлива в ректификационной колонне, обеспечивая температурный режим в верхней части ректификационной колонны в диапазоне 35- 100 °С. а в нижней части ректификационной колонны обеспечивают температурный режим в диапазоне 160 - 220°С. на четвертом этапе конденсируют в теплообменнике пары бензина и воды при температуре 20 - 35 °С. при этом как катализатор используют гетерогенный катализатор в виде полосок из титана, скрученных в спирали, причем каждую спираль предварительно скручивают в одну или в разные стороны, получая во втором случае спирали левого и правого вращения, причем используют полоски, скрученные спиралью в одну сторону каждая, либо закрученные все спиралями в разные стороны каждая, полоски из титана помещают в кубе-сборнике. в трубках теплообменника. в котором конденсируются высококипящие компоненты парогазовой смеси, в трубках дефлегматора депарафинизатора и в трубках дефлегматора ректификационной колонны.
2. Способ по п. 1 . который отличается тем, что, осуществляют подачу топливных газов с температурой 600-900 °С в кипятильник куба-сборника углеводородов и в куб ректификационной колонны.
3. Способ по п.2. который отличается тем, что, объем емкости куба- сборника выбирают из условия, согласно которому время пребывания печного топлива в виде смеси углеводородов в нем было достаточно для обеспечения полного отпаривания легких фракций.
4. Способ по п.2. который отличается тем, что, при работе в периодическом режиме объем куба-сборника углеводородов определяют по зависимости
V,, = 2 · Qn,
где Qn - производительность установки по печному топливу за один цикл работы, м /цикл. Vn - объем куба-сборника углеводородов, м'.
5. Способ по п.2, который отличается тем, что, при работе в непрерывном режиме объем куба-сборника углеводородов определяют по зависимости
VH = 2-0H.
где QH - производительность установки по печному топливу за один час, м /час,
VH - объем куба-сборника углеводородов, м'.
6. Способ по п.1. который отличается тем, что, используют полоски из титана шириной 5 - 20 мм, толщиной 0,5 - 1 .5 мм, которые в скрученном виде имеют диаметр 10 - 30 мм, длину 0, 1— 1 м, с шагом спирали 10 - 40 мм.
7. Способ по п.6, который отличается тем, что, титановые спирали предварительно в течение 0,5 - 1 часа обрабатывают контактированием с 1 - 2% плавиковой кислотой при температуре 30 - 40 °С.
8. Способ по п.1 , который отличается тем, что, полоски из титана, скрученные в спирали, используют в качестве массообменной насадки в депарафинизаторе и в ректификационной колонне.
9. Способ по п.1 , который отличается тем, что, депарафинизатор выполняют в виде колонного аппарата, нижняя часть которого заполнена как регулярной, так и нерегулярной массообменной насадкой, выполненной в виде титановых спиралей, и имеющей свободное сечение 90 - 93%.
10. Способ по п.9. который отличается тем, что, нерегулярную массообменную насадку выполняют в виде титановых спиралей, загруженных в навал, при длине спирали 0.1 - 0.2 м.
1 1 . Способ по п.9. который отличается тем, что, регулярную массообменную насадку выполняют в виде титановых спиралей, собранных в кассеты, при длине титановых спиралей до 1 м.
12. Способ по п.1 , который отличается тем, что, сверху депарафинизатора устанавливают кожухотрубный теплообменник, который используют в качестве дефлегматора, а при поднятии паров углеводородов вверх по трубкам депарафинизатора, в которых предварительно размещают титановые спирали разного направления вращения, обеспечивают условия для конденсации и стекания парафинов по ним вниз, создавая поток флегмы, с помощью которой, в свою очередь, обеспечивают орошение массообменной насадки.
13. Способ по п.1 , который отличается тем, что, нагревают содержимое реактора термической деструкции со скоростью 1 .5 - 4 0С/минуту.
14. Способ по п.1 , который отличается тем, что, пиролиз проводят в реакторе термической деструкции при давлении 0,01 - 0,07 МПа.
PCT/UA2015/000091 2015-06-22 2015-10-01 Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена WO2016209194A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LTEP15896491.6T LT3312223T (lt) 2015-06-22 2015-10-01 Polietileno ir polipropileno atliekų terminio suskaidymo būdas
EP15896491.6A EP3312223B1 (en) 2015-06-22 2015-10-01 Method for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201506121 2015-06-22
UAA201506121A UA109871C2 (uk) 2015-06-22 2015-06-22 Спосіб термічної деструкції відходів поліетилену та поліпропілену

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016209194A1 true WO2016209194A1 (ru) 2016-12-29

Family

ID=54773209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2015/000091 WO2016209194A1 (ru) 2015-06-22 2015-10-01 Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3312223B1 (ru)
LT (1) LT3312223T (ru)
RU (1) RU2619688C2 (ru)
UA (1) UA109871C2 (ru)
WO (1) WO2016209194A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020096482A1 (ru) * 2019-01-22 2020-05-14 Ремзи Искандерович СЕЙДАМЕТОВ Способ и устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена, полипропилена
US11999920B2 (en) 2020-09-14 2024-06-04 Ecolab Usa Inc. Cold flow additives for plastic-derived synthetic feedstock
US12031097B2 (en) 2021-10-14 2024-07-09 Ecolab Usa Inc. Antifouling agents for plastic-derived synthetic feedstocks

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4097194A1 (en) * 2020-01-30 2022-12-07 Circtec Knowledge Ltd. Production of fuel products from waste rubber material
EP4253505A1 (en) 2022-03-30 2023-10-04 Graphene Synthetic Feedstock SL Method for transforming solid plastic waste into hydrocarbons

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA45455U (ru) * 2009-06-09 2009-11-10 Дмитрий Сергеевич Янковый Способ термической деструкции органического сырья
BY13123C1 (ru) * 2006-10-20 2010-04-30
EP2327485A1 (en) * 2008-08-20 2011-06-01 Kusatsu Electric Co., Ltd. Method of decomposing waste plastic/organic material using titanium oxide granule with optimal particle property

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2762320B1 (fr) * 1997-04-22 2002-10-04 Inst Francais Du Petrole Degradation catalysee de polyolefines thermoplastiques et incorporation des produits de degradation dans des bitumes
KR100322663B1 (ko) * 2000-03-20 2002-02-07 곽호준 폐플라스틱을 이용한 휘발유, 등유 및 경유의 연속식제조방법 및 그 시스템
RU2260154C1 (ru) * 2003-12-17 2005-09-10 Глушков Владимир Александрович Установка для пиролиза углеводородных отходов
RU2299806C1 (ru) * 2005-11-22 2007-05-27 Сергей Владимирович Горбунов Способ переработки отходов
PL218782B1 (pl) * 2009-04-08 2015-01-30 Bl Lab Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Układ do termolizy odpadowych tworzyw sztucznych i sposób termolizy odpadowych tworzyw sztucznych
RU2496587C2 (ru) * 2011-12-15 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Способ переработки органических и полимерных отходов
PL399500A1 (pl) * 2012-06-12 2013-12-23 Dagas Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Sposób prowadzenia procesu pirolizy odpadowych tworzyw sztucznych i/lub odpadów gumowych i/lub odpadów organicznych oraz instalacja do realizacji tego sposobu

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BY13123C1 (ru) * 2006-10-20 2010-04-30
EP2327485A1 (en) * 2008-08-20 2011-06-01 Kusatsu Electric Co., Ltd. Method of decomposing waste plastic/organic material using titanium oxide granule with optimal particle property
UA45455U (ru) * 2009-06-09 2009-11-10 Дмитрий Сергеевич Янковый Способ термической деструкции органического сырья

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020096482A1 (ru) * 2019-01-22 2020-05-14 Ремзи Искандерович СЕЙДАМЕТОВ Способ и устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена, полипропилена
RU2721701C1 (ru) * 2019-01-22 2020-05-21 Ремзи Искандерович Сейдаметов Способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена и устройство для его осуществления
CN113316608A (zh) * 2019-01-22 2021-08-27 雷姆济·伊斯坎德罗维奇·塞达梅托夫 用于聚乙烯和聚丙烯废料的干馏的方法及设备
CN113316608B (zh) * 2019-01-22 2023-07-04 雷姆济·伊斯坎德罗维奇·塞达梅托夫 用于聚乙烯和聚丙烯废料的干馏的方法及设备
US11884783B2 (en) 2019-01-22 2024-01-30 Remzi Iskanderovich SEIDAMETOV Method and device for the destructive distillation of polyethylene and polypropylene waste
US11999920B2 (en) 2020-09-14 2024-06-04 Ecolab Usa Inc. Cold flow additives for plastic-derived synthetic feedstock
US12031097B2 (en) 2021-10-14 2024-07-09 Ecolab Usa Inc. Antifouling agents for plastic-derived synthetic feedstocks

Also Published As

Publication number Publication date
RU2619688C2 (ru) 2017-05-17
EP3312223A1 (en) 2018-04-25
RU2015145773A (ru) 2017-04-26
EP3312223A4 (en) 2019-01-23
EP3312223B1 (en) 2021-05-19
LT3312223T (lt) 2021-08-25
UA109871C2 (uk) 2015-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2621097C2 (ru) Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
US20190256781A1 (en) Process and plant for conversion of waste material to liquid fuel
RU2619688C2 (ru) Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
CN104185672B (zh) 双阶段区域-划定的热解设备
KR101280875B1 (ko) 로터리 킬른 타입의 고분자 폐기물 유화장치
CN104105781A (zh) 用于转化聚合物废物的区域-划定的热解设备
RU2393200C2 (ru) Способ термической переработки твердых органических отходов и установка для его осуществления
CN102037105A (zh) 煤增强方法
CN202576344U (zh) 一种从含沙油泥或/和有机废弃物中提取燃油的设备
CN101402869B (zh) 一种页岩的流化态干馏炼油工艺及其制得的页岩油
CN104560100A (zh) 废旧轮胎热解***和热解方法
CN106947509A (zh) 一种塑料热解气化制备油产品的***和方法
CN107163172A (zh) 一种聚氯乙烯树脂的联合生产***及方法
RU2352600C2 (ru) Способ производства технического углерода, компонентов углеводородных топлив и сырья для химической промышленности из сырья - резиносодержащих промышленных и бытовых отходов
CN102382671A (zh) 一种油泥分离的方法
DE10316969A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Reststoffen in kontinuierlich gereinigten und beheizten Rohrbündelreaktoren
WO2016175667A1 (en) Apparatus for processing waste from the polyolefins into liquid fuels and the method for processing waste from polyolefins into liquid fuels
RU167118U1 (ru) Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
RU2721701C1 (ru) Способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена и устройство для его осуществления
US4161441A (en) Process for the production of distillate fuels from oil shales and by-product therefrom
CN204434552U (zh) 旋转床热解炉和废旧轮胎热解***
Yongrong et al. Technical advance on the pyrolysis of used tires in China
CN1219851C (zh) 加热、裂解废塑料、橡胶、石蜡、重油的化工设备
JP2023503463A (ja) 廃樹脂乳化プラントシステム
US11649403B2 (en) Multi-step process for conversion of waste plastics to hydrocarbon liquids

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15896491

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE