CZ2017328A3 - Specificky aktivovaný katalyzátor pro termokatalytické krakování a způsob jeho přípravy - Google Patents

Specificky aktivovaný katalyzátor pro termokatalytické krakování a způsob jeho přípravy Download PDF

Info

Publication number
CZ2017328A3
CZ2017328A3 CZ2017-328A CZ2017328A CZ2017328A3 CZ 2017328 A3 CZ2017328 A3 CZ 2017328A3 CZ 2017328 A CZ2017328 A CZ 2017328A CZ 2017328 A3 CZ2017328 A3 CZ 2017328A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
activated catalyst
alkali
specifically activated
mixture
catalyst
Prior art date
Application number
CZ2017-328A
Other languages
English (en)
Inventor
Pavol Tehlár
Eduard Stefan Buzetzki
Original Assignee
Eduard Stefan Buzetzki
Pavol Tehlár
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 Eduard Stefan Buzetzki, Pavol Tehlár filed Critical Eduard Stefan Buzetzki
Publication of CZ2017328A3 publication Critical patent/CZ2017328A3/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká specificky aktivovaného katalyzátoru, způsobu jeho přípravy a jeho použití při katalytickém krakovaní makromolekulových organických sloučenin - plastů a komunálního odpadu s cílem dosáhnout kapalné kondenzáty, použitelné jako ekopalivo, alternativní palivo nebo pohonné hmoty pro vozidla na bázi obnovitelných surovin.
Dosavadní stav techniky
Jsou známé způsoby katalytického krakovaní triacylglycerolů s cílem extrahovat triacylglyceroly při vysokých teplotách až 500° C a uhlovodíkové produkty jako paliva mohou být použité pro motorová vozidla. Skupina těchto metod podle CA patentu č. 1313200 (1993) a US patentu č. 4992605 (1991) se v přítomnosti vodíku aditivuje pro katalyzátory na bázi s přechodným kovem.
V ropném průmyslu se obvykle pro katalytické hydrokrakování, při teplotách 350° až 450°C používá tlak 1 až 25 MPa. Na základě katalyzátorů Nimoy / AI2O3 a Como / AI2O3 mohou alkany a alkylbenzeny, které mají celkovou konverzi v rozsahu až 100%, s výtažkem C12 - Cl8 alkanů 65 až 75%, přetransformovat kontinuálně tři nezávislé procesy: deoxygenace, dekarboxylace a hydrogenizace. Po částečné izomerizaci jsou produkty podobné fosilní naftě. Nevýhodou tohoto postupu je, že produkty s vynikajícími vlastnostmi paliva jsou drahé. Vysokotlakové technologie za použití vodíku a drahých katalyzátorů jsou považované za neekonomické a aktivita katalyzátoru při tomto procese klesá.
Další způsob, známý jako způsob katalytického krakování přírodními triacylglyceroly, je založený na principu zeolitů jako přírodního katalyzátoru. Zeolitové katalyzátory jsou krystalické hlinitokřemičitanové materiály, trojrozměrné na ploše rastru AIO4 a SÍO4 čtyřboké struktury, kde atomy kyslíku jsou vázané. Zeolity jsou porézní a obsahují póry o definované velikosti s oblastmi silného elektrostatického pole spojeného s přítomností kationů. Tyto oblasti jsou velmi katalyticky reaktivní. Velikost pórů se může měnit v závislosti požadavků na výrobek. Syntetický zeolit ZSM-5 nebo HZSM-5 se používá s triacylglyceroly v ropných produktech. Na druhé straně mohou generovat mezoporézní formy zeolitu z MCM lineárně, s dlouhým řetězcem uhlovodíků podobného tvaru s uhlovodíky obsaženými v motorové naftě.
t » *1 / * , t , « « * * M < « · , * 3 > >
* ****** * „ 4 » ® * »! ♦·»»·,,,* * * * Nevýhodou této skupiny procesů je vysoká cena zeolitových katalyzátorů a jejich omezená recyklovatelnost, jako i problém vypořádat se s použitým katalyzátorem.
V patentovém dokumentu SK 287982 B6 jsou výše uvedené nevýhody způsobu katalytického krakování triacylglycerolů eliminovány použitím katalyzátoru na bázi lignocelulózy nebo celulózového materiálu v podobě granulí, prášků nebo vláken. Avšak pří tomto způsobuje relativně značná spotřeba katalyzátoru a tím je celý proces málo efektivní.
'»9 »* » » * t’ t
•· « · ·*
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je dosažení zlepšení efektivity krakovacího procesu při nižší spotřebě katalyzátoru. Nedostatky uvedené v dokumentech dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněné tím, že ve způsobu krakovaní je použitý katalyzátor specificky upravený.
Specificky aktivovaný katalyzátor pro termokatalytické krakování makromolekulových organických sloučenin - plastů a komunálního odpadu obsahuje 10 až 15% hmotn. alkalické směsi a zbytek do 100 % hmotn. je biomasa sestávající z lignocelulózy a/nebo celulózy ve formě zrní, dřeviny, pilin, slámy, vláken nebo sběrového papíru. Alkalická směs sestává z 0,1 až 1,5 % hmotn. alkálií a zbytek do 100 % hmotn. je H2O. Alkálie jsou vybrané z následujících skupin sloučenin: alkalické hydroxidy, hydroxidy alkalických zemin, alkalické uhličitany, uhličitany alkalických zemin, alkalické hydrouhličitany, hydrouhličitany alkalických zemin, nebo jejich směsí.
Částice specificky aktivovaného katalyzátoru jsou ve formě zrn nebo granulí a mají alespoň jeden rozměr v rozmezí od 0,01 do 10 mm.
Způsob přípravy specificky aktivovaného katalyzátoru spočívá vtom, že alkalická směs, sestávající z 0,1 až 1,5 % hmotn. alkálií a zbytek do 100 % hmotn. je H2O, se homogenizuje s biomasou sestávající z lignocelulózy a/nebo celulózy ve formě zrní, dřeviny, pilin, vláken nebo sběrového papíru. Následně se odpaří H2O a takto připravený specificky aktivovaný katalyzátor se dosuší při teplotě do 260 °C, přičemž obsah alkalické směsi v specificky aktivovaném katalyzátoru je 10 až 15% hmotn. Uvedeným procesem dosáhneme požadovanou funkcionalitu předmětného katalyzátoru.
S použitím biomasy - lignocelulózy a/nebo celulózy jako základní složky katalyzátoru jsou spojené jeho nespočetné výhody. Hlavně jde o jejich velmi nízkou cenu a jejich lehkou dostupnost. Jako katalyzátor se může výhodně použít i specifický odpad ze zemědělské výroby a rovněž i ze zpracovaného dřeva, dále mletá obilná či řepková sláma, seno, suché s * β · · 4 · · · listí, mleté kukuřičné klasy, ořechové skořápky, rozemletý lisovaný koíáč ze semen řepky nebo slunečnicových semen, ale též sběrový papír.
Suroviny jsou recyklovatelné, olejový zbytek je využitelný. Můžeme konstatovat, že katalytická aktivita specificky upravené lignocelulózy i celulózy může být použitá jako krakovací katalyzátor.
Odstranění ligninu a zvýšená teplota v průběhu krakování tvoří houbovitou, ale silnou strukturu s otvory, jejichž rozměry jsou podobné zeolitům. Pórovitá struktura má potom za následek, stejně jako způsob se zeolitem, štěpení struktury. I u lignocelulózy existující alkalické kovy mají stejnou funkci. U přírodní lignocelulózy je obsah alkálií relativně nízký. Specifickou aktivací, t.j. přidáváním alkálií, jako jsou alkalické hydroxidy, hydroxidy alkalických zemin, alkalické uhličitany, uhličitany alkalických zemin, alkalické hydrouhličitany, hydrouhličitany alkalických zemin, zvyšujeme hodnotu obsahu alkálií, čímž dochází ke specifickému aktivování katalyzátoru.
Uvedeným postupem je katalyzátor specificky aktivovaný a plnohodnotně použitelný pro proces katalytického krakování.
Proces termokatalytického krakování probíhá takovým způsobem, že se ve vhodném zařízení (reaktoru) smísí surovina - plasty a/nebo komunální odpad se specificky aktivovaným katalyzátorem, přičemž podíl specificky aktivovaného katalyzátoru je do 15 %. Jako surovina použitá na krakování může být na bázi plastů z výroby plastů, znečištěné plasty biosložkami, komunální odpad a podobně. (Plasty mohou obsahovat živočišné tuky, lůj, vepřové sádlo, kuřecí tuk, rybí oleje, kafilémí tuk a podobné produkty). Specificky aktivovaný katalyzátor je ve formě zrn, granulí nebo vláken. Reakční směs se udržuje mezi teplotami 400 - 450 °C. Termický proces má ohraničenou výdrž při dané teplotě celkem 60 minut. Intenzivní vývoj par v technologickém procesu v průběhu katalytické reakce je výsledkem štěpení makromolekulámích struktur plastů/komunálního odpadu vykonávaný přímo v termickém zařízení, který potom přechází do kondenzátoru, kde jeho dostatečný povrch umožňuje kondenzování všech jeho složek. Teplota kapalné reakční směsi a přívod páry v kondenzátoru jsou po dobu reakce měřené a udržované na nastavené teplotě. Zařízení nemusí být v ochranné atmosféře, jelikož zařízení neumožňuje přístup kyslíku. Využitý katalyzátor je pevný a křehký, má nižší hustotu a strukturu podobnou jako dřevěné uhlí. Výsledkem procesu je kapalný kondenzát v množství až do 75% hmotn., plynný podíl až do 15 % hmotn. a zbytek do 100 % tvoří použitý katalyzátor.
Použitý katalyzátor může být zpracovaný a použitý například jako aktivní uhlí. Kapalina kondenzátu, jako hlavního produktu termokatalytického krakování, obsahuje do 10% H2O v závislosti na složení vstupů. Voda je s ostatními složkami v kapalném kondenzátu vzájemně nerozpustná, tedy se spontánně ustálí a oddělí se jako samostatná fáze.
Procesem destilace je dále možné dosáhnout oddělení těžké, střední a lehké frakce tekuté fáze. Lehká frakce zahrnuje uhlovodíky v oblasti benzínů, střední frakce zahrnuje uhlovodíky v oblasti nafty a těžká frakce se vrací zpět do procesu krakování. V procese nevzniká žádný odpad.
Ve vzniknutém plynném podílu mají dominantní zastoupení CH4, C2H4 a ¢2¾.
Termokatalytické krakovaní plastů a/nebo komunálního odpadu s použitím specificky aktivovaného katalyzátoru může být uskutečňované jako vsázkový i jako kontinuální proces.
Předložené řešení zabezpečuje vysokou efektivitu krakovacího procesu. Uvedený proces umožňuje dosáhnout ekonomicky nižších vstupních nákladů, které generují vyšší efektivnost, například i recyklovatelný katalyzátor. Lignocelulózový/celulózový specificky aktivovaný katalyzátor zůstane po prvém použití ve formě pórovitého materiálu vyšší hustoty, podobně jako je například uhlí. Je možné ho recyklovat bez změny parametrů a vícekrát použít. Použité nebo zpracovávané plasty a komunální odpad ovlivňují kapalné složení krakovaného kondenzátu jen nepatrně. Nakládání s použitým katalyzátorem je bezproblémové a prakticky s velmi malými náklady. Použitý přírodní katalyzátor má relativně vysokou energetickou hodnotu. Po extrakci organických zbytků je využitelný jako uhlí nebo může být využitelný při výrobě oceli. Taktéž může být využitý jako nezávadné hnojivo do půdy.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Připraví se alkalická směs smísením alkálie, v tomto případě KOH, přičemž směsný poměr je 99 % hmotn. H2O a 1 % hmotn. KOH. Následně se alkalická směs smísí s biomasou - pilinami (0,1-2 mm), vzniklá směs se homogenizuje, potom proběhne proces odpaření H2O z uvedené směsi a směs se dosuší při teplotě 260°C. Takto připravený specificky aktivovaný katalyzátor je aktivovaná lignocelulóza ve formě zrn a granulí.
V dvouhrdlové skleněné baňce s objemem 1000 ml se smísí 250 g plastů a 27,5 g specificky aktivovaného katalyzátoru, což odpovídá jeho 11% hmotn. podílu v takto vzniklé směsi připravené pro proces katalytického krakování. Reakční směs se po dobu 15 minut udržuje při teplotě 400 až 450°C. Termický proces má ohraničenou výdrž při dané teplotě 4 ·«··«·· * celkem 20 minut, včetně ochlazování. Intenzivní vývoj par v technologickém procesu v průběhu katalytické reakce je výsledkem štěpení struktury plastů vykonávaný přímo v termickém zařízení, které přecházejí do kondenzátoru, kde jeho dostatečný povrch umožňuje kondenzování všech složek. Teplota kapalné reakční směsi a přívod páry v kondenzátoru jsou po dobu reakce měřené a udržované na nastavené teplotě. Výsledkem procesu je kapalný kondenzát v množství 75% hmotn., plynný podíl 7% hmotn. a zůstatek 18% hmotn. tvoří použitý katalyzátor, který je pevný a křehký, má nižší hustotu a strukturu podobnou dřevěnému uhlí. Kapalina kondenzátu, jako hlavního produktu katalytického krakování, obsahuje 5% hmotn. H2O. Voda v kapalném kondenzátu se ustálí a následně je oddělená jako samostatná kapalná fáze.
Procesem destilace je dále dosaženo oddělení těžké, střední a lehké frakce tekuté fáze: Těžká frakce 8%
Střední frakce 83%
Lehká frakce 9%
V procesu nevzniká žádný odpad. Některé parametry destilovaného zbytku: viskozita (40°C) 6,38 mm2/s, hustota (15°C) 824 kg.m’3, obsah O2 3,34% hmotn., obsah H2O 36 ppm, číslo kyselosti <1 mg KOH/g, spalné teplo 39,07 MJ/kg.
Příklad 2
Připraví se alkalická směs smísením alkálie, v tomto případě NaOH, přičemž směsný poměr je 99 % hmotn. H2O a 1 % hmotn. NaOH. Následně se alkalická směs smísí s biomasou - slámou (0,1-1 mm), vzniklá směs se homogenizuje, potom proběhne proces odpaření H2O z uvedené směsi a směs se dosuší při teplotě 260°C. Takto připravený specificky aktivovaný katalyzátor je aktivovaná lignocelulóza ve formě zrn a granulí.
V reaktoru, který je tvořený šnekem v potrubí a je elektricky vyhřívaný přes vnější plášť, se smísí 5 kg komunálního odpadu (INPUT) a 0,55 kg specificky aktivovaného katalyzátoru, což odpovídá jeho 11% hmotn. podílu v takto vzniklé směsi připravené pro proces katalytického krakování. Reaktor se udržuje na teplotě 450°C. Termický proces má ohraničenou výdrž při dané teplotě celkem 60 minut. Intenzivní vývoj par v technologickém procesu v průběhu katalytické reakce je výsledkem štěpení makromolekulámích struktur komunálního odpadu vykonávaný přímo v termickém zařízení, který potom přechází do kondenzátoru, kde jeho dostatečný povrch umožňuje kondenzování všech jeho složek. Teplota kapalné reakční směsi a přívod páry v kondenzátoru jsou po dobu reakce měřené
-> 9 «*·»*·· * * a udržované na nastavené teplotě. Výsledkem procesuje kapalný kondenzát v množství 70% hmotn., plynný podíl 12% hmotn. a zůstatek 18% hmotn. tvoří použitý katalyzátor, který je pevný a křehký, má nižší hustotu a strukturu podobnou dřevěnému uhlí. Kapalina kondenzátu, jako hlavního produktu katalytického krakování, obsahuje 5% hmotn. H2O. Voda v kapalném kondenzátu se ustálí a následně je oddělená jako samostatná kapalná fáze.
Procesem destilace je dále dosažené oddělení těžké, střední a lehké frakce tekuté fáze: Těžká frakce 7%
Střední frakce 80%
Lehká frakce 13%
V procesu nevzniká žádný odpad. Některé parametry destilovaného zbytku: viskozita (40°C) 7,41 mm2/s, hustota (15°C) 803 kg.m'3, obsah O2 5,47% hmotn., obsah H2O 78 ppm, číslo kyselosti 14 mg KOH/g, spalné teplo 37,97 MJ/kg.
Příklad 3
Připraví se alkalická směs smísením alkálie, v tomto případě Na2CO3, přičemž směsný poměr je 98,5 % hmotn. H2O a 1,5 % hmotn. Na2CO3. Následně se alkalická směs smísí s biomasou - celulózou (0-0,1 mm), vzniklá směs se homogenizuje, potom proběhne proces odpaření H2O z uvedené směsi a směs se dosuší při teplotě 260°C. Takto připravený specificky aktivovaný katalyzátor je aktivovaná celulóza ve formě zrn a granulí.
V dvojhrdlové skleněné baňce s objemem 1000 ml se smísí 250 g plastů a 37,5 g specificky aktivovaného katalyzátoru, což odpovídá jeho 15% hmotn. podílu v takto vzniklé směsi připravené pro proces katalytického krakování. Reakční směs se po dobu 15 minut udržuje při teplotě 400 až 450°C. Termický proces má ohraničenou výdrž při dané teplotě celkem 20 minut, včetně ochlazování. Intenzivní vývoj par v technologickém procesu v průběhu katalytické reakce je výsledkem štěpení struktury plastů vykonávaný přímo v termickém zařízení, které přecházejí do kondenzátoru, kde jeho dostatečný povrch umožňuje kondenzování všech složek. Teplota kapalné reakční směsi a přívod páry v kondenzátoru jsou po dobu reakce měřené a udržované na nastavené teplotě. Výsledkem procesu je kapalný kondenzát v množství 78% hmotn., plynný podíl 9% hmotn. a zůstatek 13% hmotn. tvoří použitý katalyzátor, který je pevný a křehký, má nižší hustotu a strukturu podobnou dřevěnému uhlí. Kapalina kondenzátu, jako hlavního produktu katalytického krakování, obsahuje 6% hmotn. H2O. Voda v kapalném kondenzátu se ustálí a následně je oddělená jako samostatná kapalná fáze.
« · •4 » * v > » « 9 · » « ·
7%
Těžká frakce
Střední frakce
Lehká frakce
82%
11%
V procesu nevzniká žádný odpad. Některé parametry destilovaného zbytku: viskozita (40°C) 4,36 mm2/s, hustota (15°C) 798 kg.m’3, obsah O2 2,27% hmotn., obsah H2O 23 ppm, číslo kyselosti <1 mg KOH/g, spalné teplo 39,87 MJ/kg.
Příklad 4
Připraví se alkalická směs smísením alkálie, v tomto případě NaOH, přičemž směsný poměr je 99,5 % hmotn. H2O a 0,5 % hmotn. NaOH. Následně se alkalická směs smísí sbiomasou - slámou (0,1-1 mm), vzniklá směs se homogenizuje, potom proběhne proces odpaření H2O z uvedené směsi a směs se dosuší při teplotě 260°C. Takto připravený specificky aktivovaný katalyzátor je aktivovaná lignocelulóza ve formě zrn a granulí.
V reaktoru, který je tvořený šnekem v potrubí a je elektricky vyhřívaný přes vnější plášť, se smísí 5 kg komunálního odpadu (INPUT) a 0,5 kg specificky aktivovaného katalyzátoru, což odpovídá jeho 10% hmotn. podílu v takto vzniklé směsi připravené pro proces katalytického krakování. Reaktor se udržuje na teplotě 450°C. Termický proces má ohraničenou výdrž při dané teplotě celkem 60 minut. Intenzivní vývoj par v technologickém procesu v průběhu katalytické reakce je výsledkem štěpení makromolekulámích struktur komunálního odpadu vykonávaný přímo v termickém zařízení, který potom přechází do kondenzátoru, kde jeho dostatečný povrch umožňuje kondenzování všech jeho složek. Teplota kapalné reakční směsi a přívod páry v kondenzátoru jsou po dobu reakce měřené a udržované na nastavené teplotě. Výsledkem procesu je kapalný kondenzát v množství 73% hmotn., plynný podíl 10% hmotn. a zůstatek 17% hmotn. tvoří použitý katalyzátor, který je pevný a křehký, má nižší hustotu a strukturu podobnou dřevěnému uhlí. Kapalina kondenzátu, jako hlavního produktu katalytického krakování, obsahuje 7% hmotn. H2O. Voda v kapalném kondenzátu se ustálí a následně je oddělená jako samostatná kapalná fáze.
Procesem destilace je dále dosaženo oddělení těžké, střední a lehké frakce tekuté fáze:
Těžká frakce
Střední frakce
Lehká frakce
10%
79%
11%
V procesu nevzniká žádný odpad. Některé parametry destilovaného zbytku: viskozita (40°C) 7,98 mm2/s, hustota (15°C) 818 kg.m'3, obsah O2 6,07% hmotn.,obsah H2O 69 ppm, ěíslo kyselosti 9 mg KOH/g, spalné teplo 38,56 MJ/kg.
Příklad 5
Připraví se alkalická směs smísením alkálie, v tomto případe NaOH, přičemž směsný poměr je 98,5 % hmotn. H2O a 1,5 % hmotn. NaOH. Následně se alkalická směs smísí sbiomasou - slámou (0,1-1 mm), vzniklá směs se homogenizuje, potom proběhne proces odpaření H2O z uvedené směsi a směs se dosuší při teplotě 260°C. Takto připravený specificky aktivovaný katalyzátor je aktivovaná lignocelulóza ve formě zrn a granulí.
V reaktoru, který je tvořen šnekem v potrubí a je elektricky vyhřívaný přes vnější plášť, se smísí 5 kg komunálního odpadu (INPUT) a 0,75 kg specificky aktivovaného katalyzátoru, což odpovídá jeho 15% hmotn. podílu v takto vzniklé směsi připravené pro proces katalytického krakování. Reaktor se udržuje na teplotě 450°C. Termický proces má ohraničenou výdrž při dané teplotě celkem 60 minut. Intenzivní vývoj par v technologickém procesu v průběhu katalytické reakce je výsledkem štěpení makromolekulámích struktur komunálního odpadu vykonávaný přímo v termickém zařízení, který potom přechází do kondenzátoru, kde jeho dostatečný povrch umožňuje kondenzování všech jeho složek. Teplota kapalné reakční směsi a přívod páry v kondenzátoru jsou po dobu reakce měřené a udržované na nastavené teplotě. Výsledkem procesuje kapalný kondenzát v množství 71% hmotn., plynný podíl 14% hmotn. a zůstatek 15% hmotn. tvoří použitý katalyzátor, který je pevný a křehký, má nižší hustotu a strukturu podobnou dřevěnému uhlí. Kapalina kondenzátu, jako hlavního produktu katalytického krakování, obsahuje 9% hmotn. H2O. Voda v kapalném kondenzátu se ustálí a následně je oddělená jako samostatná kapalná fáze.
Procesem destilace je dále dosaženo oddělení těžké, střední a lehké frakce tekuté fáze: Těžká frakce 8%
Střední frakce 77%
Lehká frakce 15%
V procese nevzniká žádný odpad. Některé parametry destilovaného zbytku: viskozita (40°C) 3,77 mm2/s, hustota (15°C) 778 kg.m'3, obsah O2 4,47% hmotn.,obsah H2O 26 ppm, číslo kyselosti 5 mg KOH/g, spalné teplo 39,17 MJ/kg.
., «· · · · ” * *.
· : t i *·. *;
<··*:, i · * *,. ’ ·«' · · * *
Příklad 6
Připraví se alkalická směs smísením alkálie, v tomto případě KHCO3, přičemž směsný poměr je 99 % hmotn. H2O a 1 % hmotn. KHCO3. Následně se alkalická směs smísí s biomasou - kukuřičné palice (0,1-2 mm), vzniklá směs se homogenizuje, potom proběhne proces odpaření H2O z uvedené směsi a směs se dosuší při teplotě 260°C. Takto připravený specificky aktivovaný katalyzátor je aktivovaná lignocelulóza ve formě zrn a granulí.
V dvojhrdlové skleněné baňce s objemem 1000 ml se smísí 250 g plastů a 37,5 g specificky aktivovaného katalyzátoru, což odpovídá jeho 15% hmotn. podílu v takto vzniklé směsi připravené pro proces katalytického krakování. Reakční směs se po dobu 15 minut udržuje při teplotě 400 až 450°C. Termický proces má ohraničenou výdrž při dané teplotě celkem 20 minut, včetně ochlazování. Intenzivní vývoj par v technologickém procesu v průběhu katalytické reakce je výsledkem štěpení struktury plastů vykonávaný přímo v termickém zařízení, které přecházejí do kondenzátoru, kde jeho dostatečný povrch umožňuje kondenzování všech složek. Teplota kapalné reakční směsi a přívod páry v kondenzátoru jsou po dobu reakce měřené a udržované na nastavené teplotě. Výsledkem procesu je kapalný kondenzát v množství 77% hmotn., plynný podíl 5% hmotn. a zůstatek 18% hmotn. tvoří použitý katalyzátor, který je pevný a křehký, má nižší hustotu a strukturu podobnou dřevěnému uhlí. Kapalina kondenzátu, jako hlavního produktu katalytického krakování, obsahuje 6% hmotn. H2O. Voda v kapalném kondenzátu se ustálí a následně je oddělená jako samostatná kapalná fáze.
Procesem destilace je dále dosaženo oddělení těžké, střední a lehké frakce tekuté fáze:
Těžká frakce 9%
Střední frakce 82%
Lehká frakce 9%
V procesu nevzniká žádný odpad. Některé parametry destilovaného zbytku: viskozita (40°C) 6,95 mm2/s, hustota (15°C) 837 kg.m'3, obsah O2 4,34% hmotn., obsah H2O 46 ppm, číslo kyselosti 16 mg KOH/g, spalné teplo 39,96 MJ/kg.
« *
Průmyslová využitelnost
Způsob termokatalytického krakovaní makromolekulámích organických sloučenin plastů a komunálního odpadu s použitím specificky aktivovaného katalyzátoru podle vynálezu může být použitý při výrobě biopaliv a alternativních paliv z obnovitelných zdrojů. Kapalný produkt z krakování může být po úpravě použitý jako palivo, ekopalivo, alternativní palivo, pohonné hmoty nebo palivová složka pro motorová vozidla na bázi obnovitelných surovin.

Claims (4)

  1. PATENTOVÉ NÁRO K’Y”*‘
    1. Specificky aktivovaný katalyzátor pro termokatalytické krakování makromolekulových organických sloučenin - plastů a komunálního odpadu, vyznačující se tím, že obsahuje 10 až 15% hmotn. alkalické směsi a zbytek do 100 % hmotn. je biomasa sestávající z lignocelulózy a/nebo celulózy ve formě zrní, dřeviny, pilin, slámy, vláken nebo sběrového papíru, přičemž alkalická směs pozůstává z 0,1 až 1,5 % hmotn. alkálií a zbytek do 100 % hmotn. je H2O; přičemž jeho částice jsou vo formě zrn nebo granulí a mají alespoň jeden rozměr v rozmezí od 0,01 do 10 mm.
  2. 2. Specificky aktivovaný katalyzátor podle nároku 1,vyznačující se tím, že alkálie jsou vybrané z následujících skupin sloučenin: alkalické hydroxidy, hydroxidy alkalických zemin, alkalické uhličitany, uhličitany alkalických zemin, alkalické hydrouhličitany, hydrouhličitany alkalických zemin, nebo jejich směsí.
  3. 3. Způsob přípravy specificky aktivovaného katalyzátoru podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že alkalická směs, sestávající z 0,1 až 1,5 % hmotn. alkálií a zbytek do 100 % hmotn. je H2O, se homogenizuje sbiomasou sestávající z lignocelulózy a/nebo celulózy ve formě zrní, dřeviny, pilin, vláken nebo sběrového papíru, a po odpaření H2O se takto připravený specificky aktivovaný katalyzátor dosuší při teplotě do 260 °C, přičemž obsah alkalické směsi ve specificky aktivovaném katalyzátoru je 10 až 15 % hmotn.
  4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že jako katalyzátor se použije specificky aktivovaný katalyzátor podle nároků 1 a 2.
CZ2017-328A 2016-06-08 2017-06-07 Specificky aktivovaný katalyzátor pro termokatalytické krakování a způsob jeho přípravy CZ2017328A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50036-2016A SK500362016A3 (sk) 2016-06-08 2016-06-08 Špecificky aktivovaný katalyzátor pre termokatalytické krakovanie a spôsob jeho prípravy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2017328A3 true CZ2017328A3 (cs) 2017-12-20

Family

ID=60655926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-328A CZ2017328A3 (cs) 2016-06-08 2017-06-07 Specificky aktivovaný katalyzátor pro termokatalytické krakování a způsob jeho přípravy

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ2017328A3 (cs)
SK (1) SK500362016A3 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
SK500362016A3 (sk) 2018-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. Recent advances in the catalytic pyrolysis of microalgae
Ryu et al. Recent advances in catalytic co-pyrolysis of biomass and plastic waste for the production of petroleum-like hydrocarbons
Valle et al. Recent research progress on bio‐oil conversion into bio‐fuels and raw chemicals: a review
Kabir et al. Recent progress on catalytic pyrolysis of lignocellulosic biomass to high-grade bio-oil and bio-chemicals
Du et al. Catalytic pyrolysis of microalgae and their three major components: carbohydrates, proteins, and lipids
Suresh et al. Microwave pyrolysis of coal, biomass and plastic waste: a review
Jafarian et al. A comparative study on the quality of bioproducts derived from catalytic pyrolysis of green microalgae Spirulina (Arthrospira) plantensis over transition metals supported on HMS-ZSM5 composite
Tawalbeh et al. A critical review on metal-based catalysts used in the pyrolysis of lignocellulosic biomass materials
Sannita et al. Medium-temperature conversion of biomass and wastes into liquid products, a review
Su et al. Pyrolysis of waste oils for the production of biofuels: A critical review
Krutof et al. Upgrading of biomass sourced pyrolysis oil review: focus on co-pyrolysis and vapour upgrading during pyrolysis
Kim et al. Catalytic pyrolysis of palm kernel shell waste in a fluidized bed
EP2633007A2 (en) Production of renewable bio-gasoline
Giannakopoulou et al. Low pressure catalytic co-conversion of biogenic waste (rapeseed cake) and vegetable oil
Zhong et al. A minireview on catalytic fast co-pyrolysis of lignocellulosic biomass for bio-oil upgrading via enhancing monocyclic aromatics
Hernando et al. Thermochemical valorization of camelina straw waste via fast pyrolysis
US20150210931A1 (en) System and method for the production of jet fuel, diesel, and gasoline from lipid-containing feedstocks
Krishna et al. Effect of catalyst contact on the pyrolysis of wheat straw and wheat husk
Bertero et al. Immediate catalytic upgrading of soybean shell bio-oil
Jiang et al. Review of the direct thermochemical conversion of lignocellulosic biomass for liquid fuels
Mishra et al. Pyrolysis of Cascabela thevetia seeds over ZSM-5 catalysts: fuel properties and compositional analysis
Kalogiannis et al. Castor bean cake residues upgrading towards high added value products via fast catalytic pyrolysis
Miranda et al. Characterization of pyrolysis products obtained during the preparation of bio-oil and activated carbon
Jiang et al. Preliminary study on copyrolysis of spent mushroom substrate as biomass and Huadian oil shale
Arabiourrutia et al. Catalytic pyrolysis of date palm seeds on HZSM-5 and dolomite in a pyroprobe reactor in line with GC/MS