CZ2017601A3 - Způsob výroby aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů a zařízení k tomuto způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob zahrnuje proces ohřevu vstupní polymerní suroviny, proces molekulární destrukce polymerů a proces rektifikace. Polymerní tavenina se ohřívá v zóně molekulární destrukce o teplotě maximálně 700 °C. Vzniklá polymerní paroplynová směs vstupuje do zóny reformingu a dále do rektifikačního bloku (5). Odtud se odvádí paroplynová směs o předem definované teplotě, přičemž zkapalnělá frakce stéká zpět do zóny reformingu k opětovnému zpracování. Paroplynová směs dále částečně kondenzuje a vzniká výsledný produkt. Zařízení obsahuje reaktor (2) majícího vstupní zónu (21) a tepelnou zónu (22), tvořenou přípravnou tepelnou zónou (24) molekulární destrukce a zónou (25) reformingu. Nad zónou (25) reformingu je k reaktoru (2) připojen rektifikační blok (5) a navazující chladicí věž (6).

Description

Oblast techniky

Navrhované technické řešení se týká výroby aromatických uhlovodíků metodou reformingu polymemích surovin s použitím rektifikace a molekulární restrukturalizace.

Dosavadní stav techniky

Reforming jev chemii technologie, která upravuje molekulární strukturu uhlovodíků tak, aby se pozměnily jeho vlastnosti. Obvykle se reforming používá pro výrobu aromatických uhlovodíků z některých ropných frakcí.

S razantním nárůstem polymemích odpadů (plasty, pneumatiky) ve světě a jako důsledek vzestupu množství druhotných polymemích surovin, se stává ekonomicky výnosným vyrábět tekuté aromatické uhlovodíky z těchto materiálů. Takto vyrobená surovina je nasycená aromatickými uhlovodíky více než ropné frakce, a proto je velmi cennou surovinou pro rafinérský a chemický průmysl.

Ekonomicky a ekologicky velmi příznivou metodou dle stavu techniky se jeví obnova uhlovodíků z plastového odpadu. To znamená, že dojde k jeho zahřátí na velmi vysokou teplotu bez přístupu vzduchu (kyslíku). Kondenzací zplyněného plastového odpadu vznikne olej, který je možné použít například jako palivo do dieselových spalovacích motorů.

Zařízení a proces recyklace plastů metodou obnovy uhlovodíků je popsán např. v patentovém spise JP2015057500. Nevýhodou zde popsaného zařízení je zejména jeho nízká provozní bezpečnost, která vyplývá z jeho konstrukce. Díky tomu jsou z praxe známé případy, kdy v nestandardních provozních režimech došlo ke vzplanutí roztaveného plastového odpadu a plastových plynů.

Popsané nedostatky řeší zařízení ke kontinuální recyklaci plastů známé z českého užitného vzoru č. 29890. Toto zařízení je provozně bezpečné, jeho konstrukce však umožňuje prostou destilaci zplyněného plastového odpadu. Vzhledem ktomu, že plastový odpad ze své podstaty mívá proměnlivé složení, tak i vzniklý olej může mít proměnlivé složení či kvalitu.

Podstata vynálezu

Podstatou navrhovaného vynálezu je způsob výroby aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů. Molekulární destrukcí se myslí rozklad (roztrhání) těžkých polymemích molekul. Reforming polymerů zde znamená změnu struktury více než 65 % uhlovodíků paroplynové směsi na aromatické uhlovodíky. Způsob zahrnuje proces ohřevu vstupní polymemí suroviny, proces molekulární destrukce polymerů a proces rektifikace. Polymemí surovinou zde může být zejména druhotně zpracovávaný plastový nebo pryžový odpad.

V prvním kroku způsobu se vstupní polymemí surovina známého chemického složení, s definovanou maximální frakcí, vsadí do reaktoru. Vsazení se může, v závislosti na konkrétním provedení vyplývajícím ze složení vstupní polymemí suroviny, uskutečnit lisem a/nebo gravitačním způsobem. Polymemí vstupní surovina může být smíchaná s maximálně 20 % hm. katalyzátoru, vztaženo k celkové hmotnosti zpracovávané vstupní polymemí suroviny. To znamená, že na každých 100 kg polymemí vstupní suroviny může být použito až 20 kg

- 1 CZ 2017 - 601 A3 katalyzátoru. Účelem katalyzátoru, pokud je použit, je zlepšení fyzikálních i chemických procesů prováděného způsobu. Volba případného použití a množství katalyzátoru závisí na složení polymemí vstupní suroviny.

Vsazení se provede do reaktoru majícího vstupní zónu a tepelnou zónu. Tepelná zóna je tvořena přípravnou zónou a zónou molekulární destrukce. Vstupní zóna reaktoru je chlazená a/nebo tepelně odizolovaná od tepelné zóny reaktoru. To je z důvodu zachování tuhé (neroztavené) zátky vsázené vstupní polymemí suroviny. Ta zajišťuje hermetičnost vnitřního prostředí reaktoru vůči ovzduší, takže polymemí tavenina nepřichází do styku s vnější atmosférou.

V přípravné tepelné zóně reaktora se vstupní polymemí surovina ohřívá na teplotu maximálně 450 °C rychlostí ohřevu 4 až 15 °C/min. Volba rychlosti ohřevu je dána zejména složením vstupní polymemí suroviny a požadovaným výsledkem celé výroby. Následně se vzniklá polymemí tavenina dále ohřívá v zóně molekulární destrukce o teplotě maximálně 700 °C, přičemž zde probíhá, za případné účasti katalyzátorů, proces molekulární destrukce.

Molekulární destrukcí vzniklá polymemí paroplynová směs o zvýšeném tlaku vstupuje do zóny reformingu, která se nachází nad pevnými zbytky z molekulární destrukce. Pevné zbytky se pomocí šnekového dopravníku dopravují ze zóny molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému. Pevnými zbytky jsou zejména uhlíkaté pevné zbytky, polymemí náplně nebo cizí tělesa, jako kameny, písek, kovové části a podobně. Chlazený dopravníkový systém je uzpůsoben k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak. Zpravidla obsahuje sifonový prostup s tuhou zátkou vzniklou ochlazenými pevnými zbytky, takže je zamezeno přístupu vnější atmosféry do vnitřního prostora reaktora, resp. k úniku paroplynové směsi do ovzduší. Chlazený dopravníkový systém může být opatřen dvojitým, aktivně chlazeným pláštěm.

Uhlovodíková paroplynová směs vstupuje ze zóny reformingu do rektifikačního bloku s regulovatelným teplotním režimem, z jehož horní části se odvádí paroplynová směs o předem definované teplotě. Zkapalnělá frakce stéká zpět do zóny reformingu k opětovnému zpracování.

V navazující chladicí věži, jejíž spodní konec je opatřen sifonovým prostupem, paroplynová směs částečně kondenzuje. V navazující rozdělovači nádrži dochází k rozdělení plynné frakce a kapalné frakce. Z rozdělovači nádrže jsou plynná frakce a kapalná frakce aromatických uhlovodíků, coby finální produkt celého procesu, odčerpávány k dalšímu zpracování.

Souvisejícím vynálezem je zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů, a to zejména shora popsaným způsobem. Zařízení obsahuje lis a/nebo násypný otvor pro vsazení vstupní polymemí suroviny do reaktoru. Volba prvku pro vsazení vstupní polymemí suroviny je dána jejím složením. Lisem je zejména vhodné vkládat měkkou slisovatelnou vstupní polymemí surovinu. Násypný otvor je pak zejména využitelný pro tvrdou nelisovatelnou polymemí surovinu.

Reaktor má vstupní zónu a tepelnou zónu. Tepelná zóna je tvořena přípravnou tepelnou zónou, zónou molekulární destrukce a zónou reformingu, přičemž jejich hranice je neostrá a mohou se vzájemně částečně prolínat v závislosti na aktuálním provozním režimu zařízení. Vstupní zóna reaktora je chlazená a/nebo tepelně odizolovaná od tepelné zóny reaktoru. To je z důvodu zachování tuhé (neroztavené) zátky vsázené vstupní polymemí suroviny. Ta zajišťuje hermetičnost vnitřního prostředí reaktora vůči ovzduší, takže polymemí tavenina nepřichází do styku s vnější atmosférou. Vstupní zóna je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků k udržení požadovaného tepelného režimu zpracovávané polymemí suroviny. Jako výhodná se jeví zejména žebra zasahující dovnitř profilu zpracovávané polymemí suroviny. Tato žebra napomáhají chladit tuhou zátku vsázené vstupní polymemí suroviny v celém jejím průřezu, protože zpracovávané polymery jsou dobrým tepelným izolantem. Regulace teploty (chlazení) obalu vstupní zóny by tak nemusela ve všech režimech bezpečně zajistit dostatečně nízkou teplotu ve středu tuhé zátky.

-2CZ 2017 - 601 A3

Vnitřní průřez vstupní zóny a přípravné tepelné zóny se od lisu a/nebo násypného otvoru směrem kzóně molekulární destrukce zvětšuje. To je z důvodu zamezení zablokování vsazené vstupní polymemí suroviny, případně dochází k rozvolňování tuhé zátky pro její snadnější zpracování.

Alespoň zóna molekulární destrukce je uvnitř opatřena šnekovým dopravníkem s regulovatelnými otáčkami k dopravě pevných zbytků ze zóny molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému. Chlazený dopravníkový systém je uzpůsoben k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak. Zpravidla obsahuje sifonový prostup s tuhou zátkou vzniklou ochlazenými pevnými zbytky, takže je zamezeno přístupu vnější atmosféry do vnitřního prostoru reaktoru, resp. k úniku paroplynové směsi do ovzduší. Chlazený dopravníkový systém může být opatřen dvojitým, aktivně chlazeným pláštěm.

Alespoň přípravná tepelná zóna a zóna molekulární destrukce je opatřena systémem ohřevu. Systém ohřevu může být opatřen aktivním odtahem spalin, čímž lze (kromě intenzity vlastního ohřevu) účinně řídit výkon zařízení. Nad zónou reformingu je k reaktoru připojen rektifikační blok s regulovatelným teplotním režimem. Zejména může být opatřen dvojitým pláštěm, který je aktivně chlazený. Rektifikační blok je v horní části opatřený nejméně jedním odvodem paroplynové směsi o předem definované teplotě. Odvod je potrubím přes kompensační spojku propojen s horní částí navazující chladicí věže. Kompensační spojka slouží ke kompensaci tepelného rozpínaní/smršťování potrubí. Spodní konec chladicí věže je opatřen sifonovým prostupem, kde je dočasně zachycena zkondenzovaná kapalná frakce. Sifonový prostup zajišťuje udržení určitého přetlaku v celém zařízení. Pod sifonovým prostupem je na potrubí připojena rozdělovači nádrž opatřená odvodem plynné frakce a kapalné frakce.

Jedno z možných konkrétních provedení zařízení může být zejména využitelné pro zpracování polymemí suroviny, která má bod tavení nižší, než přibližně 700 °C. Takovou surovinou bude v praxi zejména plastový odpad. Přípravná tepelná zóna je v takovém případě na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků k udržení požadovaného tepelného režimu zpracovávané polymemí suroviny. Zejména se může jednat o soustavu žeber, která pomáhají prohřát vstupní polymemí surovinu v celém jejím objemu. Přípravná tepelná zóna je orientována tak, že spodní hrana výstupního otvoru přípravné tepelné zóny je výše než spodní hrana vstupního otvoru přípravné tepelné zóny. Díky tomuto technického znaku, resp. vyplývající orientaci přípravné tepelné zóny mírně směrem vzhůru, se tuhá zátka ve vstupní zóně reaktora nachází alespoň částečně pod hladinou vznikající polymemí taveniny. Tím je omezen přímý kontakt tuhé zátky s nejvíce teplou svrchní částí polymemí taveniny. To napomáhá uchování tuhé zátky, což zabraňuje vytečení polymemí taveniny do lisu a úniku do okolního prostředí.

Výstupní otvor přípravné tepelné zóny je zaústěn do hlavního tělesa reaktora. Podélná osa hlavního tělesa reaktora, odpovídající ose otáčení šnekového dopravníku situovaného v zóně molekulární destrukce a v zóně reformingu, jev úhlu mezi horizontálou a vertikálou.

Horní část hlavního tělesa reaktora je na svém bočním plášti na straně přilehlé k zemi opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků do chlazeného dopravníkového systému. Rozšiřování průřezu vedení jez důvodu zamezení zablokování pevných zbytků a jeho ucpání. Horní část hlavního tělesa reaktoru je na straně odlehlé od země opatřena nejméně jedním otvorem pro připojení rektifikačního bloku.

Další z možných konkrétních provedení zařízení může být zejména využitelné pro zpracování polymemí suroviny, která má bod tavení vyšší, než přibližně 700 °C. Takovou surovinou bude v praxi zejména pryžový směsný odpad v podobě nadrcených pneumatik. V takovém případě má šnekový dopravník, situovaný v zóně molekulární destrukce a v přípravné tepelné zóně, osu otáčení společnou s delší osou hlavního tělesa reaktoru. Tato osa je horizontální. Přípravná tepelná zóna je zde situována pod vstupní zónou v přední části hlavního tělesa reaktoru.

-3 CZ 2017 - 601 A3

V přípravné tepelné zóně je shora situována přepážka k určení maximální tloušťky vrstvy zpracovávané polymemí suroviny a k alespoň částečnému zamezení zpětného průniku polymemí paroplynové směsi do vstupního otvoru přípravné tepelné zóny.

Hlavní těleso má oválný průřez s horizontálním dnem, přičemž konce hlavního tělesa mají nižší výšku a menší plochu průřezu než střední část hlavního tělesa. Zadní část hlavního tělesa reaktoru je opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků do chlazeného dopravníkového systému. Tento otvor může být jak přilehlý k zemi v obvodovém plášti, tak v místě podstavy (zadního víka) hlavního tělesa reaktoru. V nejvyšším bodě pláště hlavního tělesa je situován nejméně jeden otvor pro připojení rektifikačního bloku.

V závislosti na projektovaném místě použití zařízení může být rozdělovači nádrž opatřena technickým prostředkem k regulaci teploty vnitřního objemu. Chlazením nebo ohřevem vnitřního objemu je zajištěna stálá definovaná teplota plynné frakce a kapalné frakce. Tato teplotní stabilita zabraňuje nežádoucímu přechodu plynné frakce v kapalnou frakci (a naopak), bez ohledu na teplotu vně rozdělovači nádrže. Řečený technický prostředek může být například v podobě vyhřívaného nebo chlazeného dvojitého pláště rozdělovači nádrže či teplotního výměníku uvnitř jejího objemu.

Systém ohřevu je s výhodou proveden tak, že obsahuje rozvody horkého vzduchu bez přímého kontaktu plamene se stěnou reaktoru. Tím je zabráněno lokálnímu přehřátí a přepalování polymemí taveniny uvnitř reaktoru. Toho může být dosaženo tak, že v rozvodech horkého vzduchuje mezi zdrojem plamene a stěnou reaktoru situována plamen srážecí přepážka. Plamen srážecí přepážkou se zejména rozumí běžně známá přepážka s otvory, resp. mřížka či síťka.

Zařízení díky svojí konstrukci umožňuje bezpečné a účinné provádění popsaného způsobu v zóně mírného přetlaku. Toho je dosaženo tuhou zátkou vstupní polymemí suroviny na straně vstupu a sifonovými prostupy na straně výstupu. Jedná se o nízkotlaké zařízení, kde je přetlak přibližně 0,1 bar.

Mezi výhody popsaného postupu a zařízení patří zejména bezpečnost, vysoká výtěžnost koncových produktů ze vstupní polymemí suroviny, jednoduchá obsluha a nízké provozní náklady. Popsaná technologie (způsob a zařízení):

- vyrábí vzácný a průmyslem požadovaný produkt;

- likviduje přírodou nerecyklovatelné polymery, čímž chrání životní prostředí.

Objasnění výkresů

Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na obr. 1 - schematický pohled na zařízení s hlavním tělesem majícím nakloněnou delší osou;

obr. 2 - detail části zařízení podle obr. 1, s naznačením některých zón reaktoru;

obr. 3 - schematický pohled na zařízení s hlavním tělesem majícím horizontálně orientovanou delší osu;

obr. 4 - detail části zařízení podle obr. 3, s naznačením některých zón reaktora;

obr. 5 - detail části zařízení opatřeného násypným otvorem.

-4CZ 2017 - 601 A3

Příkladné uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Příkladný způsob výroby aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů zahrnuje proces ohřevu vstupní polymemí suroviny, proces molekulární destrukce polymerů a proces rektifikace. V prvním kroku se vstupní polymemí surovina známého chemického složení, s definovanou maximální frakcí o velikosti maximálně 8x8x8 cm, lisem 1 vsadí do reaktoru 2. Vstupní polymemí surovinou je v tomto případě směsný plastový odpad. Ta je v tomto případě smíchána s max. 20 % hm. katalyzátoru, vztaženo k celkové hmotnosti zpracovávané vstupní polymemí suroviny.

Reaktor 2 má vstupní zónu 21 a tepelnou zónu 22. Tepelná zóna 22 je tvořena přípravnou tepelnou zónou 23 a zónou 24 molekulární destrukce. Vstupní zóna 21 reaktoru 2 je chlazená a tepelně odizolovaná od tepelné zóny 22 reaktoru 2. V přípravné tepelné zóně 23 reaktora 2 se vstupní polymemí surovina ohřívá na teplotu do 400 °C rychlostí 4 až 15 °C/min.

Následně se vzniklá tavenina dále ohřívá v zóně 24 molekulární destrukce o teplotě maximálně 700 °C. Za účasti katalyzátorů zde probíhá proces molekulární destrukce. Molekulární destrukcí vzniklá polymemí paroplynová směs o zvýšeném tlaku vstupuje do zóny 25 reformingu, která se nachází nad pevnými zbytky. Pevné zbytky se pomocí šnekového dopravníku 3 dopravují ze zóny 24 molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému 4 uzpůsobeného k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak.

Uhlovodíková paroplynová směs vstupuje ze zóny 25 reformingu do rektifikačního bloku 5 s regulovatelným teplotním režimem. Z horní části rektifikačního bloku 5 se odvádí paroplynová směs o předem definované teplotě. Nevyužitá zkapalnělá frakce stéká zpět do zóny 25 reformingu k opětovnému zpracování.

V navazující chladicí věži 6, jejíž spodní konec je opatřen sifonovým prostupem 7, paroplynová směs částečně kondenzuje. V navazující rozdělovači nádrži 8 dochází k rozdělení plynné frakce a kapalné frakce. Z rozdělovači nádrže 8 jsou plynná frakce a kapalná frakce odčerpávány k dalšímu zpracování.

Popsaný způsob je realizován na zařízení obsahujícím lis 1_ pro vsazení vstupní polymemí suroviny do reaktoru 2. Reaktor 2 má vstupní zónu 21 a tepelnou zónu 22. Tepelná zóna 22 je tvořena přípravnou tepelnou zónou 23, zónou 24 molekulární destrukce a zónou 25 reformingu.

Vstupní zóna 21 reaktoru 2 je chlazená a tepelně odizolovaná od tepelné zóny 22 reaktoru 2. Vstupní zóna 21 je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků 10 k udržení požadovaného tepelného režimu (chlazení) zpracovávané polymemí suroviny. Výstupky 10 jsou zde ve formě podélných žeber. Vnitřní průřez vstupní zóny 21 a přípravné tepelné zóny 23 se od lisu 1_ směrem k zóně 24 molekulární destrukce zvětšuje. Přípravná tepelná zóna 23 je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků 10 k udržení požadovaného tepelného režimu (ohřevu) zpracovávané polymemí suroviny. Výstupky 10 jsou zde ve formě podélných žeber. Přípravná tepelná zóna 23 je orientována tak, že spodní hrana výstupního otvoru 13 přípravné tepelné zóny 23 je výše, než spodní hrana vstupního otvoru 12 přípravné tepelné zóny 23. Výstupní otvor 13 přípravné tepelné zóny 23 je zaústěn do hlavního tělesa 14 reaktora 2. Podélná osa hlavního tělesa 14 reaktora 2, odpovídající ose otáčení šnekového dopravníku 3 situovaného v zóně 24 molekulární destrukce a v zóně 25 reformingu, jev úhlu mezi horizontálou a vertikálou. Šnekový dopravník 3 s regulovatelnými otáčkami slouží k dopravě pevných zbytků ze zóny 24 molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému 4. Za tímto účelem je horní část hlavního tělesa 14 reaktoru 2 na svém bočním plášti na straně přilehlé k zemi opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků, který je do dopravníkového systému 4 vyústěn. Dopravníkový systém 4 je uzpůsobený k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do

-5 CZ 2017 - 601 A3 ovzduší, a naopak. Dopravníkový systém 4 je uvnitř opatřen soustavou šnekových dopravníků s regulovatelnými otáčkami a pracuje na principu sifonu.

Přípravná tepelná zóna 23 a zóna 24 molekulární destrukce je opatřena systémem 11 ohřevu. Ten zde částečně zasahuje i do zóny 25 reformingu. Systém 11 ohřevu obsahuje rozvody horkého vzduchu bez přímého kontaktu plamene se stěnou reaktoru 2. V rozvodech horkého vzduchu je mezi zdrojem plamene a stěnou reaktoru 2 situována plamen srážecí přepážka v podobě běžně známé mřížky.

Nad zónou 25 reformingu je k reaktoru 2 na straně odlehlé od země připojen rektifikační blok 5 s regulovatelným teplotním režimem. Rektifikační blok 5 je opatřený v horní části nejméně jedním odvodem paroplynové směsi o předem definované teplotě. Tento odvod je přes kompensační spojku 9 propojen s horní částí navazující chladicí věže 6. Spodní konec chladicí věže 6, je opatřen sifonovým prostupem 7. Pod sifonovým prostupem 7 je na potrubí připojena rozdělovači nádrž 8 opatřená odvodem plynné frakce a kapalné frakce. Rozdělovači nádrž 8 je opatřena technickým prostředkem k regulaci teploty vnitřního objemu, zde ve formě běžně známého chladicího zařízení.

Příkladné provedení zařízení je patrné na obr. 1 a obr. 2.

Příklad 2

Příkladný způsob výroby aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů zahrnuje proces ohřevu vstupní polymemí suroviny, proces molekulární destrukce polymerů a proces rektifikace. V prvním kroku se vstupní polymemí surovina známého chemického složení, s definovanou maximální frakcí o velikosti maximálně 8x8x8 cm lisem 1 vsadí do reaktora 2. Vstupní polymemí surovinou je v tomto případě pryžová drť z použitých pneumatik s kovovými a látkovými příměsemi, které jsou v běžných pneumatikách obsaženy. Vstupní polymemí surovina je v tomto případě smíchána s max. 20 % hm. katalyzátoru, vztaženo k celkové hmotnosti zpracovávané vstupní polymemí suroviny.

Reaktor 2 má vstupní zónu 21 a tepelnou zónu 22. Tepelná zóna 22 je tvořena přípravnou tepelnou zónou 23 a zónou 24 molekulární destrukce. Vstupní zóna 21 reaktoru 2 je chlazená a tepelně odizolovaná od tepelné zóny 22 reaktora 2.

V přípravné tepelné zóně 23 reaktoru 2 se vstupní polymemí surovina ohřívá na teplotu maximálně 400 °C rychlostí ohřevu 4 až 15 °C/min.

Následně se vzniklá tavenina dále ohřívá v zóně 24 molekulární destrukce o teplotě maximálně 700 °C. Probíhá zde za účasti katalyzátorů proces molekulární destrukce.

Molekulární destrukcí vzniklá polymemí paroplynová směs o zvýšeném tlaku vstupuje do zóny 25 reformingu, která se nachází nad pevnými zbytky. Pevné zbytky se pomocí šnekového dopravníku 3 dopravují ze zóny 24 molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému 4 uzpůsobeného k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak.

Uhlovodíková paroplynová směs vstupuje ze zóny 25 reformingu do rektifikačního bloku 5 s regulovatelným teplotním režimem. Z horní části rektifikačního bloku 5 se odvádí paroplynová směs o předem definované teplotě. Nevyužitá zkapalnělá frakce stéká zpět do zóny 25 reformingu k opětovnému zpracování.

V navazující chladicí věži 6, jejíž spodní konec je opatřen sifonovým prostupem 7, paroplynová směs částečně kondenzuje. V navazující rozdělovači nádrži 8 dochází k rozdělení plynné frakce a kapalné frakce. Z rozdělovači nádrže 8 jsou plynná frakce a kapalná frakce odčerpávány k dalšímu zpracování.

-6CZ 2017 - 601 A3

Popsaný způsob je prováděn na zařízení obsahujícím lis 1_ pro vsazení vstupní polymemí suroviny do reaktoru 2. Reaktor 2 má vstupní zónu 21 a tepelnou zónu 22. Tepelná zóna 22 je tvořena přípravnou tepelnou zónou 23, zónou 24 molekulární destrukce a zónou 25 reformingu.

Vstupní zóna 21 reaktoru 2 je chlazená a tepelně odizolovaná od tepelné zóny 22 reaktoru 2. Vstupní zóna 21 je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků 10 k udržení požadovaného tepelného režimu zpracovávané polymemí suroviny. Výstupky 10 jsou zde ve formě podélných žeber. Vnitřní průřez vstupní zóny 21 a přípravné tepelné zóny 23 se od lisu 1 směrem k zóně 24 molekulární destrukce zvětšuje.

Zóna 24 molekulární destrukce a přípravná tepelná zóna 23 jsou uvnitř opatřeny šnekovým dopravníkem 3 s regulovatelnými otáčkami. V přípravné tepelné zóně 23 je shora situována přepážka 16 k určení maximální tloušťky vrstvy zpracovávané polymemí suroviny a k alespoň částečnému zamezení zpětného průniku polymemí paroplynové směsi do vstupního otvoru přípravné tepelné zóny 23. Šnekový dopravník 3 má osu otáčení společnou s delší osou hlavního tělesa 14 reaktoru 2, přičemž tato osa je horizontální. Přípravná tepelná zóna 23 je zde situována pod vstupní zónou 21. Šnekový dopravník 3 mimo jiné slouží k dopravě pevných zbytků ze zóny 24 molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému 4. To je zde provedeno tak, že zadní část hlavního tělesa 14 reaktoru 2 je opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků do chlazeného dopravníkového systému 4. Chlazený dopravníkový systém 4 je uzpůsobený k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak. Dopravníkový systém 4 je uvnitř opatřen soustavou šnekových dopravníků s regulovatelnými otáčkami a pracuje na principu sifonu.

Přípravná tepelná zóna 23 a zóna 24 molekulární destrukce je opatřena systémem 11 ohřevu. Systém 11 ohřevu obsahuje rozvody horkého vzduchu bez přímého kontaktu plamene se stěnou reaktoru 2. V rozvodech horkého vzduchu je mezi zdrojem plamene a stěnou reaktoru 2 situována plamen srážecí přepážka v podobě běžně známé mřížky. Hlavní těleso 14 má oválný průřez s horizontálním dnem, přičemž konce hlavního tělesa 14 mají nižší výšku a menší plochu průřezu než střední část hlavního tělesa 14.

Nad zónou 25 reformingu je k reaktoru 2 v nejvyšším bodě pláště hlavního tělesa 14 připojen rektifikační blok 5 s regulovatelným teplotním režimem. Rektifikační blok 5 je v horní části opatřený nejméně jedním odvodem paroplynové směsi o předem definované teplotě. Tento odvod je přes kompensační spojku 9 propojen s horní částí navazující chladicí věže 6. Spodní konec chladicí věže 6 je opatřen sifonovým prostupem 7. Pod sifonovým prostupem 7 je na potrubí připojena rozdělovači nádrž 8 opatřená odvodem plynné frakce a kapalné frakce. Rozdělovači nádrž 8 je opatřena technickým prostředkem k regulaci teploty vnitřního objemu, zde ve formě běžně známého chladicího zařízení.

Příkladné provedení zařízení je patrné na obr. 3 a obr. 4.

Příklad 3

Příkladný způsob výroby aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů se od Příkladu 2 odlišuje způsobem nakládky vstupní polymemí suroviny. V tomto případě se jedná o pryžovou drť z použitých pneumatik s rozdílným poměrem kovových a látkových příměsí, nakládanou bez lisování. Díky tomu je výhodné ji do zařízení vkládat gravitačním způsobem. Za tímto účelem je zařízení místo lisu 1 opatřeno násypným otvorem 15. Násypný otvor 15 je opatřen vstupní zónou 21 s vertikální orientací. Součástí je přepouštěcí komora opatřená na své horní i spodní části uzávěrem, přičemž ovládání těchto uzávěrů je vzájemně nezávislé. Při dopravě vstupní polymemí suroviny do násypného otvoru 15 je vždy alespoň jeden z uzávěrů uzavřený, čímž je zajištěna hermetičnost vnitřního prostoru reaktoru 2 ze vstupní strany.

Claims (7)

1. Způsob výroby aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů, zahrnující proces ohřevu vstupní polymemí suroviny, proces molekulární destrukce polymerů a proces rektifikace vyznačující se tím, že v prvním kroku se vstupní polymemí surovina známého chemického složení, s definovanou maximální frakcí, smíchaná s maximálně 20 % hm. katalyzátore, vztaženo k celkové hmotnosti zpracovávané vstupní polymemí suroviny, lisem (1) a/nebo gravitačním způsobem vsadí do reaktoru (2) majícího vstupní zónu (21) a tepelnou zónu (22), kde tepelná zóna (22) je tvořena přípravnou tepelnou zónou (23) a zónou (24) molekulární destrukce, přičemž vstupní zóna (21) reaktoru (2) je chlazená a/nebo tepelně odizolovaná od tepelné zóny (22) reaktoru (2), přičemž v přípravné tepelné zóně (23) reaktoru (2) se vstupní polymemí surovina ohřívá na teplotu maximálně 450 °C rychlostí ohřevu 4 až 15 °C/min., následně se vzniklá tavenina dále ohřívá v zóně (24) molekulární destrukce o teplotě maximálně 700 °C, přičemž zde probíhá, za případné účasti katalyzátorů, proces molekulární destrukce, molekulární destrukcí vzniklá polymemí paroplynová směs o zvýšeném tlaku vstupuje do zóny (25) reformingu, která se nachází nad pevnými zbytky, které se pomocí šnekového dopravníku (3) dopravují ze zóny (24) molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému (4) uzpůsobeného k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak, uhlovodíková paroplynová směs vstupuje ze zóny (25) reformingu do rektifikačního bloku (5) s regulovatelným teplotním režimem, z jehož horní části se odvádí paroplynová směs o předem definované teplotě, přičemž zkapalnělá frakce stéká zpět do zóny (25) reformingu k opětovnému zpracování, a v navazující chladicí věži (6), jejíž spodní konec je opatřen sifonovým prostupem (7), paroplynová směs částečně kondenzuje, přičemž v navazující rozdělovači nádrži (8) dochází k rozdělení plynné frakce a kapalné frakce a z rozdělovači nádrže (8) jsou plynná frakce a kapalná frakce odčerpávány k dalšímu zpracování.

2. Zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů, podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje lis (1) a/nebo násypný otvor (15) pro vsazení vstupní polymemí suroviny do reaktoru (2) majícího vstupní zónu (21) a tepelnou zónu (22) , kde tepelná zóna (22) je tvořena přípravnou tepelnou zónou (23), zónou (24) molekulární destrukce a zónou (25) reformingu, přičemž vstupní zóna (21) reaktoru (2) je chlazená a/nebo tepelně odizolovaná od tepelné zóny (22) reaktoru (2), přičemž vstupní zóna (21) je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků (10) k udržení požadovaného tepelného režimu zpracovávané polymemí suroviny, a vnitřní průřez vstupní zóny (21) a přípravné tepelné zóny (23) se od lisu (1) a/nebo násypného otvoru (15) směrem k zóně (24) molekulární destrukce zvětšuje, alespoň zóna (24) molekulární destrukce je uvnitř opatřena šnekovým dopravníkem (3) s regulovatelnými otáčkami k dopravě pevných zbytků ze zóny (24) molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému (4) uzpůsobeného k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak, přičemž alespoň přípravná tepelná zóna (23) a zóna (24) molekulární destrukce je opatřena systémem (11) ohřevu nad zónou (25) reformingu je k reaktoru (2) připojen rektifikační blok (5) s regulovatelným teplotním režimem, opatřený v horní části nejméně jedním odvodem paroplynové směsi o předem definované teplotě, kterýžto odvod je přes kompensační spojku (9) propojen s horní částí navazující chladicí věže (6), jejíž spodní konec je opatřen sifonovým prostupem (7), a pod sifonovým prostupem (7) je na potrubí připojena rozdělovači nádrž (8) opatřená odvodem plynné frakce a kapalné frakce.

-8CZ 2017 - 601 A3

3. Zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů, podle nároku 2, vyznačující se tím, že přípravná tepelná zóna (23) je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků (10) k udržení požadovaného tepelného režimu zpracovávané polymemí suroviny, přičemž přípravná tepelná zóna (23) je orientována tak, že spodní hrana výstupního otvoru (13) přípravné tepelné zóny (23) je výše, než spodní hrana vstupního otvoru (12) přípravné tepelné zóny (23), výstupní otvor (13) přípravné tepelné zóny (23) je zaústěn do hlavního tělesa (14) reaktoru (2), kde podélná osa hlavního tělesa (14) reaktoru (2), odpovídající ose otáčení šnekového dopravníku (3) situovaného v zóně (24) molekulární destrukce a v zóně (25) reformingu, jev úhlu mezi horizontálou a vertikálou, horní část hlavního tělesa (14) reaktoru (2) je na svém bočním plášti na straně přilehlé k zemi opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků do chlazeného dopravníkového systému (4) a horní část hlavního tělesa (14) reaktoru (2) je na straně odlehlé od země opatřena nejméně jedním otvorem pro připojení rektifikačního bloku (5).

4. Zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů, podle nároku 2, vyznačující se tím, že šnekový dopravník (3) situovaný v zóně (24) molekulární destrukce a v přípravné tepelné zóně (23), situovanou pod vstupní zónou (21), má osu otáčení společnou s delší osou hlavního tělesa (14) reaktoru (2), přičemž osa je horizontální, v přípravné tepelné zóně (23) je shora situována přepážka (16) k určení maximální tloušťky vrstvy zpracovávané polymemí suroviny a k alespoň částečnému zamezení zpětného průniku polymemí paroplynové směsi do vstupního otvore přípravné tepelné zóny (23) hlavní těleso (14) má oválný průřez s horizontálním dnem, přičemž konce hlavního tělesa (14) mají nižší výšku a menší plochu průřezu než střední část hlavního tělesa (14) zadní část hlavního tělesa (14) reaktoru (2) je opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků do chlazeného dopravníkového systému (4) vnejvyšším bodě pláště hlavního tělesa (14) je situován nejméně jeden otvor pro připojení rektifikačního bloku (5).

5. Zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů, podle některého z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že rozdělovači nádrž (8) je opatřena technickým prostředkem k regulaci teploty vnitřního objemu.

6. Zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů, podle některého z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že systém (11) ohřevu obsahuje rozvody horkého vzduchu bez přímého kontaktu plamene se stěnou reaktoru (2).

7. Zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů, podle nároku 6, vyznačující se tím, že v rozvodech horkého vzduchuje mezi zdrojem plamene a stěnou reaktoru (2) situována plamen srážecí přepážka.