DD144171A5 - Verfahren zur umwandlung von altgummi - Google Patents

Description

-4- '2 1 3 40 9

Verfahren zur Umwandlung von Altgummi

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umwandlung von Altgummi, wie etv«a von abgefahrenen Reifen, Luftschläuchen, Riemen und anderen Altmaterialien, -in gasförmige und flüssige Brennstoffe sowie Koks nach erfolgter Krackbehandlung zusammen mit den Rückstandserzeugnissen aus der Verarbeitung von Rohöl.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es gibt bekannte Verfahren aur Verwertung von Altgummi, beispielsweise die Auflösung des Altgummis in den Verarbeitung .srückständön von Rohöl. Diese Verflüssigung wird unter Verwendung von verschiedenen Arten von Lösungsmitteln bei Temperaturen bis 4-00 ⁰G durchgeführt· Bei diesem ^erfahren wird ein Abbauprodukt gewonnen, welches als Bindemittel für verschiedene Verwendungszwecke oder als Zusatzstoff für Asphalt eingesetzt wird.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Verwertung von Altgummi besteht darin, den Altgummi durch eine Zersetzungs-' destillation in Gasretorten innerhalb eines Temperaturbereiches von 400 - 560 ⁰C oder 750 - 10C0 ⁰C abzubauen. Dieses Verfahren der Zerseijzungsdestillation wurde unter einem normalen oder reduzierten Druck, unter Dampfanwendung oder in einer neutralen Atmosphäre durchgeführt, Die erhaltenen

2 1 340 9 ²¹· ⁹· ¹⁹⁷⁹

AP O 10 G/ 213 409

-.." - 2 -

Destillate wurden als Öle für Regenerierungen sowie als Lösungsmittel und Weichmacher für natürlichen und synthetischen Kautschuk eingesetzt.

Die llüssigkeitsfraktionen, die bei den bekannten Verfahren der Zersetzung (Pyrolyse) erhalten wurden, fanden keine breite Anwendung zur Herstellung von Motorenkraftstoffen, und zwar infolge ihrer Zusammensetzung, durch welche eine sehr schwierige Hydrierung und ein unangenehmer Geruch der Erzeugnisse hervorgerufen werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens, das die Behandlung des bisher nur in einem sehr geringen Umfang verwerteten Altgummis und anderer Gummiabfälle im industriellen Maßstab ermöglicht, um vollständig wertvolle gasförmige und flüssige Brennstoffe sowie Koks zu erhalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Verfahrensbedingungen für eine Aufarbeitung von Altgummi und anderer Gummiverbindungen in gasförmige und flüssige Brennstoffe aufzufinden.

Erfindungsgemäß wird als vorbereitende Verarbeitung eine Verflüssigung von Altgummi vorgenommen. Dieser wird in Mengenanteilen von 15 - 30 Masse-^ in den Rückständen der Rohölverarbeitung aufgelöst. Die Verflüssigung wird allmählich

21. 9.1979 2 1 34 0 9 - ^ ^C 1OG/ 213

·* 3 · '

durchgeführt, wobei von dem Verfahren der Extraktion von los· liehen Substanzen Gebrauch gonacht wird und Suspensionen bei Temperaturen von 100 - 500 ⁰C gebildet werden·

Der auf diese Weise aufgelöste oder verflüssigte Altgummi wird anschließend bei einer Temperatur von 450 - 580 ⁰G und bei einem Druck von 0,5 - 11 g» at. einer Krackung zu Koks unterworfen· Die Verarbeitung von Altgummi nach dem Verfahren der Krackung zu Koks zusammen mit Erzeugnissen und/oder Rückständen von Bohöl ermöglicht eine breite Verwertung der Gummiabfälle zur Gewinnung von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen (darunter Motorenkraftstoffe) sowie von Koks. Es handelt sich dabei um technische Bedingungen zur Verwertung aller verwertbaren Gummiabfälle zu solch wertvollen Produkten wie Motorenkraftstoffen.

Die Anwendiong des Verfahrens zur Umwandlung von Altgummi gemäß der vorliegenden Erfindung bietet die Möglichkeit, eine viel bessere Zusammensetzung der Kraftstoffe zu erzielen und somit eine erheblich einfachere abschließende Behandlung des Erzeugnisses zu erreichen, wodurch deren unangenehmer Geruch vollständig verschwendet.

Im Verlaufe der durchgeführten Prüfungen ist eine größere Ausbeute an leichteren Kraftstoffen im Vergleich zu der -> Verarbeitung nur der Honmaterialien festgestellt worden, die bei der Verarbeitung von Rohöl erhalten wurden· Ebenfalls wurden Produkte gewonnen, die eine höhere Qualität auf¥;iesen im Vergleich, zu den Erzeugnissen, die bei dem Verfahren der Pyrolyse von abgenutzten Reifen erhalten •wurden·

21, 9. 1979 2 1 34 0 9 AP C 10 G/ 213 409

Unerwarteterweise ist festgestellt worden, daß Altgummi als Zugabe zu den Produkten von Rohöl in einem Mengenanteil von 15 - 50 Masse-% einen vorteilhaften Einfloß auf die Qualität der Finalerzeugnisse ausübt, die bei dem Verfahren der Verflüssigung von Gummi und dem nachfolgenden Kracken erhalten werden. Die Kautschuke bilden die grundlegenden Materialien für die Herstellung von Reifen und bestehen aus Kohlenwasserstoffen, bei denen das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff höher ist als in bestimmten Verarbeitungsrückständen von Rohöl. Demzufolge handelt es sich bei den Kautschuken um ein gutes Rohmaterial für die Herstellung von Brennstoffen im Rahmen des Verfahrens der thermischen Zersetzung· Eine Zugabe der Rohmaterialien zu den Verarbeitungsrückständen von Rohölen erhöht das Verhältnis des Wasserstoffes zu dem Kohlenstoff in den Verarbeitungsrückständen und macht sie geeigneter für die Herstellung von Brennstoffen nach erfolgter Krackbehandlung zu Koks. Eine Einführung von Altgummi mit einem Gehalt an Schwefel nicht über praktisch 25 Masse-% bietet die Möglichkeit, den Schwefelgehalt in dem nach diesem Verfahren gewonnenen Koks in bezug auf Koksarten zu reduzieren, die aus Verarbeitungsrückständen von Rohölen mit hohen Schwefelgehalten gewonnen "wurden.

Die Verwendung von Verarbeitungsrückständen von Rohölen zum Zwecke der Verflüssigung von Altgummi erleichtert das Verfahren der thermischen Zersetzung der Kohlenwasserstoffe, die den Kautschuk bilden.

Als Ergebnis der Verarbeitung von Altgummi mit Rohölerzeugnissen werden Motorenkraftstoffe und Elektrodenkoks mit hoher Qualität erhalten, und dies infolge des reduzierten

^{9# 1979}

0 10 G/ 213 .409 * 5 - .

Schwefelgehaltes. . .

Entsprechend den Bedürfnissen viird die· Qualität der gewonnenen Erzeugnisse durch die Veränderung des Mengenanteiles des eingesetzten Gummis innerhalb der Grenzen von 15 - 50 Masse-% in bezug auf die Gesamtmasse kontrolliert·

Eine erläuternde Verkörperung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der beigefügten Zeichnung in Form eines Block· fließdiagrammes wiedergegeben. „

r - _ . —

Altgummi und Vakuumrückstände werden dem Lösebehälter 1 zugeführt, in dem die .auflösung des Gummis in heißen Verarbeitungsrückständen bei einer geeigneten Temperatur erfolgt. Bei diesem Vorgang ergibt sich unter Abbau des Altgummis eine homogene Flüssigkeit.

Die Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur in dem Lösebehälter 1 wird in der Weise gewährleistet, daß die obige Flüssigkeit mit den Abbauprodukten zwischen dem Lösebehälter 1 und der Heizanlage 2 im Kreislauf geführt wird.

Das erhaltene Produkt wird in dem scheidewandlosen Wärmeaustauscher 3 und sodann in der mit einer Scheidewand ausgestatteten Heizanlage 4 der 2. Stufe erwärmt und anschließend der Kokseraeugungsanlage 5 zugeführt, in der die Trennung des Kokses erfolgt. Gleichzeitig wird die entwickelte Wasserdampfphase der !Condensations-'und Trennanlage 6 zugeleitet.

Die flüssigen und gasförmigen Produkte, die in"dieser Anlage erhalten werden» steilen Endprodukte der Anlage dar₉

. . .. ' - 6 -

9 21. 9. 1979

IP C 10 G/ 213 409

aus der sie in Behälter zum Austrag gelangen.

Die Käserzeugungsanlage 5 ist in Kammern unterteilt, die in Zyklen arbeiten, und nach erfolgter Ablagerung des Kokses in einer Kammer -wird dieser abgekühlt und der Koks aus der Kammer ausgetragen und klassiert« Unterdessen arbeiten die übrigen Kammern.

Das Verfahren wird in einer solchen Art und Weise durchgeführt, daß der Altgummi in besondere Extraktionsapparate eingebracht wird, durch die die Rückstandsprodukte der Rohölverarbeitung, erhitzt auf eine entsprechende temperatur, hindurchgepumpt werden. Diese sind dann in der L_age, ::den Gummi aufzulösen· Die Extraktionstemperatur wird allmählich erhöht, wobei die Extraktionsapparate mit höher und höher erhitzten Lösungsmitteln und/oder Lösungen des Gummis in-Lösungsmitteln beschickt werden. Bei der Durchführung des Extraktionsvorganges in dieser Weise wird der gesamte lösliche Teil in den Erdölfolgeprodukten aufgelöst, und die Substanzen, die in der Lage sind, Suspensionen zu bilden, bilden in den Lösungen die dispergierte Phase. .

Der Extraktionsvorgang wird solange durchgeführt, bis Lösungen mit einem geeigneten Gummigehalt erhalten werden, die jedoch in der Lage sind, im Verlauf der nachfolgenden Phasen der Verarbeitung gepumpt zu werden.

Das auf diesem Wege zur Krackung vorbereitete Produkt wird anschließend in Wärmeaustauschern und/oder in einem Ofen erhitzt und dem Boden der Heizsäule zugeleitet·

Der Rückstand von dem Säulenboden wird in einem Röhrenofen , .. _ ' . . . . «7 -

21. 9. 1979

i? C 10 G/ 213 409

auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Krackreaktionen stattfinden. Im Anschluß daran erfolgt eine Beschickung der Kopfkammern, in denen im La^fe einer ganz bestimmten Zeit der Abschluß der Krackreaktion und die Koksbildung zu verzeichnen sind.

Die Dämpfe aus den Gasräumen der Kokskammern werden ebenfalls der Fraktioniersäule zugeleitet. Aus dieser Säule gelangen sowohl Gase, Benzine als auch Diesel- und Heizöle zum Austrag. .

Der in den Kammern hergestellte Koks wird durch bekannte Verfahren ausgetragen.

Ausf ührungsbeispfe 1

Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert* ,

500. kg Altgummi wurden mit 500 kg Vakuumrückstand aus dem Eomashkhin-Rohöl vermischt und das Ganze unter Umrühren auf eine !Temperatür von 250 ⁰O bis zur Verflüssigung erhitzte Die verflüssigten Abbauprodukte wiesen die folgenden Eigenschaften aufi

Relative Dichte .....···..·. 1,11 g/cnr

.Plammpuakt (offener/geschlossener Tiegel)., 258/152 ⁰C Gehalt an benzolunlöslichen Verbindungen *. 16,0 %

Aschegehalt ;·'...··....··.. 2,3%

Schwefelgehalt ···...,...· .···,.......· 2,4 %

Verkokuii-gsrückstand · .....* .......·.·'. .30,9 %

% Erweichungspunkt -.···<>··.···. · ..»..·..·«..«*?· *^7»3

2 1 34 0 9 21. 9. 1979

AP C 10 G/ 213

<

Die besagte homogene Flüssigkeit mit den Abbauprodukten wurde einer Retorte zugeleitet, in der sie auf eine Temperatur von Λ50 ⁰C erhitzt und auf jener Temperatur die gesamte Zeit über gehalten wurde, in der die gasförmigen und flüssigen Fraktionen zum Austrag gelangten» Nach der erfolgten Beendigung der Trennung der flüssigen und gasförmigen Produkte wurde der Koks, der sich in der Retorte befand, auf eine Temperatur von 550 - ⁰O erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten. Dabei wurde während der gesamten Zeit von 2 Stunden überhitzter Dampf durch die Anlage hindurchgeblasen. Die flüssigen Produkte wurden in einem Rückflußkühler erhitzt und einer Destillation unterworfen. Die restliche Koksmasse wurde auf Umgebungstemperatur abgekühlt und gelangte aus der Retorte zum Austrag«

Als Ergebnis des Verfahrens sind die folgenden Produkte erhalten wordens

Gasförmige Fraktion (Heizgas) . _β ······ 183 kg

Benzinfraktion bis 180 ⁰C _# 160 kg

Dieselölfraktion unter 285 ⁰C 157 kg

Heizölfraktion (leicht und schwer) über 285 ⁰O.. 55 kg

Verluste (zusammen mit der Fraktionierung).», 65 kg

insgesamt 1000 kg

Die Produkte weisen die folgenden Eigenschaften auf:

21. 9. 1979 ϊ 34 0 9 ' AP C 10 G/ 213 409

Fraktion:	3 180 0C	180-250 0G	258-2850G	Koks
bis	893,2	881,2	914,4
Relative Dichte in kg/cur	-72	-21	+4	-
Erstarrungspunkt 0C	0,02375	0,06025	-	-
Säurezahl in EOH/g	79,40	43,845	43,808	-
Jödzahl in J/100 g	31,9	45,5	54,2	-
Anilinpunkt in 0C	0,7055	1,557	1,811	4,288
Schwefelgehalt in %	0,01115	0,0154	0,0300	92,0
Koksgehalt in %		—	—	3.53
Aschegehalt in %

Beispiel 2

150 kg Altgummi werden mit 850 kg Verarbeitungsrückstand von leichtem arabischem Rohöl vermischt und reiter gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 verarbeitet. Dabei wird ein Gummiabbauprodukt mit den folgenden Eigenschaften erhalten:

Relative Dicht e ···...·.·. 1,10 g/cnr

Flammpunkt (offener Tiegel) _e 230 ⁰G

Aschegehalt ,. ,... 2,0 %

Schwefel gehalt * ..> 2,23 %

Verkokungsrückstand 28,5 %

Die homogene Flüssigkeit mit den Abbauproduktan vvird gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 einer Verkokung unterworfen, die folgenden Produkte erhalten werden:

Gasförmige Fraktion ,.»...... 190 kg

S -

Benzinfraktion bis 180 ⁰C ........·.... 165 kg

21. 9.-1979

AP C 10 G/ 213 409

- 10 -

Dieselölfraktion unter 285 ⁰C ............. 155 Heizölfraktion (leicht und schwer) über 285 ⁰C . * ^ kg Koks ........V... 370 kg

Verluste (zusammen mit der Fraktionierung).. 65 kg^

insgesamt 1000 kg

- 11 -

Claims (3)

21. 9. 1979 13 4 0 9 AP C 10 G/ 213 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Umwandlung von Altgummi in gasförmige und flüssige Brennstoffe nach erfolgter Krackbehandlung, gekennzeichnet dadurch, daß der Altgummi in den Rückstandsprodukten der Rohölverarbeitung aufgelöst odor verflüssigt und einer Krackbehandlung zu Koks bei einer Temperatur von 4-50 - 580 ⁰C und bei einem Druck von 0₉5 - 11 g. at. unterworfen wird»

2· Verfahren gemäß Punkt 1, gekennze ichnet dadur ch , daß der Altgummi in Mengenanteilen von 15 - 50 Masse-% in Rohölprodukten aufgelöst wird, wonach das Ganze der Krackbehandlung unterworfen wird·

3-·. Verfahren gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,-daß der Altgummi allmählich nach dem Verfahren der Extraktion von löslichen Substanzen und unter Bildung von Suspensionen
verflüssigt wird,

von Suspensionen bei Temperaturen von 100 - 500 ⁰O

/j geite Zeichnung