DE2922553A1

DE2922553A1 - Verfahren zur umwandlung von gummiabfaellen in gasfoermige und fluessige brennstoffe durch kracken

Info

Publication number: DE2922553A1
Application number: DE19792922553
Authority: DE
Inventors: Lucjan Dipl Chem Cichon; Jerzy Dipl Ing Kowalik; Anna Dipl Chem Noworytko; Stanislaw Dipl Chem Pobiegly
Original assignee: BIPRONAFT
Current assignee: BIPRONAFT
Priority date: 1978-06-05
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1979-12-13
Also published as: FR2431528A1; PL115716B1; CS214786B2; GB2024245A; RO78651A; GB2024245B; JPS54159472A; IT1121251B; DD144171A5; PL207371A1; IT7923266A0

Description

Verfahren zur Umwandlung von Gummiabfällen in gasförmige und flüssige Brennstoffe durch Kracken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Gummiabfällen, wie beispielsweise gebrauchten Reifen, Schläuchen, Riemen und anderen Abfallstoffen, mit den Rückständen aus der Verarbeitung von Rohöl in gasförmige und flüssige Brennstoffe und Koks.

Es sind Methoden zur Nutzbarmachung von Gummiabfällen bekannt, die deren Auflösen in Rückständen der Verarbeitung von Rohöl vorsehen. Diese Verflüssigung wird unter Verwendung von Lösungsmitteln verschiedenen Typs bei Temperaturen bis zu 400⁰C durchgeführt. Nach einem solchen Verfahren werden Zersetzungsprodukte erhalten, die als Bindemittel verschiedener Art oder als Zusätze zu Bitumen oder Asphalten eingesetzt werden.

Ein anderes Verfahren zur Nutzbarmachung von Gummiabfällen besteht in deren Zersetzung durch destruktive Destillation in Gasretorten bei Temperaturen im Bereich von 400 bis 560⁰C oder von 750 bis 1000⁰C. Die destruktive Destillation wird bei Normaldruck oder bei vermindertem Druck mit Dampf oder in neutraler Atmosphäre durchgeführt. Die erhaltenen Destillate werden als öle für die Regenerierung, als Lösungsmittel und Weichmacher von natürlichen und synthetischen Gummis verwendet.

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Die nach den bekannten Verfahren der zersetzenden Verarbeitung (Pyrolyse) erhaltenen flüssigen Fraktionen konnten noch nicht auf breiterer Basis zur Herstellung von Motorenbrennstoffen verwendet werden, da sie aufgrund ihrer Zusammensetzung nur sehr schwer zu hydrieren sind und einen unangenehmen Geruch aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verarbeitung des schlecht weiterverwendbaren und bisher nur zu einem sehr geringen Prozentsatz verarbeiteten Altgummis und anderer Gummiabfallprodukte in industriellem Maßstab anzugeben, bei dem wertvolle gasförmige und flüssige Brennstoffe sowie Koks erhalten werden.

Die Erfindung besteht dabei in einem Verfahren zur umwandlung von Altgummi in gasförmige und flüssige Brennstoffe durch Kracken.

Der vorbereitende Arbeitsschritt besteht in einer Verflüssigung der Gummiabfälle, indem sie in Mengen von 15 bis 50 Gewichtsprozent in den Rückständen der Verarbeitung von Rohöl gelöst werden. Die Verflüssigung wird schrittweise durchgeführt, wobei eine Extraktion der Substanzen, die löslich sind und die bei Temperaturen· von 100 bis 500⁰C Suspensionen bilen, erfolgt.

Der Altgummi, der auf diese Weise gelöst oder in die flüssige

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Phase überführt wurde, wird dann einem Krackprozeß unter Bildung von Koks bei einer Temperatur im Bereich von 450 bis 580⁰C und bei einem Druck von 0,5 bis 11 atm unterzogen. Die Verarbeitung von Altgummi zusammen mit Produkten und/oder Rückständen aus Rohöl unter Kracken zu Koks macht es möglich, Altgummi und Gummiabfälle für die Herstellung von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen (darunter auch Motorenkraftstoffen) und von Koks zu verwenden, wobei Bedingungen angegeben werden, unter denen alle verfügbaren Gummiabfälle in solche wertvollen Produkte, wie Motorenkraftstoffe, verarbeitet werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Gummiabfälle derart umzuwandeln, daß aus ihnen Brennstoffe mit wesentlich günstigeren Zusammensetzungen als bisher erhalten werden, was deren Endaufbereitung wesentlich vereinfacht und wobei außerdem der unangenehme Geruch völlig verschwindet.

Bei den durchgeführten Testversuchen hat es sich überraschenerweise gezeigt, daß erfindungsgemäß eine beträchtlich höhere Ausbeute an leichten Brennstoffen erhalten wird als bei der Verarbeitung der bei der Rohölverarbeitung erhaltenen Rohstoffe allein, und daß die erhaltenen Produkte eine wesentich höhere'Qualität aufwiesen als diejenigen, die bei der Pyrolyse von abgenutzten Reifen erhalten werden.

Es wurde gefunden, daß die Zugabe von Altgummi zu den Produkten

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aus Rohöl in Mengen von 15 bis 50 Gewichtsprozent einen überraschenden vorteilhaften Einfluß auf die Qualität des durch die Verflüssigung von Gummi und nachfolgendes Kracken erhaltenen Endprodukts ausübt. Kautschuks, die das Grundmaterial für die Herstellung von Reifen bilden, sind aus Kohlenwasserstoffen aufgebaut, in denen das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff höher ist als in bestimmten Rückständen der Verarbeitung von Rohöl, was sie zu guten Ausgangsstoffen zur Herstellung von Brennstoffen nach thermischen Zersetzungsverfahren macht. Eine Zugabe dieser Ausgangsstoffe zu den Rückständen aus Rohölen erhöht das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff in Mischungen und macht diese Rückstände zu geeigneten Ausgangsstoffen für die Herstellung von Brennstoffen nach einem Krackverfahren unter Bildung von Koks. Eine Einführung von Altgummi mit einem Schwefelgehalt, der praktisch nie 2 Gewichtsprozent überschreitet, macht es möglich, den Gehalt an Schwefel in dem erhaltenen Koks im Vergleich zu Koks, dar aus hoch schwefelhaltigen Rückständen aus Rohöl erhalten wurde, zu vermindern.

Die Verwendung von Rückständen der Verarbeitung von Rohöl zum Zwecke der Verflüssigung von Altgummi erleichtert die thermische Zersetzung der Kohlenwasserstoff® _B aus denen der Kautschuk besteht.

Als Ergebnis der erfindungsgemäßen Verarbeitung von Altgummi mit Produkten aus Rohöl werdea Motoroakraftstoffe sowie ein

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aufgrund eines reduzierten Schwefelgehalts qualitativ hochwertiger Elektrodenkoks erhalten.

Je nach den Erfordernissen wird die Qualität der erhaltenen Produkte durch Variation der zugegebenen Menge^an Gummi in den Grenzen von 15 bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse geregelt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung, die ein Blockdiagramm einer vorteilhaften Ausführungsform eines Verfahrens der erfindungsgemäßen Art darstellt, näher erläutert.

Altgummi und Vakuumdestillationsrückstände aus Rohöl werden in die Lö:reinheit 1 gegeben, in der das Auflösen in heißen RücKStänden bei einer geeigneten Temperatur erfolgt und eine "Destrukt" genannte Flüssigkeit gebildet wird. Die Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur in der Löseeinheit 1 wird durch die Zirkulation des Destrukts zwischen der Löseeinheit 1 und einer Heizeinheit 2 gewährleistet. Das erhaltene Produkt wird nach seinem ersten Aufheizen in einer membranlosen Wärmeaustauscheinheit 3 und danach in einer zweiten Stufe in einer Heizeinheit 4 mit Membranen einer Verkokungseinheit 5 zugeführt, wo die Separation von Koks erfolgt, wobei gleichzeitig eine abgeleitete Wasserdampfphase einer Kondensations- und Auftrenneinheit 6 zugeführt wird.

Die gasförmigen und flüssigen Produkte, die in dieser Einheit erhalten werden, sind Endprodukte der Anlage und werden in Tanks abgefüllt.

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Die Verkokungseinheit 5 ist in Sektionen unterteilt, die abwechselnd arbeiten und zwar so, daß beim Absetzen des Kokses in einer Sektion dieser abgekühlt, entladen und klassifiziert werden kann, während die restlichen Sektionen arbeiten.

Das Verfahren wird dabei so durchgeführt, daß der Altgummi in Extraktionsapparate (Löseeinheit 1) besonderer Ausführung eingefüllt wird, durch die bis zu einer geeigneten Temperatur aufgeheizte Rückstandsprodukte der Verarbeitung von Rohöl gepumpt werden, die in der Lage sind, den Gummi zu lösen.

Die Extraktxonstemperatur wird stufenweise erhöht, indem die Extraktionsapparate mit einem immer höher erhitzten Lösungsmittel und/oder einer Lösung des Gummis im Lösungsmittel gespeist werden. Bei dieser Art der Durchführung der Extraktion wird der gesamte lösliche Anteil in den Erdölprodukten gelöst, und die Substanzen, die in der Lage sind, Suspensionen zu bilden, bilden in diesen Lösungen die disperse Phase.

Die Extraktion wird solange fortgesetzt, bis Lösungen mit einem geeigneten Gummigehalt erhalten werden, die noch zu den folgenden Stufen des Verarbeitungsverfahrens gepumpt werden können.

Das auf diese Weise für das Kracken vorbereitete Produkt wird dann in Wärmeaustauschern und/oder in einem Ofen aufgeheizt und dem Boden einer Heizkolonne zugeführt.

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Der Rückstand vom Kolonnenboden wird in einem Rohrofen bis zu einer Temperatur aufgeheizt, bei der die Krackreaktionen stattfinden, wonach er in Verkokungskammern überführt wird, wo innerhalb einer bestimmten Zeit die Krackreaktion und Koksbildung abgeschlossen werden.

Die Dämpfe aus den Kokskammern werden einer Fraktionierkolonne zugeführt. Von dieser Kolonne werden Gas, Benzin sowie Diesel- und Heizöle abgenommen.

Der in den Verkokungskammern erzeugte Koks wird nach bekannten Verfahren entnommen.

Beispiel 1

500 kg Altgummi wurden mit 500 kg Vakuumdestillationsrückstand aus Romaschkin-Rohöl vermischt, und die Mischung wurde unter ständigem Umwälzen bis zur Verflüssigung auf eine Temperatur von 250⁰C erhitzt. Das verflüssigte Destrukt wies die folgenden Eigenschaften auf:
Spezifische Dichte

Flammpunkt (offener/geschlossener Tiegel) Gehalt an benzolunlöslichen Verbindungen Aschegehalt
Schwefelgehalt
Koksrückstand
Erwe ichungs punkt

1,	11	,0%	g/cm
258/1	,3%	52⁰C
16	,4%
2	/9%
2	,3°
30
47	C.

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Das erhaltene Destrukt wurde in eine Retorte überführt, wo es bis auf eine Temperatur von 450⁰C erhitzt wurde und bei dieser Temperatur während der ganzen Zeit der Abnahme der gasförmigen und flüssigen Fraktionen gehalten wurde. Gegen Ende der Abscheidung von flüssigen und gasförmigen Produkten wurde der in der Betörte zurückgebliebene Koks auf eine Temperatur von 550⁰C erhitzt, bei dieser Temperatur gehalten und während der ganzen Zeit 2 Stunden mit überhitztem Wasserdampf durchgeblasen. Die flüssigen Produkte wurden in einem Kühler als Rücklauf gewonnen und einer Destillation unterworfen. Die zurückgebliebene Koksmasse wurde bis auf eine geeignete Temperatur abgekühlt und aus der Retorte entladen. Das Verfahren lieferte die folgenden Produkte: Gasfraktion (Heizgas) 183 kg

Benzinfraktion bis zu 180⁰C ' 160 kg

Dieselölfraktion bis zu 258°C 157 kg

Heizölfraktion, 258 bis 285⁰C 55 kg

Koks 380 kg

Verluste (mit Fraktionieren) 65 kg

Summe: 1000 kg

Die erhaltenen Produkte wiesen die folgenden Eigenschaften auf:

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Fraktion

bis zu 180-258⁰C 258-285°C Koks 180⁰C

Spezifische Dichte kg/m

Stockpunkt ⁰C

Säurezahl KOH/g

Jodzahl g J/100 g

Anilinpunkt ⁰C

Schwefelgehalt %

Koksgehalt %

Aschegehalt %

893,2 881,2 914,4

-72 -21 +4

0,02375 0,06025

79,40 43,845 43,808

31,9 45,4 0,7055 1,557 0,01115 0,0154

54,2 1,811 4,288

0,0300 92,0 3,53

Beispiel 2

150 kg Gummiabfälle wurden mit 850 kg Rückstand der Verarbeitung von leichtem arabischem Rohöl oemischt und weiter wie nach Beispiel 1 verarbeitet. Es wird ein Gummidestruktionsprodukt mit den folgenden Eigenschaften erhalten:

Spezifische Dichte Flammpunkt (offener Tiegel) Aschegehalt

Schwefelgehalt

Koks rücks tand

1,10 g/cm-230⁰C 2,0% 2,23% 28,5%

Das Destruktionsprodukt (Destrukt) wurde der Verkokung wie in Beispiel 1 unterworfen, wonach die folgenden Produkte erhalten wurden:

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Gasfraktion

Benzinfraktion-bis 180°C Dieselölfraktion bis zu 285⁰C Heizölfraktion (plus Schlempöl) Koks

Verluste (mit Fraktionieren)

1	90	kg
1	65	kg
1	55	kg
	55	kg
370	kg
	kg
65

Summe: 1000 kg.

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-Al '

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE ZELLENTIN 2WEIBRÜCKENSTR. 15 8OOO MÜNCHEN 2 Biuro Projektow i Realizaxji Inwestycji 1. Juni 1979 Rafinerii Nafty "Bipronaft" ÄS/Hu Krakow, Polen CW 203 Patentansprüche

1. Verfahren zur Umwandlung von Gummiabfallen in gasförmige und flüssige Brennstoffe durch Kracken, dadurch gekennz eichnet , daß die Gummiabf alle in den Rückständen der Verarbeitung von Rohöl gelöst oder verflüssigt werden und bei Temperaturen von 450 bis 580⁰C und einem Druck von O₁,5 bis 11 at dem Kracken unter Bildung von Koks unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfallgummi in Mengen von 15 bis 50 Gewichtsprozent in Produkten aus Rohöl gelöst wird,, wonach die ganze Mischung dem Kracken unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfallgummi stufenweise durch Extraktion der löslichen Verbindungen und Bildungv-von Suspensionen .bei Temperaturen von 100 bis 500⁰C verflüssigt wird»

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