DE4324112C1 - Verfahren zum Recyclen von Kunststoffen in einem Steamcracker - Google Patents

Verfahren zum Recyclen von Kunststoffen in einem Steamcracker

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recyclen von Kunst­ stoffen in einem Steamcracker.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können Kunststoffe, beispielsweise reine polymere Kunststoffabfälle, gemischte Kunst­ stoffabfälle oder Folienabfälle, einschließlich eventueller Verschmutzungen, Aufklebematerialien, Füllstoffen, Inhaltsresten etc., in hochwertige Einsatzstoffe für den bekannten Steam­ crackerprozeß umgewandelt werden. Diese Einsatzstoffe werden wiederum in dem bekannten Steamcrackerprozeß - nicht erfindungs­ relevant - derart in Spaltprodukte wie Ethylen, Propylen, C₄-Gemische, Pyrolysebenzin etc. umgewandelt, daß dieselben in nahezu gleicher oder sogar höherer Ausbeute anfallen, als wenn der Steamcracker mit den traditionellen Einsatzstoffen wie Naphtha, Liquid Petroleum Gas (LPG) und Gasöl gefahren wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es daher möglich, in dem Steamcrackerprozeß die oben erwähnten traditionellen Einsatz­ stoffe durch aus Kunststoffabfällen gewonnene Einsatzstoffe zu ersetzen, wobei eine Zumischung von Naphtha, LPG oder Gasöl zu den aus Kunststoffabfällen gewonnenen Einsatzstoffen nicht not­ wendig ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher ein wesentlicher volkswirtschaftlicher Beitrag zum Recyclen von Kunststoffen geleistet.
Um Kunststoffabfälle verschiedenartiger Zusammensetzungen in weiterzuverarbeitende Einsatzstoffe umzuwandeln, sind eine Reihe von Verfahren bekannt und in der Patentliteratur beschrieben, so beispielsweise katalytische bzw. thermische Verfahren, Hydro­ crackverfahren, Extruderverfahren etc. Beispielsweise ist in der Europ. Patentanmeldung 0 502 618 ein Verfahren beschrieben, in dem Kunststoffabfälle, speziell Polyolefine, in niedere Kohlen­ wasserstoffe umgewandelt werden. Hierbei werden obige Kunststoff­ abfälle in einer Wirbelbettapparatur bei einer Temperatur von ca. 300-630°C gesetzt. Die dabei anfallenden niederen Kohlenwasser­ stoffe, wie Paraffine oder Wachse, können mittels des bekannten Steamcrackerverfahrens in Olefine umgewandelt werden. Durch die Kombination Wirbelbettapparat/bekanntes Steamcrackerverfahren können Kunststoffabfälle in obige Olefine umgewandelt werden.
Als Nachteil bei diesem Verfahren ist ersichtlich, daß den gewon­ nenen Einsatzstoffen für den Steamcrackerprozeß Naphtha zugegeben werden muß, also die Umwandlung der Kunststoffabfälle in Spalt­ produkte wie Ethylen, Propylen etc. gelingt nicht ohne Zugabe von traditionellen Einsatzstoffen. Des weiteren erweist sich das Feststoffhandling in der Wirbelschicht stets als nachteilig.
Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Kunststoffabfälle, beispielsweise eine Hohlkörperfrak­ tion, bestehend aus Flaschen, Behältern etc.; eine Mixed Plastic Fraktion, bestehen vorwiegend aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS) und Polyvinylchlorid (PVC); eine Folienfrak­ tion, bestehend vorwiegend aus PE und PP und eine Leichtfraktion, bestehend vorwiegend aus PE, PP und PS, jeweils mit eventuell anhaften­ den Verschmutzungen, Aufklebematerialien, Füllstoffen, Inhalts­ resten etc., in hochwertige Einsatzstoffe für einen Steamcracker­ prozeß umgewandelt werden, damit aus diesen Einsatzstoffen ohne Zugabe von beispielsweise Naphtha, LPG und Gasöl in dem Steam­ crackerprozeß Spaltprodukte wie Ethylen, Propylen, C₄-Gemische und Pyrolysebenzin mit hoher Ausbeute gewonnen werden.
Diese Aufgabe wird durch nachstehende erfindungsrelevante Ver­ fahrensmerkmale gelöst:
  • - Dosieren der zerkleinerten, trockenen Kunststoffabfälle mittels eines Förderorgans in einen mit einem Heizmantel ausgerüsteten Rührbehälter,
  • - Aufschmelzen der Kunststoffabfälle bei 300-350°C in dem Rührbehälter,
  • - Zuführen der Schmelze in einen Röhrenspaltofen, wobei bei 400-450°C die Polymere in Produkte (Einsatzstoffe) umge­ wandelt werden, die im Steamcracker in herkömmlicher Weise verdampft und gespalten werden können,
  • - Trennen obiger Produkte mittels einer direkt dem Röhrenspalt­ ofen nachgeschalteten 1. Kolonne, in
  • - ein bei 330-380°C anfallendes Sumpfprodukt, das nach Ausschleusen der Rückstände und Feststoffe einerseits direkt in den Röhrenspaltofen zurückgeführt und anderer­ seits als Heizmedium durch den Rührbehälter und durch den Heizmantel des Rührbehälters geführt und wieder dem Röh­ renspaltofen zugeführt wird, und in
  • - ein bei ca. 240°C anfallendes Kopfprodukt, das nach partieller Kondensation einer 2. Kolonne bei ca. 110°C zugeführt wird,
  • - Trennen des nach der partiellen Kondensation anfallenden Flüssigkeits-/Gasgemisches mittels obiger 2. Kolonne, in
  • - ein am Sumpf der 2. Kolonne austretendes Flüssigkeits­ gemisch, das einerseits als Rücklauf für die 1. Kolonne verwendet wird, und andererseits als Einsatzstoff für den Steamcracker verwendet wird, und in
  • - ein am Kopf der 2. Kolonne austretenden Gasgemisch, das als Einsatzstoff für den Steamcracker verwendet wird.
Des weiteren wird die Aufgabe für polyethylen-, polypropylen-, polystyrol- und/oder polyvinylchloridhaltige Kunststoffe ein­ schließlich eventueller Verschmutzungen, Aufklebematerialien, Füllstoffen und/oder Inhaltsresten durch nachstehende erfindungs­ relevante Verfahrensmerkmale gelöst:
  • - Dosieren der zerkleinerten, trockenen Kunststoffabfälle mit­ teils eines Förderorgans in einen mit einem Heizmantel ausge­ rüsteten Rührbehälter,
  • - Aufschmelzen der Kunststoffabfälle bei 330-380°C und gleichzeitiges Dehydrohalogenieren des Polyvinylchlorids in dem Rührbehälter
  • - Zuführen der Schmelze in einen Röhrenspaltofen, wobei bei 430-480°C die Polymere in Produkte (Einsatzstoffe) umge­ wandelt werden, die im Steamcracker in herkömmlicher Weise verdampft und gespalten werden können,
  • - Trennen obiger Produkte mittels einer direkt dem Röhrenspalt­ ofen nachgeschalteten 1. Kolonne, in
  • - ein bei 350-400°C anfallendes Sumpfprodukt, das nach Ausschleusen der Rückstände und Feststoffe einerseits direkt in den Röhrenspaltofen zurückgeführt und anderer­ seits als Heizmedium durch den Rührbehälter und durch den Heizmantel des Rührbehälters geführt und wieder dem Röh­ renspaltofen zugeführt wird, und in
  • - ein bei ca. 240°C anfallendes Kopfprodukt, das nach partieller Kondensation einer 2. Kolonne bei ca. 110°C zugeführt wird,
  • - Trennen des nach der partiellen Kondensation anfallenden Flüssigkeits-/Gasgemisches mittels obiger 2. Kolonne, in
  • - ein am Sumpf der 2. Kolonne austretendes Flüssigkeits­ gemisch, das einerseits als Rücklauf für die 1. Kolonne verwendet wird, und andererseits einer zur Abtrennung von Aromaten geeigneten Destillations- oder Extraktionsein­ heit zugeführt wird, und in
  • - ein am Kopf der 2. Kolonne austretendes Gasgemisch, das als Einsatzstoff für den Steamcracker verwendet wird.
  • - Trennen des der obigen Destillations- oder Extraktionseinheit zugeführten Flüssigkeitsgemisches in
  • - eine Flüssigfraktion, die als Einsatzstoff für den Steam­ cracker verwendet wird, und in
  • - eine Aromatenfraktion.
Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand des Unteranspruchs.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Vorteil angewendet zum einen bei Kunststoffen einer Folienfraktion, bestehend aus Poly­ ethylen, Polypropylen, einschließlich eventueller Verschmutzun­ gen, Aufklebematerialien, Füllstoffen, Inhaltsresten etc., oder zum anderen bei Kunststoffen einer Leichtfraktion, bestehend vorwiegend aus Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol, einschließlich eventueller Verschmutzungen, Aufklebematerialien, Füllstoffen, Inhaltsresten etc. Das Verfahren ist auch dann einsetzbar, wenn zu den spezifizierten Kunststoffen noch geringe im Müll ent­ haltende Abfälle, wie beispielsweise Polyurethane, Polyester, Polyamide etc., hinzukommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise anhand eines vereinfachten Verfahrensschemas nachstehend detailliert beschrie­ ben; Fig. 1.
Über ein Förderorgan 1 - beispielsweise eine Förderschnecke - werden zerkleinerte, trockene Kunststoffabfälle 2, beispielsweise aus einer Hohlkörperfraktion, bestehend aus Flaschen, Behältern etc., einschließlich anhaftender Verschmutzungen, Aufklebe­ materialien, Füllstoffen, Inhaltsresten etc., aus einem Lager­ behälter 3 einem mit einem Heizmantel ausgerüsteten Rühr­ behälter 4 zugeführt. In diesem Rührbehälter werden die Kunst­ stoffabfälle bei ca. 300°C in eine leicht pumpbare Schmelze über­ geführt. Dabei findet eventuell eine Dehydrohalogenierung statt, falls durch Sortierfehler der Kunststoffabfälle ein Schlupf an PVC enthalten ist. Eventuell entstehende HCl 5 wird mittels Wasser nach bekannten Verfahren - nicht erfindungsrelevant - in wäßrige HCl übergeführt, diese kann anderen Produktionsver­ fahren zugeführt oder mit NaOH neutralisiert werden. Obige Schmelze wird mittels einer Pumpe - Zwangsumlauf - einem Röhren­ spaltofen 6 (im weiteren Spaltofen genannt) zugeführt. In diesem Spaltofen werden die Polymere ohne Zusatz von Katalysatoren, Lösungs- oder Ver­ dünnungsmitteln in Produkte umgewandelt, die im Steamcracker in herkömmlicher Weise verdampft und gespalten werden können. Hier­ bei erfolgt bei ca. 420°C eine thermische Flüssigspaltung, des weiteren findet im Spaltofen eventuell die Restdehydrohalogenie­ rung statt. Die notwendige Wärme wird extern, beispielsweise durch Öl- oder Gasheizung, zugeführt. Das den Spaltofen ver­ lassende Flüssigkeits-Dampfgemisch wird direkt einer Kolonne 7, beispielsweise einer Verstärkungskolonne, zugeführt. Als Sumpf­ produkt werden bei ca. 350°C die höher siedenden, nicht in kurz­ kettige Kohlenwasserstoffe umgewandelten Produkte abgezogen. Diese werden einerseits direkt in den Spaltofen zurückgeführt und andererseits als Wärmeträger durch die Schmelze in dem Rühr­ behälter und durch den Heizmantel des Rührbehälters geleitet und letztendlich in den Spaltofen zurückgeführt. Aus obigem Sumpf­ produkt werden nach Austritt aus der Kolonne Rückstände und Feststoffe 8 ausgeschleust, beispielsweise mittels eines Hydro­ zyklons 9. Das am Kopf der Kolonne bei ca. 240°C austretende Dampfgemisch wird nach einer partiellen Kondensation einer wei­ teren Kolonne 10, beispielsweise einer Füllkörperkolonne, zuge­ führt. Das in die Füllkörperkolonne eintretende Flüssigkeits-/ Gasgemisch wird mit Wasser oder wäßriger NaOH 11 im Gegenstrom ausgewaschen; eventuell noch im Gas enthaltene HCl wird als wäß­ rige HCl oder wäßrige NaCl-Lösung mit dem Flüssigkeitsgemisch am Sumpf ausgeschleust. Das am Sumpf austretende Flüssigkeitsgemisch = organische Flüssigkeit/wäßrige HCl oder wäßrige NaCl-Lösung wird in einem nachgeschalteten Phasentrenngefäß 12 getrennt. Die spezifisch leichtere, organische Phase wird einerseits als Einsatzstoff A für den Steamcracker aus dem Prozeß ausgeschleust und andererseits als Rücklauf der Kolonne zugefahren. Die spezi­ fisch schwerere, wäßrige Phase, eventuell angereichert mit HCl oder NaCl 13, wird aus dem Prozeß ausgeschleust. Das am Kopf der Füllkörperkolonne austretende HCl-freie Gasgemisch wird ebenfalls als Einsatzstoff B dem Steamcracker zugefahren.
Die Einsatzstoffe A (Flüssigkeitsgemisch) und B (Gasgemisch) für den Steamcracker haben die tabellarisch aufgezeigten Zusammen­ setzungen, Tabellen 1 und 2.
Die Kondensationswärme des Dampfgemisches aus der Kolonne 6 wird beispielsweise zur Wasserdampferzeugung verschiedener Drucke aus­ genutzt. Das gesamte Verfahren wird bei p = 1-1,5 bar betrieben.
Die aus dem Steamcrackerprozeß gewonnenen Spaltprodukte - mit den Einsatzstoffen A und B - haben die als Spaltprodukte tabellarisch angegebenen Zusammensetzungen; Tabellen 3 und 4. Zum Vergleich sind in diesen beiden letzteren Tabellen jeweils die Zusammen­ setzungen der Spaltprodukte angegeben, falls der Steamcracker mit dem klassischen Einsatzstoff Naphtha betrieben wird. Beim Ver­ gleich zeigt sich, daß die Ausbeute an Ethylen und Propylen, falls der Steamcracker mit den Einsatzstoffen - gewonnen aus der Hohlkörperfraktion - betrieben wird, höher ist, als wenn der Steamcracker mit Naphtha betrieben wird. Bei der Konversion der Hohlkörperfraktion werden die Kunststoffabfälle wie nachstehend umgewandelt:
organisches Flüssigkeitsgemisch = Einsatzstoff A für Steamcracker
= 74,0 Gew.-%
HCl-freies Gasgemisch = Einsatzstoff B für Steamcracker = 16,0 Gew.-%
Rückstände (organische, hochsiedende Kohlenwasserstoffe) = 2,5 Gew.-%
Feststoffe (Glührückstände) = 7,5 Gew.-%
100,0 Gew.-%
damit organischer Anteil = 92,5 Gew.-%
Des weiteren gilt beispielsweise - bezogen auf das vereinfachte Verfahrensschema - für eine Mixed Plastic Fraktion, Fig. 2:
Über ein Förderorgan - beispielsweise eine Förderschnecke - werden zerkleinerte, trockene Kunststoffabfälle, beispielsweise aus einer Mixed Plastic Fraktion, bestehend vorwiegend aus PE, PP, PS und PVC, einschließlich anhaftender Verschmutzungen, Aufklebemate­ rialien, Füllstoffen, Inhaltsresten etc., aus einem Lagerbehälter einem mit einem Heizmantel ausgerüsteten Rührbehälter zugeführt. In diesem Rührbehälter werden die Kunststoffabfälle bei ca. 350°C in eine leicht pumpbare Schmelze übergeführt. Dabei findet eine Dehydrohalogenierung bis zu 98-99% statt, bezogen auf den Chlor­ gehalt im PVC. Das entstehende HCl wird mittels Wasser nach bekannten Verfahren - nicht erfindungsrelevant - in wäßrige HCl übergeführt, diese kann anderen Produktionsverfahren zugeführt oder mit NaOH neutralisiert werden. Obige Schmelze wird mittels einer Pumpe - Zwangsumlauf - einem Spaltofen zugeführt. In diesem Spaltofen werden die Polymere ohne Zusatz von Katalysatoren, Lösungs- oder Verdünnungsmitteln in Produkte umgewandelt, die im Steamcracker in herkömmlicher Weise verdampft und gespalten wer­ den können. Hierbei erfolgt bei ca. 450°C eine thermische Flüssig­ spaltung, des weiteren findet im Spaltofen die Restdehydrohalo­ genierung statt. Die notwendige Wärme wird extern, beispielsweise durch Öl- oder Gasheizung, zugeführt. Das den Spaltofen ver­ lassende Flüssigkeits-Dampfgemisch wird direkt einer Kolonne, beispielsweise einer Verstärkungskolonne, zugeführt. Als Sumpf­ produkt werden bei ca. 380°C die höher siedenden, nicht in kurz­ kettige Kohlenwasserstoffe umgewandelten Produkte abgezogen. Diese werden einerseits direkt in den Spaltofen zurückgeführt und andererseits als Wärmeträger durch die Schmelze in dem Rühr­ behälter und durch den Heizmantel des Rührbehälters geleitet und letztendlich in den Spaltofen zurückgeführt. Aus obigem Sumpf­ produkt werden nach Austritt aus der Kolonne Rückstände und Fest­ stoffe ausgeschleust, beispielsweise mittels eines Hydrozyklons. Das am Kopf der Kolonne bei ca. 240°C austretende Dampfgemisch wird nach einer partiellen Kondensation einer weiteren Kolonne, beispielsweise einer Füllkörperkolonne, zugeführt. Das in die Füllkörperkolonne eintretende Flüssigkeits-/Gasgemisch wird mit Wasser oder wäßriger NaOH im Gegenstrom ausgewaschen; die im Gas enthaltene HCl wird als wäßrige HCl oder wäßrige NaCl-Lösung mit dem Flüssigkeitsgemisch am Sumpf ausgeschleust. Das am Sumpf aus­ tretende Flüssigkeitsgemisch = organische Flüssigkeit/wäßrige HCl oder wäßrige NaCl-Lösung wird in einem nachgeschalteten Phasen­ trenngefäß getrennt. Die spezifisch leichtere, organische Phase - siehe Tabelle 11 - wird einerseits einer zur Abtrennung von Aromaten geeigneten Destillations- oder Extraktionseinheit 20 zugeführt - nicht erfindungsrelevant - und andererseits als Rück­ lauf der Kolonne zugefahren. Die spezifisch schwerere, wäßrige Phase, angereichert mit HCl oder NaCl, wird aus dem Prozeß aus­ geschleust. Das am Kopf der Füllkörperkolonne austretende HCl- freie Gasgemisch wird als Einsatzstoff D dem Steamcracker zuge­ fahren. Die obiger Destillations- oder Extraktionseinheit zuge­ führte organische Flüssigkeit wird einerseits in den Einsatz­ stoff C für den Steamcracker und andererseits in eine Aromaten­ fraktion X getrennt; beide Fraktionen werden aus dem Verfahren ausgeschleust.
Die Einsatzstoffe C (Flüssigkeitsgemisch) und D (Gasgemisch) für den Steamcracker haben die tabellarisch aufgezeigten Zusammen­ setzungen, Tabellen 12 und 13.
Die Kondensationswärme des Dampfgemisches aus der Kolonne wird zur Wasserdampferzeugung verschiedener Drucke ausgenutzt. Das gesamte Verfahren wird bei p = 1-1,5 bar betrieben.
Die aus dem Steamcrackerprozeß gewonnenen Spaltprodukte - mit den Einsatzstoffen C und D - haben die als Spaltprodukte tabellarisch angegebenen Zusammensetzungen; Tabellen 14 und 15.
Bei der Konversion der Mixed Plastic Fraktion wurden die Kunst­ stoffabfälle wie nachstehend umgewandelt.
organisches Flüssigkeitsgemisch = Einsatzstoff C für Steamcracker
= 34,2 Gew. -%
HCl-freies Gasgemisch = Einsatzstoff D für Steamcracker = 21,8 Gew.-%
Aromatenfraktion = 25,8 Gew.-%
Rückstände (organische, hochsiedende Kohlenwasserstoffe) = 12,0 Gew.-%
Feststoffe (Glührückstände) = 5,0 Gew.-%
HCl = 1,2 Gew.-%
100,0 Gew.-%
damit organischer Anteil = 93,8 Gew.-%.
Für die nachstehenden Tabellen gelten folgende Abkürzungen:
KW = Kohlenwasserstoffe
NA = Nichtaromaten
EB = Ethylbenzol
Hohlkörperfraktion
Einsatzstoff A = Flüssigkeitsgemisch für den Steamcracker, gewonnen aus dem erfindungsgemäßen Verfahren
Zusammensetzung
[Gew.-%]
C₃-KW
0,01
Buten-1 0,05
weitere Butene 0,04
n-Buten 0,04
Penten-1 0,20
weitere Pentene 0,16
i-Penten 0,01
n-Penten 0,32
weitere C₆-KW 0,48
Methylcyclopenten 0,12
Hexen-1 1,79
Methylcyclopentan 0,07
weitere Hexene 0,24
n-Hexan 1,08
Methylcyclohexen 0,84
weitere C₇-KW 0,86
Hepten-1 2,50
Methylcyclohexan 0,33
n-Heptan 2,34
Okten-1 2,59
weitere C₈-KW 2,59
n-Oktan 2,63
Nonen-1 3,59
weitere C₉-KW 3,42
n-Nonan 3,02
weitere C₁₀-KW 1,40
Decen-1 3,96
n-Decan 3,34
Undecen-1 3,48
weitere C₁₁-KW 1,45
n-Undecan 2,88
Dodecen-1 3,45
weitere C₁₂-KW 1,75
n-Dodecan 3,41
Tridecen-1 3,56
weitere C₁₃-KW 2,04
n-Tridecan 3,73
weitere C₁₄-KW 2,16
Tetradecen-1 3,61
n-Tetradecan 3,64
weitere C₁₅-KW 1,45
Pentadecen-1 3,33
n-Pentadecan 3,58
weitere C₁₆-KW 1,23
Hexadecen-1 2,76
n-Hexadecan 3,58
weitere C₁₇-KW 0,73
Heptadecen-1 2,18
n-Heptadecan 3,43
weitere C₁₈-KW 0,17
Oktadecen-1 1,24
n-Oktadecan 3,07
Summe 100,00
Hohlkörperfraktion
Einsatzstoff B = Gasgemisch für den Steamcracker, gewonnen aus dem erfindungsgemäßen Verfahren
Zusammensetzung
[Gew.-%]
H₂
0,22
CH₄ 3,65
C₂H₆ 8,89
C₂H₄ 2,76
C₃H₈ 13,16
C₃H₆ 13,78
i-C₄H₁₀ 0,22
n-C₄H₁₀ 9,31
1-C₄H₈ 7,83
i-C₄H₈ 3,14
2-C₄H₈ (trans) 1,80
2-C₄H₈ (cis) 1,31
C₄H₆ 0,93
i-C₅H₁₂ 0,47
n-C₅H₁₂ 11,51
C₅H₁₀ 10,60
Benzol 0,71
C₆H₁₂ 9,71
Summe 100,00
Tabelle 3
Hohlkörperfraktion
Spaltprodukt aus dem Steamcracker
I) mit dem Einsatzstoff A gemäß erfindungsgemäßen Verfahren
II) mit Einsatzstoff Naphtha
Tabelle 4
Hohlkörperfraktion
Spaltprodukt - Gasgemisch - aus dem Steamcracker
I) mit dem Einsatzstoff B gemäß erfindungsgemäßen Verfahren
II) mit Einsatzstoff Naphtha
Mixed Plastic Fraktion
Einsatzstoff für die Destillations- oder Extraktionseinheit zur Abtrennung der Aromatenfraktion, gewonnen aus dem erfindungsgemäßen Verfahren
Zusammensetzung
[Gew.-%]
C₂-KW
≦ωτ0,01
C₃-KW 0,14
n-Butan 0,05
Buten-1 0,21
weitere Butene 0,05
i-Pentan 0,02
n-Pentan 1,45
Penten-1 0,24
weitere Pentene 0,36
n-Hexan 0,57
Hexen-1 2,22
weitere Hexene 0,81
Methylcyclopentan 0,12
Methylcyclopenten 0,13
weitere C₆-KW 0,95
Benzol 2,93
n-Heptan 1,03
Hepten-1 1,15
Methylcyclohexan 0,09
Methylcyclohexen 0,94
weitere C₇-KW 1,42
Toluol 6,72
n-Oktan 1,02
Okten-1 1,43
Ethylcyclohexan 5,56
Ethylbenzol 8,84
Para-Xylol 0,27
Meta-Xylol 0,20
Ortho-Xylol 0,36
Styrol 9,64
weitere C₈-KW 1,37
n-Nonan 1,83
Nonen-1 1,45
i-Propylbenzol 1,58
n-Propylbenzol 0,40
weitere C₉-KW 4,43
n-Decan 1,92
Decen-1 1,60
weitere C₁₀-KW 1,65
n-Undecan 1,29
Undecen-1 1,36
weitere C₁₁-KW 3,43
n-Dodecan 1,41
Dodecen-1 1,34
weitere 12-KW 3,93
n-Tridecan 1,46
Tridecen-1 1,53
weitere C₁₃-KW 4,05
n-Tetradecan 1,43
Tetradecen-1 1,31
weitere C₁₄-KW 2,69
n-Pentadecan 1,40
Pentadecen-1 0,78
weitere C₁₅-KW 1,61
n-Hexadecan 1,44
Hexadecen-1 0,59
weitere C₁₆-KW 0,88
n-Heptadecan 1,32
Heptadecen-1 0,28
weitere C₁₇-KW 0,15
n-Oktadecan 1,05
Oktadecen-1 0,03
weitere C₁₈-KW 0,09
n-Nonadecan @ Nonadecen-1 @ weitere C₁₉-KW @ Summe 100,0
Mixed Plastic Fraktion
Einsatzstoff C für den Steamcracker, gewonnen aus dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Destillations- oder Extraktionseinheit zur Abtrennung der Aromaten
Zusammensetzung
[Gew.-%]
C₂-KW
0,02
C₃-KW 0,25
n-Butan 0,10
Buten-1 0,37
weitere Butene 0,10
i-Pentan 0,04
n-Pentan 2,54
Penten-1 0,42
weitere Pentene 0,63
n-Hexan 1,00
Hexen-1 3,89
weitere Hexene 1,40
Methylcyclopentan 0,19
Methylcyclopenten 0,21
weitere C₆-KW 1,53
Benzol 5,11
n-Heptan 1,42
Hepten-1 1,76
Methylcyclohexan 0,09
Methylcyclohexen 0,96
weitere C₇-KW 1,46
Toluol 1,99
n-Oktan 0,02
Okten-1 0,04
Ethylcyclohexan 5,70
Ethylbenzol 0,09
Para-Xylol ≦ωτ0,01
Meta-Xylol ≦ωτ0,01
Ortho-Xylol 0,01
Styrol 0,18
weitere C₈-KW 0,01
n-Nonan 0,11
Nonen-1 0,06
i-Propylbenzol 0,09
n-Propylbenzol 0,05
weitere C₉-KW 3,55
n-Decan 1,54
Decen-1 0,98
weitere C₁₀-KW 1,01
n-Undecan 2,20
Undecen-1 2,40
weitere C₁₁-KW 5,90
n-Dodecan 2,50
Dodecen-1 2,30
weitere 12-KW 6,90
n-Tridecan 2,55
Tridecen-1 2,67
weitere C₁₃-KW 7,08
n-Tetradecan 2,53
Tetradecen-1 2,31
weitere C₁₄-KW 4,76
n-Pentadecan 2,47
Pentadecen-1 1,38
weitere C₁₅-KW 2,85
n-Hexadecan 2,52
Hexadecen-1 1,04
weitere C₁₆-KW 1,54
n-Heptadecan 2,34
Heptadecen-1 0,50
weitere C₁₇-KW 0,26
n-Oktadecan 1,82
Okradecen-1 0,05
weitere C₁₈-KW 0,16
n-Nonadecan 0,03
Nonadecen-1 @ weitere C₁₉-KW @ Summe 100,00
Mixed Plastic Fraktion
Einsatzstoff D = Gasgemisch für den Steamcracker, gewonnen aus dem erfindungsgemäßen Verfahren
Zusammensetzung
[Gew.-%]
H₂
1,32
CH₄ 8,29
C₂H₆ 8,94
C₂H₄ 10,40
C₃H₈ 6,95
C₃H₆ 20,49
i-C₄H₁₀ 0,28
n-C₄H₁₀ 2,25
1-C₄H₈ 4,27
i-C₄H₈ 6,77
2-C₄H₈t 1,65
2-C₄H₈C 2,32
C₄H₆ 1,20
i-C₅H₁₂ 0,18
n-C₅H₁₂ 10,62
C₅H₁₀ 7,51
Benzol 1,06
C₆H₁₂ 5,50
Summe 100,00
Mixed Plastic Fraktion
Spaltprodukt aus dem Steamcracker mit dem Einsatzstoff C gemäß erfindungsgemäßen Verfahren
Zusammensetzung
[Gew.-%]
CO
0,1
H₂ 0,8
CH₄ 11,1
C₂H₆ 3,0
C₂H₄ 27,2
C₂H₂ 0,4
C₃H₈ 0,5
C₃H₆ 13,8
Propin 0,2
Propadien 0,3
i-C₄H₁₀ 0
n-C₄H₁₀ 0,1
1-Buten 1,5
i-Buten 1,3
2-Buten (c) 0,5
2-Buten (t) 0,3
C₄H₆ 5,8
C₅-KW 4,9
C₆-C₈-NA 1,7
Benzol 12,2
Toluol 5,0
EB+Xylole 1,0
Styrol 1,5
C₉-KW 1,2
C₁₀+-KW 5,5
Summe 100,0
Mixed Plastic Fraktion
Spaltprodukt aus dem Steamcracker mit dem Einsatzstoff D gemäß erfindungsgemäßen Verfahren
Zusammensetzung
[Gew.-%]
CO
0,2
H₂ 1,7
CH₄ 19,3
C₂H₆ 6,7
C₂H₄ 31,8
C₂H₂ 0,7
C₃H₈ 2,1
C₃H₆ 16,1
Propin 0,4
Propadien 0,6
i-C₄H₁₀ 0,1
n-C₄H₁₀ 0,3
1-Buten 0,9
i-Buten 2,0
2-Buten (c) 0,4
2-Buten (t) 0,3
1,3-C₄H₆+VA 4,5
C₅-KW 2,6
C₆-C₈-NA 0,5
Benzol 5,1
Toluol 1,4
EB+Xylole 0,2
Styrol 0,5
C₉-KW 0,2
C₁₀+-KW 1,5
Summe 100,0

Claims (3)

1. Verfahren zum Recyclen von Kunststoffen in einem Steam­ cracker, gekennzeichnet durch nachstehende Verfahrensmerkmale
  • - Dosieren von zerkleinerten, trockenen Kunststoffabfällen mittels eines Förderorgans in einen mit einem Heizmantel ausgerüsteten Rührbehälter,
  • - Aufschmelzen der Kunststoffabfälle bei 300-350°C in dem Rührbehälter
  • - Zuführen der Schmelze in einen Röhrenspaltofen, wobei bei 400-450°C die Polymere in Produkte (Einsatzstoffe) umgewandelt werden, die im Steamcracker in herkömmlicher Weise verdampft und gespalten werden können,
  • - Trennen obiger Produkte mittels einer direkt dem Röhren­ spaltofen nachgeschalteten 1. Kolonne, in
  • - ein bei 330-380°C anfallendes Sumpfprodukt, das nach Ausschleusen der Rückstände und Feststoffe einerseits direkt in den Röhrenspaltofen zurückge­ führt und andererseits als Heizmedium durch den Rühr­ behälter und durch den Heizmantel des Rührbehälters geführt und wieder dem Röhrenspaltofen zugeführt wird, und in
  • - ein bei ca. 240°C anfallendes Kopfprodukt, das nach partieller Kondensation einer 2. Kolonne bei ca. 110°C zugeführt wird,
  • - Trennen des nach der partiellen Kondensation anfallenden Flüssigkeits-/Gasgemisches mittels obiger 2. Kolonne, in
  • - ein am Sumpf der 2. Kolonne austretendes Flüssig­ keitsgemisch, das einerseits als Rücklauf für die 1. Kolonne verwendet wird, und andererseits als Einsatzstoff für den Steamcracker verwendet wird, und in
  • - ein am Kopf der 2. Kolonne austretendes Gasgemisch, das als Einsatzstoff für den Steamcracker verwendet wird.
2. Verfahren zum Recyclen von Kunststoffen, enthaltend Poly­ ethylen, Polypropylen, Polystyrol und/oder Polyvinylchlorid in einem Steamcracker, gekennzeichnet durch nachstehende Verfahrensmerkmale
  • - Dosieren von zerkleinerten, trockenen Kunststoffabfällen mittels eines Förderorgans in einen mit einem Heizmantel ausgerüsteten Rührbehälter,
  • - Aufschmelzen der Kunststoffabfälle bei 330-380°C und gleichzeitiges Dehydrohalogenieren des Polyvinylchlorids in dem Rührbehälter
  • - Zuführen der Schmelze in einen Röhrenspaltofen, wobei bei 430-480°C die Polymere in Produkte (Einsatzstoffe) umgewandelt werden, die im Steamcracker in herkömmlicher Weise verdampft und gespalten werden können,
  • - Trennen obiger Produkte mittels einer direkt dem Röhren­ spaltofen nachgeschalteten 1. Kolonne, in
  • - ein bei 350-400°C anfallendes Sumpfprodukt, das nach Ausschleusen der Rückstände und Feststoffe einerseits direkt in den Röhrenspaltofen zurückge­ führt und andererseits als Heizmedium durch den Rühr­ behälter und durch den Heizmantel des Rührbehälters geführt und wieder dem Röhrenspaltofen zugeführt wird, und in
  • - ein bei ca. 240°C anfallendes Kopfprodukt, das nach partieller Kondensation einer 2. Kolonne bei ca. 110°C zugeführt wird,
  • - Trennen des nach der partiellen Kondensation anfallenden Flüssigkeits-/Gasgemisches mittels obiger 2. Kolonne, in
  • - ein am Sumpf der 2. Kolonne austretendes Flüssig­ keitsgemisch, das einerseits als Rücklauf für die 1. Kolonne verwendet wird, und andererseits einer zur Abtrennung von Aromaten geeigneten Destillations- oder Extraktionseinheit zugeführt wird, und in
  • - ein am Kopf der 2. Kolonne austretendes Gasgemisch, das als Einsatzstoff für den Steamcracker verwendet wird,
  • - Trennen des der obigen Destillations- oder Extraktions­ einheit zugeführten Flüssigkeitsgemisches in
  • - eine Flüssigfraktion, die als Einsatzstoff für den Steamcracker verwendet wird, und in
  • - eine Aromatenfraktion.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Rührbehälter wahlweise mehrere Rührbehälter in Kaskade geschaltet oder ein Intensivrührer eingesetzt sein können.
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