DE60023040T2

DE60023040T2 - Verfahren und system zur kontinuierlichen herstellung von benzin, kerosin und dieselöl aus kunststoffabfällen

Info

Publication number: DE60023040T2
Application number: DE60023040T
Authority: DE
Inventors: Ho-Jun Kwak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: US20030019789A1; EP1268708B1; US6866830B2; EP1268708A1; DE60023040D1; WO2001070906A1; CA2402767A1; PL358679A1; AU2000246166A1; JP4597461B2; CA2402767C; KR20010092096A; CN1247743C; CN1451034A; JP2003528206A; KR100322663B1; PL192516B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und System zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und System zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl, das die Dehydrierung und die Auflösung von Kunststoffabfällen sowie das darauf folgende fluidkatalytische Kracken der sich daraus ergebenden Kunststoffabfälle aufweist und das insbesondere zur Anwendung in kleinen Anlagen geeignet ist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung einer Benzin-basierten Fraktion in hoher Fraktion und hat Vorteile besonders im Hinblick auf den Umweltschutz und die Rückgewinnung von Ressourcen.
Hintergrund der Erfindung
Die Verwertung von Kunststoffabfällen ist in jüngster Zeit weltweit von großem Interesse im Hinblick auf den Schutz der Umwelt und die Gewinnung von Energie und wird in mannigfaltiger Weise untersucht. Die Gewinnung von Kraftstoffen aus Kunststoffabfällen ist als ein Gebiet solcher Verwertung von Kunststoffabfällen anerkannt. JP-A-10 251656 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Öl aus Kunststoffabfällen unter Verwendung der katalytischen Thermolyse.
Herkömmliche Verfahren zur Rückgewinnung von Kraftstoffen aus Kunststoffabfällen ermöglichen hauptsächlich die Herstellung von Kerosin, Dieselöl und/oder einer Mischung daraus. Infolge technischer Schwierigkeiten in Bezug auf Verfahren und Ausrüstung, wie z.B. der Vorbehandlung des Kunststoffabfallrohmaterials, dem Kracken, Franktionieren, Raffinieren usw. gibt es jedoch gegenwärtig noch keinen Bericht über die Herstellung von Benzin, insbesondere Fahrzeugbenzin, unter Verwendung von Kunststoffabfällen, ausgenommen CN-A-1123822, wo die Anwendung eines katalytischen Kracking-Schritts gefolgt von Destillierung von Abfallprodukten in Betracht gezogen wird.
Benzin bezeichnet allgemein flüchtige, brennbare, flüssige Kohlenwasserstoffe, die durch reformierende Destillation, Polymerisation, katalytisches Kacken, Alkylierung usw. von Rohöl erhalten werden. In den meisten Ländern unterliegt Benzin gesetzlichen Regelungen hinsichtlich der Oktanzahl und der Destillationseigenschaft sowie der zulässigen Inhalte an Schadstoffen, wie Blei- oder Schwefelkomponenten. Besonders die Oktanzahl und die Destillationseigenschaft sind die wichtigsten Qualitätsparameter eines Treibstoffs für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungmotor. In einer Ölraffinierie hergestelltes Benzin entspricht den gesetzlichen Qualitätsstandards durch Kombination einer niedrig- oder hochsiedenden Fraktion einer niedrigen oder hohen Oktanzahl mit einem Mischprodukt, bestehend aus einem Produkt aus einer Flüssigkeitskatalysator-Krackingeinheit (FCCU) und einem Produkt, das sich aus dem Reformieren einer hochsiedenden Fraktion aus dem Hydrokracken von Naphta ergibt, welches durch atmsphärische Destillation von Rohöl gewonnen wird. Aus diesem Grund ist es beim Einsatz von Kumststoffabfällen zur Herstellung von Benzin schwierig, die Qualitätsstandards zu erfüllen.
Das Problem bei Kunststoffabfällen, die Polymere hohen Molekulargewichts sind, besteht darin, dass sie bei einfacher Thermolyse aufgrund einer spezifischen Zerfallseigenschaft hauptsächlich eine Wachsfraktion mit wenig oder keinem Benzin, Kerosin und Leichtöl ergeben.
Als Lösung für das oben beschriebene Problem werden deshalb Thermolyseverfahren unter Verwendung einer Festsäure als Katalysator vorgeschlagen. Ein Nachteil dieser Verfahren besteht allerdings darin, dass dabei hauptsächlich C₁ bis C₃-Abgase und eine gemischte Ölfraktion von C₅ bis C₂₅ – Kerosin und Dieselöl gebildet werden, während eine Ölfraktion von 4 bis 25 Kohlenstoffatomen, welche Hauptkomponente ist, nicht in guter Ausbeute erzeugt wird. Folglich beschränkt sich die Rückgewinnung aus Kunststoffabfällen nur auf Mischöl.
Zusätzlich zu diesem Nachteil besteht bei der obengenannten Thermolyse außerdem das Problem, dass Koks und polymere Stoffe, die während des katalytischen Krackens von Kunststoffabfallschmelze entstehen, direkt eine Barriere zur Katalysatoroberfläche bilden, sodass ein schwerwiegendes Phänomen von Katalysatorvergiftung und somit eine rapide Verschlechterung der Katalysatorwirkung eintritt. Aus diesem Grunde wird ein Verfahren verwendet, bei dem ein einfach thermisch abgebautes gasförmiges Öl teilweise gekrackt und isomerisiert wird, indem das gasförmige Öl durch einen mit einem Katalysator gefüllten Festbettreaktor geleitet wird. Allerdings besteht bei diesem Verfahren das Problem, dass dadurch, dass die Temperatur im Festbett reaktor niedriger als die Temperatur in der Thermolyse ist, ein Reaktionsumsatz stark eingeschränkt wird. Außerdem erfordern bei diesem Verfahren die Regenerierung und der Austausch des Katalysators aufgrund des Phänomens der Katalysatorvergiftung erhebliche Kosten, und das Verfahren ist auch sehr kompliziert. Angesichts dieser Nachteile beschränkt sich die Anwendung dieses Verfahrens auf gewerbliche Einrichtungen. Außerdem erzeugt dieses Verfahren nur einen relativ kleinen Anteil an Benzin-Öl-Fraktion und wurde daher als für die Herstellung von Benzin nicht geeignet gehalten.
Offenbarung der Erfindung
Ein erster Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen zu schaffen, bei dem, mit einem hohen Anteil, eine Benzin-basierte Fraktion hoher Qualität gebildet werden kann.
Ein zweiter Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen zu schaffen, welches durch eine effektive Verwertung von Kunststoffabfällen einen Beitrag zum Schutz der Umwelt leisten kann.
Ein dritter Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen entsprechend dem obengenannten ersten und zweiten Zweck zu schaffen.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt zum Erreichen des ersten Zwecks der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl geschaffen, das die Schritte aufweist: Unterziehung der Kunststoffabfälle einer ersten katalytischen Reaktion zur Dehydrierung während des Abbaus; fluidkatalytisches Kracken der dehydrierten und zersetzten Kunststoffabfallschmelze, um eine Benzin-basierte Fraktion in einem hohen Anteil zu erzeugen; und Fraktionieren des entstehenden Materials in die Benzin-basierte Fraktion, die Kerosinfraktion und die Dieselölfraktion.
Entsprechend einem anderen bevorzugten Aspekt für das Erreichen des zweiten Zwecks der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl geschaffen, das weiters den Schritt aufweist, die Benzin-basierte Ölfraktion nach dem Fraktionierungsschritt, der im oben genannten Aspekt für das Erreichen des ersten und zweiten Ziels erwähnt wurde, zu reformieren.
Entsprechend einem anderen bevorzugten Aspekt für das Erreichen der oben genannten ersten und zweiten Zwecke wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl geschaffen, das weiters folgende Schritte aufweist: nach dem Reformierungsschritt, Unterziehen der reformierten Benzin-basierten Fraktion einer Niederdruck-Gastrennung; Reformieren der Kerosin- und Dieselölfraktionen aus dem Fraktionierungsschritt beziehungsweise der reformierten Benzin-basierten Fraktion aus dem Niederdruck-Gastrennungsschritt; und Zugabe von zumindest einem Zuschlagstoff zur raffinierten Benzin-basierten Ölfraktion in Abhängigkeit von Ergebnissen einer diesbezüglichen instrumentalen Analyse, so dass die entstehende Benzin-basierte Fraktion eine Oktanzahl und eine Destillationseigenschaft erhält, welche dem Gesetz entspricht.
Entsprechend einem anderen bevorzugten Aspekt für das Erreichen des oben genannten dritten Zwecks der vorliegenden Erfindung wird ein System zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen geschaffen, welches aufweist: eine fluidkatalytische Krackerapparatur, in welcher eine Schmelze der Kunststoffabfälle und Aluminiumsilikat-Festsäure-Katalysatorpartikel abwärts eingeführt und gekrackt und isomerisiert werden und in welche durch ihren unteren Teil Dampf aus einem Dampfinjektor eingeleitete wird, um auf der Katalysatoroberfläche befindliches, nicht verdampftes gasförmiges Öl zu verdampfen, und welche Apparatur auch mit einer Fraktionierkolonne durch ein Druckregelmittel an ihrem Oberteil verbunden ist; einen Zyklon, der sich außerhalb der fluidkatalytischen Kolonne befindet und dazu dient, nur die Katalysatorpartikel einer gewünschten Größe von den Katalysatorpartikeln auzusortieren, die in den unteren Teil gefallen sind; einen Nickelmolybdän-Katalysatonegenerator einschließlich eines Luftinjektors und eines Abgasdruckreglers zur Regenerierung des vom Zyklon transferierten Katalysators und zur Rückführung des regenerierten Katalysators in die fluidkatalytische Krackerapparatur; und einen Reaktor, der dazu dient, die Kunststoffabfallschmelze in Kontakt mit einem Nickel- oder Nickelkatalysator-Impeller zu bringen zwecks Dehydrierung während der Auflösung der Kunststoffabfallschmelze, wobei der Reaktor mit der fluidkatalytischen Krackerapparatur und dem Katalysatorregenerator verbunden ist.
Entsprechend einem anderen bevorzugten Aspekt für das Erreichen des dritten Zwecks der vorliegenden Erfindung wird ein System für die kontinuierliche Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl geschaffen, das zusätzlich zu den im oben genannten System erwähnten Elementen weiters aufweist: einen Speicherbehälter für einen Supersäure-Reformierkatalysator; einen ersten Supermischer zum Mischen der Benzin-basierten Fraktion mit dem Reformierkatalysator; und einen Reformierreaktor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Andere Zwecke und Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Hinweis auf die begleitenden Zeichnungen deutlich. Wobei:
1 ein Flussdiagramm ist, das schematisch ein kontinuierliches Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und
2 schematische ein System gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bester Modus für die Ausführung der Erfindung
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung wendet eine kontinuierliche Arbeitsweise an und hat folgende konstruktive Elemente:
Erstens, eine Vorbehandlungs- und Schmelzvorrichtung für Kunststoffabfallrohmaterial und, optional, eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen.
Zweitens, einen ersten Reaktor zum Dehydrieren während des Auflösens der Kunststoffabfallschmelze.
Drittens, einen zweiten Reaktor, in dem die dehydrierte und aufgelöste Kunststoffabfallschmelze winem fluidkatalytischem Krackprozess unterworfen wird, um dabei eine Benzinbasierte Fraktion in relativ hohem Anteil, eine Kerosinfraktion und eine Dieselölfraktion zu produzieren.
Viertens, eine Aspenfraktionierkolonne, die gegebenenfalls enthalten sein kann, und die eine prozessfluktuationsdämpfende Funktion zur effizienten, genauen Trennung aufweist.
Fünftens, einen dritten Reaktor, der dazu dient, die Benzin-basierte Fraktion in eine Benzinbasierte Fraktion hoher Oktanzahl umzuwandeln.
Sechstens, einen Behälter zum Abtrennen der Niederschläge, der optional eingeschlossen ist und zum Beseitigen einer Vielfalt von Zusätzen dient, die in der Benzin-basierten Fraktion, der Kerosinölfraktion oder der Dieselölfraktion enthalten sind, so dass der Gehalt an Zusätzen unterhalb eines vom Gesetz vorgeschriebenen Normalwerts liegt.
Siebtens, einen Mischer, der gegebenenfalls vorgesehen sein kann und dazu dient, ein gesetzeskonformes Benzin zu liefern, indem eine chargenweise oder kontinuierliche instrumentale Analyse der Benzin-basierten Fraktion durchgeführt wird und anschließend die Ölfraktion mit einem vorrätigen Gemisch entsprechend dem erhaltenen Analyseergebnis gemischt wird, damit Oktanzahl und Destillationseigenschaft der Ölfraktion dem vom Gesetz vorgeschriebenen Normalwert entsprechen.
Das kontinuierliche Verfahren zur Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen gemäß der vorliegenden Erfindung ist insofern vorteilhaft, dass die Kerosin- und Dieselölfraktionen, die aus der Fraktionierung des katalytisch gekrackten gasförmigen Öls in der Fraktionierkolonne resultieren, an isomerisierter Fraktion reich sind, da sie im fluidkatalytischen Schritt bereits auf ein signifikantes Niveau reformiert worden sind. Deshalb haben die Kerosin- und Dieselfraktionen einen herabgesetzten Gefrierpunkt und sind daher beim Umfüllen und Lagern in der Wintersaison oder einer kalten Region nicht problematisch, bei relativ hoher Nutzungshäufigkeit. Außerdem erfüllen sie die Qualitätsnorm von Treibstoffen.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Zur Erleichterung der Beschreibung wird der Verweis auf 1 mit dem Verweis auf 2 verbunden.
1 ist ein Flussdiagramm, das schematisch ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine Zeichnung, die schematisch ein System der vorliegenden Erfindung zeigt. Die auf die Zeichnungen bezogene Beschreibung folgt nun in der Reihenfolge der Prozessschritte.
Zuerst wird eine Vorbehandlung durchgeführt, die aus einem Zerkleinerungs- und Sortierschritt, einem Einschmelzschritt und einem Verunreinigungen ausfällenden Schritt besteht. Im Zerkleinerungs- und Sortierschritt werden gesammelte Kunststoffabfälle zur besseren Handhabung und zum leichteren Einschmelzen auf Chipgröße zerkleinert, und Verunreinigungen werden aussortiert und entfernt. Die Größe der zerkleinerten Kunststoffabfälle ist für die vorliegende Erfindung unkritisch. Die Zerkleinerungsrate der Kunststoffabfälle kann zum Beispiel etwa 1000 kg Kunststoffabfälle pro Stunde sein, wird aber natürlich abhängig von der Größe der Zerkleinerungseinrichtung variieren.
Mit dem hier kollektiv gebrauchten Ausdruck "Kunststoffabfälle" sind übrigens natürliche und synthetische Harze gemeint. Die Kunststoffabfälle sind vorzugsweise Thermoplaste, ohne wärmeaushärtende Harze auszuschließen. Noch mehr bevorzugt schließen die Kunststoffabfälle Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol usw. ein, ohne auf diese beschränkt zu sein.
In einem anschließenden Einschmelzschritt werden die zerkleinerten Kunststoffabfälle durch eine Förderschnecke 41 in die Rohstoffschmelzvorrichtungen 1 und 2 eingespeist, wo die zerkleinerten und sortierten Kunststoffabfälle eingeschmolzen werden. In einer Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, wird die Kunststoffabfallschmelze mit einem Rotor 83 gerührt, der von einem Motor 81 in einer ersten Schmelzvorrichtung angetrieben ist, während die Kunststoffabfallchips erstmalig eingeschmolzen werden. Dann wird die Schmelze auf einen Wasserinhalt von etwa 10% oder weniger entwässert, worauf die Temperatur auf 150°C erhöht wird. Danach wird die Schmelze in eine zweite Schmelzeinrichtung 2 mittels Förderschnecke 42 eingespeist und weiter auf eine Temperatur von etwa 340 bis 360°C gebracht und darin weitergeschmolzen. Die weitergeschmolzenen Kunststoffabfälle werden dann in einen Rohstoffschmelzbehälter 3 gegeben. Erde und feinkörnige Verunreinigungen usw., die sich am Boden des Rohstoffschmelzbehälters absetzen, werden aus dem System mittels einer Förderschnecke 44 entfernt.
Die Kunststoffabfallschmelze wird im Schmelzbehälter 3 bis zur völligen Homogenität geschmolzen. In der Stufe des Ausfällens der Verunreinigungen wird die homogene Kunststoff abfallmischung mittels Kreiselpumpe 51 in ein Absetzbecken 5 gepumpt, das bei einer Temperatur von etwa 340°C bis 360°C gehalten wird und dessen Boden abgeschrägt ist. Im Ausfallbehälter 5 werden Erde und feinkörnige Verunreinigungen usw. ausgefällt und entfernt. Die mittels Kreiselpumpe 5 eingefüllte Kunststoffabfallschmelze wird bei etwa 350°C gehalten, indem der Wärmeverlust durch die Wärme eines ersten externen Umlauferhitzers 4 kompensiert wird. Wenn die Zerkleinerungsrate für die Kunststoffabfälle zum Beispiel wie oben genannt ist, kann der Durchsatz der Schmelze zum Beispiel etwa 5.000 Liter/Minute (l/Min) betragen, aber auch variiert werden. Erde und feinkörnige Verunreinigungen, die auf dem Boden des Absetzbeckens 4 ausgefällt sind, werden mit einer Förderschnecke 43 aus dem System entfernt. Das Absetzbecken 5 kann auch mit einem (nicht gezeigten) Erhitzer ausgerüstet sein.
Darauf folgt ein Dehydrierungs- und Abbauschritt (eine erste katalytische Reaktionsstufe). In diesem Schritt wird die Kunststoffabfallschmelze, aus der die Verunreinigungen durch den oben beschriebenen Vorbehandlungsschritt entfernt wurden, in einen ersten Reaktor mit einer konstanten Flussrate (etwa 15 bis 18 l/Min bei der oben beschriebenen Zerkleinerungsrate) mittels Dosierpumpe 52 eingefüllt. Die eingefüllte Kunststoffabfallschmelze wird mit einem Katalysator-Flügelrad 86 (vorzugsweise ein Flügelrad aus Nickel oder einer Nickellegierung), das von einem Motor 82 angetrieben wird, bei einer Temperatur von 350°C bis 370°C in Kontakt gebracht und dabei dehydriert und zersetzt. Angesichts der Reaktivität und des Ausstoßes wird es vorgezogen, die Umdrehungszahl des Flügelrads/das Flügelrad/den Durchsatz zu regeln (z. B. 180 U/min/Scheibenturbine von 8 Flügeln und 4 Stufen/5 cm/Min Aufwärtsfluss für die oben genannte Zerkleinerungsrate), so dass das Reaktionssegment für den Durchsatz unterhalb von 10 bis 20 μm ist. Die Verweildauer des Rohstoffs im ersten Reaktor ist im Bereich ca. 20 bis 35 Minuten.
Das Flügelrad insbesondere ist vorzugsweise vom Typ einer mehrstufigen Schaufelradturbine, so dass der Kunststoffabfall-Rohstoffflusses in Form einer Pfropfenströmung aufrechterhalten wird. Ein Leitblech und ein Scheibenloch unterstützen vorteilhafterweise die Aufrechterhaltung der Pfropfenströmung.
Der Katalysator aus Nickellegierung bewirkt die Dehydrierung des Polymers bei einer hohen Temperatur, etwa 350°C bis 370°C, und gleichzeitig das Kracken des Polymers an seinen Schwachstellen. In diesem Schritt, wenn das thermische Kracken oder katalytische Kracken noch nicht intensiv erfolgt, tritt kein Problem einer Katalysatorvergiftung infolge Bildung einer Barriere auf der Katalysatoroberfläche auf.
Durch diesen Dehydrierungs- und Zersetzungschritt wird das Rohmaterial auf ein Molekulargewicht in der Größenordnung von 1/8 bis 1/12 reduziert.
Die Wärmeversorgung des ersten Reaktors erfolgt über die Pumpe 53 mit einem zweiten externen Umlauferhitzer 7. Ein Erhitzer 85 kann ebenfalls außerhalb des ersten Reaktors 6 montiert sein.
Anschließend wird das Rohmaterial, d.h. die Kunststoffabfallschmelze, welche die erste katalytische Reaktion – den Dehydrierungs- und Zersetzungsschritt – durchlaufen hat, einem fluidkatalytischen Kracken unterzogen. Das Rohmaterial, das mittels Hochdruckpumpe 54 befördert wird, reagiert intensiv mit einem vom Katalysatorregenerator 8 zugeführten Katalysator auf engem Raum innerhalb eines fluidkatalytischen Krackingrohrs 10a, dessen Temperatur bei 500°C bis 550°C gehalten wird. Während solcher Reaktion wird der Rohstoff ins Fließbett der fluidkatalytischen Krackapparatur 10 (einen zweiten Reaktor) bei einem Druck von 10 kg/cm² und einem Durchsatz von ca. 15 bis 18 l/h (für die oben genannte Zerkleinerungsrate) eingebracht. Die Reaktion des Rohmaterials wird in der fluidkatalytischen Krackapparatur 10 vollzogen, während der Katalysator hinunter auf den Boden der fluidkatalytischen Krackapparatur sinkt. Bei dieser Reaktion wird das Rohmaterial sogleich bei Kontakt mit dem Katalysator umgehend gekrackt und dehnt sich dann um ca. das 18-fache des Volumens aus. Zugleich mit dieser Ausdehnung diffundiert es rasch in die Poren des Katalysators, wo es weiter gekrackt und isomerisiert wird.
Als Katalysator wird bei der oben genannten Reaktion ein konventioneller Tonerdesilikat(SiO₂-Al₂O₃)-Festsäurekatalysator bevorzugt verwendet, ohne auf diesen festgelegt zu sein. Das Gas von niedrigem Molekulargewicht, das bei einer Temperatur von etwa 5000°C bis 550°C gekrackt wurde, ist in Kontakt mit der breiten Porenfläche im Inneren des Katalysators, während es durch die zweite Reaktion reformiert und zyklisiert wird.
Die Zeit, während welcher der Rohstoff durch den fluidkatalytischen Reaktor passiert, bestimmt sich abhängig von der Diffusionsgeschwindigkeit. Außerdem wird bevorzugt, dass der Katalysator unterhalb vom oberen Teil eingeführt wird, weil es dadurch zu einer signifikanten Senkung der Apparatekosten führt und gleichzeitig die Apparatur vorteilhafterweise kleinere Abmessungen haben kann. Der Katalysator und das gasförmige Öl, die durch das Fließbett geschickt wurden, werden im zweiten Reaktor 10 voneinander getrennt. Dabei wird bevorzugt, die Wärme- und Materialbilanz zu steuern, damit am Ende 90% oder mehr des Rohmaterials gekrackt ist. Solche Steuerung ist für einen Fachmann naheliegend.
Der Anteil des gasförmigen Öls, der nicht von der Oberfläche des Katalysators entfernt worden ist, wird mit der Verdampfung des im Dampfgenerator 11 erzeugten Dampfes verdampft und dem unteren Teil des zweiten Reaktors 10 in einem molaren Verhältnis von 14% zugeführt. Als Ergebnis bleibt weniger als 10% des gasförmigen Öls nicht verdampft.
An einer oberhalb vom Oberteil der fluidkatalytischen Krackerapparatur 10, dem zweiten Reaktor, beabstandeten Stelle ist ein den Abgasdruck regelndes Mittel 93 installiert. Dieses Druckregelmittel dient dazu, stets den Druck des Krackers 10 auf einem höheren Niveau zu halten als den Druck des unteren Teils (einem mit der Krackerapparatur in Verbindung stehenden Teil) einer Fraktionierkolonne 10, wodurch ein Gegenstrom von der Fraktionierkolonne 10 verhindert wird.
An einer im Abstand vom unteren Teil der fluidkatalytischen Krackerappartur 10, dem zweiten Reaktor, befindlichen Stelle ist ein (nicht gezeigter) Ejektor installiert, der Luft mit einem Druck von etwa 5 kg/cm² ausstößt. Dieser Ejektor dient dazu, die in den Kracker 10 hinabfallenden Katalysatorpartikel zu einem mit Katalysatorregenerator 8 verbundenen externen Zyklon 90 zu senden. Von diesem Zyklon 90 wird das zu einer Brücke geformte Katalysatorpulver in einen Lagertank 91 eingezogen und entfernt, während die übrigen Katalysatorpartikel in den Katalysatorregenerator 8 bei einer Temperatur im Bereich von etwa 460°C bis 490°C eingebracht werden.
In den Katalysatorregenerator 8 wird Luft mit einer Durchsatzrate von 19,7 kg/min eingeführt (diese Rate entspricht der Wärmebilanz für den Fall der oben genannten Zerkleinerungsrate) und bei ca. 650°C gehalten, wobei alle im Katalysator verbliebenen Kokse oxidieren. Die zirkulierende Menge an Katalysator bestimmt sich nach der Wärmebilanz. Das bedeutet, dass es keine andere Wärmezufuhr außer der anfänglichen Aufheizung gibt. Im Falle der oben genannten Zerkleinerungsrate ist die zirkulierende Menge an Katalysator etwa 100 bis 105 l/Min. Indessen kann die Regelung der Temperatur ohne Abhängigkeit von entweder der Wärme- oder der Materialbilanz zu einer Verringerung der reaktiven Effizienz im Fließbett infolge eines unvollständig regenerierten Katalysators oder, aufgrund von hoher Temperatur, zum Auftreten eines Kollaps im Katalysatorregenerator 8 führen. Der Katalysatorregenerator 8 kann aus Ni-Mo-Legierung, wie zum Beispiel im Handel erhältliches Incolloy 800 HT, gemacht sein.
Am unteren Teil des Katalysatorregenerators 8 ist ein Gitter angeordnet, das eine Hindernisfunktion hat und mit einem Luftverteiler verbunden ist. Das Gitter und der Luftverteiler sind dergestalt konstruiert, dass sie für einen Druck sorgen können, der für den Kopf des Katalysator regenerators 8 ausreicht. Das Gitter hat Luftlöcher, die einen Durchmesser von 1,5 mm haben können und etwa 1.800 Stück an der Zahl sein können. An einer im Abstand vom oberen Teil des Katalysatorregenerators 8 befindlichen Stelle sind ein externer Zyklon 90 und ein Druckregelmittel für Abgas 92 installiert. Das Druckregelmittel für Abgas 92 dient dazu, den Druck im Katalysatorregenerator 8 auf einem Niveau zu halten, der höher als der Druck in der fluidkatalytischen Krackerapparatur 10 und im unteren Teil (der Teil, der mit dem Kracker 10 verbunden ist) der Fraktionierkolonne ist, wodurch ein Gegenstrom aus der Fraktionierkolonne 12 und aus dem katalytischen Cracker 10 verhindert wird.
Danach erfolgt ein Fraktionierschritt. Bei diesem Fraktionierschritt wird gasförmiges Öl, das vom oberen Teil des ersten Reaktors 6 abgesaugt wurde und ein in der fluidkatalytischen Krackerapparatur 10 als zweitem Reaktor gekracktes und isomerisiertes gasförmiges Öl einem Gas-Flüssigkeits-Kontakt in der Fraktionierkolonne 12 unterworfen. Durch diesen Gas-Flüssigkeits-Kontakt werden die gasförmigen Öle in eine Kerosinfraktion, eine Dieselölfraktion und eine Benzin-basierte Fraktion getrennt. Bezüglich dieser Fraktionierkolonne werden eine Stufenzahl und ein Kolonnenbodentyp für die genaue Trennungseffizienz bestimmt. Im Falle der oben genannten Zerkleinerungsrate kann eine Kolonne mit einem Durchmesser von 600 mm, einer Stufenanzahl von 21 und ein Glockenbodentyp verwendet werden. Die jeweiligen Abzugsleitungen haben eine Pumpe, und die jeweiligen Fraktionen werden auf eine genau berechnete Temperatur geregelt. Die Kerosinfraktion wird auf eine Temperatur von 160 bis 200°C, die Dieselölfraktion auf 240°C bis 320°C und die Fraktion für verflüssigtes Öl vom Boden der Fraktionierkolonne auf 350°C bis 380°C geregelt. Der Ablauf des verflüssigten Öls vom Boden der Fraktionierkolonne 12 wird zum ersten Reaktor 6 mittels Pumpe 61 zurückgeleitet, wobei der Pegel in der Fraktionierkolonne 12 konstant gehalten wird.
Der Ausfluss der Dieselölfraktion und der Kerosinfraktion vom unteren und mittleren Teil der Fraktionierkolonne 12 werden mittels Pumpen 50 und 55 zu einem Raffinierschritt gefördert.
Inzwischen wird der Abfluss der Benzin-basierten Fraktion vom oberen Teil der Fraktionierkolonne 12 durch einen Reformierungsschritt geleitet. Die Benzin-basierte Ölfraktion wird durch ein Rücklaufverhältnis in die Fraktionierkolonne 12 zurückgeführt, wobei sie vorübergehend in einem Benzin-basierten Fraktion-Rückführungs-Behälter 13 auf Gas-Flüssigkeits-Kontaktweise gespeichert wird. Dann wird das Bodenprodukt vom Tank 13 zur Fraktionierko lonne 12 mittels Pumpe 57 zurückgeführt, und eine gesammelte Benzin-basierte Fraktion wird bei 25°C kondensiert und in einem Puffertank 14 gespeichert. Ein vom oberen Teil des Puffertanks 14 abgesaugtes Niederdruckgas wird zu einem Niederdruckgassammler (einem Flüssigkeitskontaktor) 23 geleitet, um dort abgesondert zu werden.
Inzwischen wird die Benzin-basierte Fraktion vom Puffertank 14 mittels Pumpe 61 zu einem Vorheizer 15 gepumpt, wo sie auf eine Temperatur von 90 bis 120°C vorgeheizt wird. Dann wird die vorgeheizte Fraktion durch einen ersten Supemischer 16 dispergiert und gerührt, zusammen mit einem Reformierkatalysator, der von einem Reformierkatalysator-Vorratsgefäß 95 mittels Pumpe 62 zugeführt wird, und auf diese Weise homogenisiert. Solche homogenisierte Mischung wird isomerisiert und in einen Reformierreaktor 17, als dritten Reaktor eingeleitet, zum Beispiel mit einer Durchsatzrate von 8 bis 12 l/Min für den Fall der oben genannten Zerkleinerungsrate eingeleitet.
Der Reformierkatalysator ist ein Supersäurekatalysator, und vorzugsweise HCl, AlCl₃ oder SbCl₃, und die Benzin-basierte Fraktion wird mit dem Supersäurekatalysator in einem Molverhältnis von 1/50 bis 1/100 gemischt. Der Supersäurekatalysator veranlaßt, durch starke Säurewirkung, eine Doppelbindung der Benzinfraktion bei einer Temperatur von etwa 90 bis 120°C, die Benzinfraktion zu einem sekundären und dann zu einem tertiären Carbonium umzuwandeln, wodurch die Benzinfraktion zu Isomerisierung gebracht wird. In diesem Prozess hängt die Umwandlung wesentlich vom Dispersionsgrad des Katalysators ab. Jedoch ist eine zu kleine Partikelgröße des Katalysators insofern problematisch, dass sie einen Verlustfaktor des Katalysators verstärkt und zu einer Produktverunreinigung führt. Folglich besteht ein enger Zusammenhang zwischen Partikelgröße und Trennzeit.
Da sich der Reformierschritt unter stark sauren Bedingungen vollzieht, muss der dritte Reaktor 17 notwendigerweise aus einem korrosionsfesten Material gefertigt sein. Im dritten Reaktor 17 werden der Katalysator und die reformierte Benzinfraktion durch das spezifische Gewicht getrennt. Die Trennzeit wird durch die berechnete Sinkgeschwindigkeit bestimmt. Die Trennzeit beträgt bei der oben genannten Zerkleinerungsrate etwa 40 Minuten. Der getrennte und ausgefällte Katalysator wird im Kreislauf mit einer Rate von 200 bis 300 cm³/Min weiter umgewälzt und periodisch im Verhältnis zum Verlust aufgefüllt.
Saurer Dampf, der aus dem dritten Reaktor 17, dem Reformierreaktor, austritt, wird in einem Säureluftwäscher 21 zum Waschen in Wasser gelöst und dann mittels Pumpe 66 zu einem Neutralisierungsbehälter 22 gepumpt, wo er neutralisiert wird.
Inzwischen wird die Benzin-basierte Fraktion (die reformierte Fraktion) wie oben beschrieben durch einen Kühler 18 geleitet und homogen mit Wasser, das über eine Pumpe 54 in einem Verhältnis von etwa 1:1 zugeleitet wird, in einem Supermischer 19 homogen gemischt.
Die homogenisierte Mischung wird stehengelassen und einer Phasentrennung in einem ersten Raffinierungstank 20 unterzogen. Dann wird die untere Wasserschicht, in der die Säure gelöst ist, mittels Pumpe 68 abgepumpt, in einen Neutralisierungsbehälter 22 geleitet und dort neutralisiert.
Danach erfolgt ein Trennschritt für Niederdruckgas. In einer Trennkolonne 23 für Niederdruckgas werden Gase, die aus dem Rückgewinnungsbehälter 14 für die Benzin-basierten Fraktion und aus dem oberen Teil des ersten Raffinierungstanks 20 abgeleitet wurden, sowie die mittels Pumpe 67, von der öligen Schicht im ersten Raffinierungstank 20 zugeführte, reformierte Benzinfraktion einem Gas-Flüssigkeits-Kontakt ausgesetzt, um in eine reformierte Ölfraktion und ein Gas getrennt zu werden.
Das abgetrennte Gas wird zu einem Abscheidebehälter 24 geleitet, während die abgetrennte reformierte Ölfraktion zu einem Säuremischer 25 mittels Pumpe 69 geleitet wird.
Danach wird die vollständig reformierte Ölfraktion ebenso wie die Benzin-basierte Fraktion und die im fluidkatalytischen Krackingschritt getrennte Kerosin- und Dieselölfraktion zu einer ersten Raffinierungsstufe geleitet.
Die reformierte Benzin-basierte Fraktion, beziehungsweise die fraktionierte Kerosin- und Dieselölfraktionen werden kondensiert und mit einer sauren Lösung (z.B. einer 1 bis 2 Mol%igen Schwefelsäurelösung) gemischt, die von einer Pumpe 70 in den Säuremischer 25 befördert wird. Darauf folgend wird die Mischung zu einem zweiten Raffinierungsbehälter 26, als Absetz- und Trennbehälter, geleitet und dann kondensiert und mit einer alkalischen Lösung (z.B. einer 3 bis 5 Mol%igen Natriumhydroxidlösung) gemischt, die von einer Pumpe 71 in einem Alkalimischer übertragen wurde. Danach wird die Mischung zu einem dritten Raffinierungsbehälter 28, als Absetzt- und Trennbehälter, geleitet. Die verbrauchte Säurelösung wird nach dem Neutralisieren entsorgt, und die benutzte kondensierte alkalische Lösung wird nach ihrer Reinigung wiederverwendet. Der zweite und der dritte Raffinierungsbehälter 26 bzw. 28 sind so entworfen, dass sie ein dreiphasiges System trennen können, um Säure oder alkalisches Kondensat in mittlereren und niedrigeren Schichten unterhalb der Ölfraktionsschicht als oberer Schicht zu beseitigen, in dem sich eine Vielfalt gelöster Additive befindet. Beispielsweise kann je ein Abflussventil für die mittlere Schicht und die untere Schicht vorgesehen werden.
Die Kerosin- und Dieselölfraktionen, die den oben genannten Raffinierungsschritt passiert haben, werden zu dem (nicht gezeigten) jeweiligen Lagertank gepumpt und dort als Endprodukt gespeichert. Alternativ werden diese Fraktionen nach Durchlaufen eines Additivmischschritts und eines zweiten Raffinierungsschritts, wie nachstehend beschrieben, gespeichert. Die gespeicherte Ölfraktionen sind jeweils für die Verwendung als Treibstoffbereit.
Inzwischen wird die erste raffinierte Ölfraktion als Benzin-basierte Fraktion, die den oben genannten Raffinierungsschritt passiert hat, in den Pufferbehältern 29 und 30 für Benzin-basierte Fraktion gespeichert. In der vorliegenden Erfindung wird, obwohl die oben genannten Pufferbehälter in ihrer Anzahl nicht spezifisch beschränkt sind, die Verwendung einer Vielzahl von Pufferbehältern, also zwei oder mehr Pufferbehälter in Anbetracht einer Prozesseffizienz unter Berücksichtigung der Besonderheiten des kontinuierlichen Prozesses bevorzugt.
Die in den Pufferbehältern 29 und 30 für Benzin-basierte Fraktion gespeicherte erste raffinierte Ölfraktion wird kontinuierlich überwacht. Bei dieser Überwachung wird die Ölfraktion auf ihre Komponenten mittels geeigneter instrumentaler Analyse, wie der Gaschromatographie analysiert. Je nach den Ergebnissen der Kontrolle werden Additive für die Regulierung der Oktanzahl und der Destillationseigenschaft mit der Ölfraktion in einem geeigneten Verhältnis gemischt, damit das gewonnene Benzin die gesetzlichen Bestimmungen erfüllt.
Behälter, die für die Lagerung der Additive aufgestellt werden können, beinhalten einen Antioxidationsmittel-Lagertank 31, Lagertanks 32 und 33 für Additive für hohe Oktanzahl, wie einen leichten C₄-Zuschlagstoff für hohe Oktanzahl und einen schweren C₄-Zuschlagstoff für hohe Oktanzahl usw., einen Lagertank 34 für Zuschläge für niedrigen Siedepunkt und Additive für niedrige Oktanzahl, wie leichte, lineare, gerade verlaufende, gesättigte C₅-C₇-Kohlenwasserstoffe für niedrige Oktanzahl und leichte, lineare, gerade verlaufende C₅-C₇-n- Paraffine für niedrige Oktanzahl usw. und ein Vorratstank 35 für Additive für niedrigen Siedepunkt und hohe Oktanzahl, wie Methyl-t-Butyläther.
Abhängig von den Komponentenanalyseergebnissen der raffinierten ersten Fraktion wird eine gewünschten Menge der ersten raffinierten Ölfraktion zu einem Mischer 36 mittels Pumpe 77 geleitet, während die gewünschte Menge und Art des Additives von den Zuschlagstoffbehältern 31, 32, 33, 34 und/oder 35 zum Mischer 36 mittels der entsprechenden Pumpen 72, 73, 74, 75 und/oder 76 zugeführt werden. Die zugeführten Additive werden mit der ersten raffinierten Ölfraktion im Mischer 36 gemischt, und bewirken, dass die Ölfraktion den gesetzlichen Bestimmungen entspricht.
Dann wird das gemischte Benzin vom Mischer 36 einem zweiten Raffinierungschritt unterzogen. Für die zweite Raffinierung wird das gemischte Benzin zu einem vierten Raffinierungsbehälter 37 geleitet und dort durch das spezifische Gewicht getrennt. Das getrennte Benzin wird mittels Filter 38 filtriert, wonach das filtrierte Benzin zu einem mit Aktivkohle gefüllten Absorber geleitet wird, in welchem es entfärbt wird. Danach wird das gewonnene Benzin in einem Benzinvorratstank 40 gespeichert.
Bei dem Verfahren und System für die Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen werden Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol usw. in den Kunststoffabfällen prinzipiell in einem möglichst konstanten Verhältnis zugegeben, weil ein Mischverhältnis der Polymere Auswirkung auf die Produktqualität hat. In dieser Hinsicht wird ein Mischungsrezept für die Polymere abhängig von den Analyseergebnissen bestimmt. Als Bezugnahme wird ein solcher Mischungsvorbereitungsschritt auch in den existierenden Ölraffinerien genutzt und ist ein wesentlicher Prozess für die Herstellung von Benzin.
Weiters kann es bis zu zehn Gattungen von Mischbestandteilen geben, die von Fall zu Fall und abhängig von einer Vielfalt von Parametern, wie Jahreszeiten, und einem Mischungsverhältnis der eingebrachten Rohstoffe usw. passend ausgewählt werden. Besonders wichtig ist es, die Mischbestandteilen auf solche Art hinzuzufügen, dass die Destillationseigenschaft der Produkte den gesetzlichen Bestimmungen entspricht. Wenn Polystyrolharz in einer großen Menge zugeschlagen wird und damit aromatische C₇-C₈-Komponenten signifikant enthalten sind, wird es zum Beispiel vorgezogen, die Zugabemenge von aromatischer C₉-Komponente zu ver mindern, während eine relativ großen Menge an C₅-Fraktionzugemischt wird, um dadurch die Oktanzahl zu steuern.
Der Benzin-basierte Fraktion, die den Reformierschritt der vorliegenden Erfindung durchlaufen hat, hat im Durchschnitt eine Oktanzahl etwa 85 bis 90, aber diese durchschnittliche Oktanzahl kann auf ein Niveau von 93 bis 96 erhöht werden, wenn die Mischzuschläge hinzugefügt werden.
Des Weiteren fallen im Herstellungsverfahren und -system der vorliegenden Erfindung bei der Verarbeitung von 100 Gewichtsteilen Kunststoffabfälle als Rohmaterial 39 bis 42 Gewichtsteile Benzin-basierte Fraktion, 9 bis 12 Gewichtsteile Kerosinfraktion, 9 bis 11 Gewichtsteile Dieselfraktion, 7 bis 11 Gewichtsteile Abgas und 8 bis 11 Gewichtsteile Abfallkomponenten an.
Die folgende Tabelle 1 zeigt ein Beispiel einer Mischung zur Herstellung von Benzin unter Nutzung der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Benzin-basierten Fraktion: Tabelle 1

MTBE:: Methyl-t-Butyläther

Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich liefert die vorliegende Erfindung die Verfahren und das System für die kontinuierliche Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen. Ein solches Verfahren, und System wendet die Methode des fluidkatalytischen Krackens an, bei der das vorher katalytisch behandelte Rohmaterial und die Katalysatorpartikel während der Abwärtsbewegung miteinander in Kontakt sind, und beinhaltet die Reformierung mit dem zirkulierenden Katalysator. Damit zeigt die vorliegende Erfindung eine hohe Umwandlung, während sie Probleme wegen des Katalysatorvergiftungsphänomens wirksam ausschließt. Außerdem kann die vorliegende Erfindung kommerziell auf kleinen Anlagen angewendet werden, dann aber auf großen Anlagen nicht angewendet werden. Außerdem erlaubt die vorliegende Erfindung die Erzeugung der Benzinfraktion in einem relativ hohen Anteil und trägt sehr zur Verwertung von Abfallressourcen und zum Umweltschutz bei.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zu illustrativen Zwecken offenbart worden sind, ist es für einen Fachmann naheliegend, dass verschiedene Änderungen, Zusätze und Ersetzungen möglich sind, ohne den in den begleitenden Ansprüchen offenbarten Umfang der Erfindung zu verlassen.
DEUTSCHE ZEICHNUNGSBESCHRIFTUNG: Fig. 1
Fig. 2A
Fig. 2B

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen, welches folgende Schritte umfasst: eine Schmelze der Kunststoffabfälle wird einer ersten katalytischen Reaktion unterzogen, bei welcher die Kunststoffabfallschmelze zur Dehydrierung während der Auflösung mit einem Nickel- oder Nickellegierungskatalysator in Kontakt steht; die dehydrierte und aufgelöste Kunststoffabfallschmelze wird einem fluidkatalytischen Krackverfahren als eine zweite katalytische Reaktion unterzogen, bei der die Kunststoffabfallschmelze und ein Tonerdesilikat-Festsäure-Katalysator nach unten in eine fluidkatalytische Krackapparatur gegeben werden; und das gekrackte Material wird in eine Benzin-basierte Fraktion, eine Kerosin-Fraktion und eine Dieselöl-Fraktion fraktioniert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste katalytische Reaktionsschritt bei einer Temperatur in einem Bereich von 350°C bis 370°C ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Durchflussgeschwindigkeit der Kunststoffabfallschmelze in der ersten katalytischen Reaktion in einer solchen Art und Weise gesteuert wird, dass ein Reaktionssegment für die Durchflussgeschwindigkeit 10 bis 20 μm ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der fluidkatalytische Krackschritt bei einer Temperatur von 500°C bis 550°C ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, welches ferner den Schritt des Einleitens von Dampf in den Boden der fluidkatalytischen Krackapparatur nach dem fluidkatalytischen Krackschritt umfasst, wodurch nicht verdampftes, auf der Katalysatorpartikeloberfläche befindliches gasförmiges Öl verdampft wird.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner folgende Schritte umfasst: Sammeln der nach unten eingeführten Katalysatorpartikel aus der fluidkatalytischen Krackapparatur; Mischen der gesammelten Katalysatorpartikel mit Luft; und Inkontaktbringen der entstehenden Mischung mit einem Nickel-Molybdän-Katalysator bei einer Temperatur von 620°C bis 680°C, wodurch auf dem Katalysatorpartikel verbleibende Kokse durch Oxidation entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner folgende Schritte umfasst: Vorbehandeln der Kunststoffabfälle durch Zerkleinerung und Schmelzen der Kunststoffabfälle vor der ersten katalytischen Reaktion; und Präzipitieren von Verunreinigungen in dem Kunststoffabfall.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schmelzschritt erstens aus dem Schmelzen der Kunststoffabfälle zum Erhalt eines Feuchtigkeitsgehalts davon von 10% oder weniger, und zweitens dem Schmelzen der Kunststoffabfälle zum Erhöhen einer Temperatur davon auf einen Bereich von 340°C bis 360°C besteht, und der Fremdstoff Präzipitationsschritt bei einer Temperatur von 340°C bis 360°C ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner den Schritt des Umformens der Benzin-basierten Fraktion mit einem Supersäure-Katalysator aus HCl, AlCl₃ oder SbCl₃ als einen dritten Reaktionsschritt umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Benzin-basierte Fraktion in einem Molverhältnis von 1/50 bis 1/100 mit dem Supersäure-Katalysator gemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, welches ferner folgende Schritte umfasst: Mischen der umgeformten Benzin-basierten Fraktion und des Katalysators aus der dritten katalytischen Reaktion mit Wasser; Stehen lassen der entstehenden Mischung; und Abgießen und Neutralisieren der wässrigen Schicht der entstehenden Mischung.
Verfahren nach Anspruch 9, welches ferner folgende Schritte umfasst: die umgeformte Benzin-basierte Fraktion wird einer Niederdruck-Gasabtrennung unter Anwendung eines Gas-Flüssigkeits-Kontaktes nach dem dritten katalytischen Reaktionsschritt unterzogen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 12, welches ferner folgende Schritte umfasst: Mischen der Kerosin- und Dieselölfraktionen aus dem Fraktionierschritt bzw. der umgeformten Benzin-basierten Fraktion aus denn Niederdruck-Gasabtrennungsschritt mit einer Säure; Abtrennen der Säure von den entsprechenden Fraktionen; Mischen der entsprechenden Fraktionen mit einem Alkali; und Abtrennen des Alkalis von den entsprechenden Fraktionen, wodurch die entsprechenden Fraktionen raffiniert werden.
Verfahren nach Anspruch 13, welches ferner folgende Schritte umfasst: Überwachen der Benzin-basierten Fraktion aus dem Raffinierungsschritt durch eine instrumentelle Analyse; und Zugeben von Additiven zu der Benzin-basierten Fraktion gemäß den Ergebnissen der instrumentellen Analyse, wodurch die Benzin-basierte Fraktion eine Oktanzahl und eine Destillationseigenschaft erhält, welche dem Gesetz entspricht.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Additive ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus einem Antioxidationsmittel; einem leichten C₄-Additiv mit hoher Oktanzahl und/oder einem schweren C₄-Additiv mit hoher Oktanzahl; einem Additiv mit niedrigem Siedepunkt und niedriger Oktanzahl aus einem gesättigten C₅ bis C₇-Kohlenwasserstoff und/oder einem Additiv mit niedrigem Siedepunkt und niedriger Oktanzahl aus einem C₅ bis C₇-n-Paraffin; einem Additiv mit niedrigem Siedepunkt und hoher Oktanzahl aus Methyl-t-Butylether; und einer Kombination daraus.
System zur kontinuierlichen Herstellung von Benzin, Kerosin und Dieselöl aus Kunststoffabfällen, welches Folgendes umfasst: eine fluidkatalytische Krackapparatur, in welcher eine Schmelze der Kunststoffabfälle und Tonerdesilikat-Festsäure-Katalysatorpartikel von dem oberen Teil der Krackapparatur nach unten eingeführt und gekrackt und isomerisiert werden, und in welche durch ihren unteren Teil Dampf eingeleitet wird, um nicht verdampftes, auf der Katalysatoroberfläche befindliches gasförmiges Öl zu verdampfen, wobei die fluidkatalytische Krackapparatur mit einer Fraktioniersäule durch ein Drucksteuerungsmittel verbunden ist, welches sich an einer Stelle befindet, welche vom oberen Teil davon beabstandet ist; einen Zyklon, der außerhalb der fluidkatalytischen Krackapparatur angeordnet ist und dazu dient, unter den zum Boden der fluidkatalytischen Krackapparatur gelangten Katalysatorpartikel nur die Katalysatorpartikel einer gewünschten Größe zu sortieren; einen Katalysatorregenerator aus Nickel-Molybdän, der einen Luftinjektor und einen Abgasdruck-Controller miteinschließt und welcher dazu dient, den Katalysator, welcher von dem Zyklon transferiert wurde zu regenerieren, und den regenerierten Katalysator in die fluidkatalytische Krackapparatur zurückzuführen; und einen Reaktor, in dem die Kunststoffabfallschmelze zum Dehydrieren während der Auflösung, mit einem Laufrad aus einem Nickel- oder Nickellegierungskatalysator in Kontakt steht, wobei der Reaktor mit der fluidkatalytischen Krackapparatur und dem Katalysatorregenerator verbunden ist.
System nach Anspruch 16, welches ferner eine Kunststoffabfallschmelzvorrichtung umfasst, welche mit dem Reaktor, einem Heizapparat und einem Absetzbecken zum Entfernen von Fremdstoffen in den Kunststoffabfällen verbunden ist, wobei sich der Heizapparat und das Absetzbecken außerhalb der Kunststoffabfallschmelzvorrichtung befinden.
System nach Anspruch 16, bei dem der obere Teil und der untere Teil der fluidkatalytischen Krackapparatur miteinander verbunden sind, wobei der obere Teil der Krackapparatur mit einem Recycling-Behälter für die Benzin-basierte Fraktion und einem Ausgleichsbehälter verbunden ist, und der mittlere Teil der Krackapparatur mit einem Raffinierungsmittel für die Kerosinfraktion verbunden ist, und der untere Teil der Krackapparatur mit einem Raffinierungsmittel für die Dieselölfraktion verbunden ist.
System nach Anspruch 16, bei dem die Fraktioniersäule eine Aspen-Fraktioniersäule mit einem Glockenboden ist.
System nach Anspruch 18, welches ferner Folgendes umfasst: einen Vorwärmer zum Erhitzen des Abflusses der Benzin-basierten Fraktion aus dem Ausgleichsbehälter; einen Speicherbehälter für einen Umformkatalysator aus Supersäure; und einen ersten Supermischer zum Mischen der Benzin-basierten Fraktion aus dem Vorheizer mit dem Umformkatalysator aus dem Umformkatalysator-Speicherbehälter.
System nach Anspruch 20, welches ferner Folgendes umfasst: einen Umformreaktor, in welchen die Mischung aus dem Supermischer übertragen wird, und welcher der Umformung der Benzin-basierten Fraktion dient; einen zweiten Supermischer, welcher dem Mischen der umgeformten Benzin-basierten Fraktion mit Wasser dient; und einen ersten Raffinierungsbehälter, welcher als Phasentrenner dient und mit dem zweiten Supermischer verbunden ist.
System nach Anspruch 18 oder 21, welches ferner Folgendes umfasst: einen Flüssigkeitskontaktgeber, welcher dazu dient, die umgeformte Benzin-basierte Fraktion aus dem ersten Raffinierungsbehälter in einen Gas-Flüssigkeits-Kontakt zu bringen, um ein Niederdruckgas abzutrennen; einen Säuremischungsbehälter und einen Säuretrennungsbehälter, welche dazu dienen, den Abfluss der Kerosin- und der Dieselöl-Fraktionen aus der Fraktioniersäule bzw. die Benzinbasierte Fraktion aus dem Flüssigkeitskontaktwäscher zu raffinieren; und einen Alkalimischungsbehälter und einen Alkalitrennungsbehälter, welche mit dem Säuretrennungsbehälter verbunden sind.
System nach Anspruch 22, welches ferner Folgendes umfasst: mindestens einen Mischer, welcher dazu dient, mehrere Additive zu dem Abfluss der Benzin-basierten Fraktion aus dem Alkalitrennungsbehälter hinzuzufügen entsprechend dem Ergebnis einer instrumentellen Analyse für die Benzin-basierte Fraktion, und zwar auf eine solche Art und Weise, dass die Benzin-basierte Fraktion eine Oktanzahl und eine Destillationseigenschaft erhält, welche dem Gesetz entspricht, und mindestens einen Additivmischungsbehälter, welcher mit dem Mischer verbunden ist und der Speicherung der Additive dient.
System nach Anspruch 23, welches ferner Folgendes umfasst: einen Filter, welcher dazu dient, die Benzin-basierte Fraktion, zu der das Additiv hinzugegeben wurde zu filtern; und einen A-Kohle-Absorber, welcher dazu dient, die Benzin-basierte Fraktion zu entfärben.