EP2572351A2 - Verfverfahren und anlage zur depolymerisation von materialien enthaltend kohlenwasserstoffe verwendend einer zentrifuge zur trennung von fest- und flüssigstoffe - Google Patents

Verfverfahren und anlage zur depolymerisation von materialien enthaltend kohlenwasserstoffe verwendend einer zentrifuge zur trennung von fest- und flüssigstoffe

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EP2572351A2
EP2572351A2 EP11741090A EP11741090A EP2572351A2 EP 2572351 A2 EP2572351 A2 EP 2572351A2 EP 11741090 A EP11741090 A EP 11741090A EP 11741090 A EP11741090 A EP 11741090A EP 2572351 A2 EP2572351 A2 EP 2572351A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
fraction
solid
reactor
liquid fraction
liquid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11741090A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Wagels
Manfred Sappok
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/02—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in retorts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1003—Waste materials

Definitions

  • the invention relates to a process and a plant for the depolymerization of materials containing hydrocarbons, such as residues, synthetic hydrocarbon-containing polymers or waste oil, in which the material is reacted in a cleavage reactor in a gaseous fraction and a bottom fraction.
  • materials containing hydrocarbons such as residues, synthetic hydrocarbon-containing polymers or waste oil
  • TECHNOLOGICAL BACKGROUND The depolymerization of materials containing hydrocarbons, particularly for the production of diesel oil, involves plastics, oils, fats, dried garbage, electric cables, wood, paper, digested sludge, agricultural debris, natural fibers, and many other waste or waste materials catalytically depolymerizes the target to obtain as few solid and gaseous conversion products. Catalysed depolymerization processes are common, as described, for example, in DE 103 16 969 A1 and DE 100 49 377 A1. For production reasons, a mixture of bitumen and oil is produced during depolymerization in the reactor. The bitumen must be continuous or discontinuous
  • CONFIRMATION COPY be removed from the process. This is usually done via a sump drain.
  • a disadvantage of the known method is that usually the right mixture of bitumen and oil can not be discharged. On the one hand, if too much bitumen-oil mixture is discharged as bottom product, the yield of produced oil decreases. On the other hand, if too little of the bottom product of a mixture of bitumen and oil is discharged, there is a risk that the bottom outlet will become clogged and coked.
  • the object of the present invention was to overcome this disadvantage and to develop an economical process and a plant to be operated economically, which does not have the aforementioned disadvantages.
  • the invention therefore provides a method having the features according to claim 1 and a system having the features according to claim 12 and the use of a device for separating solid and liquid fraction according to claim 21.
  • Advantageous embodiments are explained in detail in the subclaims and in the description ,
  • the invention thus relates to a process for the depolymerization of materials containing hydrocarbons, such as residues, plastics, synthetic hydrocarbon-containing polymers or waste oil, in which the material is heated to a temperature, and in liquid or pulpy consistency in one, heated to Spalttem- temperature Reactor, in particular a cleavage reactor, introduced, in particular injected under pressure, in particular continuously injected under pressure, and a gaseous fraction for further treatment is withdrawn from the reactor, and a bottom product is continuously or batchwise discharged from the reactor and the bottom product in a device is transferred to the separation of solid and liquid fraction and is separated in the apparatus for the separation of solid and liquid fraction into a liquid fraction and a solid-containing fraction.
  • hydrocarbons such as residues, plastics, synthetic hydrocarbon-containing polymers or waste oil
  • Suitable materials to be used in the process or in the plant according to the invention are, in particular, an oil, in particular used oil, fats, motor oils, dried waste, electric cables, wood, paper, digested sludge, agricultural residues, natural fibers and, in particular, generally all hydrocarbon-containing materials, as well as waste or waste materials which can be catalytically depolymerized with the aim of forming as few solid and gaseous conversion products.
  • the material contains at least one hydrocarbon or synthetic hydrocarbons containing polymer.
  • the method according to the invention it is possible to discharge the bottom product as a strong oily mixture for the separation of the bitumen from the reactor, and to separate this with discharged oil in the apparatus for separating solid and liquid fraction as a liquid fraction.
  • the bottom product consists in particular of a mixture of liquid and solid compounds and is free of steam or process gases.
  • the thus separated oil can be recycled as a liquid fraction according to the invention in the reactor.
  • the device for separating solid and liquid fraction is designed as a decanter, separator or centrifuge and the bottom product is transferred as centrifuged into the centrifuge and there in a liquid fraction, in particular waste oil fraction, and solid fraction contained separated.
  • the product to be centrifuged, as well as the liquid and solid fraction contain no gaseous or vaporous compounds under the conditions of separation in the apparatus for separating solid and liquid fractions.
  • the fraction containing solids is very bitumen-containing.
  • the centrifuged material can be fed continuously or discontinuously to the apparatus for separating solid and liquid fractions.
  • the resulting liquid fraction in turn, can be returned to the reactor continuously or discontinuously.
  • the return of the liquid fraction into the reactor can be carried out directly or indirectly.
  • the liquid fraction, in particular the waste oil-containing fraction recycled directly into the reactor and can be further cracked and purified by distillation. Indirect recycling of the liquid fraction into the reactor may suitably occur together with the preheated hydrocarbon containing material.
  • the liquid fraction fed to the reactor is further depolymerized in the reactor and treated by distillation together with the heating or diesel oil present in the reactor.
  • the separated, returned to the reactor oil thus increases the yield of heating or diesel oil.
  • the fraction containing solids separated via the apparatus for separating solid and liquid fractions comprises bitumen and can be adjusted to a consistency suitable for road construction, depending on the later intended use of the bitumen.
  • the consistency of the solids-containing fraction can be adjusted by varying the process parameters, such as the number of revolutions / minute of the centrifuge or the choice of process time, the parameters depending on the materials used, containing hydrocarbons, and their preparation. The person skilled in the art knows how to choose these parameters in individual cases.
  • a double flap system for discharging the bottom product into the apparatus for separating solid and liquid fraction is arranged between the reactor and the apparatus for separating solid and liquid fraction.
  • the double flap system is arranged in the region of the bottom of the reactor and allows the discharge of the bottom product in defined discontinuous or continuous amounts.
  • the apparatus for separating solid and liquid fractions can regularly be filled batchwise, depending on the spin time of the individual separation processes, repeatedly with centrifuged material.
  • the bottom product is more preferably transferred as a centrifuged product into the centrifuge with drive.
  • the device for separating solid and liquid fractions has the following components: a Centrifugal drum with drum shell and a screw with a screw body with a, a plurality of screw flights having screw blade, between the screw threads is formed a conveyor track for transporting the material to be processed centrifuged.
  • a drum space is provided with a cylindrical portion and is axially closed by a drum cover, in particular, the drum lid is conical.
  • the apparatus for separating solid and liquid fraction has an inlet for transferring the centrifuged material into the centrifugal drum and has at least one discharge for the solids-containing fraction and at least one discharge for the liquid fraction.
  • the drive can be used to adjust the centrifugal force for separation into the solids-containing fraction and the liquid fraction.
  • the device for the separation of solid and liquid fraction can be operated with different drives, which depend on the requirements of the centrifuged material and the fractions to be separated.
  • the simplest drive is a so-called O-drive in which a drum and differential speed control is not possible.
  • Another drive is a so-called interchangeable plate drive, in this drive, a second belt drive for driving the input shaft of the transmission is used via the main motor.
  • the differential speed is set depending on the drum speed and gear ratio.
  • a so-called 2-motor drive allows control of the differential speed over a large control range.
  • the second motor is connected to the input shaft of the transmission and sets this in rotation and thus generates depending on the drum speed and the gear ratio, the differential speed.
  • Other drives are the 2-gear drives, differential gear drives or the so-called hydro-drives.
  • the process of depolymerization, the reactor, the process parameters and the starting materials are described in WO 2006/092306 A1, the disclosure of which fully to the subject of the present invention is done. According to the method disclosed therein, the injection takes place at the beginning of the process, in particular under pressure, by means of an injection pump or an extruder screw, being used as an extruder screw, in particular one known from the plastic injection foundry.
  • the material is exposed to a pressure of between 100 and 1 bar, preferably between 100 and 2 bar, in this injection pump or extruder screw. Further, the material is preheated to a temperature above about 100 ° C, preferably to a temperature above about 250 ° C.
  • the preheating is preferably carried out in two stages, wherein in a first stage the material is heated to a temperature of about 100 ° C to 150 ° C by kneading and compressing to remove gases and interstitial volumes and in a second stage with simultaneous pressure build-up Preheating to about 200 ° C to 300 ° C takes place.
  • the first preheating stage is preferably followed first by a pressure relief stage for the separation of vapors, such as water vapor.
  • the reactor temperature on the inner wall of the reactor during the depolymerization is preferably 300 ° C. to 460 ° C., preferably between 340 ° C. and 440 ° C., and very particularly preferably between 390 ° C. and 420 ° C. It is further preferred that the material is supplied to the depolymerization at a distance from the reactor inner wall, in particular in a central region of the reactor. Preferably, the material is introduced directly into the liquid.
  • the reactor or cleavage reactor preferably has a scraping device for cyclically cleaning at least the liquid-covered reactor inner walls during the depolymerization process, in particular as described in WO 2006/092306.
  • the reactor preferably has a multi-leaf rotating or rotatable mixer or stirrer with arms and wings.
  • the wings are at least partially made of temperature-resistant ceramic or graphite material.
  • the wings of the inner wall contour of the cleavage reactor are substantially simulated.
  • a cleavage reactor is used in the process and in the plant which corresponds to that in WO 2006/092306. According to the invention, the process is carried out so that the bottom product is transferred into the apparatus for the separation of solid and liquid fraction.
  • the centrifuged material is transferred to the centrifugal drum, which via a drive to more than 1,000 revolutions / min. is set.
  • the device for the separation of solid and liquid fraction with more than 1,000 revolutions / min. operated, preferably with over 2000 to 10,000 revolutions, more preferably with 2,500 to 7,000 revolutions / minutes, preferred alternative speed ranges are between 2500 to 3000 revolutions / minute or 5000 to 7000 revolutions / minute.
  • the apparatus for separating solid and liquid fraction with about 2500 to 3000 revolutions / min. +/- 500 revolutions / min. operated.
  • the apparatus for separating solid and liquid fraction with 5500 to 6500 in particular operated at 6000 revolutions / minute.
  • the person skilled in the art knows how to adjust the correct setting per minute as a function of the material introduced and the withdrawn bottom product and the other process parameters in order to obtain an optimum separation of the fraction containing solids and the liquid fraction.
  • the mixture of the bottom product always depends on the process control and the material used in each case.
  • the aim is always to recover as much oil in this process step from the bottom product, which can be recycled to the reactor in order to obtain a particularly good yield in the overall process.
  • the viscosity of the solids-containing fraction can be adjusted over the residence time and the revolutions / minute of the centrifuge, otherwise depending on the registered bottom product.
  • the process temperature at which the device is operated for the separation of solid and liquid fraction is between 150 to 450 ° C, according to the invention between 180 to 220 ° C, in particular by 200 ° C. In individual cases, a temperature range of 350 to 450 ° C can be set.
  • the residence time in the apparatus for separating solid and liquid fraction may be between 10 seconds to 2 hours, in particular between 1 minute to 1 hour, preferably between 2 minutes and 30 minutes, especially between about 5 to 10 minutes.
  • the viscosity of the bitumen obtained according to these process conditions is suitable for road construction.
  • the bitumen obtained as a fraction containing solid material complies with the standards DIN EN 12591 and TL bitumen STB07, in particular the penetration test.
  • the product to be centrifuged is preferably in the apparatus for separating solid and liquid fraction, which is designed as a decanter, centrifuge or separator, at about 1000 to 10,000 revolutions / minute at 150 to 400 ° C over a residence time of 10 seconds to 1 hour.
  • a residence time of 5 to 10 minutes at 2500 to 3000 revolutions / minute at about 200 ° C (plus / minus 20 ° C) can be obtained according to the invention as a solid fraction containing a, suitable for road construction, bitumen.
  • the discharge of the bottom product from the reactor can be carried out continuously or batchwise.
  • the bottom product is discharged from the reactor batchwise in accordance with the residence times of the bottom product as a centrifuged product in the apparatus for separating solid and liquid fractions.
  • the bottoms product can also be continuously discharged.
  • different types of apparatus for separating solid and liquid fractions such as separators, centrifuges or decanters, can be used in parallel.
  • the apparatus for separating solid and liquid fractions is designed as a centrifuge, which is selected from a group consisting of three-column centrifuges, Einpufferzentrifugen, Gleitschwingzentrifugen, rocking centrifuges (tumbling centrifuges), Vollmantel-peeling centrifuges, solid bowl centrifuges, tube centrifuges, Siebtrommel Centrifugal centrifuges, pusher centrifuges, screw centrifuges, chip centrifuges, inverting filter centrifuges, disc centrifuges or universal centrifuges.
  • a centrifuge which is selected from a group consisting of three-column centrifuges, Einpufferzentrifugen, Gleitschwingzentrifugen, rocking centrifuges (tumbling centrifuges), Vollmantel-peeling centrifuges, solid bowl centrifuges, tube centrifuges, Siebtrommel Centrifugal centrifuges, pusher centrifuges
  • a separator for separating the solid and liquid fractions is used. Separators work on the principle of centrifuges. Centrifugal forces in a rotating drum separate solids or higher density liquids from lower density liquids. Separators differ from centrifuges in that semi (semi-) or fully continuous operation is possible. As a result, high separation efficiencies based on the volume flow are achieved with small dimensions.
  • the heavy residues (solid particles) accumulate inside the drum at the largest diameter. If an automatic emptying system is present in the machine, the separated solids are released from the drum body by axial lowering of a component in the drum after a corresponding time (depending on solids volume fraction in the inlet, sludge volume capacity of the drum and inflow quantity) Slide) and associated release of the opening slots of the drum body from the separator with the help of the existing kinetic energy ejected / shot out.
  • the liquid phases are removed from the machine via a scraper system (gripper).
  • the separator is selected from a group consisting of nozzle separators, press screw separators, chamber separators, disk separators or Vollmanteltellerseparatoren.
  • the selection of the device to be used for the separation of the solid and liquid fraction is effected in this case in particular with regard to the particle size of the solids to be separated.
  • disk centrifuges are used at particle sizes of 0.5 to 500 pm.
  • separation capacity is 5000 to 13000 g possible.
  • decanters are used at particle sizes of 15 ⁇ to 20 mm.
  • the separation efficiency is in the range of 1500 to 4000 g.
  • the type of centrifuge to be used for separation can also be selected.
  • a centrifuge with self-cleaning drum can be used.
  • a centrifuge with nozzle drum can be used.
  • first a separation of the solid and liquid fraction by a separator wherein the solid fraction is discharged.
  • the solid fraction is then transferred to a decanter where further separation of the liquid fraction occurs.
  • the liquid fraction obtained from the separator and decanter is then again subjected to centrifugation, for example with a disk centrifuge, to increase the yield, a separation capacity of between 5000 and 13000 g being achieved.
  • the solids content obtained in the disc centrifuge can in turn be fed to the decanter. This creates a redundant system that allows continuous separation of solid and liquid fractions while ensuring increased yield of the depolymerization process.
  • a sieve such as a curved sieve or an arrangement of several sieves with descending mesh spacing.
  • the thereby separated liquid fraction is then fed to a further separation by means of a separator or a centrifuge. It is also conceivable to supply the liquid fraction to the decanter.
  • the solid fraction separated off via the sieve can subsequently be fed to a separation via a separator, centrifuge or decanter, depending on the solids content.
  • the invention also provides a system for the depolymerization of materials containing hydrocarbons, in particular for carrying out the method according to any one of claims 1 to 11, wherein as materials in particular residues, plastics or used oils are used.
  • the plant for the depolymerization of materials containing hydrocarbons comprises a device for preheating liquid, paste-like and / or solid materials containing hydrocarbons, a heated cleavage reactor with associated distillation column.
  • the distillation column is preferably assigned directly to the cleavage reactor, for example, it is placed on top of the cleavage reactor.
  • the cleavage reactor has at least one feed for feeding the preheated, liquid or pasty material into the cleavage reactor and a bottom outlet for discharging sump products.
  • the sump outlet is further associated with a device for separating a solid and a liquid fraction, which has at least one discharge for the solids-containing fraction and at least one discharge for the liquid fraction. It is particularly preferred if the device for separating a solid and a liquid fraction via the discharge for the liquid fraction is directly or indirectly connected to the reactor to allow a return of the separated liquid fraction in the reactor.
  • the device for separating a solid and a liquid fraction may be embodied according to the invention as a separator, centrifuge or decanter.
  • the discharge of the apparatus for separating a solid and a liquid fraction is connected to the reactor for recycling the separated liquid fraction to the reactor.
  • the discharge may also be connected to the device for preheating in order, via the device, to return the liquid fraction, in particular the waste oil fraction, indirectly to the reactor.
  • the device for separating a solid and a liquid fraction may be designed so that a separation by sedimentation and sedimentation alone is allowed in a waste oil and in a bitumen-containing fraction.
  • Such a configured device for separating a solid and a liquid fraction may be a conventional container with a feed and a drain, in which the drained bottoms fraction can be transferred and there is a solid / liquid separation over time by the density differences. The heavier can then be discharged in the usual way down the bottom of the container, while the lighter, in particular waste oil-containing phase can be recycled directly or indirectly into the reactor.
  • Such a container may also be a container with at least one internal separating step, which is at least one wall disposed in the container, which is connected to the inner sides of the container and at the bottom tightly connected to the container and on the upper edge of the bottom product can flow slowly ,
  • the two chambers formed by this measure can be used as separation stages.
  • a decanter which is designed as a two- or three-phase decanter.
  • a decanter In a decanter (decanter centrifuge), the solid components of the substances to be separated with a slower or faster-running auger steadily removed from the centrifuge drum.
  • the decanter (decanter centrifuge) is usually used at higher solids content (from about 3% in the inlet).
  • a solid / liquid separation takes place. Solids and liquid are discharged continuously.
  • An advanced design is the 3-phase decanter. Here, solids and two different non-dissolvable liquids are separated.
  • the plant according to the invention comprises for the depolymerization of materials containing hydrocarbons, a device for preheating liquid, pasty and / or solid materials containing hydrocarbons, a heated cleavage reactor with associated distillation column.
  • the cleavage reactor has at least one feed for feeding the preheated, liquid or pulpy material into the cleavage reactor and a bottom outlet for discharging bottom product.
  • the bottom outlet is assigned to the centrifuge, which has at least one discharge for the solids-containing fraction and at least one discharge for the liquid fraction.
  • the centrifuge is associated with a drive and a centrifugal drum.
  • the sump product is transferred as a centrifugal product into the centrifuge via an inlet into the centrifugal drum.
  • the centrifugal drum on a drum shell and a screw with a screw body which is provided with a, a plurality of screw flights having screw blade. Between the flights a conveyor track for transporting the material to be processed is formed.
  • the centrifuge has a drum space with a cylindrical portion.
  • the drum space is axially closed by a drum cover, in particular the drum lid is conical.
  • the centrifuge has at least one discharge for the solids-containing fraction and at least one discharge for the liquid fraction. More preferably, the liquid fraction fraction of the centrifuge is connected to the reactor to recycle the separated liquid fraction into the reactor.
  • the device for separating solid and liquid fractions is designed and suitable for treating the material to be centrifuged preferably at about 1000 to 10,000 revolutions / minute at 150 to 450 ° C. for a residence time of 10 seconds to 1 hour.
  • the centrifuged material is treated for a residence time of 5 to 10 minutes at 2500 to 3000 revolutions / minute at about 200 ° C (plus / minus 20 ° C).
  • a solid-containing fraction can then be obtained, suitable for road construction, bitumen.
  • the centrifuges are selected from a group consisting of three-column centrifuges, single-buffer centrifuges, floating oscillators. Centrifuges, vibrating centrifuges (tumbling centrifuges), solid bowl peeler centrifuges, solid bowl centrifuges, tube centrifuges, sieve drum centrifuges
  • Centrifugal centrifuges pusher centrifuges, screw centrifuges, chip centrifuges, inverting filter centrifuges, disc centrifuges or universal centrifuges.
  • the bottom outlet of the reactor is assigned a double-chamber system via which the bottom product can be discharged, wherein the discharged bottom product can be supplied by means of a feed line to the apparatus for separating solid and liquid fractions.
  • the double flap system particularly preferably comprises the bottom outlet of the reactor and a downstream container, the container having a first outlet for transferring at least a portion of the discharged bottom product into the apparatus for separating solid and liquid fraction and optionally a second outlet.
  • the second drain can be used in particular to discharge high-pasty sump products from the container.
  • the reactor in the area of the sump outlet is concave, conical or concave to conical shaped to discharge the sump products and / or the container is bottom-shaped concave, conical or concave to conical shaped to the second drain.
  • the reactor is preferably a cleavage reactor with an attached distillation column, the reactor preferably being equipped with a scraping device and / or mixer or stirrer.
  • a cleavage reactor is used in the process and in the plant which corresponds to that in WO 2006/092306.
  • the reactor is preferably not a turbine or extruder screw or a reactive distillation column.
  • At least one screen such as a curved screen, is initially provided for a coarse separation of the solid and liquid fractions.
  • a coarse separation is already possible in the first step.
  • an arrangement of a plurality of sieves with descending mesh spacing is provided, wherein the liquid fraction is subjected to a continuous coarse separation prior to transfer to separator, centrifuge or extractor. The liquid fraction thus obtained can then be subjected to a fine separation by means of centrifugation.
  • a separator or a centrifuge is provided. It is also conceivable to supply the liquid fraction to a decanter.
  • the cleavage reactor is associated with a double flap system, via which the bottom product can be discharged, and the drained bottoms product can be supplied by means of a feed line of the device for separating a solid and a liquid fraction.
  • the invention also provides the use of a device for the separation of solid and liquid phase, this device is designed as a decanter, centrifuge or separator, downstream of the cleavage reactor for separating a liquid fraction, in particular an oil-containing fraction, and a solid-containing fraction, especially bitumen-containing fraction, in a polymerization process.
  • Fig. 1 is an overview of the practical structure of a depolymerization risationsstrom
  • Fig. 2 is a schematic representation of the centrifuge 1 b.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a possible structure of a depolymerization plant.
  • the preheating of the raw material takes place in a conveyor and compressor screw 14 by external heating and / or friction.
  • various raw materials are supplied at different points, such as plastics, oils, in particular Al flushing oils, and optionally additives.
  • After at least partial preheating is a pressure release.
  • water vapor and other gases can be removed via an exhaust duct, e.g. a filter, fed or discharged.
  • the liquid or slurry raw material is conveyed further by means of a screw conveyor with optionally further heating and generation of internal pressure and fed into the interior of a pot-shaped, externally heated depolymerization or cleavage reactor 12 via a feed 15.
  • a distillation column 16 is mounted, which is a head capacitor and a product tank, for example, for heating oil / diesel, downstream.
  • a spent oil and bitumen-containing bottoms product can be discharged at a sump outlet 13 from the reactor.
  • the discharge of the The double flap system comprises the bottom outlet 13 of the reactor 12 and a downstream container 17, wherein the container 17, a first outlet 17a for transferring at least a portion of the discharged bottom product in a device for separating a solid and a liquid fraction 1 or a centrifuge 1a is assigned.
  • the container 17 additionally has a second outlet 17b in order to be able to remove mixtures of bitumen-containing mixtures which have optionally been deposited therefrom directly from the container.
  • FIG. 2 schematically shows the centrifuge 1a in axial section, namely a screw centrifuge for separating the bottom product, which is discharged at the bottom outlet, in particular via the double flap system 18, and via the outlet / supply line 17a, 19 (FIG. 1) as a centrifuged product into a centrifugal drum 6 is registered.
  • the centrifuge 1a is driven by a drive 2 about its longitudinal axis A.
  • the bottom product is introduced as a centrifugal product via an inlet 9.
  • the centrifugal drum has a drum shell 1 and a screw 3.
  • the screw 3 is provided with a screw body 4 and a screw blade 5 having a plurality of screw flights.
  • a conveyor track is formed between the flights, which is designed for transporting the sling to be processed.
  • the centrifuge 1a has a drum space 7 with a cylindrical section closed axially by a drum cover 8. Via at least one discharge 10 of the centrifuge 1a, a fraction containing solids can be removed at the drive end of the drum.
  • the centrifuge has at least one discharge 11 at the opposite (entry-side) end of the drum.
  • the centrifuged material can be fed continuously or discontinuously via the inlet 9 of the rotating at high speed drum. Due to the centrifugal force, the solids-containing fraction, especially the bitumen containing fraction, down on the drum inner wall.
  • the solids-containing fraction is scraped off by the screw blade 5 of the screw body 4 and conveyed by it to the discharge 10 (solids discharge).
  • the screw body with screw blade is preferably designed as a hard metal-armored screw conveyor 4, 5.
  • the separated liquid fraction is conveyed to the discharge 11 (liquid discharge). There, the liquid fraction can emerge free-flowing or under pressure by using a corresponding paring disc.
  • the drive 2 can have a motor.
  • the engine has a power of 10 kw to 250 kW. Typical power ranges are between 10 kW to 15 kw, between 22 to 35 kw or between 1 10 kw to 250 kw.
  • the device for separating a solid and a liquid fraction 1 is designed as a separator.
  • the device for separating a solid and a liquid fraction 1 is designed as a decanter, wherein a separation of the solid fraction of the liquid fraction takes place at particle sizes of 15 pm to 20 mm.
  • the separation efficiency is in the range of 1500 to 4000 g.
  • the sump material can be centrifuged. Probably due to different particle sizes, some of the substances sediment as a soft cake. In these soft cake is probably a larger amount of oil remain bound in the solid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Depolymerisation von Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, wie Reststoffe, synthetische Kohlenwasserstoff enthaltende Polymere oder auch Altöl, in dem das Material in einem Spaltreaktor in eine gasförmige Fraktion und eine Sumpffraktion umgesetzt und die Sumpffraktion in einer Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion in eine flüssige und eine Feststoff enthaltende Fraktion aufgetrennt wird.

Description

VERFAHREN UND ANLAGE ZUR DEPOLYMERISATION VON MATERIALIEN ENTHALTEND KOHLENWASSERSTOFFE
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Depolymerisation von Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, wie Reststoffe, synthetische Kohlenwas- serstoff enthaltende Polymere oder auch Altöl, in denen das Material in einem Spaltreaktor in eine gasförmige Fraktion und eine Sumpffraktion umgesetzt wird.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND Zur Depolymerisation von Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, insbesondere zur Erzeugung von Dieselöl, werden Kunststoffe, Öle, Fette, getrockneter Müll, Elektrokabel, Holz, Papier, Faulschlamm, landwirtschaftliche Rückstände, Naturfasern und viele andere Alt- oder Abfall- bzw. Rückstandsmaterialien mit dem Ziel katalytisch depolymerisiert, möglichst wenig feste und gasförmige Umwandlungs- produkte zu erhalten. Üblich sind katalysierte Depolymerisationsverfahren, wie sie beispielsweise in der DE 103 16 969 A1 und der DE 100 49 377 A1 beschrieben sind. Produktionsbedingt fällt bei der Depolymerisation im Reaktor eine Mischung aus Bitumen und öl an. Das Bitumen muss kontinuierlich oder diskontinuierlich aus
BESTÄTIGUNGSKOPIE dem Prozess ausgeschleust werden. Dies geschieht in der Regel über einen Sumpfablass. Nachteilig an den bekannten Verfahren ist, dass in der Regel nicht die richtige Mischung aus Bitumen und öl ausgeschleust werden kann. Wird einerseits zuviel Bitumen-Ölgemisch als Sumpfprodukt ausgeschleust sinkt die Ausbeute an hergestelltem Öl. Wird andererseits zu wenig an Sumpfprodukt einer Mischung aus Bitumen und Öl ausgeschleust, besteht die Gefahr, dass der Sumpfablass sich zusetzt und verkokt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, diesen Nachteil zu überwinden und ein wirtschaftliches Verfahren sowie eine wirtschaftlich zu betreibende Anlage zu entwickeln, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie eine Anlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12 und die Verwendung einer Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion gemäß Anspruch 21. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen sowie in der Beschreibung detailliert erläutert.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Depolymerisation von Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, wie Reststoffe, Kunststoffe, synthetische kohlenwasserstoffhaltige Polymere oder Altöl, in dem das Material auf eine Temperatur erwärmt wird, und in flüssiger oder breiiger Konsistenz in einen, auf Spalttem- peratur beheizten Reaktor, insbesondere einen Spaltreaktor, eingeschleust, insbesondere unter Druck eingespritzt wird, insbesondere fortwährend unter Druck eingespritzt wird, und eine gasförmige Fraktion zur Weiterbehandlung aus dem Reaktor abgezogen wird, sowie ein Sumpfprodukt kontinuierlich oder absatzweise aus dem Reaktor ausgeschleust wird und das Sumpfprodukt in eine Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion überführt wird und in der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion in eine flüssige Fraktion und eine Feststoff enthaltende Fraktion aufgetrennt wird. Als einzusetzendes Material in das Verfahren oder in die erfindungsgemäße Anlage kommen insbesondere in Betracht, ein Öl, insbesondere Altöl, Fette, Motorenöle, getrockneter Müll, Elektrokabel, Holz, Papier, Faulschlamm, landwirtschaftliche Rückstände, Naturfasern und, insbesondere generell alle Kohlenwasserstoff enthaltende Materialien, wie auch Alt- oder Abfall- bzw. Rückstandsmaterialien, die mit dem Ziel katalytisch depolymerisiert werden können möglichst wenig feste und gasförmige Umwandlungsprodukte zu bilden. Besonders bevorzugt enthält das Material wenigstens ein Kohlenstoffwasserstoff oder synthetische Kohlenwasserstoffe enthaltend Polymer.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, das Sumpfprodukt auch als stark ölhaltige Mischung zur Abtrennung des Bitumens aus dem Reaktor abzulassen, und das dazu mit ausgeschleuste öl in der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion als flüssige Fraktion abzutrennen. Das Sumpfprodukt besteht insbesondere aus einer Mischung flüssiger und fester Verbindungen und ist frei von Dampf oder Prozessgasen. Das so abgetrennte Öl kann als flüssige Fraktion erfindungsgemäß in den Reaktor zurückgeführt werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist die Vorrichtung zur Tren- nung von Fest- und Flüssigfraktion als Dekanter , Separator oder Zentrifuge ausgestaltet und das Sumpfprodukt wird als Schleudergut in die Zentrifuge überführt und dort in eine flüssige Fraktion, insbesondere Altölfraktion, und Feststoff enthaltene Fraktion aufgetrennt. Bevorzugt enthält das Schleudergut als auch die flüssige und die Feststoff enthaltenden Fraktion keine unter den Bedingungen der Auftren- nung in der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion gasförmigen oder dampfförmigen Verbindungen. Die Feststoff enthaltende Fraktion ist stark bi- tumenhaltig. Das Schleudergut kann kontinuierlich oder diskontinuierlich der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion zugeführt werden. Die erhaltende flüssige Fraktion ihrerseits kann kontinuierlich oder diskontinuierlich in den Reaktor zurückgeführt werden. Die Rückführung der flüssigen Fraktion in den Reaktor kann unmittelbar als auch mittelbar erfolgen. Erfindungsgemäß wird die flüssige Fraktion, insbesondere die Altöl enthaltende Fraktion, unmittelbar in den Reaktor zurückgeführt und kann weiter gecrackt und destillativ gereinigt werden. Eine mittelbare Rückführung der flüssigen Fraktion in den Reaktor kann zweckmäßig zusammen mit dem vorerwärmten Kohlenwasserstoff enthaltenden Material erfolgen. Die flüssige, dem Reaktor zugeführte Fraktion wird im Reaktor weiter depolymerisiert und zusammen mit dem im Reaktor vorliegenden Heiz- oder Dieselöl destillativ aufbereitet. Das abgetrennte, in den Reaktor zurückgeführte Öl erhöht folglich die Ausbeute an Heiz- oder Dieselöl. Die über die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion abgetrennte Feststoff enthaltende Fraktion umfasst Bitumen und kann je nach späterer angestrebter Verwendung des Bitumens auf eine für den Straßenbau geeignete Konsistenz eingestellt werden. Die Konsistenz der Feststoff enthaltenden Fraktion kann durch Variation der Verfahrensparameter, wie Umdrehungszahl/Minute der Zentri- fuge oder der Wahl der Verfahrensdauer, eingestellt werden, wobei die Parameter jeweils von den eingesetzten Materialen, enthaltend Kohlenwasserstoffe, und deren Aufbereitung abhängt. Der Fachmann weiß, wie er diese Parameter im Einzelfall zu wählen hat. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Reaktor und der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion ein Doppelklappensystem zur Ausschleusung des Sumpfproduktes in die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion angeordnet. Das Doppelklappensystem ist im Bereich des Sumpfes des Reaktors angeordnet und erlaubt den Ablass des Sumpfproduktes in definierten diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Mengen. Insbesondere kann die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion regelmäßig absatzweise, in Abhängigkeit von der Schleuderzeit der einzelnen Trennvorgänge, immer wieder mit Schleudergut befüllt werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren wird besonders bevorzugt das Sumpfprodukt als Schleudergut in die Zentrifuge mit Antrieb überführt. Die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion weist die folgenden Komponenten auf: eine Schleudertrommel mit Trommelmantel und eine Schnecke mit einem Schneckenkörper mit einem, mehrere Schneckengänge aufweisenden Schneckenblatt, zwischen den Schneckengängen ist eine Förderbahn zum Transport des zu verarbeitenden Schleudergutes ausgebildet. Ein Trommelraum ist mit einem zylindrischen Abschnitt versehen und ist axial von einem Trommeldeckel verschlossen, insbesondere ist der Trommeldeckel konisch ausgebildet. Ferner weist die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion einen Zulauf zur Überführung des Schleudergutes in die Schleudertrommel auf und verfügt über mindestens einen Austrag für die Feststoff enthaltende Fraktion und mindestens einen Austrag für die flüssige Fraktion.
Über den Antrieb kann die Zentrifugalkraft zur Auftrennung in die Feststoff enthaltende Fraktion und die flüssige Fraktion eingestellt werden. Die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion kann mit unterschiedlichen Antrieben betrieben werden, die sich je nach den Anforderungen an das Schleudergut und die abzutrennenden Fraktionen richten. Der einfachste Antrieb ist ein so genannter O-Antrieb bei dem eine Trommel- und Differenzdrehzahlregelung nicht möglich ist. Ein weiterer Antrieb ist ein so genannter Wechselscheiben- Antrieb, bei diesem Antrieb wird über den Hauptmotor ein zweiter Riemenantrieb für den Antrieb der Eingangswelle des Getriebes eingesetzt. Durch diese Maßnahme wird in Abhängigkeit von der Trommeldrehzahl und Getriebeübersetzung die Differenzdrehzahl eingestellt. Ein sogenannter 2-Motor-Antrieb erlaubt über einen großen Regelbereich die Regelung der Differenzdrehzahl. Der zweite Motor ist mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden und setzt dieses in Rotation und erzeugt somit in Abhängigkeit von der Trommeldrehzahl und der Getriebeübersetzung die Differenzdrehzahl. Weitere Antriebe sind die 2-Getriebe-Antriebe, Differenziergetriebe-Antriebe oder auch die sogenannten Hydro-Antriebe. Die Verfahrensführung der Depolymerisation, der Reaktor, die Verfahrensparameter als auch die Einsatzstoffe sind in der WO 2006/092306 A1 beschreiben, deren Offenbarungsgehalt voll umfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird. Gemäß dem dort offenbarten Verfahren erfolgt das Einspritzen zu Beginn des Verfahrens, insbesondere unter Druck, mittels einer Einspritzpumpe oder einer Extruderschnecke, wobei als Extruderschnecke, insbesondere eine eingesetzt wird, wie sie von der Kunststoffspritzgießerei bekannt ist. In diese Ein- spritzpumpe oder Extruderschnecke wird das Material einem Druck zwischen 100 und 1 bar, vorzugsweise zwischen 100 und 2 bar ausgesetzt. Ferner wird das Material auf eine Temperatur von oberhalb etwa 100°C vorerwärmt, vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb etwa 250°C. Die Vorerwärmung erfolgt vorzugsweise in zwei Stufen, wobei in einer ersten Stufe das Material unter Kneten und Komprimie- ren zum Entfernen von Gasen und Zwischenraumvolumina auf eine Temperatur von etwa 100°C bis 150°C erwärmt wird und in einer zweiten Stufe unter gleichzeitigem Druckaufbau einer Vorerwärmung auf etwa 200°C bis 300°C erfolgt. An die erste Vorerwärmstufe schließt sich vorzugsweise zunächst eine Druckentspannungsstufe zum Abscheiden von Dämpfen, wie Wasserdampf, an.
Die Reaktortemperatur an der Innenwand des Reaktors beträgt während der Depo- lymerisation bevorzugt 300°C bis 460°C, vorzugsweise zwischen 340°C und 440°C und ganz besonders bevorzugt zwischen 390°C und 420°C. Weiter ist es bevorzugt, dass das Material beabstandet von der Reaktorinnenwand, insbesondere in einem zentralen Bereich des Reaktors der Depolymerisation zugeführt wird. Bevorzugt wird das Material direkt in die Flüssigkeit eingeführt.
Der Reaktor bzw. Spaltreaktor weist vorzugsweise eine Schabeinrichtung zum zyklischen Abreinigen zumindest der flüssigkeitsbedeckten Reaktorinnenwände wäh- rend des Depolymerisationsprozesses auf, insbesondere wie in der WO 2006/092306 beschrieben. Ferner weist der Reaktor vorzugsweise einen mehrflügligen rotierenden oder rotierbaren Mischer oder Rührer mit Armen und Flügeln auf. Die Flügel sind zumindest teilweise aus temperaturbeständigem Keramik- oder Graphitwerkstoff. Bevorzugt sind die Flügel der Innenwandkontur des Spaltreaktors im Wesentlichen nachgebildet. Erfindungsgemäß wird ein Spaltreaktor in dem Verfahren und in der Anlage verwendet, der dem in der WO 2006/092306 entspricht. Erfindungsgemäß wird das Verfahren so durchgeführt, dass das Sumpfprodukt in die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion überführt wird. In dieser Vorrichtung wird das Schleudergut in die Schleudertrommel überführt, die über ei- nen Antrieb auf über 1.000 Umdrehungen/Min. eingestellt wird. Erfindungsgemäß wird die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion mit über 1.000 Umdrehungen/Min. betrieben, bevorzugt mit über 2000 bis 10.000 Umdrehungen, besonders bevorzugt mit 2.500 bis 7.000 Umdrehungen/Minuten, bevorzugte alternativen Drehzahlbereiche liegen zwischen 2500 bis 3000 Umdrehungen/Minute oder 5000 bis 7000 Umdrehungen/Minute. Erfindungsgemäß wird die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion mit etwa 2500 bis 3.000 Umdrehungen/Min. +/- 500 Umdrehungen/Min. betrieben. Gemäß einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion mit 5500 bis 6500, insbesondere um 6000 Umdrehungen/Minute betrieben. Der Fachmann weiß, wie die richtige Einstellung Umdrehung pro Minute in Abhängigkeit von dem eingetragenen Material und dem abgezogenen Sumpfprodukt sowie der weiteren Prozessparameter einzustellen hat, um eine optimale Trennung von Feststoff enthaltender Fraktion und flüssiger Fraktion zu erhalten. Dabei hängt die Mischung des Sumpfproduktes immer von der Verfahrensführung und dem jeweils eingesetzten Material ab. Ziel ist es immer, möglichst viel Öl in diesem Verfahrensschritt aus dem Sumpfprodukt zurück zu gewinnen, das in den Reaktor zurückgeführt werden kann, um eine besonders gute Ausbeute in dem Gesamtverfahren zu erhalten. Die Viskosität der Feststoff enthaltenden Fraktion lässt sich über die Verweilzeit und die Umdrehungen/Minute der Zentrifuge einstellen, wobei sie ansonsten von dem eingetragenen Sumpfprodukt abhängt.
Die Prozesstemperatur, bei der die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion betrieben wird liegt zwischen 150 bis 450 °C, wobei erfindungsgemäß zwischen 180 bis 220 °C, insbesondere um 200 °C. In Einzelfällen kann auch ein Temperaturbereich von 350 bis 450 °C eingestellt werden. Die Verweilzeit in der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion kann zwischen 10 Sekunden bis 2 Stunden betragen, insbesondere zwischen 1 Minute bis 1 Stunde, bevorzugt zwischen 2 Minuten und 30 Minuten, besonders zwischen etwa 5 bis 10 Minuten. Die Viskosität des nach diesen Verfahrensbedingungen er- haltenen Bitumens ist für den Straßenbau geeignet. Das als Feststoff enthaltende Fraktion erhaltene Bitumen erfüllt die Normen DIN EN 12591 sowie die TL Bitumen STB07, insbesondere den Penetrationstest.
In der Verfahrensstufe der Auftrennung des Sumpfproduktes wird das Schleudergut vorzugsweise in der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion, welche als Dekanter, Zentrifuge oder Separator ausgeführt ist, bei etwa 1000 bis 10.000 Umdrehungen/Minute bei 150 bis 400 °C über eine Verweilzeit von 10 Sekunden bis 1 Stunde behandelt. Bei einer Verweilzeit von 5 bis 10 Minuten bei 2500 bis 3000 Umdrehungen/Minute bei etwa 200 °C (plus/minus 20 °C) kann erfin- dungsgemäß als Feststoff enthaltende Fraktion ein, für den Straßenbau geeigneter, Bitumen erhalten werden.
Die Ausschleusung des Sumpfproduktes aus dem Reaktor kann kontinuierlich oder absatzweise erfolgen. Erfindungsgemäß wird das Sumpfprodukt absatzweise ent- sprechend den Verweilzeiten des Sumpfproduktes als Schleudergut in der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion aus dem Reaktor ausgeschleust. Bei Verwendung von mehreren parallel geschalteten Vorrichtungen zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion kann das Sumpfprodukt auch kontinuierlich abgelassen werden. Dabei können verschiedenen Bauformen der Vorrichtung zur Tren- nung von Fest- und Flüssigfraktion, wie Separatoren, Zentrifugen oder Dekanter parallel zueinander verwendet werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion als Zentrifuge ausgeführt, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Dreisäulenzentrifugen, Einpufferzentrifugen, Gleitschwingzentrifugen, Schwingzentrifugen (Taumelzentrifugen), Vollmantel-Schälzentrifugen, Vollmantel-Schneckenzentrifugen, Röhrenzentrifugen, Siebtrommel- Schälzentrifugen, Schubzentrifugen, Siebschneckenzentrifugen, Spänezentrifugen, Stülpfilterzentrifugen, Tellerzentrifugen oder Universalzentrifugen.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird ein Separator zur Tren- nung der Fest- und Flüssigfraktion verwendet. Separatoren arbeiten nach dem Prinzip der Zentrifugen. Durch Fliehkräfte in einer sich drehenden Trommel werden Feststoffe oder Flüssigkeiten höherer Dichte von Flüssigkeiten geringerer Dichte getrennt. Separatoren unterscheiden sich von Zentrifugen dahingehend, dass halb- (semi-) oder vollkontinuierlicher Betrieb möglich ist. Dadurch werden hohe Trenn- leistungen bezogen auf den Volumenstrom bei kleinen Abmessungen erreicht.
Die schweren Rückstände (Feststoffpartikel) sammeln sich im Inneren der Trommel am größten Durchmesser. Ist bei der Maschine ein automatisches Entleerungssystem vorhanden, so werden die abgetrennten Feststoffe nach einer entsprechenden Zeit (abhängig von Feststoffvolumenanteil im Zulauf, Schlammraumkapazität der Trommel und Zulaufmenge) aus dem Trommelkörper durch axiales Absenken eines Bauteils in der Trommel (so genannte Schieberboden, engl, discharge slide) und damit verbundener Freigabe der Öffnungsschlitze des Trommelkörpers aus dem Separator mit Hilfe der vorhandenen kinetischen Energie herausgeschleudert / he- rausgeschossen. Die flüssigen Phasen werden über ein Schälscheibensystem (Greifer) aus der Maschine abgeführt.
In einer Ausgestaltung der vorbeschriebenen Ausführungsform ist der Separator ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Düsenseparatoren, Pressschnecken- Separatoren, Kammerseparatoren, Tellerseparatoren oder Vollmanteltellerseparatoren.
Die Auswahl der für die Trennung der Fest- und Flüssigfraktion zu verwendenden Vorrichtung erfolgt hierbei insbesondere in Hinblick auf die Partikelgrösse der abzu- trennenden Feststoffe. So werden beispielsweise Tellerzentrifugen bei Partikelgrössen von 0,5 bis 500 pm eingesetzt. Dabei ist eine Trennleistung von 5000 bis 13000 g möglich. Dagegen werden Dekanter bei Partikelgrössen von 15 μνη bis 20 mm verwendet. Die Trennleistung liegt hierbei im Bereich von 1500 bis 4000 g.
In Abhängigkeit vom Anteil des Feststoffgehalts kann zudem die Bauart der zur Trennung zu verwendenden Zentrifuge gewählt werden. So kann bei einem Feststoffgehait von bis zu 10 Vol.-% eine Zentrifuge mit selbstleerender Trommel verwendet werden. Bei einem Feststoffgehait von bis zu 30 Vol.-% kann eine Zentrifuge mit Düsentrommel verwendet werden. Bei Feststoffgehait von bis zu 60 Vol.-% werden vorwiegend Dekantertrommeln verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt zunächst eine Trennung der festen und flüssigen Fraktion durch einen Separator, wobei die feste Fraktion ausgeschleust wird. Die feste Fraktion wird danach in einen Dekanter überführt, wo eine weitere Abtrennung der flüssigen Fraktion erfolgt. Die aus dem Separator und Dekanter erhaltenen flüssige Fraktion wird anschließend zur Steigerung der Ausbeute nochmal einer Zentrifugation, etwa mit einer Tellerzentrifuge, unterzogen, wobei eine Trennleistung zwischen 5000 und 13000g erreicht wird.
Der in der Tellerzentrifuge erhaltene Feststoffanteil kann wiederum dem Dekanter zugeführt werden. Dadurch entsteht ein redundantes System, welcher eine kontinuierliche Trennung von Feststoff- und Flüssigfraktion erlaubt und dabei erhöhte Ausbeute des Depolymerisierungsprozesses gewährleistet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt zunächst eine Grobtren- nung der Fest- und Flüssigfraktion mittels eines Siebs, wie etwa ein Bogensieb oder einer Anordnung mehrerer Siebe mit absteigenden Maschenabstand. Die dabei abgetrennte flüssige Fraktion wird anschließend einer weiteren Trennung mittels eines Separators oder einer Zentrifuge zugeführt. Es ist auch denkbar die flüssige Fraktion dem Dekanter zuzuführen. Die über das Sieb abgetrennte feste Frak- tion kann nachfolgend in Abhängigkeit vom Feststoffgehait einer Trennung über einen Separator, Zentrifuge oder Dekanter zugeführt werden. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Depolymerisation von Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei als Materialien insbesondere Reststoffe, Kunststoffe oder Altöle zum Einsatz kommen. Erfin- dungsgemäß umfasst die Anlage zur Depolymerisation von Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, eine Einrichtung zum Vorerwärmen flüssiger, pasteuser und/oder fester Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, einen beheizten Spaltreaktor mit zugeordneter Destillationskolonne. Bevorzugt ist die Destillationskolonne dem Spaltreaktor unmittelbar zugeordnet, beispielsweise oben auf den Spaltre- aktor aufgesetzt. Der Spaltreaktor weist mindestens eine Zuführung zum Einspeisen des vorerwärmten, flüssigen oder breiigen Materials in den Spaltreaktor und einen Sumpfablass zum Ausschleusen von Sumpfprodukten auf. Dem Sumpfablass ist ferner eine Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion zugeordnet, wobei diese mindestens einen Austrag für die Feststoff enthaltende Fraktion und mindestens einen Austrag für die flüssige Fraktion aufweist. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion über den Austrag für die flüssige Fraktion mittelbar oder unmittelbar mit dem Reaktor verbunden ist, um einer Rückführung der abgetrennten flüssigen Fraktion in den Reaktor zu erlauben.
Die Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion kann erfindungsgemäß als Separator, Zentrifuge oder auch Dekanter ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß ist somit der Austrag der Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion mit dem Reaktor zur Rückführung der abgetrennten flüssigen Fraktion in den Reaktor verbunden. Gemäß einer Alternative kann der Austrag auch mit der Einrichtung zum Vorerwärmen verbunden sein, um über die Einrichtung die flüssige Fraktion, insbesondere die Altölfraktion, mittelbar in den Reaktor zurückzuführen.
Die Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion kann so ausgebildet sein, dass allein durch Sedimentieren und Absetzvorgänge eine Auftrennung in einen Altöl und in eine Bitumen enthaltende Fraktion ermöglicht ist. Ein derart ausgestaltete Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion kann ein üblicher Behälter mit einer Zuführung und einem Ablass sein, in dem die abgelassene Sumpffraktion überführt werden kann und dort eine fest/flüssig Trennung über die Zeit durch die Dichteunterschiede erfolgt. Die schwerere kann dann auf übliche Weise unten an dem Behälter abgelassen werden, während die leichtere, insbesondere Altöl enthaltende Phase, in den Reaktor mittelbar oder unmittelbar zurückgeführt werden kann. Ein solcher Behälter kann auch ein Behälter mit mindestens einer innenliegenden Trennstufe sein, die mindestens eine im Behälter an- geordnete Wand ist, die an den Innenseiten des Behälters sowie am Boden dicht mit dem Behälter verbunden ist und über deren obere Kante das Sumpfprodukt langsam fließen kann. Die durch diese Maßnahme gebildeten beiden Kammern können als Trennstufen genutzt werden. Beim Überführen des Sumpfproduktes in den Behälter und über die innenliegende Wand sedimentiert die bitumöse Fraktion überwiegend in der ersten Kammer, während die in der zweiten Kammer die leichtere ölhaltigere Fraktion erhalten wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird als Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion bevorzugt ein Dekanter eingesetzt, welcher als Zwei- oder Dreiphasendekanter ausgeführt ist.
Bei einem Dekanter (Dekanterzentrifuge) werden die festen Bestandteile der zu trennenden Stoffe mit einer langsamer oder schneller laufenden Förderschnecke stetig aus der Zentrifugentrommel entfernt. Der Dekanter (Dekantierzentrifuge) kommt in der Regel bei höherem Feststoffgehalt (ab etwa 3 % im Zulauf) zum Einsatz. Bei der Dekantierzentrifuge findet eine Feststoff / Flüssigkeitstrennung statt. Feststoffe und Flüssigkeit werden kontinuierlich ausgetragen. Eine weiterentwickelte Bauform ist der 3-Phasen-Dekanter. Hier werden Feststoffe und zwei unterschiedliche, nicht ineinander lösbare Flüssigkeiten voneinander getrennt.
Als Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion ebenfalls bevorzugt wird eine Zentrifuge eingesetzt. Somit umfasst die erfindungsgemäße Anlage zur Depolymerisation von Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, eine Einrichtung zum Vorerwärmen flüssiger, pastöser und/oder fester Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, einen beheizten Spaltreaktor mit zugeordneter Destillationskolonne. Der Spaltreaktor weist mindestens eine Zuführung zum Einspeisen des vorerwärmten, flüssigen oder breiigen Materials in den Spaltreaktor und einen Sumpfablass zum Ausschleusen von Sumpfprodukt auf. Dem Sumpfablass ist die Zentrifuge zugeordnet, die mindestens einen Austrag für die Feststoff enthaltende Fraktion und mindestens einen Austrag für die flüssige Fraktion aufweist. Der Zentrifuge ist einen Antrieb und eine Schleudertrommel zugeordnet. Das Sumpfpro- dukt wird als Schleudergut in die Zentrifuge über einen Zulauf in die Schleudertrommel überführt. Dabei weist die Schleudertrommel einen Trommelmantel und eine Schnecke mit einem Schneckenkörper auf, der mit einem, mehrere Schneckengänge aufweisenden Schneckenblatt versehen ist. Zwischen den Schneckengängen ist eine Förderbahn zum Transport des zu verarbeitenden Schleudergutes ausgebildet. Ferner weist die Zentrifuge einen Trommelraum mit einem zylindrischen Abschnitt auf. Vorzugsweise ist der Trommelraum axial von einem Trommeldeckel verschlossen, insbesondere ist der Trommeldeckel konisch ausgebildet. Die Zentrifuge weist mindestens einen Austrag für die Feststoff enthaltende Fraktion und mindestens einen Austrag für die flüssige Fraktion auf. Besonders bevorzugt ist der Austrag für die flüssige Fraktion der Zentrifuge mit dem Reaktor verbunden, um die abgetrennte flüssige Fraktion in den Reaktor zurückzuführen.
Die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion ist ausgelegt und geeignet das Schleudergut vorzugsweise bei etwa 1000 bis 10.000 Umdrehun- gen/Minute bei 150 bis 450 °C über eine Verweilzeit von 10 Sekunden bis 1 Stunde zu behandeln. Erfindungsgemäß wird das Schleudergut für eine Verweilzeit von 5 bis 10 Minuten bei 2500 bis 3000 Umdrehungen/Minute bei etwa 200 °C (plus/minus 20 °C) behandelt. Als Feststoff enthaltende Fraktion kann dann ein, für den Straßenbau geeigneter, Bitumen erhalten werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Zentrifugen ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Dreisäulenzentrifugen, Einpufferzentrifugen, Gleitschwing- Zentrifugen, Schwingzentrifugen (Taumelzentrifugen), Vollmantel-Schälzentrifugen, Vollmantel-Schneckenzentrifugen, Röhrenzentrifugen, Siebtrommel-
Schälzentrifugen, Schubzentrifugen, Siebschneckenzentrifugen, Spänezentrifugen, Stülpfilterzentrifugen, Tellerzentrifugen oder Universalzentrifugen.
Ebenfalls bevorzugt ist, dass dem Sumpfablass des Reaktors ein Doppelkammersystem zugeordnet ist, über das das Sumpfprodukt abgelassen werden kann, wobei das abgelassene Sumpfprodukt mittels einer Zuleitung der Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion zugeführt werden kann. Besonders bevor- zugt umfasst das Doppelklappensystem den Sumpfablass des Reaktors und einen nachgeordneten Behälter, wobei der Behälter einen ersten Ablass zur Überführung mindestens eines Teils des abgelassenen Sumpfproduktes in die Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion sowie gegebenenfalls einen zweiten Ablass aufweist. Der zweite Ablass kann insbesondere genutzt werden, um hochpastöse Sumpfprodukte aus dem Behälter abzulassen. Gemäß einer Ausführungsform ist der Reaktor im Bereich des Sumpfablasses konkav, konisch oder konkav bis konisch zum Ablass der Sumpfprodukte hin geformt und/oder der Behälter ist bodenseitig konkav, konisch oder konkav bis konisch zum zweiten Ablass geformt.
Ferner ist der Reaktor, wie vorstehend beschrieben, bevorzugt ein Spaltreaktor mit aufgesetzter Destillationskolonne, wobei der Reaktor vorzugsweise mit einer Schabeinrichtung und/oder Mischer oder Rührer ausgestattet ist. Erfindungsgemäß wird ein Spaltreaktor in dem Verfahren und in der Anlage verwendet, der dem in der WO 2006/092306 entspricht. Der Reaktor ist bevorzugt keine Turbine oder Extruderschnecke oder eine Reaktivdestillationskolonne.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zunächst für eine Grobtrennung der Fest- und Flüssigfraktion zumindest ein Sieb, wie etwa ein Bogensieb, vorgesehen. Dadurch ist bereits im ersten Schritt eine vorteilhafte Grobtrennung möglich. In einer Ausgestaltung der vorbeschriebenen Ausführungsform ist eine Anordnung mehrerer Siebe mit absteigenden Maschenabstand vorgesehen, wobei die flüssige Fraktion vor Überführung in Separator, Zentrifuge oder Extraktor einer kontinuierlichen Grobtrennung unterzogen wird. Die so erhaltene flüssige Fraktion kann an- schließend mittels Zentrifugation einer Feintrennung unterzogen werden. Hierzu ist ein Separator oder eine Zentrifuge vorgesehen. Es ist auch denkbar die flüssige Fraktion einem Dekanter zuzuführen.
Es ist bevorzugt, dass dem Spaltreaktor ein Doppelklappensystem zugeordnet ist, über das das Sumpfprodukt ablassbar ist, und das abgelassene Sumpfprodukt mittels einer Zuleitung der Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion zuführbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung einer Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigphase, wobei diese Vorrichtung als Dekanter, Zentrifuge oder Separator ausgeführt ist, stromabwärts des Spaltreaktors zur Abtrennung einer flüssigen Fraktion, insbesondere einer öl enthaltenden Fraktion, und einer Feststoff enthaltenden Fraktion, insbesondere Bitumen enthaltenden Fraktion, in einem De- polymerisationsverfahren.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbei- spiel einer Depolymerisationsanlage dargestellt ist. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden. KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung des praktischen Aufbaus einer Depolyme- risationsanlage;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Zentrifuge 1 b.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sich jedoch auf diese zu beschränken.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen möglichen Aufbau einer Depoly- merisationsanlage. Die Vorerwärmung des Rohmaterials erfolgt in einer Förderund Verdichterschnecke 14 durch Außenbeheizung und/oder Friktion. Dabei werden gegebenenfalls verschiedene Rohmaterialien an unterschiedlichen Stellen zu- geführt, wie Kunststoffe, Öle, insbesondere Al Spülöle, und gegebenenfalls Additive. Nach zumindest teilweiser Vorerwärmung erfolgt eine Druckentspannung. In der Entspannungsstufe können Wasserdampf und andere Gase über eine Abluftleitung, z.B. einen Filter, zugeführt oder abgeführt werden. Das flüssige oder breiförmige Rohmaterial wird mittels einer Förderschnecke unter gegebenenfalls weiterer Er- wärmung sowie Erzeugung inneren Drucks weitergefördert und in den Innenraum eines topfförmigen, außenbeheizten Depolymerisations- oder Spaltreaktors 12 über ein Zuführung 15 eingespeist. Auf den Reaktor 12 ist eine Destillationskolonne 16 aufgesetzt, der ein Kopfkondensator und ein Produkttank, beispielsweise für Heizöl/Diesel, nachgeordnet ist.
Ein Altöl und Bitumen enthaltendes Sumpfprodukt kann an einem Sumpfablass 13 aus dem Reaktor ausgeschleust werden. Dabei erfolgt die Ausschleusung des Sumpfproduktes mittels eines Doppelklappensystems 18 aus dem Reaktor 12. Das Doppelklappensystem umfasst den Sumpfablass 13 des Reaktors 12 und einen nachgeordneten Behälter 17, wobei dem Behälter 17 ein erster Ablass 17a zur Überführung mindestens eines Teils des abgelassenen Sumpfproduktes in eine Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion 1 oder eine Zentrifuge 1a zugeordnet ist. Vorzugsweise weist der Behälter 17 zusätzlich einen zweiten Ablass 17b auf, um darüber gegebenenfalls abgesetzte, Bitumen enthaltende Mischungen direkt dem Behälter entnehmen zu können. Die Figur 2 zeigt schematisch die Zentrifuge 1a in Axialschnittdarstellung, nämlich eine Schneckenzentrifuge zur Auftrennung des Sumpfproduktes, welches an dem Sumpfablass, insbesondere über das Doppelklappensystem 18 abgelassen und über den Ablass/Zuleitung 17a, 19 (Fig.1) als Schleudergut in eine Schleudertrommel 6 eingetragen wird.
Die Zentrifuge 1a wird über einen Antrieb 2 um ihre Längsachse A angetrieben. In die Schleudertrommel 6 wird das Sumpfprodukt als Schleudergut über einen Zulauf 9 eingebracht. Die Schleudertrommel weist einen Trommelmantel 1 und eine Schnecke 3 auf. Die Schnecke 3 ist mit einem Schneckenkörper 4 und einem, meh- rere Schneckengänge aufweisenden Schneckenblatt 5 versehen. Dabei wird zwischen den Schneckengängen eine Förderbahn gebildet, die zum Transport des zu verarbeitenden Schleuderguts ausgebildet ist. Ferner verfügt die Zentrifuge 1a über einen, axial von einem Trommeldeckel 8 verschlossenen, Trommelraum 7 mit einem zylindrischen Abschnitt. Über mindestens einen Austrag 10 der Zentrifuge 1a kann eine Feststoff enthaltende Fraktion an dem antriebsseitigen Trommelende entnommen werden. Zur Entnahme, insbesondere zur kontinuierlichen Entnahme einer flüssigen Fraktion weist die Zentrifuge mindestens einen Austrag 11 am entgegengesetzten (eintragsseitigen) Trommelende auf. Das Schleudergut kann kontinuierlich oder diskontinuierlich über den Zulauf 9 der mit hoher Drehzahl rotierenden Trommel zugeführt werden. Aufgrund der Zentrifugalkraft schlägt sich die Feststoff enthaltende Fraktion, insbesondere die Bitumen enthaltende Fraktion, an der Trommelinnenwand nieder. Die Feststoff enthaltende Fraktion wird durch das Schneckenblatt 5 des Schneckenkörpers 4 abgeschabt und von ihm zum Austrag 10 (Feststoffaustrag) gefördert. Der Schneckenkörper mit Schneckenblatt ist bevorzugt als eine Hartmetall gepanzerte Förderschnecke 4, 5 ausgebildet. Die abgetrennte flüssige Fraktion wird zum Austrag 1 1 (Flüssigkeits- austrag) befördert. Dort kann die flüssige Fraktion freifließend austreten oder unter Druck durch Verwendung einer entsprechenden Schälscheibe.
Der Antrieb 2 kann über einen Motor verfügen. In der Regel weist der Motor eine Leistung von 10 kw bis 250 kW auf. Typische Leistungsbereiche liegen zwischen 10 kW bis 15 kw, zwischen 22 bis 35 kw oder zwischen 1 10 kw bis 250 kw.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion 1 als Separator ausgeführt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion 1 als Dekanter ausgeführt, wobei eine Trennung der Festfraktion von der Flüssigfraktion bei Partikelgrössen von 15 pm bis 20 mm erfolgt. Die Trennleistung liegt hierbei im Bereich von 1500 bis 4000 g.
Allgemeines Ausführungsbeispiel:
5 Liter einer Mischung, enthaltend Bitumen und Altöle wird mittels eines Dekanters aufbereitet. Die Mischung weist einen hohen Emulsionsanteil auf. Das gegebenen- falls in der Mischung enthaltende Wasser wird vor der Dekantierung aus der Mischung entfernt. Durch den Depolymerisationsprozess wurden dem Altöl kurzketti- ge Kohlenwasserstoffe destillativ entfernt, so dass ein bitumöser Reststoff verbleibt. Die Untersuchungsmethode der aufbereiteten Mischung ist folgende: Die aufbereitete Mischung wird in einer beheizbaren Becherschleuder mit n=6.000/min bei Schleuderzeit von 0,5; 1 ,0 und 2 Minuten behandelt. Eine Umdre- hungszahl mit n=6.0007min entspricht einer mittleren Zentrifugalbeschleunigung von 4.500 x g (m/s2). Die Aufbereitung erfolgte bei 95°C. a) 0,5 Min. bei 95°C: Es wird eine schwarze Ölphase erhalten und mit 35 Vol.% eine Phase mit weichen bis kompakteren Feststoffen; b) 1 ,0 Min. bei 95°C: Es wird eine schwarze Ölphase erhalten mit 42 Vol% weichen bis kompakteren Feststoffen; c) 2,0 Min. bei 95°C: Es wird eine schwarze Ölphase erhalten mit 45 Vol% weichen bis kompakteren Feststoffen.
Aufbereitete Mischung, Asche= 3,79% (800°C/auf Einlage bezogen); Flammpunkt liegt bei 155°C (ISO 2719) Klarphase, Asche= 0,66% (800°C/auf Einlage bezogen)
2 Min. bei 95°C Dichte = 0,882 g/cm3 40°C
0,867g/cm3 70°C
0,856 g/cm3 95°C Feststoff, Dichte= 1 ,042 g/cm3 Min. bei 95°C geschleudert)
Das obige Ausführungsbeispiel zeigt, dass sich das Sumpfmaterial zentrifugal aufbereiten lässt. Bedingt vermutlich durch unterschiedliche Partikelgrößen sedimen- tiert ein Teil der Stoffe als weicher Festkuchen. In diesen weichen Festkuchen wird vermutlich ein größerer Anteil an öl im Feststoff gebunden bleiben.
Durch weitere Erhöhung der Verweilzeiten und Variation der Umdrehungen/Min. zur Abscheidung der Feststoff enthaltenden Fraktion konnte das Trennungsergebnis weiter verbessert werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein die Viskositätsanforderungen der DIN EN 12 591 oder TL Bitumen STB07 erfüllender Bitumen erhalten werden. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion (1) 1a Zentrifuge
2 Antrieb
3 Schnecke
4 Schneckenkörper
5 Schneckenblatt
6 Schleudertrommel
6a Trommelmantel
7 Trommelraum
8 Trommeldeckel
9 Zulauf
10 Austrag
11 Austrag
12 Reaktor
3 Sumpfablass
14 Einrichtung
15 Zuführung
16 Destillationskolonne
17 Behälter
17a Ablass
17b Ablass
18 Doppelklappensystem
19 Zuleitung
A Längsachse

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zur Depolymerisation von Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe, wie Reststoffe, Kunststoffe oder Altöl,
in dem das Material auf eine Temperatur erwärmt wird, und
in flüssiger oder breiiger Konsistenz in einen auf Spalttemperatur beheizten Reaktor (12), insbesondere unter Druck, eingeschleust, und eine gasförmige Fraktion zur Weiterbehandlung aus dem Reaktor abgezogen sowie ein Sumpfprodukt kontinuierlich oder absatzweise aus dem Reaktor ausgeschleust wird, und
das Sumpfprodukt in eine Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigphase (1) überführt wird und in eine flüssige Fraktion und eine Feststoff enthaltende Fraktion aufgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der flüssigen und Feststoffe enthaltenden Fraktion in einer Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion (1) erfolgt, welche als Separator, Zentrifuge (1a) oder Dekanter ausgeführt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Fraktion in den Reaktor zurückgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoff enthaltende Fraktion Bitumen enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Bitumen enthaltende Fraktion eine für den Straßenbau geeignete Konsistenz aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Reaktor (12) und der Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion(l) ein Doppelklappensystem (18) zur Ausschleu- sung des Sumpfproduktes in die Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion(l) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleudergut in eine Zentrifuge (1a) mit Antrieb (2) überführt wird, wobei die Zentrifuge aufweist
eine Schleudertrommel (6) mit Trommelmantel (6a) und einer Schnecke (3) mit einem Schneckenkörper (4) mit einem, mehrere Schneckengänge aufweisenden Schneckenblatt (5), wobei zwischen den Schneckengängen eine Förderbahn zum Transport des zu verarbeitenden Schleudergutes ausgebildet ist,
einen Trommelraum (7) mit einem zylindrischen Abschnitt, wobei der Trommelraum axial von einem Trommeldeckel (8) verschlossen ist, einen Zulauf (9) zur Überführung des Schleuderguts in die Schleudertrommel, und
mindestens einen Austrag (10) für die Feststoff enthaltende Fraktion und mindestens einen Austrag ( ) für die flüssige Fraktion.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mindestens ein Öl, mindestens einen Kunststoff oder synthetische Kohlenwasserstoffe enthaltende Polymere oder eine Mischung dieser enthält.
Anlage zum Depolymerisieren von Materialien, enthaltend Kohlenstoffwasserstoffe, wie Reststoffe, Kunststoffe oder Altöl, umfassend
eine Einrichtung (14) zum Vorwärmen flüssiger, pastöser und/oder fester Materialien, enthaltend Kohlenwasserstoffe,
einen beheizten Spaltreaktor (12) mit zugeordneter Destillationskolonne (16), wobei der Spaltreaktor mindestens eine Zuführung (15) zum Einspeisen des vorerwärmten, flüssigen oder breiigen Materials in den Spaltreaktor (12) und einen Sumpfablass (13) zum Ausschleusen von Sumpfprodukt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
dem Sumpfablass (13) eine Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion(l) zugeordnet ist, der mindestens einen Austrag (10) für die Feststoff enthaltende Fraktion und mindestens einen Austrag (11) für die flüssige Fraktion aufweist.
10. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion(l) als Separator, Zentrifuge (1a) oder Dekanter ausgeführt ist.
11. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrag (11) für die flüssige Fraktion der Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion(l) mit dem Reaktor (12) zur Rückführung der abgetrennten flüssigen Fraktion in den Reaktor verbunden ist.
12. Anlage nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrag (11) für die flüssige Fraktion der Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion(l) mit der Einrichtung (14) zum Vorerwärmen verbunden ist.
13. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zentrifuge (1a) einen Antrieb (2) und eine Schleudertrommel (6) aufweist, und das Sumpfprodukt als Schleudergut in die Zentrifuge (1a) über einen Zulauf (9) in die Schleudertrommel überführbar ist, die Schleudertrommel (6) mit einem Trommelmantel (6a) und einer Schnecke (3) mit einem Schneckenkörper (4) mit einem, mehrere Schneckengänge aufweisenden Schneckenblatt (5) versehen ist, zwischen den Schneckengängen eine Förderbahn zum Transport des zu verarbeitenden Schleudergutes ausgebildet ist,
die Zentrifuge (1a) einen Trommelraum (7) mit einem zylindrischen Abschnitt aufweist, der Trommelraum axial von einem Trommeldeckel (8) verschlossen ist, und
die Schleudertrommel (6)mindestens einen Austrag (10) für die Fest Stoff enthaltende Fraktion und mindestens einen Austrag (11) für die flüssige Fraktion aufweist.
14. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelklappensystem (18) den Sumpfablass (13) des Reaktors und einen nachgeordneten Behälter (17) umfasst, der einen ersten Ablass (17a) zur Überführung zumindest eines Teils des abgelassenen Sumpfproduktes in die Vorrichtung zur Trennung einer Fest- und einer Flüssigfraktion(l) sowie gegebenenfalls einen zweiten Ablass (17b) aufweist.
15. Verwendung einer Vorrichtung zur Trennung von Fest- und Flüssigfraktion (1), wobei diese Vorrichtung als Dekanter, Zentrifuge oder Separator ausgeführt ist, stromabwärts des Spaltreaktors (12) zur Abtrennung einer flüssigen Fraktion, insbesondere einer Öl enthaltenden Fraktion, und einer Feststoff enthaltenden Fraktion, insbesondere Bitumen enthaltenden Fraktion, in einem Depolymerisationsverfahren.
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