ES2532552B1 - Procedure and device for obtaining hydrocarbons - Google Patents

Procedure and device for obtaining hydrocarbons Download PDF

Info

Publication number
ES2532552B1
ES2532552B1 ES201331414A ES201331414A ES2532552B1 ES 2532552 B1 ES2532552 B1 ES 2532552B1 ES 201331414 A ES201331414 A ES 201331414A ES 201331414 A ES201331414 A ES 201331414A ES 2532552 B1 ES2532552 B1 ES 2532552B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
stage
sub
hydrocarbons
mixture
starting material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES201331414A
Other languages
Spanish (es)
Other versions
ES2532552A1 (en
Inventor
Sergio David GONZÁLEZ EGIDO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEOLIQUID ADVANCED BIOFUELS AND BIOCHEMICALS, S.L.
Original Assignee
BIOSONOIL S L
BIOSONOIL SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BIOSONOIL S L, BIOSONOIL SL filed Critical BIOSONOIL S L
Priority to ES201331414A priority Critical patent/ES2532552B1/en
Publication of ES2532552A1 publication Critical patent/ES2532552A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2532552B1 publication Critical patent/ES2532552B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

Procedimiento y dispositivo para la obtención de hidrocarburos.#Procedimiento termo-sono-químico (TSQ), consistente en la combinación de procedimiento termoquímicos asistido por ultrasonidos para convertir materias residuales en una mezcla de hidrocarburos líquidos de alto valor añadido, que pueden ser utilizados como combustible o en su trasformación en otros productos químicos. Este procedimiento comprende la combinación de materiales de partida procedentes de residuos o biomasa, con aditivos activos a la sonicación, que con una adecuada dosificación junto con un aporte térmico y energético mediante ultrasonidos maximiza la generación de líquidos hidrocarbonados.Procedure and device for obtaining hydrocarbons. # Thermo-sono-chemical procedure (TSQ), consisting of the combination of ultrasonic-assisted thermochemical process to convert waste materials into a mixture of liquid hydrocarbons of high added value, which can be used as fuel or its transformation into other chemicals. This procedure includes the combination of starting materials from waste or biomass, with active additives to sonication, which with an adequate dosage together with a thermal and energy contribution by ultrasound maximizes the generation of hydrocarbon liquids.

Description

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Procedimiento y dispositivo para la obtención de hidrocarburos OBJETO DE LA INVENCIÓNMethod and device for obtaining hydrocarbons OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención se puede incluir en el campo técnico del tratamiento de residuos y otras materias poliméricas, en concreto en el de la transformación de materiales poliméricos sólidos en materiales líquidos y/o gaseosos empleando sistemas térmicos y químicos. Adicionalmente también se puede englobar en el sector de tecnologías para obtención de productos orgánicos.The present invention can be included in the technical field of waste treatment and other polymeric materials, in particular in the transformation of solid polymeric materials into liquid and / or gaseous materials using thermal and chemical systems. Additionally, it can also be included in the technology sector to obtain organic products.

En concreto, el objeto de la invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para obtener hidrocarburos a partir del craqueo de materiales de partida que contienen polímeros, donde en particular, pero no en exclusiva, los materiales de partida provienen de residuos, ya sean urbanos, forestales, agrícolas, ganaderos, industriales, etc.Specifically, the object of the invention relates to a process and a device for obtaining hydrocarbons from the cracking of starting materials containing polymers, where in particular, but not exclusively, the starting materials come from waste, whether urban, forestry, agricultural, livestock, industrial, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

El tratamiento de residuos de cara a su valorización energética está regulado por normativas varias en distinto niveles, desde un ámbito más global a nivel de la Unión Europea, pasando por ámbitos cada vez más locales, como los estados miembros de la Unión Europea y, finalmente, en el caso de España, en un ámbito más local, a nivel de las propias comunidades autónomas.The treatment of waste for its energy recovery is regulated by various regulations at different levels, from a more global scope at the European Union level, through increasingly local areas, such as the member states of the European Union and, finally , in the case of Spain, in a more local area, at the level of the autonomous communities themselves.

Uno de los aspectos más estudiados, debido a su relevancia, es la idoneidad que presenta cada uno de los distintos tipos de residuos como material de partida para su aprovechamiento energético. Ello es debido a que en los residuos hay una variedad de materiales, que a su vez presentan una composición variable en términos energéticos. Para el aprovechamiento de los residuos es necesario identificar las distintas materias presentes en dichos residuos, tales como materia orgánica, plásticos, papel-cartón y otras fracciones susceptibles de aprovechamiento energético.One of the most studied aspects, due to its relevance, is the suitability presented by each of the different types of waste as a starting material for its energy use. This is due to the fact that in waste there is a variety of materials, which in turn have a variable composition in energy terms. For the use of waste it is necessary to identify the different materials present in said waste, such as organic matter, plastics, cardboard and other fractions susceptible to energy use.

En la actualidad, dentro del tratamiento de residuos, una alternativa considerada es la eliminación de dichos residuos, la cual puede llevarse a cabo de distintas maneras, según se efectúe o no un aprovechamiento energético de los residuos.Currently, within the treatment of waste, an alternative considered is the disposal of such waste, which can be carried out in different ways, depending on whether or not an energy use of the waste is made.

De entre las que no conllevan aprovechamiento energético, la más común es la disposición en vertedero controlado, donde los distintos materiales presentes en los residuos sufren transformaciones físicas, químicas y biológicas que generan productos contaminantes con un destacable impacto ambiental.Among those that do not involve energy use, the most common is the disposal in controlled landfill, where the different materials present in the waste undergo physical, chemical and biological transformations that generate polluting products with a remarkable environmental impact.

En relación a las tecnologías de aprovechamiento energético, se menciona la incineración, que requiere de una capacidad para procesar elevadas cantidades de residuos, así como grandes inversiones en sistemas de control y verificación ambiental. Otras tecnologías, como la gasificación, presentan dificultades de manejo y control de los procesos y generan, a su vez, una importante cantidad de residuos procedentes de los sistemas de lavado de gases.In relation to energy use technologies, incineration is mentioned, which requires a capacity to process high amounts of waste, as well as large investments in environmental control and verification systems. Other technologies, such as gasification, present difficulties in handling and controlling processes and generate, in turn, a significant amount of waste from gas scrubbing systems.

Todas estas tecnologías generalmente permiten recuperar de los residuos energía eléctrica y térmica, con una eficiencia que en general está comprendida entre el 15 y el 40%.All these technologies generally allow the recovery of electrical and thermal energy from waste, with an efficiency that in general is between 15 and 40%.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la obtención de hidrocarburos a partir de una materia de partida que comprende polímeros. De manera preferente, la materia de partida proviene de residuos, tales como residuos urbanos,The present invention relates to a process and a device for obtaining hydrocarbons from a starting material comprising polymers. Preferably, the starting material comes from waste, such as urban waste,

22

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

industriales, agrícolas, forestales, ganaderos, etc.industrial, agricultural, forestry, livestock, etc.

La invención se caracteriza por implementar un procedimiento que involucra el empleo y/o la transformación de energía mecánica, energía química y ultrasonidos, para craquear las moléculas de los polímeros, transformándolas en hidrocarburos de cadenas más cortas, a temperaturas más reducidas que las comúnmente empleadas en el estado de la técnica.The invention is characterized by implementing a method that involves the use and / or the transformation of mechanical energy, chemical energy and ultrasound, to crack the molecules of the polymers, transforming them into hydrocarbons of shorter chains, at lower temperatures than those commonly used. in the state of the art.

El procedimiento comprende las siguientes etapas:The procedure comprises the following stages:

• una etapa de procesamiento de la materia en un reactor donde la materia de partida se transforma en hidrocarburos líquidos y/o gaseosos y que comprende las siguientes subetapas:• a stage of processing the matter in a reactor where the starting material is transformed into liquid and / or gaseous hydrocarbons and comprising the following sub-stages:

o una primera subetapa de intercambio térmico superior a 150 °C/segundo controlado mediante balance de masas y balance energético, con unas condiciones de agitación superiores a 700 revoluciones por minuto y donde la temperatura se encuentra en el rango entre 150 y 450 °C.or a first heat exchange sub-stage exceeding 150 ° C / second controlled by mass balance and energy balance, with agitation conditions exceeding 700 revolutions per minute and where the temperature is in the range between 150 and 450 ° C.

o una segunda subetapa de aplicación regulable de frecuencias de ultrasonido sobre la mezcla durante un tiempo de al menos 0,5 segundos mediante la combinación de unos aditivos activos a la sonicación.or a second sub-stage of adjustable application of ultrasound frequencies on the mixture for a time of at least 0.5 seconds by means of the combination of active additives to sonication.

o una tercera subetapa de homogenización e intercambio de energía a la material de partida licuada y/o gaseosa a través de la compresión y la fricción ejercidas por bombeo,or a third sub-stage of homogenization and energy exchange to the liquefied and / or gaseous starting material through compression and friction exerted by pumping,

donde la energía comunicada a la mezcla a través de la primera subetapa de intercambio térmico mediante agitación y la segunda etapa de aplicación regulable de frecuencias de ultrasonidos provoca reacciones termoquímicas de craqueo de los polímeros;where the energy communicated to the mixture through the first heat exchange sub-stage by stirring and the second stage of adjustable application of ultrasound frequencies causes thermochemical reactions of cracking of the polymers;

• una etapa opcional de fraccionamiento de los productos resultantes, con el objetivo de separar los distintos componentes en las distintas fracciones. Como consecuencia de las reacciones termoquímicas se generan hidrocarburos que en las condiciones de operación se vaporizan y salen por la parte superior del reactor. Los gases son conducidos a una columna de fraccionamiento para la separación de los distintos componentes de interés. Esta etapa comprende la siguiente subetapa:• an optional stage of fractionation of the resulting products, with the objective of separating the different components into the different fractions. As a consequence of the thermochemical reactions, hydrocarbons are generated which, in the operating conditions, vaporize and leave through the top of the reactor. The gases are conducted to a fractionation column for the separation of the different components of interest. This stage includes the following sub-stage:

o una primera subetapa de recirculación de los flujos provenientes de la base de fraccionamiento al reactor, para completar las reacciones termoquímicas hasta los limites estequiométricos de los distintas materiales de partida.or a first sub-stage of recirculation of the flows from the fractionation base to the reactor, to complete the thermochemical reactions up to the stoichiometric limits of the different starting materials.

• una etapa opcional de mejora y estabilización donde se lleva a cabo la filtración de las impurezas y la separación de fases para su posterior utilización o almacenamiento.• an optional stage of improvement and stabilization where impurity filtration and phase separation are carried out for later use or storage.

Con el procedimiento anteriormente descrito se obtiene un líquido que es apto para usos térmicos en calderas, en motores y otros dispositivos, y está compuesto por hidrocarburos simples y ramificados, mediante la combinación de unos aditivos activos a la sonicación de forma conjunta al desarrollo de la reacción, en un reactor químico, en el que se aporta energía térmica, en forma de agitación y con ultrasonidos.With the procedure described above, a liquid is obtained that is suitable for thermal uses in boilers, in engines and other devices, and is composed of simple and branched hydrocarbons, by combining some active additives to sonication together with the development of the reaction, in a chemical reactor, in which thermal energy is provided, in the form of agitation and with ultrasound.

La utilización de mezclas de productos como aditivos activos bajo la energía procedente deThe use of product mixtures as active additives under energy from

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

ultrasonidos y en presencia de agua, permiten el desarrollo de las reacciones termoquímicas que transforman los materiales sólidos en líquidos a temperatura ambiente. Estos líquidos pueden denominarse líquidos renovables si proceden de materiales renovables. La utilización simultanea de aditivos activos a la sonicación, junto con el aporte energético mixto (térmico, agitación y ultrasonidos) permiten el desarrollo de las reacciones termoquímicas a una menor temperatura que los procesos conocidos en el estado de la técnica en un orden de magnitud de 100 a 150 °C.Ultrasound and in the presence of water, allow the development of thermochemical reactions that transform solid materials into liquids at room temperature. These liquids can be called renewable liquids if they come from renewable materials. The simultaneous use of active additives to sonication, together with the mixed energy input (thermal, stirring and ultrasound) allow the development of thermochemical reactions at a lower temperature than the processes known in the state of the art in an order of magnitude of 100 to 150 ° C.

La invención también se refiere a un dispositivo para la obtención de hidrocarburos a partir de un material de partida que comprende polímeros según el procedimiento descrito anteriormente.The invention also relates to a device for obtaining hydrocarbons from a starting material comprising polymers according to the process described above.

Este dispositivo comprende un reactor químico, en el que se introducen polímeros que pueden provenir de residuos, tales como residuos urbanos, industriales, agrícolas, forestales, ganaderos, etc. y donde se lleva a cabo un intercambio térmico superior a 150 °C/segundo controlado mediante balance de masas y balance energético. El reactor comprende unos emisores de ultrasonidos para la aplicación regulable de frecuencias de ultrasonido y unos agitadores.This device comprises a chemical reactor, in which polymers are introduced that may come from waste, such as urban, industrial, agricultural, forestry, livestock, etc. and where a thermal exchange greater than 150 ° C / second is carried out controlled by mass balance and energy balance. The reactor comprises ultrasound emitters for the adjustable application of ultrasound frequencies and stirrers.

El dispositivo comprende además una bomba-compresor mezcladora conectada al reactor químico que presenta una excentricidad que la permite ejercer de compresor.The device also comprises a mixing pump-compressor connected to the chemical reactor that has an eccentricity that allows it to act as a compressor.

El reactor comprende además una salida inferior para los residuos inertes y de coque generados en el proceso termo-sono-químico en el reactor cuyo accionamiento se regula mediante temperatura y una salida superior para la salida de hidrocarburos en estado vapor.The reactor further comprises a lower outlet for inert and coke residues generated in the thermo-sonochemical process in the reactor whose drive is regulated by temperature and a higher outlet for the release of hydrocarbons in the vapor state.

El dispositivo comprende además una columna de fraccionamiento para la separación de los distintos componentes de interés de los hidrocarburos en estado vapor.The device further comprises a fractionation column for the separation of the various components of interest of the hydrocarbons in the vapor state.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

Figura 1.- Muestra una vista en esquema del dispositivo para la obtención de hidrocarburos de la presente invención.Figure 1.- Shows a schematic view of the device for obtaining hydrocarbons of the present invention.

Figura 2.- Muestra una vista en sección de la bomba del dispositivo para la obtención de hidrocarburos de la presente invención.Figure 2.- Shows a sectional view of the pump of the device for obtaining hydrocarbons of the present invention.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Seguidamente se describe, con ayuda de las figuras 1 a 2 anteriormente referidas, una descripción en detalle de una realización preferente de la invención.Next, a detailed description of a preferred embodiment of the invention is described with the aid of Figures 1 to 2 above.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la obtención de hidrocarburos a partir de un material de partida que comprende polímeros. De manera preferente, el material de partida proviene de residuos, tales como residuos urbanos, industriales, agrícolas, forestales, ganaderos, etc.The present invention relates to a process and a device for obtaining hydrocarbons from a starting material comprising polymers. Preferably, the starting material comes from waste, such as urban, industrial, agricultural, forestry, livestock, etc.

El procedimiento comprende las siguientes etapas:The procedure comprises the following stages:

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

• una primera etapa de preparación de los materiales de partida a procesar que comprenden polímeros, para garantizar que los materiales a procesar se encuentran libres de impurezas y elementos perjudiciales para la maquinaria y el proceso, donde dicha primera etapa comprende las siguientes subetapas:• a first stage of preparation of the starting materials to be processed comprising polymers, to ensure that the materials to be processed are free of impurities and harmful elements for the machinery and the process, where said first stage comprises the following sub-stages:

o una primera subetapa de recepción de los materiales de partida a procesar y eliminación de los materiales indeseables para el proceso. Estos materiales son elementos inertes tipo cristal o metales que pueden dañar la maquinaria involucrada en el manejo de los equipos que intervienen en el procedimiento y que se describirán más adelante.or a first sub-stage for receiving the starting materials to be processed and eliminating the undesirable materials for the process. These materials are inert elements such as glass or metals that can damage the machinery involved in the handling of the equipment involved in the procedure and will be described later.

o una segunda subestapa de adecuación del contenido en humedad de la mezcla entre el 5 y el 20 % en peso. Es necesario el control de la humedad de los materiales de partida y de la mezcla de los mismos, de forma que la mezcla total de la mezcla mantenga esta humedad dentro de los parámetros establecidos.or a second sub-stage of adequacy of the moisture content of the mixture between 5 and 20% by weight. It is necessary to control the humidity of the starting materials and the mixture thereof, so that the total mixture of the mixture maintains this humidity within the established parameters.

o una tercera subetapa de adecuación del pH de la mezcla obtenida en la subetapa anterior por encima de 5 mediante la adición de una mezcla de bases derivadas de calcio, potasio y magnesio, o mezclas de las mismas con otros materiales alcalinos o alcalinotérreos;or a third sub-stage of pH adjustment of the mixture obtained in the previous sub-stage above 5 by the addition of a mixture of bases derived from calcium, potassium and magnesium, or mixtures thereof with other alkaline or alkaline earth materials;

• una segunda etapa de homogenización de la mezcla obtenida en la etapa anterior que comprende las siguientes subetapas:• a second stage of homogenization of the mixture obtained in the previous stage comprising the following sub-stages:

o una primera subetapa de regulación de la temperatura de la mezcla a una temperatura superior a las temperaturas en las que la mezcla de los materiales de entrada fluye en condiciones de semisólido,or a first sub-stage for regulating the temperature of the mixture at a temperature higher than the temperatures at which the mixture of the input materials flows in semi-solid conditions,

o una segunda subetapa de mezcla con unos aditivos activos bajo condiciones de sonicación. Los aditivos se dosifican de forma controlada según van aportándose las materias a procesar,or a second mixing sub-stage with active additives under sonication conditions. The additives are dosed in a controlled manner as the materials to be processed are provided,

o una tercera subetapa de control de las reacciones de oxidación mediante la incorporación de gas nitrógeno hasta condiciones de inertización;or a third sub-stage for controlling oxidation reactions by incorporating nitrogen gas until inertization conditions;

donde la segunda subetapa de mezcla con los aditivos activos bajo condiciones de sonicación facilita el inicio de las reacciones que se producen en una tercera etapa que se describirá a continuación; Aditivos disponibles son por ejemplo, compuestos que contienen al menos uno de entre: óxidos de aluminio, alúmina, óxidos de hierro, y aluminosilicatos. De manera preferente, la proporción de aditivos está comprendida entre el 1 y el 8 % en peso.where the second sub-stage of mixing with the active additives under sonication conditions facilitates the initiation of the reactions that occur in a third stage which will be described below; Available additives are, for example, compounds containing at least one of: aluminum oxides, alumina, iron oxides, and aluminosilicates. Preferably, the proportion of additives is between 1 and 8% by weight.

• una tercera etapa de procesamiento de la materia en un reactor donde se transforman la mezcla de materiales de partida en hidrocarburos líquidos y/o gaseosos y que comprende las siguientes subetapas:• a third stage of matter processing in a reactor where the mixture of starting materials is transformed into liquid and / or gaseous hydrocarbons and comprising the following sub-stages:

o una primera subetapa de intercambio térmico superior a 150 °C/segundo controlado mediante balance de masas y balance energético, con unas condiciones de agitación superiores a las 700 revoluciones por minuto y donde la temperatura se encuentra en el rango entre 150 y 450 °C.or a first heat exchange sub-stage exceeding 150 ° C / second controlled by mass balance and energy balance, with agitation conditions exceeding 700 revolutions per minute and where the temperature is in the range between 150 and 450 ° C .

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

o una segunda subetapa de aplicación regulable de frecuencias de ultrasonido sobre la mezcla durante un tiempo de entre 0,5 y 30 segundos mediante la combinación de unos aditivos activos a la sonicación. La mezcla con aditivos activos a la sonicación se someten a la energía del ultrasonido en una frecuencia comprendida entre 20 kHz y 2 MHz y una intensidad comprendida entre 0,2-20 W/cm2. Este efecto, además del aporte de energía incrementa la reactividad de los aditivos. De esta manera se generan hidrocarburos de C5 a C25.or a second sub-stage of adjustable application of ultrasound frequencies on the mixture for a time of between 0.5 and 30 seconds by combining active additives to sonication. The mixture with active additives to sonication are subjected to ultrasound energy at a frequency between 20 kHz and 2 MHz and an intensity between 0.2-20 W / cm2. This effect, in addition to the energy input, increases the reactivity of the additives. In this way hydrocarbons from C5 to C25 are generated.

o una tercera subetapa de homogenización e intercambio de energía a la material de partida licuada y/o gaseosa a través de la compresión y la fricción ejercidas por bombeo a una presión entre 1 y 2 bar.,or a third sub-stage of homogenization and exchange of energy to the liquefied and / or gaseous starting material through compression and friction exerted by pumping at a pressure between 1 and 2 bar.,

donde la energía comunicada a la mezcla a través de la primera subetapa de intercambio térmico mediante agitación y la segunda etapa de aplicación regulable de frecuencias de ultrasonidos provoca reacciones termoquímicas de craqueo de los polímeros.where the energy communicated to the mixture through the first heat exchange sub-stage by stirring and the second stage of adjustable application of ultrasound frequencies causes thermochemical reactions of cracking of the polymers.

• una cuarta etapa de fraccionamiento de los productos resultantes, con el objetivo de separar los distintos componentes en las distintas fracciones. Como consecuencia de las reacciones termoquímicas se generan hidrocarburos que en las condiciones de operación se vaporizan y salen por la parte superior del reactor. Los gases son conducidos a una columna de fraccionamiento para la separación de los distintos componentes de interés. Esta etapa comprende la siguiente subetapa:• a fourth stage of fractionation of the resulting products, with the objective of separating the different components into the different fractions. As a consequence of the thermochemical reactions, hydrocarbons are generated which, in the operating conditions, vaporize and leave through the top of the reactor. The gases are conducted to a fractionation column for the separation of the different components of interest. This stage includes the following sub-stage:

o una primera subetapa de recirculación de los flujos provenientes de la base de fraccionamiento al reactor, para completar las reacciones termoquímicas hasta los limites estequiométricos de los distintos materiales de partida.or a first sub-stage of recirculation of the flows from the fractionation base to the reactor, to complete the thermochemical reactions up to the stoichiometric limits of the different starting materials.

• una quinta etapa de mejora y estabilización donde se lleva a cabo la filtración de las impurezas y la separación de fases para su posterior utilización o almacenamiento.• a fifth stage of improvement and stabilization where impurity filtration and phase separation are carried out for later use or storage.

La utilización de mezclas de productos como aditivos activos bajo la energía procedente de ultrasonidos y en presencia de agua, permiten el desarrollo de las reacciones termoquímicas que transforman los materiales sólidos en líquidos a temperatura ambiente. Estos líquidos pueden denominarse líquidos renovables si proceden de materiales renovables. La utilización simultanea de aditivos activos a la sonicación, junto con el aporte energético mixto (térmico, agitación y ultrasonidos) permiten el desarrollo de las reacciones termoquímicas a una menor temperatura que los procesos conocidos en el estado de la técnica en un orden de magnitud de 100 a 150 °C.The use of mixtures of products as active additives under energy from ultrasound and in the presence of water, allow the development of thermochemical reactions that transform solid materials into liquids at room temperature. These liquids can be called renewable liquids if they come from renewable materials. The simultaneous use of active additives to sonication, together with the mixed energy input (thermal, stirring and ultrasound) allow the development of thermochemical reactions at a lower temperature than the processes known in the state of the art in an order of magnitude of 100 to 150 ° C.

La invención también se refiere a un dispositivo para la obtención de hidrocarburos a partir de un material de partida que comprende polímeros según el procedimiento descrito anteriormente.The invention also relates to a device for obtaining hydrocarbons from a starting material comprising polymers according to the process described above.

Este dispositivo comprende un reactor químico (1), en el que se introducen polímeros (2) que pueden provenir de residuos, tales como residuos urbanos, industriales, agrícolas, forestales, ganaderos, etc. y donde se lleva a cabo un intercambio térmico superior a 150 °C/segundo controlado mediante balance de masas y balance energético, El reactor (1) comprende unos emisores de ultrasonidos (3) para la aplicación regulable de frecuencias de ultrasonido y unos agitadores. En este ejemplo de realización preferente, el reactor comprende entre 3 y 5 emisores de ultrasonidos (3) con una potencia total de entre 1.000 y 10.000 W.This device comprises a chemical reactor (1), in which polymers (2) are introduced that may come from waste, such as urban, industrial, agricultural, forestry, livestock, etc. and where a thermal exchange greater than 150 ° C / second controlled by mass balance and energy balance is carried out, The reactor (1) comprises ultrasound emitters (3) for the adjustable application of ultrasound frequencies and stirrers. In this preferred embodiment, the reactor comprises between 3 and 5 ultrasonic emitters (3) with a total power of between 1,000 and 10,000 W.

El dispositivo comprende además una bomba-compresor mezcladora (4) conectada al reactor químico que presenta un cuerpo central (7) con una excentricidad que la permite ejercer de compresor para alcanzar una presión de entre 1 y 2 bar en la mezcla de polímeros presente en el reactor (1).The device also comprises a mixing pump-compressor (4) connected to the chemical reactor that has a central body (7) with an eccentricity that allows it to act as a compressor to reach a pressure of between 1 and 2 bar in the polymer mixture present in the reactor (1).

5 El reactor (1) comprende además una salida inferior (5) para los residuos inertes y de coque generados en el proceso termo-sono-químico cuyo accionamiento se regula mediante temperatura y una salida superior (6) para la salida de hidrocarburos en estado vapor.5 The reactor (1) also comprises a lower outlet (5) for inert and coke residues generated in the thermo-sonochemical process whose operation is regulated by temperature and an upper outlet (6) for the output of hydrocarbons in the state steam.

El dispositivo comprende además una columna de fraccionamiento (no mostrada) para la separación de los distintos componentes de interés de los hidrocarburos en estado vapor.The device further comprises a fractionation column (not shown) for the separation of the various components of interest from the hydrocarbons in the vapor state.

1010

Claims (10)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 REIVINDICACIONES 1. - Procedimiento para la obtención de hidrocarburos a partir de una materia de partida que comprende polímeros caracterizado por que comprende:1. - Process for obtaining hydrocarbons from a starting material comprising polymers characterized by comprising: • una etapa de procesamiento donde la materia de partida se transforma en hidrocarburos líquidos y/o gaseosos y que comprende las siguientes subetapas:• a processing stage where the starting material is transformed into liquid and / or gaseous hydrocarbons and comprising the following sub-stages: o una primera subetapa de intercambio térmico superior a 150 °C/segundo controlado mediante balance de masas y balance energético, con unas condiciones de agitación superiores a 700 revoluciones por minuto y donde la temperatura se encuentra en el rango entre 150 y 450 °C.or a first heat exchange sub-stage exceeding 150 ° C / second controlled by mass balance and energy balance, with agitation conditions exceeding 700 revolutions per minute and where the temperature is in the range between 150 and 450 ° C. o una segunda subetapa de aplicación regulable de frecuencias de ultrasonido sobre la materia de partida durante un tiempo de al menos 0,5 segundos mediante la combinación de unos aditivos activos a la sonicación.or a second sub-stage of adjustable application of ultrasound frequencies on the starting material for a time of at least 0.5 seconds by means of the combination of active additives to the sonication. o una tercera subetapa de homogenización e intercambio de energía a la materia de partida licuada y/o gaseosa a través de la compresión y la fricción ejercidas por bombeo,or a third sub-stage of homogenization and energy exchange to liquefied and / or gaseous starting material through compression and friction exerted by pumping, donde la energía comunicada a la mezcla a través de la primera subetapa de intercambio térmico mediante agitación y la segunda etapa de aplicación regulable de frecuencias de ultrasonidos provoca reacciones termoquímicas de craqueo de los polímeros.where the energy communicated to the mixture through the first heat exchange sub-stage by stirring and the second stage of adjustable application of ultrasound frequencies causes thermochemical reactions of cracking of the polymers. 2. - Procedimiento para la obtención de hidrocarburos según reivindicación 1 caracterizado por que comprende:2. - Method for obtaining hydrocarbons according to claim 1 characterized in that it comprises: • una etapa opcional de fraccionamiento de los productos resultantes en la etapa de la reivindicación 1.• an optional stage of fractionation of the resulting products in the stage of claim 1. 3. - Procedimiento para la obtención de hidrocarburos según reivindicación 2 caracterizado por que comprende:3. - Method for obtaining hydrocarbons according to claim 2 characterized in that it comprises: • una etapa de estabilización donde se lleva a cabo la filtración de impurezas y la separación de fases para su posterior utilización o almacenamiento.• a stabilization stage where impurity filtration and phase separation are carried out for later use or storage. 4. - Procedimiento para la obtención de hidrocarburos según reivindicación 1 caracterizado por que comprende:4. - Method for obtaining hydrocarbons according to claim 1 characterized in that it comprises: • una etapa de preparación de los materiales de partida a procesar que comprenden polímeros previa a la etapa de la reivindicación 1, donde dicha primera etapa comprende las siguientes subetapas:• a stage of preparation of the starting materials to be processed comprising polymers prior to the stage of claim 1, wherein said first stage comprises the following sub-stages: o una primera subetapa de recepción de los materiales de partida a procesar y eliminación de materiales indeseables para el proceso,or a first sub-stage for receiving the starting materials to be processed and eliminating undesirable materials for the process, o una segunda subestapa de adecuación del contenido en humedad de la mezcla entre el 5 y el 20 % en peso, yor a second sub-stage of adequacy of the moisture content of the mixture between 5 and 20% by weight, and o una tercera subetapa de adecuación del pH de la mezcla obtenida en la subetapa anterior por encima de 5 mediante la adición de una mezcla deor a third sub-stage of pH adjustment of the mixture obtained in the previous sub-stage above 5 by adding a mixture of 55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 bases derivadas de calcio, potasio y magnesio, o mezclas de las mismas con otros materiales alcalinos o alcalinotérreos.bases derived from calcium, potassium and magnesium, or mixtures thereof with other alkaline or alkaline earth materials. 5. - Procedimiento para la obtención de hidrocarburos según reivindicación 41 caracterizado por que comprende:5. - Method for obtaining hydrocarbons according to claim 41 characterized in that it comprises: • una etapa de homogenización de la mezcla obtenida en la etapa de preparación de los materiales de partida que comprende las siguientes subetapas:• a homogenization stage of the mixture obtained in the preparation stage of the starting materials comprising the following sub-stages: o una primera subetapa de regulación de la temperatura de la mezcla a una temperatura superior a las temperaturas en las que la mezcla de los materiales de entrada fluye en condiciones de semisólido,or a first sub-stage for regulating the temperature of the mixture at a temperature higher than the temperatures at which the mixture of the input materials flows in semi-solid conditions, o una segunda subetapa de mezcla con unos aditivos activos bajo condiciones de sonicación, yor a second mixing sub-stage with active additives under sonication conditions, and o una tercera subetapa de control de las reacciones de oxidación mediante la incorporación de gas nitrógeno hasta condiciones de inertización.or a third sub-stage for controlling oxidation reactions by incorporating nitrogen gas until inertization conditions. 6. - Procedimiento para la obtención de hidrocarburos según reivindicación 5 caracterizado por que la proporción de aditivos está comprendida entre el 1 y el 8 % en peso de la mezcla.6. - Process for obtaining hydrocarbons according to claim 5 characterized in that the proportion of additives is between 1 and 8% by weight of the mixture. 7. - Procedimiento para la obtención de hidrocarburos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que la segunda subetapa de aplicación regulable de frecuencias de ultrasonido de la etapa de procesamiento tiene lugar a una frecuencia comprendida entre 20 kHz y 2 MHz y una intensidad comprendida entre 0,2-20 W/cm2.7. - Method for obtaining hydrocarbons according to any of the preceding claims characterized in that the second sub-stage of adjustable application of ultrasound frequencies of the processing stage takes place at a frequency between 20 kHz and 2 MHz and an intensity between 0.2-20 W / cm2. 8. - Dispositivo para la obtención de hidrocarburos a partir de una materia de partida que comprende polímeros según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por que comprende8. - Device for obtaining hydrocarbons from a starting material comprising polymers according to the method of any of claims 1 to 7 characterized in that it comprises • un reactor químico (1), en el que se introducen polímeros (2) y donde se lleva a cabo un intercambio térmico superior a 150 °C/segundo, reactor (1) que comprende unos emisores de ultrasonidos (3) para la aplicación regulable de frecuencias de ultrasonido y unos agitadores.• a chemical reactor (1), in which polymers (2) are introduced and where a thermal exchange greater than 150 ° C / second is carried out, reactor (1) comprising ultrasound emitters (3) for application Adjustable ultrasound frequencies and stirrers. • una bomba-compresor mezcladora (4) conectada al reactor químico (1) que presenta un cuerpo central (7) con una excentricidad para ejercer de compresor.• a mixing pump-compressor (4) connected to the chemical reactor (1) that has a central body (7) with an eccentricity to act as a compressor. • una salida inferior (5) para los residuos inertes y de coque generados en el reactor (1) cuyo accionamiento se regula mediante temperatura y una salida superior (6) para la salida de hidrocarburos en estado vapor.• a lower outlet (5) for inert and coke residues generated in the reactor (1) whose drive is regulated by temperature and an upper outlet (6) for the discharge of hydrocarbons in the vapor state. 9. - Dispositivo para la obtención de hidrocarburos a partir de una materia de partida que comprende polímeros según reivindicación 8 caracterizado por que comprende además una columna de fraccionamiento para la separación de los distintos componentes de los hidrocarburos en estado vapor.9. - Device for obtaining hydrocarbons from a starting material comprising polymers according to claim 8 characterized in that it also comprises a fractionation column for the separation of the different components of the hydrocarbons in the vapor state. 10. - Dispositivo para la obtención de hidrocarburos a partir de una materia de partida que comprende polímeros según cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9 caracterizado por que el reactor comprende entre 3 y 5 emisores de ultrasonidos (3) con una potencia total de entre 1.000 y 10.000 W.10. - Device for obtaining hydrocarbons from a starting material comprising polymers according to any of claims 8 or 9 characterized in that the reactor comprises between 3 and 5 ultrasonic emitters (3) with a total power of between 1,000 and 10,000 W.
ES201331414A 2013-09-27 2013-09-27 Procedure and device for obtaining hydrocarbons Active ES2532552B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201331414A ES2532552B1 (en) 2013-09-27 2013-09-27 Procedure and device for obtaining hydrocarbons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201331414A ES2532552B1 (en) 2013-09-27 2013-09-27 Procedure and device for obtaining hydrocarbons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2532552A1 ES2532552A1 (en) 2015-03-27
ES2532552B1 true ES2532552B1 (en) 2016-01-12

Family

ID=52705275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201331414A Active ES2532552B1 (en) 2013-09-27 2013-09-27 Procedure and device for obtaining hydrocarbons

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2532552B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4108737A1 (en) 2021-06-25 2022-12-28 Neoliquid Advanced Biofuels and Biochemicals S.L Method for improving quality and stability of pyrolisis oils obtained from waste

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9006989D0 (en) * 1990-03-28 1990-05-23 Atomic Energy Authority Uk Sonochemical apparatus
US7300566B2 (en) * 2004-03-17 2007-11-27 Sulphco, Inc. Conversion of petroleum resid to usable oils with ultrasound
ES2415030B1 (en) * 2013-06-12 2014-05-26 Eduardo Pérez Lebeña New method of liquefaction of lignocellulosic biomass and installation to perform it

Also Published As

Publication number Publication date
ES2532552A1 (en) 2015-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hameed et al. Kinetic and thermodynamic analyses of sugar cane bagasse and sewage sludge co-pyrolysis process
Yang et al. Highly efficient SO2 absorption and its subsequent utilization by weak base/polyethylene glycol binary system
Wan et al. Miscible–immiscible transition of deep eutectic solvents in water switched by CO2
NZ597803A (en) Method for converting lignocellulosic materials into useful chemicals
HUE025503T2 (en) Amine containing absorption-medium, method and device for the absorption of acid gases from gas mixtures
Soh et al. Effect of system conditions for biodiesel production via transesterification using carbon dioxide–methanol mixtures in the presence of a heterogeneous catalyst
Benizri et al. A compact, economic scrubber to improve farm biogas upgrading systems
Esipovich et al. A comparative study of the separation stage of rapeseed oil transesterification products obtained using various catalysts
ES2532552B1 (en) Procedure and device for obtaining hydrocarbons
Olatunji et al. Geospatial investigation of physicochemical properties and thermodynamic parameters of biomass residue for energy generation
Negm et al. Production of biodiesel production from castor oil using modified montmorillonite clay
Kusumaningtyas et al. Esterification of non-edible oil mixture in reactive distillation column over solid acid catalyst: Experimental and simulation study
Lee et al. Two-in-one fuel combining sewage sludge and bioliquid
Rauber et al. From Current Science to School–the Facets of Green Chemistry on the Example of Ionic Liquids
JP7026938B2 (en) Low-energy carbon dioxide generation method and carbon dioxide generator for use in the method
Lyu et al. Using conjugated system from natural sources for the synthesis of sulfur copolymers by bi‐function catalysts at mild temperatures
TWI475107B (en) Apparatus and method for the use of microwave combined with activated carbon for the manufacture of bio-diesel refining biodiesel
RU2017119024A (en) METHOD FOR TRANSFORMING BIOMASS IN LIQUID AND / OR GAS-CARRIED ENERGY CARDS
BR112018011032A2 (en) loading a catalyst into a bubble column for fischer-tropsch synthesis
Sachin et al. Waste cooking oil as an efficient solvent for the production of urea precursor ammonium carbamate from carbon dioxide
CN203741276U (en) Waste oil disposal system capable of improving use ratio
Sivamani et al. Experimental investigations and concise review on biodiesel production from crude sunflower oil using lime-based catalysts
Strezov System approach to biomass pyrolysis: product characterisation
RU2732911C2 (en) Method and device for processing polymer wastes
RU2825944C1 (en) Method of processing organic and inorganic wastes using liquid-phase multicomponent catalyst consisting of organic and inorganic compounds (embodiments)

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2532552

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20160112

PC2A Transfer of patent

Owner name: NEOLIQUID ADVANCED BIOFUELS AND BIOCHEMICALS, S.L.

Effective date: 20170526