ES2753140T3 - Procedimiento de pirólisis y dispositivo para la realización del procedimiento - Google Patents

Procedimiento de pirólisis y dispositivo para la realización del procedimiento Download PDF

Info

Publication number
ES2753140T3
ES2753140T3 ES10723913T ES10723913T ES2753140T3 ES 2753140 T3 ES2753140 T3 ES 2753140T3 ES 10723913 T ES10723913 T ES 10723913T ES 10723913 T ES10723913 T ES 10723913T ES 2753140 T3 ES2753140 T3 ES 2753140T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
pyrolysis
condensation
energy
organic compounds
procedure
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
ES10723913T
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus-Peter Schulz
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.)
Pyrum Innovations Int S A
PYRUM INNOVATIONS INTERNATIONAL SA
Original Assignee
Pyrum Innovations Int S A
PYRUM INNOVATIONS INTERNATIONAL SA
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 Pyrum Innovations Int S A, PYRUM INNOVATIONS INTERNATIONAL SA filed Critical Pyrum Innovations Int S A
Application granted granted Critical
Publication of ES2753140T3 publication Critical patent/ES2753140T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • 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
    • C10G1/006—Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08
    • 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1003—Waste materials
    • 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
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4006—Temperature
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

Procedimiento de pirólisis para la recuperación fraccionada de materiales y energía de compuestos orgánicos reticulados de alto peso molecular, que pueden fluir, en particular granulados de neumáticos usados, de perfiles de obturación y de otros plásticos, en el sentido de una recuperación de materias primas en reciclados en forma de gas, líquidos y sólidos, caracterizado por que - los compuestos orgánicos recorren de arriba a abajo un reactor de pirólisis de múltiples etapas vertical(4) , en donde se pirolizan mediante temperaturas de procedimiento que pueden ajustarse de manera distinta en el intervalo de temperatura de 300 a 1.200 ºC y diferentes tiempos de permanencia, y en una zona de separación (5) se transporta el vapor de pirólisis retirado por medio de vacío parcial a una torre de condensación de múltiples etapas (8, 9, 10), en la que se realiza la condensación de las fases de vapor de pirólisis para dar aceites de pirólisis en las respectivas etapas de condensación (8, 9, 10) en fases mixtas a distintas temperaturas con respecto al producto y por debajo de la presión atmosférica normal, - los compuestos orgánicos antes del reactor de pirólisis (4) recorren una etapa de tratamiento previo (3), en la que se calientan previamente con aceites de pirólisis procedentes de las etapas de condensación (8, 9, 10), debido a lo cual se despolimerizan en la superficie y con ello se vuelven pegajosos, y se empolvan con una mezcla de catalizador pulverizada, de modo que puede fijarse el catalizador mixto en forma de polvo añadido, que influye expresamente, en cuanto a la formación de producto, sobre el proceso de craqueo que sigue a continuación - el gas permanente rico en energía generado durante el procedimiento se transforma en energía eléctrica y energía térmica en una unidad de generación de energía eléctrica (14).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de pirólisis y dispositivo para la realización del procedimiento
La invención se refiere a un procedimiento de pirólisis para la recuperación fraccionada de materiales y energía de compuestos orgánicos reticulados de alto peso molecular, en particular de granulados de neumáticos usados, de perfiles de obturación y otros granulados de plásticos, así como a un dispositivo para la realización del procedimiento.
La recuperación de materia prima de desechos y sustancias residuales adquiere cada vez más importancia debido a la creciente escasez y el encarecimiento debido a ello de materias primas, especialmente de las fuentes de energía fósiles. Al acceso a nuevas fuentes de energía y nuevos procedimientos, especialmente de las energías renovables, se le dispensa cada vez atención y apoyo. A este respecto experimenta un interés creciente la tecnología de pirólisis, que se concentra especialmente sin embargo en el aprovechamiento de materias primas biológicas renovables, tal como por ejemplo madera, desechos agrícolas o sin embargo también en colza, maíz y otros tipos de cereales.
Según el estado de la técnica se realiza la clasificación de los procedimientos de pirólisis en procedimientos continuos y discontinuos. Según la realización de los aparatos y tecnologías se realiza la clasificación en
• procedimientos en hornos rotativos tubulares y otros aparatos giratorios
• procedimientos en lecho fluidizado o bien lecho fluido
• procedimientos en flujo arrastrado
• procedimientos en reactores de cuba y verticales.
Además se realiza la clasificación de los procedimientos de pirólisis hasta ahora conocidos en
• procedimientos a baja temperatura
• procedimientos a temperatura media (y)
• procedimientos a alta temperatura,
diferenciándose además los procedimientos dependiendo de las presiones de funcionamiento.
A pesar del muy rápido desarrollo técnico y tecnológico existe además una gran necesidad de perfeccionamientos innovadores y de interconexiones con los procedimientos base y tecnologías ya existentes. A este respecto tiene importancia continuamente creciente el uso de aparatos y equipos probados en la práctica, ya que a este respecto han de esperarse efectos sinérgicos.
El documento WO 00/64997 A1 da a conocer un procedimiento y un dispositivo para la conversión de residuos de plástico en hidrocarburos combustibles que comprende una separación térmica a aproximadamente 450 °C y presión ambiente de los residuos de plástico así como su licuefacción y posterior conversión en hidrocarburos gaseosos. El documento EP 1052279 A1 describe igualmente un dispositivo para la conversión de residuos de plástico, en el que de una fase polimérica líquida se separa un componente de gas.
Por el documento US 4.740.270 A, el documento US 4.648.328 A y el documento WO 00/53385 A1 se conocen procedimientos de pirólisis para neumáticos usados.
El documento US 4.313.011 A describe un procedimiento para la obtención de hidrocarburos de plantas.
En el documento DE 19620378 A1 se describe un reactor de pirólisis, en particular para la conversión de grasas de desechos.
El documento DE 19707306 A1 se refiere a un procedimiento para la obtención de microceras, parafinas y aceites de plásticos usados o mezclas de plásticos usados.
El objetivo de la invención es desarrollar un procedimiento de pirólisis energéticamente autárquico, de funcionamiento continuo de múltiples etapas y un correspondiente dispositivo para la realización de la pirólisis de acuerdo con el preámbulo.
Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención debido a que
• los compuestos orgánicos recorren un reactor de pirólisis de múltiples etapas, vertical de arriba a abajo, en el que éstos se pirolizan mediante temperaturas de procedimiento que pueden ajustarse de manera distinta en el intervalo de temperatura de 300 a 1.200 °C y distintos tiempos de permanencia, y en una zona de separación se transporta el vapor de pirólisis retirado por medio de vacío parcial a una torre de condensación de múltiples etapas, realizándose la condensación de las fases de vapor de pirólisis para dar aceites de pirólisis en las respectivas etapas de condensación en fases mixtas a distintas temperaturas con respecto al producto y por debajo de la presión atmosférica normal,
• los compuestos orgánicos antes del reactor de pirólisis recorren una etapa de tratamiento previo, en la que éstos se calientan previamente con aceites de pirólisis procedentes de las etapas de condensación, debido a ello se despolimerizan en la superficie y con ello se vuelven pegajosos, y se empolvan con una mezcla de catalizador pulverizada, de modo que el catalizador mixto en forma de polvo añadido puede fijarse en esto, que influye en el proceso de craqueo que sigue posteriormente de manera dirigida por el objetivo en cuanto a la formación de producto,
• el gas permanente rico en energía generado durante el procedimiento se transforma en energía eléctrica y energía térmica en una unidad de generación de energía eléctrica.
Mientras que los compuestos orgánicos recorren las etapas de pirólisis individuales del reactor, tienen lugar distintas reacciones de pirólisis.
En el caso de los productos generados mediante este procedimiento se trata de mezclas de aceites con puntos de ebullición bajos, medios y altos, de un gas permanente de bajo peso molecular y de un coque de pirólisis, que se asemeja en sus propiedades físicas y químicas a coque de petróleo.
Debido a que los compuestos orgánicos antes del reactor de pirólisis recorren una etapa de tratamiento previo, en la que éstos se calientan previamente con aceites de pirólisis procedentes de las etapas de condensación, debido a ello se despolimerizan en la superficie y con ello se vuelven pegajosos, y se empolvan con una mezcla de catalizador pulverizada, puede fijarse en esto el catalizador mixto en forma de polvo añadido, que influye en el proceso de craqueo que sigue posteriormente de manera dirigida por el objetivo en cuanto a la formación de producto.
La energía eléctrica y térmica generada según esto garantiza el suministro de energía autárquico del procedimiento de pirólisis.
La mezcla de catalizador provoca por un lado que se una el azufre que se libera al sitio de producción de los vapores de pirólisis y por otro lado se inicie el proceso de craqueo de manera dirigida.
Una realización preferente de la invención consiste en que la energía térmica necesaria para el proceso de pirólisis se genera mediante la energía eléctrica generada en el propio dispositivo de una unidad de generación de energía eléctrica, preferentemente a través de elementos de calefacción eléctricos, mediante magnetrones de microondas o mediante la combustión del gas permanente producido durante el procedimiento.
Una generación de energía térmica clásica mediante combustión del gas permanente producido en el proceso es igualmente posible, sin embargo no se tienen como objetivo de manera primaria.
Ha resultado ventajoso que el calentamiento de los compuestos orgánicos se realiza indirectamente a través de la pared exterior del tubo interno del reactor de pirólisis.
En un dispositivo para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención es conveniente que esté previsto un reactor de pirólisis de múltiples etapas, vertical, por el que pueden recorrer los compuestos orgánicos de arriba a abajo y en el que pueden ajustarse de manera gradual distintas temperaturas de procedimiento de 300 a 1.200 °C, que esté prevista una zona de separación, presentando medios para la retirada de vapor de pirólisis por medio de vacío parcial y para el transporte del vapor de pirólisis en una torre de condensación de múltiples etapas, que antes del reactor de pirólisis esté dispuesta una etapa de tratamiento previo con medios para el calentamiento previo de los compuestos orgánicos con aceites de pirólisis procedentes de las etapas de condensación y con medios para el empolvado con una mezcla de catalizador pulverizada, y que esté prevista una unidad de generación de energía eléctrica para la conversión del gas permanente rico en energía generado durante el procedimiento en energía eléctrica y energía térmica.
Una realización preferente de la invención consiste en que la mezcla de vapor de pirolisis producida en una se selecciona y se condensa de manera dirigida y rápidamente de manera orientada al producto en una torre de condensación por inyección de múltiples etapas, para evitar una nueva formación de compuestos de hidrocarburos de cadena larga.
A la invención pertenece que como reactor de pirólisis se use un recipiente a presión vertical con una presión nominal mínima de PN 16, cuya forma puede estar realizada preferentemente de manera cilíndrica, como alternativa sin embargo también de manera ovalada o en forma de paralelepípedo y está constituido por varias zonas de pirólisis dispuestas una sobre otra.
En este contexto es ventajoso que estén previstos medios para el calentamiento eléctrico indirecto del tubo interno del reactor de pirólisis y que para la separación por succión de los vapores de pirólisis producidos mediante vacío parcial esté previsto un sistema de ranura en la superficie de revestimiento de los módulos internos.
Igualmente a la invención pertenece que en el interno del reactor de pirólisis se encuentren módulos internos dispuestos de manera concéntrica, que por un lado desvían el flujo de granulado y por otro lado permiten la descarga de los vapores de pirólisis del reactor.
Ha resultado ventajoso que el revestimiento externo del reactor se realice en chapa para calderas H II u otros materiales, que el revestimiento interno y los módulos así como el tubo de salida de vapor se fabriquen de material térmicamente estable tal como por ejemplo 1,4828, AVESTA 253, 353 MA, Nicrofer 45 Tv o materiales similares, de modo que puedan alcanzarse temperaturas de funcionamiento de hasta 1.200 °C.
Además a la invención pertenece que la entrada y salida de granulado se realice a través de un sistema de exclusas sincronizado, que dispone de unidades de inertización que pueden controlarse y regularse de manera automática y que a través de la frecuencia de ciclo que puede seleccionarse libremente del sistema de exclusa se regule la cantidad de caudal en el reactor de pirólisis.
A la invención pertenece además que a cada módulo de pirólisis está asignada una unidad de condensación por inyección, que está constituida por al menos dos, preferentemente de tres a cuatro etapas individuales (8, 9, l0) , que están unidas entre sí espacialmente y preferentemente pueden estar dispuestas una sobre otra, sin embargo también una junto a otra y en las que se seleccionan y se condensan las mezclas de vapor de pirólisis.
Ha resultado ventajoso que a cada etapa de condensación se asignan un intercambiador de calor que se encuentra fuera, una bomba ce circulación/inyección, un generador de vacío, así como conductos con correspondientes accesorios.
A la invención pertenece que las etapas de condensación se realicen preferentemente en forma circular y en el interior se encuentren boquillas de inyección en espiral dispuestas de manera concéntrica, opcionalmente boquillas tangenciales, tubos conductores y separadores de gotas.
Ha resultado especialmente ventajosa la realización de la primera etapa de condensación constituida por dos agregados, un recipiente inferior horizontal y un condensador que se encuentra verticalmente sobre éste con una bomba de vacío por chorro de líquido integrada en el interior y un tubo conductor.
Igualmente pertenece a la invención que a cada módulo de pirólisis, que está constituido por etapa de tratamiento previo, etapa de pirólisis, etapa de condensación, etapa de tratamiento de sólidos, etapa de tratamiento de aceites y etapa de tratamiento de gases, se asigna una unidad de generación de energía.
Por ejemplo, esta unidad de generación de energía está constituida por un motor de gas con generador de corriente alterna acoplado, una unidad de recuperación de calor así como diversas unidades de regulación y control que permiten un suministro de energía autárquico del módulo de pirólisis.
Se encuentra también en el contexto de la invención que los gases de escape producidos durante la combustión del gas permanente en el motor de gas recorran una etapa de purificación de gas de escape, que está constituida por filtros de hollín y de partículas de polvo fino, catalizador y amortiguador del sonido, de modo que éstos cumplan de manera segura las normas de gases de escape de le UE requeridas actualmente.
También pertenece a la invención que el procedimiento de pirólisis que trabaja de manera continua trabaje de manera libre de residuos, y que en el caso de todos los productos producidos se trate de materiales reutilizables y no de desechos.
En resumen se crean en el contexto de la invención un procedimiento de pirólisis de temperatura media que trabaja de manera continua, de múltiples etapas, energéticamente autárquico y un dispositivo en modo de construcción de módulos, que permiten recuperar compuestos orgánicos reticulados de alto peso molecular, que pueden fluir, en particular granulados de neumáticos usados, de perfiles de obturación y otros granulados de plásticos en el sentido de una reutilización de materia prima de reciclados en forma de gas, líquidos o sólidos para la industria del caucho, de plásticos y del petróleo.
A continuación se describe un ejemplo de realización de la invención por medio de dibujos y tablas.
Muestra
la figura 1 un diagrama de bloques.
Tal como es evidente a partir de la figura 1, los compuestos orgánicos, en el caso de los cuales se trata en el ejemplo mostrado de granulados de caucho y de plástico, recorren en el dispositivo de acuerdo con la invención una unidad de almacenamiento 1, una unidad de dosificación 2 y una etapa de tratamiento previo 3. La entrada y salida de granulado se realiza preferentemente a través de un sistema de exclusas de ruedas celulares sincronizadas, que dispone de unidades de inertización que pueden controlarse y regularse de manera automática, regulándose a través de la frecuencia de ciclo o bien a través de una regulación del número de revoluciones del sistema de exclusas la cantidad de caudal y el tiempo de permanencia en el reactor de pirólisis.
En la etapa de tratamiento previo 3 se calientan previamente los granulados con aceite de pirólisis procedente de las etapas de condensación de la instalación, debido a ello se despolimeriza en la superficie del granulado y con ello se vuelve pegajoso, de modo que puede adherirse a la superficie del granulado un catalizador mixto en forma de polvo añadido en la etapa de tratamiento previo 3. A continuación, recorren los granulados un reactor de pirólisis de múltiples etapas vertical 4 de manera gravimétrica de arriba a abajo, en el que éstos pueden calentarse preferentemente mediante elementos de calefacción eléctricos o sin embargo mediante magnetrones de microondas en las distintas zonas de pirólisis dispuestas una sobre otra hasta temperaturas de procedimiento que pueden regularse individualmente de 300 a 1200 °C. Mediante una regulación de la temperatura y del vacío parcial es posible controlar la distribución del producto de pirólisis, o sea las proporciones en masa producidas de coque, de aceite y gas permanente en límites definidos.
Dado que se forman durante la pirólisis mezclas de gases que pueden explotar, se realiza el reactor de pirólisis preferentemente como recipiente a presión en una etapa de presión nominal PN 16, pudiéndose producir absolutamente también otras etapas de presión nominal del producto presión nominal x contenido volumétrico. Los granulados forman en la parte superior del reactor de pirólisis 4 un lecho apilado uniforme, que sin embargo se mezcla de manera intensiva durante el recorrido gravimétrico por módulos internos en las etapas del reactor, de modo que se forma un perfil de temperatura casi uniforme en el apilamiento. Los módulos internos están configurados además de modo que en su superficie de revestimiento se encuentran sistemas de ranura que por un lado permiten la separación por succión de los vapores de pirólisis producidos por medio de bombas de vacío y por otro lado impiden la introducción de granulados o de abrasión en el conducto de salida de vapor.
El coque de pirólisis rico en carbono y carga, sólido producido en el reactor de pirólisis 4 se retira en la parte inferior, en la zona de separación 5 (separación de sólido de pirólisis de vapor de pirólisis), de manera continua a través de un sistema de exclusas que puede inertizarse. El coque de pirólisis se retira preferentemente en la forma existente como agente de adsorción con una superficie BET de 80-120 m2/g a través de un dispositivo de refrigeración 6 hacia el almacenamiento de coque de pirólisis 7. Los usos alternativos son el uso en la industria de acero como coque de alto horno o el aprovechamiento como carga para la fabricación de neumáticos o bien la fabricación de material sellante y material aislante.
El vapor de pirólisis retirado en la zona de separación 5 (11) por medio de vacío parcial se transporta a la torre de condensación de múltiples etapas 8,9,10. La condensación de las fases de vapor de pirólisis se realiza en las respectivas etapas de condensación en fases mixtas a distintas temperaturas con respecto al producto y por debajo de la presión atmosférica normal.
En la primera etapa de condensación 8, mediante la inyección de una parte del reflujo de la segunda etapa 9 en el procedimiento a contracorriente se realiza la condensación de las fracciones de aceite pesadas.
Las etapas de condensación 9 y 10 trabajan según el mismo principio de la inyección de reflujo por medio de boquillas en espiral de alta presión. Mediante la mezcla de catalizador, las temperaturas de funcionamiento y presiones seleccionadas, la relación de reflujo así como los tiempos de permanencia en la torre de condensación se realiza una división seleccionada y orientada al producto de los aceites de pirólisis de manera análoga a una instalación de rectificación. En la parte de cabeza de la etapa de condensación 10 están instaladas superficies intercambiadoras de calor, que producen una condensación previa del vapor de pirólisis residual. En la unidad de separación 11 que sigue a esto se realiza la separación del gas permanente del aceite ligero. Una unidad de refrigeración 12 conectada posteriormente se ocupa, por motivos de seguridad, del cumplimiento de una temperatura de gas permanente máxima de 40 °C. Para poder compensar las oscilaciones de cantidad y valor calorífico del gas permanente condicionadas de manera tecnológica, se realiza un almacenamiento intermedio del gas en un recipiente 13. Las fracciones de aceite de pirólisis procedentes de la primera etapa de condensación 8 se transfieren a través de un enfriamiento 15 a un almacenamiento 16, aquéllas procedentes de la segunda etapa de condensación 9 se transfieren a través de un enfriamiento 17 a un almacenamiento 18 y aquéllas procedentes de la tercera etapa de condensación 10 se transfieren a través de un enfriamiento 19 a un almacenamiento 20.
El uso posterior del gas permanente se realiza en una unidad de acoplamiento de fuerza-calor 14. El suministro de energía necesario para el proceso de pirólisis que se desarrolla de manera endotérmica se realiza por motivos económicos preferentemente a través de una unidad de acoplamiento de fuerza-calor 14 configurada como generador de motor de gas/corriente alterna habitual en el comercio, siendo posible en principio el aprovechamiento de una turbina de gas, cuando está a disposición un tamaño de construcción que se adapta a los requerimientos. Están previstos además un sistema de gestión del proceso 21 para el control del dispositivo y del proceso, así como un suministro 22 de funcionamiento y medios auxiliares.
Con el dispositivo de acuerdo con la invención, por ejemplo a partir de granulados de neumáticos usados que pueden fluir, cuya composición típica es tal como sigue:
caucho natural 14 ... 42 % en peso
caucho sintético 18 ... 26 % en peso
material regenerado de goma 5 % en peso
cargas (hollín comp. de silicio) 28 ... 44 % en peso
plastificantes 3 . ..4 % en peso
agentes reticuladores 1,5 % en peso
agentes dispersantes 1,2 % en peso
agentes antioxidantes 1,2 % en peso
ceras fotoprotectoras 1 % en peso
agentes aceleradores de la vulcanización 1 % en peso
otras sustancias 3 % en peso
pueden producirse los siguientes productos de pirólisis (con las respectivas proporciones de los productos de pirólisis que se producen en total y el valor calorífico inferior):
coque de pirólisis 30 .... 52 % en peso Hu 23 .... 30000 kJ / kg
aceites de pirólisis 30 .... 50 % en peso Hu 36 .....46000 kJ / kg
gas de pirólisis 8 .....30 % en peso Hu 38 ..... 45800 kJ / Nm3
En una instalación técnica se determinó la siguiente composición de los productos de pirólisis:
coque de pirólisis aprox 38 % en peso
aceites de pirólisis aprox 50 % en peso
gas de pirólisis aprox 12 % en peso,
pirólisis (gas permanente) la siguiente composición:
metano aprox. 30 % en volumen
hidrógeno aprox. 16 % en volumen
butadieno 1,3 aprox. 8 % en volumen
eteno aprox. 6 % en volumen
etano aprox. 5 % en volumen
dióxido de carbono aprox. 4,6 % en volumen
monóxido de carbono aprox. 3 % en volumen
butano aprox. 2,5 % en volumen
propano aprox. 2 % en volumen
propeno aprox. 2 % en volumen
sulfuro de hidrógeno aprox. 0,4 % en volumen
resto otros compuestos residuales
valor calorífico inferior Hu aprox. 44800 kJ/Nm3
El aceite de pirólisis bruto presentaba las siguientes composiciones:
benceno 10 % en peso
xileno 8 % en peso
tolueno 0,5 ....5 % en peso
estireno 1... % en peso
compuestos C5 1...... 5 % en peso
etilbenceno 0,5 ....4 % en peso
naftaleno 0,5 ....5 % en peso
indano / indeno 0,5 ....3 % en peso
El dispositivo de acuerdo con la invención está construido de manera modular, de modo que éste puede adaptarse y ampliarse sin problemas a los requerimientos capacitivos, sin que se produzcan pérdidas de producción.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de pirólisis para la recuperación fraccionada de materiales y energía de compuestos orgánicos reticulados de alto peso molecular, que pueden fluir, en particular granulados de neumáticos usados, de perfiles de obturación y de otros plásticos, en el sentido de una recuperación de materias primas en reciclados en forma de gas, líquidos y sólidos, caracterizado por que
• los compuestos orgánicos recorren de arriba a abajo un reactor de pirólisis de múltiples etapas vertical(4) , en donde se pirolizan mediante temperaturas de procedimiento que pueden ajustarse de manera distinta en el intervalo de temperatura de 300 a 1.200 °C y diferentes tiempos de permanencia, y en una zona de separación (5) se transporta el vapor de pirólisis retirado por medio de vacío parcial a una torre de condensación de múltiples etapas (8, 9, 10), en la que se realiza la condensación de las fases de vapor de pirólisis para dar aceites de pirólisis en las respectivas etapas de condensación (8, 9, 10) en fases mixtas a distintas temperaturas con respecto al producto y por debajo de la presión atmosférica normal,
• los compuestos orgánicos antes del reactor de pirólisis (4) recorren una etapa de tratamiento previo (3), en la que se calientan previamente con aceites de pirólisis procedentes de las etapas de condensación (8, 9, 10), debido a lo cual se despolimerizan en la superficie y con ello se vuelven pegajosos, y se empolvan con una mezcla de catalizador pulverizada, de modo que puede fijarse el catalizador mixto en forma de polvo añadido, que influye expresamente, en cuanto a la formación de producto, sobre el proceso de craqueo que sigue a continuación
• el gas permanente rico en energía generado durante el procedimiento se transforma en energía eléctrica y energía térmica en una unidad de generación de energía eléctrica (14).
2. Procedimiento de pirólisis de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la energía térmica necesaria para el proceso de pirólisis se genera mediante la energía eléctrica generada en el propio dispositivo de una unidad de generación de energía eléctrica (14), preferentemente a través de elementos de calefacción eléctricos, mediante magnetrones de microondas o mediante la combustión del gas permanente producido durante el procedimiento.
3. Dispositivo para la realización del procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado por que está previsto un reactor de pirólisis de múltiples etapas vertical (4), que puede ser recorrido de arriba a abajo por los compuestos orgánicos y en el que pueden ajustarse de manera gradual distintas temperaturas de procedimiento de 300 a 1.200 °C, por que está prevista una zona de separación (5), presentando medios para la retirada de vapor de pirólisis por medio de vacío parcial y para el transporte del vapor de pirólisis a una torre de condensación de múltiples etapas (8, 9, 10), por que antes del reactor de pirólisis (4) está dispuesta una etapa de tratamiento previo (3) con medios para el calentamiento previo de los compuestos orgánicos con aceites de pirólisis procedentes de las etapas de condensación (8, 9, 10) y con medios para el empolvado con una mezcla de catalizador pulverizada, y por que está prevista una unidad de generación de energía eléctrica (14) para la conversión del gas permanente, rico en energía y generado durante el procedimiento, en energía eléctrica y energía térmica.
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que están previstos medios para el calentamiento eléctrico indirecto del tubo interno del reactor de pirólisis (4) y por que para la separación por succión, mediante vacío parcial, de los vapores de pirólisis producidos está previsto un sistema de ranura en la superficie de revestimiento de los módulos internos.
5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que una primera etapa de condensación (8) está constituida por dos unidades, un recipiente inferior horizontal y un condensador que se encuentra vertical sobre él, con una unidad de vacío por chorro de líquido integrada en el interior y un tubo conductor.
6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que a cada módulo de pirólisis está asignada una unidad de condensación por inyección, que está constituida por al menos dos, preferentemente de tres a cuatro etapas individuales (8, 9, 10), que están unidas espacialmente entre sí y pueden estar dispuestas preferentemente una sobre otra, aunque también una junto a otra y en las que se seleccionan y se condensan las mezclas de vapor de pirólisis.
ES10723913T 2009-05-05 2010-05-04 Procedimiento de pirólisis y dispositivo para la realización del procedimiento Active ES2753140T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009019734A DE102009019734A1 (de) 2009-05-05 2009-05-05 Pyrolyseverfahren und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
PCT/DE2010/000499 WO2010127664A1 (de) 2009-05-05 2010-05-04 Pyrolyseverfahren und vorrichtung zum durchführen des verfahrens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2753140T3 true ES2753140T3 (es) 2020-04-07

Family

ID=42668666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10723913T Active ES2753140T3 (es) 2009-05-05 2010-05-04 Procedimiento de pirólisis y dispositivo para la realización del procedimiento

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2427533B1 (es)
DE (1) DE102009019734A1 (es)
DK (1) DK2427533T3 (es)
ES (1) ES2753140T3 (es)
WO (1) WO2010127664A1 (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011000037B4 (de) * 2011-01-05 2012-09-06 Pyrum Innovations International S.A. Thermalreaktor
DE102016204196A1 (de) 2016-03-15 2017-09-21 Alexandre Grinner Reaktor zur Thermolyse/Pyrolyse
CN106520174B (zh) * 2016-10-18 2019-01-22 沈阳建筑大学 一种废聚烯烃塑料催化热解制备芳烃的方法
DE102020002533A1 (de) 2020-04-27 2021-10-28 Grenzebach Bsh Gmbh Schachtofen zur Behandlung von Straßenaufbruchmaterial
WO2023208892A1 (en) 2022-04-29 2023-11-02 Orion Engineered Carbons Gmbh Gas black derived from rubber-derived pyrolysis oil
WO2023208654A1 (en) 2022-04-29 2023-11-02 Orion Engineered Carbons Gmbh Carbon blacks based on renewable carbon black feedstocks

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4313011A (en) 1980-04-09 1982-01-26 Standard Oil Company (Indiana) Plant hydrocarbon recovery process
US4648328A (en) 1985-09-30 1987-03-10 Keough William R Apparatus and process for the pyrolysis of tires
US4740270A (en) 1986-06-19 1988-04-26 Universite Laval Vacuum pyrolysis of scrap tires
DE19620378C2 (de) 1996-05-21 1999-02-04 L U T Labor Und Umwelttechnik Pyrolyseverfahren
DE19707306B4 (de) 1997-02-11 2007-04-19 Mitteldeutsches Bitumenwerk Gmbh Verfahren zur Gewinnung von Mikrowachsen, Paraffinen und Ölen aus Altkunststoffen oder Altkunststoffgemischen
JP3096448B2 (ja) 1997-11-10 2000-10-10 健 黒木 廃棄プラスチックの分解装置
US6221329B1 (en) 1999-03-09 2001-04-24 Svedala Industries, Inc. Pyrolysis process for reclaiming desirable materials from vehicle tires
IT1312096B1 (it) 1999-04-23 2002-04-04 Tianfu Jiang Procedimento ed impianti per la conversione di rifiuti in materialeplastico, in idrocarburi combustibili.

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010127664A1 (de) 2010-11-11
DE102009019734A1 (de) 2010-11-11
EP2427533A1 (de) 2012-03-14
EP2427533B1 (de) 2019-08-14
DK2427533T3 (da) 2019-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2753140T3 (es) Procedimiento de pirólisis y dispositivo para la realización del procedimiento
López et al. Distillation of granulated scrap tires in a pilot plant
EP0764196B1 (en) Improved pyrolytic conversion of organic feedstock and waste
ES2362781B2 (es) Procedimiento e instalación para el reciclado íntegro mediante despolimerización.
FI120909B (fi) Menetelmä hiilipitoisen materiaalin käsittelemiseksi
Kartik et al. Valorization of plastic wastes for production of fuels and value-added chemicals through pyrolysis–A review
RU2621097C2 (ru) Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
WO2020212403A1 (en) Plastic-to-oil plant, according cracking reactor, and related methods for converting plastic waste into petrochemical products
CN103298911A (zh) 热反应器
US20180237699A1 (en) Duplex process for rapid thermochemical conversion of carbonaceous raw materials
Jeong et al. Three-stage air gasification of waste polyethylene: In-situ regeneration of active carbon used as a tar removal additive
EP3031881A1 (en) Method of pyrolytic processing of polymer waste from the recycling of food packaging and a system for carrying out such method
JP7483120B2 (ja) 熱分解によるプラスチックのモノマーへの変換
AU2011244737A1 (en) Device and method for thermally pre-treating solid raw materials in a concentrically stepped fluidized bed
EP3312223B1 (en) Method for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste
CN104109543A (zh) 一种使用循环流化床工艺的粉料热解方法
RU2352600C2 (ru) Способ производства технического углерода, компонентов углеводородных топлив и сырья для химической промышленности из сырья - резиносодержащих промышленных и бытовых отходов
CN209890466U (zh) 一种罐底含油污泥处理系统
ES2384058B1 (es) Procedimiento e instalación para el tratamiento de neumáticos fuera de uso.
CN1031710A (zh) 蒸馏残物的热解利用方法
EP2719747B1 (en) Gasification method of coal-bearing raw materials, char and coal
LT5679B (lt) Organinių medžiagų terminio perdirbimo būdas ir įrenginys
KR20190115677A (ko) 바이오매스와 합성수지의 혼합 열분해를 위한 바이오 원유 제조 시스템
WO2019074468A1 (ru) Способ быстрого пиролиза и установка для его осуществления
López Gómez et al. Distillation of granulated scrap tires in a pilot plant