ES2759939A1 - PROCEDURE TO CONVERT PLASTIC WASTE INTO LIQUID PRODUCTS USEFUL IN THE PETROCHEMICAL INDUSTRY (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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Abstract

The invention discloses a method for converting plastic waste into liquid products useful in the petrochemical industry. The procedure comprises obtaining a pyrolysis liquid through the steps of a) continuously melting and homogenizing the plastic waste raw material; b) performing thermal cracking of the molten raw material from step a) in a thermal cracking reactor; and c) subjecting volatile products from step b) to rapid cooling. Thanks to the process of the invention, an exit flow formed by pyrolysis liquid useful in the petrochemical industry as well as permanent gases of high calorific value is obtained at the output of stage c). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Procedimiento para convertir residuos plásticos en productos líquidos útiles en la industria petroquímicaProcedure to convert plastic waste into useful liquid products in the petrochemical industry

Campo de la invenciónField of the Invention

La presente invención se refiere de manera general al campo del reciclaje de residuos, y más concretamente a un procedimiento para la obtención de líquidos de pirólisis de alto valor añadido para su uso como materia prima en la industria petroquímica.The present invention relates generally to the field of waste recycling, and more specifically to a process for obtaining pyrolysis liquids of high added value for use as a raw material in the petrochemical industry.

Antecedentes de la invenciónBackground of the Invention

El consumo cada vez mayor de materiales plásticos ha provocado un incremento en el volumen de sus residuos. Su gestión es motivo de creciente preocupación social debido al agotamiento del espacio destinado a vertederos, la pérdida de materias primas potenciales y la inevitable contaminación medioambiental. La magnitud del problema puede estimarse de forma aproximada a partir de las cifras de consumo de plásticos, ya que muchas de las aplicaciones de los materiales plásticos se caracterizan por tener una vida útil corta (Lopez et al., 2017; Panda et al., 2010).The increasing consumption of plastic materials has caused an increase in the volume of its waste. Its management is a cause of growing social concern due to the exhaustion of landfill space, the loss of potential raw materials and the inevitable environmental contamination. The magnitude of the problem can be roughly estimated from the figures of consumption of plastics, since many of the applications of plastic materials are characterized by having a short useful life (Lopez et al., 2017; Panda et al., 2010).

Desde la segunda mitad del siglo XX, la producción de materiales plásticos ha crecido de forma exponencial, ya que ha impulsado el desarrollo de innovaciones pioneras que han permitido mejorar la calidad de vida y bienestar de la sociedad (Al-Salem et al., 2009). Hoy en día, están presentes en un gran número de productos industriales y de consumo, de manera que resulta difícil imaginar la vida diaria sin ellos (Hestin et al., 2015; Lopez et al., 2017; Park et al., 2019; Wang et al., 2015). Según los últimos datos publicados por Plastics Europe (Plastics - the Facts 2018), la producción mundial de plásticos pasó de 1,5 millones de toneladas (Tm) en 1950 a 348 Tm en 2017, de los que solamente 64,4 Tm se produjeron en Europa (18,5%). Se calcula que en el supuesto de que se mantenga la situación actual la producción mundial de plásticos podría triplicarse de aquí a 2050. Durante el año 2017, el polietileno y el polipropileno continuaron siendo los polímeros más demandados, siendo la industria del envase el principal usuario final de este tipo de polímeros (39,7%; 2017) y, por lo tanto, este sector es también responsable de la mayor parte del flujo de residuos plásticos generados (62% del flujo total de residuos plásticos post­ consumo en Europa). Esto también se debe a que los plásticos de envases tienen un ciclo de vida mucho más corto comparado con otro tipo de productos plásticos (Achilias et al., 2007).Since the second half of the 20th century, the production of plastic materials has grown exponentially, as it has driven the development of pioneering innovations that have improved the quality of life and well-being of society (Al-Salem et al., 2009 ). Today, they are present in a large number of industrial and consumer products, making it difficult to imagine daily life without them (Hestin et al., 2015; Lopez et al., 2017; Park et al., 2019; Wang et al., 2015). According to the latest data published by Plastics Europe (Plastics - the Facts 2018), the global production of plastics went from 1.5 million tons (Tm) in 1950 to 348 Tm in 2017, of which only 64.4 Tm were produced in Europe (18.5%). It is calculated that in the event that the current situation is maintained, the world production of plastics could triple by 2050. During 2017, polyethylene and polypropylene continued to be the most popular polymers, with the packaging industry being the main user. end of this type of polymers (39.7%; 2017) and, therefore, this sector is also responsible for most of the flow of plastic waste generated (62% of the total flow of post-consumer plastic waste in Europe). This is also due to the fact that packaging plastics have a much shorter life cycle compared to other types of plastic products (Achilias et al., 2007).

Según los últimos datos publicados por Plastics Europe (Plastics - the Facts 2018), en la Unión Europea se generaron 27,1 Tm de residuos plásticos en el año 2016. De este total, el 27,3% (7,4 Tm) se depositó en vertederos, el 41,6% (11,3 Tm) se valorizó energéticamente y el 31,1% (8,4 Tm) se recicló (principalmente mediante reciclado mecánico). La tasa de vertido en España (46,4%; 2,3 Tm) se sitúa por encima de la media europea (27,3%). De forma análoga a lo que ocurre en Europa, la mayor cantidad de residuos plásticos recogidos en España en el año 2016 correspondieron también a residuos de envases (1,5 Tm), de los cuales el 38,2% tuvo como destino final el vertedero.According to the latest data published by Plastics Europe (Plastics - the Facts 2018), 27.1 Mt of plastic waste were generated in the European Union in 2016. Of this total, 27.3% (7.4 Mt) was dumped in landfills, 41.6% (11.3 Tm) was recycled energy and 31.1% (8.4 Tm) was recycled (mainly by mechanical recycling). The spill rate in Spain (46.4%; 2.3 Tm) is above the European average (27.3%). Analogously to what happens in Europe, the highest amount of plastic waste collected in Spain in 2016 also corresponded to packaging waste (1.5 tons), of which 38.2% had the landfill as final destination. .

En este contexto surge por tanto la necesidad de evolucionar hacia una sociedad mucho más eficiente en el uso de los recursos, fomentando acciones de prevención, reciclado y valorización. Desde el punto de vista de la utilización eficiente de los recursos, es especialmente importante evitar la eliminación de residuos plásticos en los vertederos, ya que supone una pérdida evidente de recursos. Sin embargo, como se ha comentado anteriormente, el porcentaje de depósito de residuos plásticos en los vertederos españoles sigue siendo elevado debido a la falta de alternativas adecuadas. En conclusión, los residuos plásticos, por su composición y su origen derivado del petróleo y, por lo tanto, de una materia prima agotable, son un recurso valioso. De acuerdo a las políticas europeas en materia de medio ambiente se deben impulsar las medidas necesarias para desarrollar métodos de tratamiento que permitan la obtención de nuevos productos o su conversión en una importante fuente de energía. Se debe avanzar hacia una economía circular, baja en carbono y eficiente en el uso de los recursos.In this context, therefore, the need arises to evolve towards a much more efficient in the use of resources, promoting prevention, recycling and recovery actions. From the point of view of the efficient use of resources, it is especially important to avoid the disposal of plastic waste in landfills, since it represents an obvious loss of resources. However, as previously mentioned, the percentage of plastic waste deposited in Spanish landfills remains high due to the lack of suitable alternatives. In conclusion, plastic waste, due to its composition and its origin derived from petroleum and, therefore, from an exhaustible raw material, is a valuable resource. In accordance with European environmental policies, the necessary measures must be promoted to develop treatment methods that allow obtaining new products or converting them into an important source of energy. Progress must be made towards a circular economy, low in carbon and efficient in the use of resources.

Los principales constituyentes de los residuos plásticos post-consumo son las poliolefinas: polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polipropileno (PP) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE). Estos cuatro polímeros representan el 67% del total de plásticos presentes en los residuos sólidos urbanos (RSU). Otros plásticos existentes en los RSU son el poliestireno (PS, 13,3%), poli(cloruro de vinilo) (PVC, 10,3%) y poli(tereftalato de etileno) (PET, 5,3%). Actualmente, la principal vía de reciclado para recuperar el valor intrínseco de estos polímeros es el reciclado mecánico (Ellen MacArthur Foundation, 2016; European Parliamentary Research Service Blog, 2017; Ragaert et al., 2017), que consiste en lavar, triturar y fundir los residuos plásticos para volver a generar granza de plástico recuperado, que posteriormente por moldeo o inyección se transforma en nuevos objetos de plástico reciclado. A pesar de ser la principal vía de reciclado, existen barreras técnicas y económicas para la aplicación del reciclado mecánico (Dahlbo et al., 2018). La granza de plástico recuperado debe cumplir las exigencias de seguridad para la salud y medio ambiente según la aplicación a la que se destine. Debido a la baja compatibilidad de los diferentes tipos de plástico, las propiedades de los plásticos reciclados mecánicamente suelen ser inferiores a las de los polímeros vírgenes. Además, el reciclado mecánico sólo es aplicable a materiales termoplásticos (PE, PP, etc.) y requiere llevar a cabo la separación de los distintos tipos de plásticos para obtener un residuo plástico de alta pureza, es decir, que no esté contaminado con otras fracciones de plásticos u otros materiales para poder garantizar la calidad del producto final. En muchas ocasiones este grado de separación no es técnicamente posible debido a la composición del flujo de residuos plásticos, color o contaminación asociada. Por otro lado, es importante destacar que el reciclado mecánico no se puede llevar a cabo indefinidamente, ya que tras sucesivas etapas de calentamiento y moldeado del plástico, éste pierde progresivamente sus propiedades. Desde un punto de vista económico, el reciclado mecánico no es siempre económicamente viable, ya que el coste del proceso de reciclado no queda cubierto por los beneficios obtenidos por la venta del plástico reciclado. En general, el coste medio de reciclado mecánico se sitúa en torno a 450-800 € por tonelada de plástico procesada. Durante las operaciones de pretratamiento y clasificación, se suele producir una merma del material del 35%. El rendimiento del reciclado mecánico del material restante es de aproximadamente el 75%. Por tanto, teniendo en cuenta todo lo anterior, por cada tonelada de residuo plástico procesado se obtendrán menos de 500 kg de plástico reciclado. El precio de mercado de los plásticos reciclados varía en torno a 650-1000 € por tonelada, valor que, teniendo en cuenta el rendimiento del proceso, se transforma en 350-500 € por tonelada de residuo plástico procesado (Hestin et al., 2015). Por lo tanto, en muchas ocasiones los costes del reciclado mecánico son mayores que los beneficios obtenidos por la venta del plástico reciclado. The main constituents of post-consumer plastic waste are polyolefins: high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE), polypropylene (PP), and linear low-density polyethylene (LLDPE). These four polymers represent 67% of the total plastics present in urban solid waste (MSW). Other existing plastics in the RSU are polystyrene (PS, 13.3%), poly (vinyl chloride) (PVC, 10.3%) and poly (ethylene terephthalate) (PET, 5.3%). Currently, the main recycling pathway to recover the intrinsic value of these polymers is mechanical recycling (Ellen MacArthur Foundation, 2016; European Parliamentary Research Service Blog, 2017; Ragaert et al., 2017), which consists of washing, crushing and melting plastic waste to re-generate pellets of recovered plastic, which is later transformed by molding or injection into new recycled plastic objects. Despite being the main recycling route, there are technical and economic barriers to the application of mechanical recycling (Dahlbo et al., 2018). The recovered plastic pellets must meet the health and environmental safety requirements depending on the application for which it is intended. Due to the low compatibility of different types of plastic, the properties of mechanically recycled plastics are often inferior to those of virgin polymers. Furthermore, mechanical recycling is only applicable to thermoplastic materials (PE, PP, etc.) and requires the separation of the different types of plastics to obtain a high-purity plastic waste, that is, that is not contaminated with other fractions of plastics or other materials to guarantee the quality of the final product. In many cases this degree of separation is not technically possible due to the composition of the plastic waste stream, color or associated contamination. On the other hand, it is important to note that mechanical recycling cannot be carried out indefinitely, since after successive stages of heating and molding the plastic, it gradually loses its properties. From an economic point of view, mechanical recycling is not always economically viable, since the cost of the recycling process is not covered by the benefits obtained from the sale of recycled plastic. In general, the average cost of mechanical recycling is around € 450-800 per ton of plastic processed. During pretreatment and sorting operations, a material waste of 35% usually occurs. The mechanical recycling performance of the remaining material is approximately 75%. Therefore, taking all of the above into account, for each ton of plastic waste processed, less than 500 kg of recycled plastic will be obtained. The market price of recycled plastics varies around € 650-1000 per ton, a value that, taking into account the performance of the process, becomes € 350-500 per ton of processed plastic waste (Hestin et al., 2015 ). Therefore, on many occasions the costs of mechanical recycling are greater than the benefits obtained from the sale of recycled plastic.

Además, la carencia de un marco claro para aplicar la condición de fin de residuo supone también una barrera para la comercialización de los materiales plásticos reciclados. Teniendo en cuenta las barreras del reciclado mecánico, en la actualidad solamente dos tipos de polímeros procedentes de RSU se reciclan mecánicamente: HDPE y PET. El reciclado mecánico de otro tipo de residuos plásticos no es económicamente viable debido a la falta de cantidad (producción constante) y/o calidad (homogeneidad), siendo necesario considerar otras alternativas de gestión sostenible. Esto es especialmente importante, para el caso del plástico en película (principalmente polietileno de baja densidad), ya que es el polímero más abundante en los residuos plásticos post-consumo (Dahlbo et al., 2018; Diaz-Silvarrey y Phan, 2016; Horodytska et al., 2018; Kunwar et al., 2016).Furthermore, the lack of a clear framework to apply the end of waste condition also represents a barrier to the commercialization of recycled plastic materials. Considering the barriers of mechanical recycling, currently only two types of polymers from MSW are mechanically recycled: HDPE and PET. Mechanical recycling of other types of plastic waste is not economically feasible due to the lack of quantity (constant production) and / or quality (homogeneity), and it is necessary to consider other sustainable management alternatives. This is especially important, in the case of plastic film (mainly low-density polyethylene), since it is the most abundant polymer in post-consumer plastic waste (Dahlbo et al., 2018; Diaz-Silvarrey and Phan, 2016; Horodytska et al., 2018; Kunwar et al., 2016).

La principal alternativa al reciclado mecánico es el reciclado químico, un proceso más complejo y costoso pero que permite tratar plásticos muy degradados o heterogéneos. El objetivo del reciclado químico o terciario es la transformación de los residuos plásticos en cadenas de hidrocarburos que puedan emplearse como materias primas para la industria petroquímica o como combustibles. Los métodos pueden ser químicos o termoquímicos, dependiendo del tipo de polímero, y se pueden clasificar en cinco grandes grupos: despolimerización química o solvólisis (hidrólisis, alcohólisis, glicólisis, aminólisis, etc.), gasificación con mezclas de oxígeno/vapor de agua para la obtención de gas de síntesis (CO+H2) que puede utilizarse como materia prima petroquímica o para la producción de energía, craqueo térmico, craqueo catalítico e hidrocraqueo.The main alternative to mechanical recycling is chemical recycling, a more complex and expensive process but one that allows treating highly degraded or heterogeneous plastics. The objective of chemical or tertiary recycling is the transformation of plastic waste into hydrocarbon chains that can be used as raw materials for the petrochemical industry or as fuels. The methods can be chemical or thermochemical, depending on the type of polymer, and can be classified into five main groups: chemical depolymerization or solvolysis (hydrolysis, alcohololysis, glycolysis, aminolysis, etc.), gasification with oxygen / water vapor mixtures to obtaining synthesis gas (CO + H2) that can be used as a petrochemical raw material or for energy production, thermal cracking, catalytic cracking and hydrocracking.

De los procesos anteriormente indicados, el proceso de craqueo térmico (también denominado pirólisis) se perfila como una de las alternativas más prometedoras para el tratamiento de residuos plásticos (principalmente LDPE) (Czajcynska et al., 2017; Diaz-Silvarrey y Phan, 2016; Khoo, 2019; Lopez et al., 2017, Sharuddin et al., 2016; Singh et al., 2019; Sriningsih et al., 2014; Syamsiro et al., 2014; Park, 2019). Para la obtención de líquidos de pirólisis de alta calidad, que puedan utilizarse como combustibles de automoción y/o como materia prima para la obtención de nuevos productos, se ha recurrido al empleo de catalizadores, para disminuir la temperatura de operación y el tiempo de residencia, mejorando la calidad del producto líquido obtenido (Santos et al., 2018). Sin embargo, los procesos de craqueo catalítico directo presentan también importantes limitaciones, tales como la dificultad de recuperar el catalizador después de su uso, lo que incrementa los costes de operación (Santos et al., 2018), o el elevado contenido en olefinas de los productos obtenidos (Escola et al., 2011). Además, el contacto directo del catalizador con los residuos plásticos provoca su rápida desactivación por deposición de coque y envenenamiento debido a la presencia de elementos, tales como cloro, azufre, nitrógeno y metales contenidos en algunos de los aditivos utilizados para mejorar las propiedades de los polímeros (Escola et al, 2011; López et al, 2011).Of the aforementioned processes, the thermal cracking process (also called pyrolysis) is emerging as one of the most promising alternatives for the treatment of plastic waste (mainly LDPE) (Czajcynska et al., 2017; Diaz-Silvarrey and Phan, 2016 ; Khoo, 2019; Lopez et al., 2017, Sharuddin et al., 2016; Singh et al., 2019; Sriningsih et al., 2014; Syamsiro et al., 2014; Park, 2019). In order to obtain high-quality pyrolysis liquids, which can be used as automotive fuels and / or as raw materials for obtaining new products, the use of catalysts has been used to decrease the operating temperature and residence time. , improving the quality of the liquid product obtained (Santos et al., 2018). However, direct catalytic cracking processes also have important limitations, such as the difficulty of recovering the catalyst after use, which increases operating costs (Santos et al., 2018), or the high olefin content of the products obtained (Escola et al., 2011). In addition, the direct contact of the catalyst with the plastic waste causes its rapid deactivation by deposition of coke and poisoning due to the presence of elements, such as chlorine, sulfur, nitrogen and metals contained in some of the additives used to improve the properties of the polymers (Escola et al, 2011; López et al, 2011).

Como alternativa al proceso de craqueo catalítico directo, algunos autores han planteado la realización de un proceso en dos etapas (Artetxe et al., 2012; Escola et al., 2014; Park et al., 2019; Syamsiro et al., 2014), una primera etapa de craqueo térmico, seguido de una segunda etapa de mejora catalítica de la calidad de los líquidos de pirólisis. Este proceso en dos etapas permite resolver el problema de la rápida desactivación del catalizador comentado anteriormente, sin embargo, aumenta la complejidad y los costes operacionales del proceso.As an alternative to the direct catalytic cracking process, some authors have proposed carrying out a two-stage process (Artetxe et al., 2012; Escola et al., 2014; Park et al., 2019; Syamsiro et al., 2014) , a first stage of thermal cracking, followed by a second stage of catalytic improvement of the quality of pyrolysis liquids. This two-stage process allows solving the problem of the rapid deactivation of the catalyst discussed above, however, it increases the complexity and operational costs of the process.

El documento ES2706283T3 se refiere a un proceso para la conversión de material plástico en combustible diésel. Se usan plásticos heterogéneos como materia prima para realizar su pirólisis y posteriormente se transfieren los gases obtenidos a un medio de convertidor catalítico para alterar su estructura molecular.ES2706283T3 refers to a process for the conversion of plastic material into diesel fuel. Heterogeneous plastics are used as raw material to carry out its pyrolysis and the gases obtained are subsequently transferred to a catalytic converter medium to alter their molecular structure.

El documento US2018010050A1 se refiere a un método para recuperar hidrocarburos de residuos plásticos, en particular residuos ricos en poliolefinas, por medio de craqueo termolítico que comprende fundir el residuo plásticos en dos dispositivos de calentamiento, en el que una corriente de recirculación derivada del reactor de craqueo y purificada en un sistema de separador se mezcla con el residuo plástico fundido del dispositivo de calentamiento. La corriente de plástico mixta se calienta adicionalmente en el segundo dispositivo de calentamiento, y desde ahí se guía al interior del reactor de craqueo, en el que se someten a craqueo los materiales de plástico, y por medio de destilación posterior se separan en componentes de bajo punto de ebullición y diésel.US2018010050A1 refers to a method for recovering hydrocarbons from plastic waste, in particular polyolefin-rich waste, by means of thermolytic cracking which comprises melting the plastic waste in two heating devices, in which a recirculation stream derived from the reactor of Cracked and purified in a separator system mixes with the molten plastic residue from the heating device. The mixed plastic stream is further heated in the second heating device, and from there it is guided into the cracking reactor, where the plastic materials are cracked, and by subsequent distillation they are separated into components of low boiling point and diesel.

Por tanto, sigue existiendo en la técnica la necesidad de un procedimiento alternativo que permita convertir residuos plásticos (principalmente LDPE), que en la actualidad principalmente se depositan en vertedero, en líquidos de pirólisis de alta calidad y valor añadido, que puedan utilizarse como materia prima para la industria petroquímica para la producción de nuevos plásticos u otros productos (disolventes, extractantes, hidrocarburos, etc.), sin utilizar ningún tipo de catalizador. Es deseable además que el procedimiento presente un rendimiento mejorado y un coste reducido en comparación con procedimientos alternativos conocidos en el estado de la técnica.Therefore, there is still a need in the art for an alternative procedure that allows converting plastic waste (mainly LDPE), which currently is mainly deposited in landfill, into high-quality, value-added pyrolysis liquids that can be used as material. Premium for the petrochemical industry for the production of new plastics or other products (solvents, extractants, hydrocarbons, etc.), without using any type of catalyst. It is further desirable that the process have improved performance and reduced cost compared to alternative procedures known in the state of the art.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Para resolver el problema técnico anterior, la presente invención da a conocer un procedimiento para convertir residuos plásticos en productos líquidos útiles en la industria petroquímica, que comprende obtener un líquido de pirólisis mediante las etapas de:To solve the above technical problem, the present invention discloses a procedure for converting plastic waste into liquid products useful in the petrochemical industry, which comprises obtaining a pyrolysis liquid by the steps of:

a) realizar la fusión y homogeneización de materia prima de residuos plásticos de manera continua;a) carry out the fusion and homogenization of raw material of plastic waste continuously;

b) realizar el craqueo térmico de la materia prima fundida procedente de la etapa a) en un reactor de craqueo térmico; yb) carrying out thermal cracking of the molten raw material from step a) in a thermal cracking reactor; and

c) someter a enfriamiento rápido productos volátiles procedentes de la etapa b);c) subjecting volatile products from step b) to rapid cooling;

mediante lo cual se obtiene a la salida de la etapa c) un flujo de salida formado por líquido de pirólisis útil en la industria petroquímica así como gases permanentes de alto poder calorífico.whereby at the output of stage c) an outflow formed by pyrolysis liquid useful in the petrochemical industry as well as permanent gases with high calorific value is obtained.

A continuación se proporciona una descripción detallada de algunas realizaciones preferidas del procedimiento según la presente invención. Sin embargo, no se pretende que dicha descripción detallada limite de ninguna manera el alcance de protección buscado por la presente invención, definido únicamente por las reivindicaciones adjuntas y los equivalentes técnicos de las mismas. The following provides a detailed description of some preferred embodiments of the process according to the present invention. However, such detailed description is not intended in any way to limit the scope of protection sought by the present invention, defined solely by the appended claims and the technical equivalents thereof.

Descripción detallada de las realizaciones preferidasDetailed description of the preferred embodiments

Según una realización preferida, la presente invención se refiere a un procedimiento de pirólisis en continuo y sin catalizador para convertir residuos plásticos, preferiblemente película de polietileno de baja densidad y polipropileno, en productos líquidos de alto valor añadido útiles para utilizarse como materia prima en la industria petroquímica para la obtención de nuevos productos, preferiblemente nuevos plásticos.In accordance with a preferred embodiment, the present invention relates to a continuous, catalystless pyrolysis process for converting plastic waste, preferably low-density polyethylene and polypropylene film, into high value-added liquid products useful for use as a raw material in the petrochemical industry to obtain new products, preferably new plastics.

El procedimiento comprende obtener un líquido de pirólisis mediante las etapas de:The procedure comprises obtaining a pyrolysis liquid through the steps of:

a) realizar la fusión y homogeneización de materia prima de residuos plásticos de manera continua;a) carry out the fusion and homogenization of raw material of plastic waste continuously;

b) realizar el craqueo térmico de la materia prima fundida procedente de la etapa a) en un reactor de craqueo térmico; yb) carrying out thermal cracking of the molten raw material from step a) in a thermal cracking reactor; and

c) someter a enfriamiento rápido productos volátiles procedentes de la etapa b);c) subjecting volatile products from step b) to rapid cooling;

mediante lo cual se obtiene a la salida de la etapa c) un flujo de salida formado por líquido de pirólisis útil en la industria petroquímica así como gases permanentes de alto poder calorífico.whereby at the output of stage c) an outflow formed by pyrolysis liquid useful in the petrochemical industry as well as permanent gases with high calorific value is obtained.

Además, según la realización preferida de la presente invención, el procedimiento comprende una etapa previa de acondicionamiento de la materia prima de residuos plásticos, antes de la etapa a), para eliminar compuestos no deseados y homogeneizar la materia prima.Furthermore, according to the preferred embodiment of the present invention, the process comprises a previous stage of conditioning the plastic waste raw material, before step a), to eliminate unwanted compounds and homogenize the raw material.

La etapa previa de acondicionamiento de la materia prima de residuos plásticos (preferiblemente balas de película de plástico procedentes de plantas de tratamiento de residuos sólidos urbanos) es un punto clave para mejorar la eficiencia y estabilidad operacional del procedimiento y obtener líquidos de pirólisis de alta calidad y composición constante, factores necesarios para garantizar un mercado final del producto. Según una realización preferida de la presente invención, la etapa previa de acondicionamiento comprende una etapa seleccionada de separación óptica, trituración, cribado, separación magnética y/o de Foucault, centrifugación, separación densimétrica, aglomeración y cualquier combinación de las mismas. De este modo, se eliminan de la materia prima compuestos no deseados, tales como fracción orgánica, papel, cartón, metal, vidrio, etc.The previous stage of conditioning the plastic waste raw material (preferably plastic film bales from urban solid waste treatment plants) is a key point to improve the efficiency and operational stability of the procedure and obtain high-quality pyrolysis liquids and constant composition, factors necessary to guarantee a final market for the product. According to a preferred embodiment of the present invention, the preconditioning step comprises a selected stage of optical separation, crushing, screening, magnetic and / or Foucault separation, centrifugation, density separation, agglomeration and any combination thereof. In this way, unwanted compounds, such as organic fraction, paper, cardboard, metal, glass, etc., are removed from the raw material.

La etapa previa de acondicionamiento según la realización preferida también comprende la aglomeración o densificación de la materia prima hasta una densidad de 200-450 kg/m3.The preconditioning step according to the preferred embodiment also comprises agglomeration or densification of the raw material to a density of 200-450 kg / m3.

El producto acondicionado obtenido tras la etapa previa de acondicionamiento, y que servirá como materia prima para la etapa a) tal como se describe en más detalle a continuación en el presente documento, es un aglomerado que contiene más del 90% en peso de polietileno de baja densidad, un tamaño de entre 10 y 30 mm y un contenido máximo en humedad del 15% en peso. El resto del material puede comprender polietileno de alta densidad y polipropileno (siendo la suma de ambos polímeros inferior al 10% en peso), menos del 5% en peso de poliestireno y menos del 2% en peso de otros plásticos, tales como poli(tereftalato de etileno) y poli(cloruro de vinilo). The conditioned product obtained after the previous conditioning stage, and which will serve as raw material for stage a) as described in more detail hereinafter, is an agglomerate containing more than 90% by weight of polyethylene of low density, a size between 10 and 30 mm and a maximum moisture content of 15% by weight. The rest of the material can comprise high-density polyethylene and polypropylene (the sum of both polymers being less than 10% by weight), less than 5% by weight of polystyrene and less than 2% by weight of other plastics, such as poly ( ethylene terephthalate) and poly (vinyl chloride).

Además, el producto acondicionado comprende preferiblemente un poder calorífico inferior (PCI) mayor de 9500 kcal/kg, un contenido en carbono mayor del 80% en peso y un contenido en hidrógeno mayor del 13% en peso.Furthermore, the conditioned product preferably comprises a lower calorific value (PCI) greater than 9500 kcal / kg, a carbon content greater than 80% by weight and a hydrogen content greater than 13% by weight.

Tras el acondicionamiento en la etapa previa anteriormente descrita, se somete la materia prima de residuos plásticos (en este caso el producto acondicionado) al procedimiento de conversión propiamente dicho según la presente invención. Tal como se mencionó anteriormente, dicho procedimiento comprende tres etapas.After conditioning in the previous stage described above, the plastic waste raw material (in this case the conditioned product) is subjected to the conversion process itself according to the present invention. As mentioned above, said procedure comprises three stages.

En la primera etapa (etapa a) se realiza la fusión y homogeneización de la materia prima de residuos plásticos de manera continua, mediante extrusora que introduce la materia prima de forma cíclica en secuencia alterna en dos cámaras de trasvase previamente inertizadas (preferiblemente con nitrógeno), provistas de medios de agitación, con el fin de obtener un proceso continuo. Así, la etapa a) se divide preferiblemente en las siguientes subetapas:In the first stage (stage a) the melting and homogenization of the plastic waste raw material is carried out continuously, using an extruder that introduces the raw material cyclically in alternating sequence in two previously inerted transfer chambers (preferably with nitrogen) , equipped with stirring means, in order to obtain a continuous process. Thus, stage a) is preferably divided into the following sub-stages:

- en primer lugar, llenar una primera cámara de trasvase;- firstly, fill a first transfer chamber;

- cuando dicha primera cámara de trasvase está llena, detener el llenado de la primera cámara de trasvase y comenzar a llenar una segunda cámara de trasvase;- when said first transfer chamber is full, stop filling the first transfer chamber and start filling a second transfer chamber;

- de manera simultánea con el llenado de la segunda cámara de trasvase, calentar la materia prima en la primera cámara de trasvase y presurizar con nitrógeno;- simultaneously with filling the second transfer chamber, heating the raw material in the first transfer chamber and pressurizing with nitrogen;

- tras alcanzar la temperatura y presión apropiadas, alimentar la materia prima fundida al reactor de craqueo de la etapa b); y- after reaching the appropriate temperature and pressure, feed the molten raw material to the cracking reactor of step b); and

- repetir de manera cíclica las etapas anteriores, alternando el llenado, calentamiento y presurización de las cámaras de trasvase primera y segunda.- Cyclically repeat the previous steps, alternating the filling, heating and pressurization of the first and second transfer chambers.

Preferiblemente, durante la etapa a) se calienta la materia prima en las cámaras de trasvase hasta alcanzar una temperatura de entre 270-310°C, con el objetivo de disminuir la viscosidad del material, y se presuriza con nitrógeno hasta alcanzar un valor de presión de entre 1-5 barg por encima de la presión de funcionamiento del reactor de craqueo térmico de la etapa b), descrita más adelante.Preferably, during step a), the raw material is heated in the transfer chambers until reaching a temperature of between 270-310 ° C, with the aim of reducing the viscosity of the material, and it is pressurized with nitrogen until reaching a pressure value 1-5 barg above the operating pressure of the thermal cracking reactor of step b), described below.

Una vez alcanzadas las condiciones de trabajo de la primera cámara de trasvase, se procede a la alimentación de la materia prima fundida desde esta cámara de trasvase a la etapa b) de craqueo térmico por gradiente de presión. Durante el tiempo de acondicionamiento de la materia prima de la primera cámara de trasvase y alimentación al reactor de craqueo térmico, se realiza el llenado de la segunda cámara de trasvase y el procedimiento comienza de nuevo.Once the working conditions of the first transfer chamber are reached, the molten raw material is fed from this transfer chamber to step b) of thermal cracking by pressure gradient. During the conditioning time of the raw material of the first transfer chamber and feed to the thermal cracking reactor, the filling of the second transfer chamber is carried out and the procedure starts again.

El uso del sistema de doble cámara de trasvase permite homogeneizar y estabilizar la operación, ya que al tener una doble cámara se pueden amortiguar posibles fallos o cambios en las condiciones del material que se alimenta desde la extrusora. Además, este sistema permite el uso de un gradiente de presión para realizar el trasvase del polímero fundido prescindiendo de elementos mecánicos como tornillos sinfín, etc. The use of the double transfer chamber system allows the operation to be homogenized and stabilized, since having a double chamber can buffer possible failures or changes in the conditions of the material that is fed from the extruder. Furthermore, this system allows the use of a pressure gradient to carry out the transfer of the molten polymer, disregarding mechanical elements such as worm screws, etc.

Según una realización de la invención, las cámaras consisten en depósitos cilindricos construidos en acero con fondo klopper y el sistema de calentamiento de estos depósitos puede realizarse mediante gases calientes procedentes del quemador (empleado para el aprovechamiento energético del gas generado durante el proceso de craqueo térmico) o mediante una camisa de aceite térmico.According to an embodiment of the invention, the chambers consist of cylindrical tanks made of steel with a klopper bottom and the heating system for these tanks can be carried out using hot gases from the burner (used for the energy use of the gas generated during the thermal cracking process ) or by means of a thermal oil jacket.

En la segunda etapa (etapa b) se realiza el craqueo térmico de la materia prima fundida procedente de la etapa a) en un reactor de craqueo térmico. El craqueo térmico se realiza preferiblemente en unas condiciones de temperatura de entre 375-525°C, a una presión de entre 1-20 barg y con un tiempo de residencia de entre 0,5 y 5 h (definido como la cantidad de material en el interior del reactor en kg divido entre la velocidad de alimentación en kgh-1).In the second stage (stage b), thermal cracking of the molten raw material from stage a) is carried out in a thermal cracking reactor. Thermal cracking is preferably carried out under temperature conditions of between 375-525 ° C, at a pressure of between 1-20 barg and with a residence time of between 0.5 and 5 h (defined as the amount of material in the inside of the reactor in kg divided by the feed rate in kgh-1).

Más preferiblemente, las condiciones de craqueo térmico son una temperatura de entre 400-450°C, una presión de entre 1-10 barg y un tiempo de residencia de entre 0,5-2 h.More preferably, the thermal cracking conditions are a temperature of between 400-450 ° C, a pressure of between 1-10 barg and a residence time of between 0.5-2 h.

Para la realización del procedimiento según la realización preferida de la presente invención, el reactor de la etapa de craqueo térmico es un reactor continuo de tanque agitado (denominado reactor de mezcla completa). El craqueo es exclusivamente térmico, en ausencia de cualquier catalizador, de modo que se evita el riesgo asociado a su desactivación (por deposición de coque y envenenamiento debido a la presencia de elementos, tales como cloro, azufre, nitrógeno y metales contenidos en algunos de los aditivos utilizados para mejorar las propiedades de los polímeros), consumo, recuperación y gestión como residuo del mismo. Esto permite adicionalmente reducir los costes asociados con el procedimiento de la presente invención.For carrying out the process according to the preferred embodiment of the present invention, the reactor of the thermal cracking stage is a continuous stirred tank reactor (called complete mixing reactor). Cracking is exclusively thermal, in the absence of any catalyst, so that the risk associated with its deactivation is avoided (by deposition of coke and poisoning due to the presence of elements, such as chlorine, sulfur, nitrogen and metals contained in some of the additives used to improve the properties of the polymers), consumption, recovery and waste management. This further allows to reduce the costs associated with the process of the present invention.

Según la realización preferida de la presente invención, para la realización de la etapa de craqueo térmico no es necesario el uso de ningún gas de arrastre inerte. La presión que se consigue en el reactor de forma autógena, con los propios gases formados durante la degradación del material polimérico, es suficiente para impulsar los productos volátiles producidos hasta la siguiente etapa c) del procedimiento.According to the preferred embodiment of the present invention, to carry out the thermal cracking step, the use of any inert stripping gas is not necessary. The pressure that is achieved in the reactor autogenously, with the gases themselves formed during the degradation of the polymeric material, is sufficient to drive the volatile products produced until the next stage c) of the process.

Para la realización del procedimiento de la presente invención mediante procedimiento continuo, el procedimiento comprende además extraer en continuo un sólido generado durante el craqueo térmico de la etapa b). Esta extracción puede realizarse mediante dispositivos mecánicos, tales como por ejemplo una centrifuga o un sistema de filtración en caliente. El polímero liquido craqueado, libre de sólidos, se recircula nuevamente al reactor de craqueo térmico de la etapa b), manteniendo en todo momento el nivel de llenado del mismo constante.To carry out the process of the present invention by means of a continuous process, the process further comprises continuously extracting a solid generated during the thermal cracking of step b). This extraction can be carried out by means of mechanical devices, such as, for example, a centrifuge or a hot filtration system. The liquid cracked polymer, free of solids, is recirculated again to the thermal cracking reactor of stage b), keeping the filling level constant at all times.

Según una realización de la invención, el sistema de extracción de sólido es específicamente diseñado para un reactor a presión permitiendo separar el sólido de la fase liquida y devolver el producto libre de sólido al reactor manteniendo el nivel constante. Este sistema consta de un intercambiador de calor, un tanque pulmón, un filtro de seguridad, un filtro automático con una malla de 1 - 40 micras, sistema de bombeo hacia el reactor, un segundo intercambiador de calor y sistema auxiliar de limpieza y mantenimiento. According to an embodiment of the invention, the solid extraction system is specifically designed for a pressure reactor allowing to separate the solid from the liquid phase and return the solid-free product to the reactor keeping the level constant. This system consists of a heat exchanger, a lung tank, a safety filter, an automatic filter with a mesh of 1 - 40 microns, a pumping system to the reactor, a second heat exchanger and an auxiliary cleaning and maintenance system.

En la tercera etapa del procedimiento (etapa c), se realiza el enfriamiento rápido de productos volátiles procedentes de la etapa b) de craqueo térmico. El enfriamiento rápido se realiza, por ejemplo, mediante el uso de intercambiadores de carcasa y tubos (utilizando como agente refrigerante una mezcla de agua y monoetilenglicol al 30% en vol.) o mediante enfriamiento directo o “quenching” empleando los líquidos de pirólisis generados en el propio proceso. Como resultado del enfriamiento de la etapa c), se obtiene un flujo de salida a una temperatura inferior a 80°C, más preferiblemente inferior a 50°C, formado por líquidos de pirólisis y gases permanentes. Los líquidos de pirólisis se recogen en un tanque provisto de un sistema mecánico de agitación, en el que se almacenan en atmósfera inerte y a una temperatura superior al punto de niebla para evitar la congelación de las parafinas.In the third stage of the process (stage c), rapid cooling of volatile products from stage b) of thermal cracking is carried out. Rapid cooling is carried out, for example, through the use of shell and tube exchangers (using as a cooling agent a mixture of water and monoethylene glycol at 30% by volume) or by direct cooling or "quenching" using the pyrolysis liquids generated in the process itself. As a result of the cooling of step c), an outflow is obtained at a temperature of less than 80 ° C, more preferably less than 50 ° C, consisting of pyrolysis liquids and permanent gases. Pyrolysis liquids are collected in a tank equipped with a mechanical agitation system, where they are stored in an inert atmosphere and at a temperature above the fog point to avoid freezing of the paraffins.

Como resultado del craqueo térmico en las condiciones idóneas se obtienen líquidos de pirólisis de alta calidad formados por una mezcla de hidrocarburos con un índice de bromo bajo de entre 20-35 g Br2/100 g muestra, lo que indica que la concentración de olefinas es baja y la repercusión sobre la estabilidad a la oxidación es positiva, así como un bajo contenido en heteroátomos (N, S, O, Cl, Br) y metales, lo que es particularmente positivo para su uso en procesos catalíticos posteriores de la industria petroquímica.As a result of thermal cracking under the ideal conditions, high quality pyrolysis liquids are obtained formed by a mixture of hydrocarbons with a low bromine index of between 20-35 g Br2 / 100 g sample, which indicates that the concentration of olefins is low and the impact on oxidation stability is positive, as well as a low content of heteroatoms (N, S, O, Cl, Br) and metals, which is particularly positive for use in subsequent catalytic processes in the petrochemical industry .

Como resultado del craqueo térmico se obtienen, además de los líquidos de pirólisis, gases permanentes formados por H2 e hidrocarburos C1-C6, (principalmente gas rico en compuestos C4), de alto poder calorífico, similar al del butano comercial.As a result of thermal cracking, in addition to pyrolysis liquids, permanent gases formed by H2 and C1-C6 hydrocarbons, (mainly gas rich in C4 compounds), with high calorific value, similar to that of commercial butane, are obtained.

Según una realización preferida de la presente invención, los gases permanentes se llevan a un quemador utilizado para cubrir los requerimientos energéticos del propio procedimiento. Debido a la cantidad y calidad del gas generado durante el craqueo térmico, el procedimiento resulta autosuficiente desde un punto de vista energético e incluso puede llegar a ser excedentario, en cuyo caso, el gas sobrante no utilizado para cubrir los requerimientos energéticos del procedimiento se llevará a un motor alternativo de combustión interna para producción de electricidad.According to a preferred embodiment of the present invention, the permanent gases are brought to a burner used to cover the energy requirements of the procedure itself. Due to the quantity and quality of the gas generated during thermal cracking, the procedure is self-sufficient from an energy point of view and may even become surplus, in which case, the surplus gas not used to cover the energy requirements of the procedure will be carried out to an alternative internal combustion engine for electricity production.

A continuación se describe un ejemplo práctico de implementación del procedimiento según la presente invención, facilitado únicamente a modo de ejemplo ilustrativo y en ningún modo limitativo del procedimiento según la presente invención.The following describes a practical example of implementation of the method according to the present invention, provided only by way of illustrative example and in no way limiting the method according to the present invention.

EJEMPLO 1EXAMPLE 1

En este ejemplo, se llevó a cabo el procedimiento de la invención en una planta piloto que comprendía un reactor continuo de acero inoxidable de 250 l de capacidad calentado por resistencias eléctricas y dotado de agitación mecánica. Como materia prima se utilizó polietileno de baja densidad en formato granza preparado según el procedimiento descrito en el presente documento a partir de balas de película de plástico blanco de la línea todo uno de la planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos (RSU) de Zaragoza (recuperadas por triaje manual en cabina de voluminosos). Se fundieron 500 kg de materia prima en atmosfera inerte y se calentaron a 275°C. Se presurizó la cámara de fusión con nitrógeno y se trasvasó el material al reactor de craqueo térmico por gradiente de presión a una velocidad de 40 kg/h, manteniendo constante el nivel de llenado del reactor durante todo el procedimiento. Se llevó a cabo el craqueo a aproximadamente 420°C y a una presión autógena de 6 bar, con agitación a 50 rpm, en estado estacionario durante varias horas. El producto líquido resultante del craqueo térmico es una mezcla de hidrocarburos con un contenido bajo en olefinas (índice de bromo: 31 g/100 g de muestra) y contaminantes (véase la tabla 1). El contenido en agua es inferior a 130 ppm y el contenido en compuestos aromáticos es de aproximadamente el 32% en peso.In this example, the process of the invention was carried out in a pilot plant comprising a 250 l capacity stainless steel continuous reactor heated by electrical resistors and equipped with mechanical stirring. As raw material, low-density polyethylene in pellet format was used, prepared according to the procedure described in this document from white plastic film bales from the entire line of the urban solid waste treatment plant (RSU) in Zaragoza ( recovered by manual triage in bulky cabin). 500 kg of raw material were melted in an inert atmosphere and heated to 275 ° C. The melting chamber was pressurized with nitrogen and the material was transferred to the thermal cracking reactor by pressure gradient at a speed 40 kg / h, keeping the reactor fill level constant throughout the procedure. Cracking was carried out at approximately 420 ° C and at an autogenous pressure of 6 bar, with stirring at 50 rpm, at steady state for several hours. The liquid product resulting from thermal cracking is a mixture of hydrocarbons with a low olefin content (bromine index: 31 g / 100 g of sample) and contaminants (see Table 1). The water content is less than 130 ppm and the content of aromatic compounds is approximately 32% by weight.

Tabla 1. Contaminantes de los líquidos de pirólisis obtenidos por craqueo térmico según el ejemplo 1.Table 1. Contaminants of the pyrolysis liquids obtained by thermal cracking according to Example 1.

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El gas de craqueo térmico obtenido según la realización del ejemplo 1 está formado mayoritariamente por cis-2-buteno (aproximadamente el 30% en vol.) y tiene un poder calorífico similar al del butano comercial (11.000 kcal/kg). La densidad del gas es de aproximadamente 1,8 kg/Nm3 y el peso molecular medio es de aproximadamente 41 g/mol.The thermal cracking gas obtained according to the embodiment of Example 1 is formed mainly by cis-2-butene (approximately 30% by vol.) And has a calorific value similar to that of commercial butane (11,000 kcal / kg). The gas density is approximately 1.8 kg / Nm3 and the average molecular weight is approximately 41 g / mol.

Por tanto, el procedimiento según la presente invención proporciona varias ventajas con respecto a las alternativas conocidas de la técnica anterior. Una ventaja principal es la posibilidad de realizar el procedimiento de pirólisis sin la necesidad de un arrastre auxiliar con gas nitrógeno y sin necesidad de contar con una fuente exterior de energía. La presión que se consigue en el reactor de craqueo de forma autógena, con los propios gases que se generan al aportar calor, es suficiente para impulsar el producto gaseoso hasta la etapa c) de enfriamiento (en el caso de la parte condensable) o hasta un quemador o motor de combustión interna en el caso de los gases permanentes. En el resto de procedimientos de pirólisis de la técnica anterior, que se realizan a presión atmosférica o a vacío en el reactor principal, este arrastre se consigue con nitrógeno, lo cual supone mayor gasto y además reduce el poder calorífico del gas dificultando su utilización como combustible. En el caso del procedimiento planteado, este gas tiene un poder calorífico similar al del butano comercial, lo cual, sumado a que se genera en una cantidad importante (8 - 15% en peso de la alimentación), propicia que el procedimiento sea autosuficiente desde el punto de vista energético e incluso puede llegar a ser excedentario, en cuyo caso se quemará el gas sobrante en un motor alternativo de combustión interna para producir electricidad. Therefore, the process according to the present invention provides several advantages over the known alternatives of the prior art. A main advantage is the possibility of carrying out the pyrolysis procedure without the need for an auxiliary drag with nitrogen gas and without the need for an external energy source. The pressure that is achieved in the cracking reactor autogenously, with the gases themselves that are generated by supplying heat, is sufficient to push the gaseous product to stage c) of cooling (in the case of the condensable part) or to a burner or internal combustion engine in the case of permanent gases. In the rest of the pyrolysis procedures of the prior art, which are carried out at atmospheric pressure or under vacuum in the main reactor, this entrainment is achieved with nitrogen, which supposes greater expense and also reduces the calorific value of the gas, making it difficult to use as fuel. . In the case of the proposed procedure, this gas has a calorific value similar to that of commercial butane, which, added to the fact that it is generated in a significant quantity (8 - 15% by weight of the feed), favors the procedure to be self-sufficient from the energy point of view and can even become surplus, in which case the excess gas will be burned in an alternative internal combustion engine to produce electricity.

Otra ventaja que ofrece el procedimiento de la presente invención es que no necesita catalizador para su funcionamiento, con lo cual se evita el riesgo de su desactivación, el consumo y la gestión como residuo del mismo. Además, las condiciones de procedimiento propician que se obtengan unos líquidos de pirólisis de alto valor añadido con un índice de bromo bajo, lo que indica que la concentración de olefinas es baja y la repercusión sobre la estabilidad a la oxidación es positiva.Another advantage offered by the process of the present invention is that it does not need a catalyst for its operation, with which the risk of its deactivation, consumption and waste management is avoided. Furthermore, the process conditions lead to obtaining high added value pyrolysis liquids with a low bromine index, which indicates that the concentration of olefins is low and the impact on oxidation stability is positive.

Otra ventaja del procedimiento según la presente invención es un contenido en heteroátomos (N, S, O, Cl, Br) y metales muy bajo del producto obtenido, lo cual es particularmente positivo para su utilización en procedimientos catalíticos posteriores de la industria petroquímica. Esto se debe a la combinación de dos factores, la etapa previa de acondicionamiento realizada para asegurar que el material de alimentación cumpla los requisitos exigidos por el procedimiento y el modo en el que se realiza el craqueo térmico, con el que se consigue que muchas de las sustancias no deseadas que no se han conseguido eliminar en la etapa previa de acondicionamiento se queden retenidas en el sólido.Another advantage of the process according to the present invention is a very low content of heteroatoms (N, S, O, Cl, Br) of the obtained product, which is particularly positive for its use in subsequent catalytic processes in the petrochemical industry. This is due to the combination of two factors, the previous conditioning stage carried out to ensure that the feed material meets the requirements of the procedure and the way in which thermal cracking is carried out, with which it is achieved that many of unwanted substances that have not been removed in the previous conditioning stage are retained in the solid.

Aunque se ha descrito la presente invención con referencia a realizaciones preferidas de la misma, el experto en la técnica entenderá que pueden aplicarse modificaciones y variaciones a dichas realizaciones sin por ello alejarse del alcance de protección conferido por las siguientes reivindicaciones. Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments thereof, one skilled in the art will understand that modifications and variations can be applied to such embodiments without thereby departing from the scope of protection conferred by the following claims.

Claims (26)

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para convertir residuos plásticos en productos líquidos útiles en la industria petroquímica, comprendiendo el procedimiento obtener un líquido de pirólisis mediante las siguientes etapas de:1. Procedure to convert plastic waste into liquid products useful in the petrochemical industry, the procedure comprising obtaining a pyrolysis liquid through the following steps: 2.2. a) realizar la fusión y homogeneización de materia prima de residuos plásticos de manera continua;a) carry out the fusion and homogenization of raw material of plastic waste continuously; b) realizar el craqueo térmico de la materia prima fundida procedente de la etapa a) en un reactor de craqueo térmico; yb) carrying out thermal cracking of the molten raw material from step a) in a thermal cracking reactor; and c) someter a enfriamiento rápido productos volátiles procedentes de la etapa b);c) subjecting volatile products from step b) to rapid cooling; mediante lo cual se obtiene a la salida de la etapa c) un flujo de salida formado por líquido de pirólisis útil en la industria petroquímica así como gases permanentes de alto poder calorífico.whereby at the output of stage c) an outflow formed by pyrolysis liquid useful in the petrochemical industry as well as permanent gases with high calorific value is obtained. 3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa a) comprende introducir materia prima de forma cíclica en secuencia alterna en dos cámaras de trasvase, comprendiendo:3. Procedure according to claim 1, characterized in that step a) comprises introducing raw material cyclically in alternating sequence in two transfer chambers, comprising: 4.Four. - en primer lugar, llenar una primera cámara de trasvase;- firstly, fill a first transfer chamber; - cuando dicha primera cámara de trasvase está llena, detener el llenado de la primera cámara de trasvase y comenzar a llenar una segunda cámara de trasvase;- when said first transfer chamber is full, stop filling the first transfer chamber and start filling a second transfer chamber; - de manera simultánea con el llenado de la segunda cámara de trasvase, calentar la materia prima en la primera cámara de trasvase y presurizar con nitrógeno;- simultaneously with filling the second transfer chamber, heating the raw material in the first transfer chamber and pressurizing with nitrogen; - tras alcanzar la temperatura y presión apropiadas, alimentar la materia prima fundida al reactor de craqueo de la etapa b); y- after reaching the appropriate temperature and pressure, feed the molten raw material to the cracking reactor of step b); and - repetir de manera cíclica las etapas anteriores, alternando el llenado, calentamiento y presurización de las cámaras de trasvase primera y segunda.- Cyclically repeat the previous steps, alternating the filling, heating and pressurization of the first and second transfer chambers. 5. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que la materia prima se calienta hasta 270-310°C.5. Process according to claim 2, characterized in that the raw material is heated to 270-310 ° C. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que la materia prima se presuriza hasta 1-5 barg por encima de la presión de funcionamiento del reactor de craqueo térmico de la etapa b).6. Process according to any of claims 2 and 3, characterized in that the raw material is pressurized up to 1-5 barg above the operating pressure of the thermal cracking reactor of step b). 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que las cámaras de trasvase se inertizan previamente.7. Method according to any of claims 2 to 4, characterized in that the transfer chambers are previously inerted. 8. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que las cámaras de trasvase se inertizan previamente con nitrógeno. 8. Process according to claim 5, characterized in that the transfer chambers are previously inerted with nitrogen. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado por que las cámaras de trasvase comprenden medios de agitación.9. Method according to any of claims 2 to 6, characterized in that the transfer chambers comprise stirring means. 10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la etapa b) de craqueo térmico se realiza a una temperatura de 375-525°C, a una presión de 1-20 barg y con un tiempo de residencia de entre 0,5 y 5 h.10. Process according to any of the preceding claims, characterized in that step b) of thermal cracking is carried out at a temperature of 375-525 ° C, at a pressure of 1-20 barg and with a residence time of between 0, 5 and 5 h. 11. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que la etapa b) de craqueo térmico se realiza a una temperatura de 400-450°C, a una presión de 1-10 barg y con un tiempo de residencia de entre 0,5 y 2 h.11. Process according to claim 8, characterized in that step b) of thermal cracking is carried out at a temperature of 400-450 ° C, at a pressure of 1-10 barg and with a residence time of between 0.5 and 2 h. 12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la etapa b) de craqueo térmico se realiza sin catalizador.12. Process according to any of the preceding claims, characterized in that step b) of thermal cracking is carried out without a catalyst. 13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende además extraer en continuo un sólido generado durante la etapa b) de craqueo térmico.13. Process according to any of the preceding claims, characterized in that it further comprises continuously extracting a solid generated during step b) of thermal cracking. 14. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que comprende además recircular un líquido procedente del craqueo térmico, libre de sólidos, de nuevo a la etapa b) de craqueo térmico.14. Method according to claim 11, characterized in that it further comprises recirculating a liquid from thermal cracking, free of solids, back to step b) of thermal cracking. 15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura del flujo de salida de la etapa c) es inferior a 80°C.15. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the temperature of the outflow from step c) is less than 80 ° C. 16. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que la temperatura del flujo de salida de la etapa c) es inferior a 50°C.16. Method according to claim 13, characterized in that the temperature of the outflow from step c) is less than 50 ° C. 17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el líquido de pirólisis del flujo de salida está compuesto por una mezcla de hidrocarburos con índice de bromo bajo de entre 25-35 g Br2/100 g de muestra, así como un bajo contenido en heteroátomos y en metales.17. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the outflow pyrolysis liquid is composed of a mixture of hydrocarbons with a low bromine number of between 25-35 g Br2 / 100 g of sample, as well as a low content in heteroatoms and metals. 18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los gases permanentes del flujo de salida están formados por H2 e hidrocarburos C1-C6 de alto poder calorífico.18. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the permanent gases of the outflow are formed by H2 and C1-C6 hydrocarbons of high calorific value. 19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los gases permanentes del flujo de salida se llevan a un quemador para cubrir requerimientos energéticos del propio procedimiento.19. Procedure according to any of the preceding claims, characterized in that the permanent gases of the outflow are led to a burner to meet the energy requirements of the procedure itself. 20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una etapa previa de acondicionamiento de la materia prima de residuos plásticos, antes de la etapa a), para eliminar compuestos no deseados y homogeneizar la materia prima.20. Method according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises a previous stage of conditioning the raw material of plastic waste, before stage a), to eliminate unwanted compounds and homogenize the raw material. 21. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado por que la etapa previa comprende una etapa seleccionada de separación óptica, trituración, cribado, separación magnética y/o de Foucault, centrifugación, separación densimétrica, aglomeración y cualquier combinación de las mismas.21. Method according to claim 18, characterized in that the previous stage comprises a selected stage of optical separation, crushing, screening, magnetic and / or Foucault separation, centrifugation, densimetric separation, agglomeration and any combination thereof. 22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 18 y 19, caracterizado por que la etapa previa comprende densificar la materia prima hasta una densidad de 200-450 kg/m322. Process according to any of claims 18 and 19, characterized in that the previous stage comprises densifying the raw material to a density of 200-450 kg / m3 23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizado por que tras la etapa previa de acondicionamiento se obtiene un producto acondicionado que servirá de materia prima para la etapa a), y que es un aglomerado con más del 90% en peso de polietileno de baja densidad, con un tamaño de entre 10 y 30 mm y un contenido máximo en humedad del 15% en peso.23. Process according to any of claims 18 to 20, characterized in that after the previous conditioning stage, a conditioned product is obtained that will serve as raw material for stage a), and which is an agglomerate with more than 90% by weight of low-density polyethylene, with a size between 10 and 30 mm and a maximum moisture content of 15% by weight. 24. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado por que el producto acondicionado comprende menos del 10% en peso en total de polietileno de alta densidad y propileno, menos del 5% en peso de poliestireno y menos del 2% en peso de otros plásticos.24. Process according to claim 21, characterized in that the conditioned product comprises less than 10% by weight in total of high-density polyethylene and propylene, less than 5% by weight of polystyrene and less than 2% by weight of other plastics. 25. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 y 22, caracterizado por que el producto acondicionado comprende además un poder calorífico inferior mayor de 9500 kcal/kg, un contenido en carbono mayor del 80% en peso y un contenido en hidrógeno mayor del 13% en peso.25. Process according to any of claims 21 and 22, characterized in that the conditioned product further comprises a lower calorific value greater than 9500 kcal / kg, a carbon content greater than 80% by weight and a hydrogen content greater than 13% in weigh. 26. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la materia prima de residuos plásticos comprende película de polietileno de baja densidad y polipropileno. 26. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the plastic waste raw material comprises low-density polyethylene and polypropylene film.
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