ES2950722T3 - Procedimiento y uso de una instalación para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico - Google Patents

Procedimiento y uso de una instalación para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un método y un sistema para producir una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico, así como al uso del sistema para producir esta mezcla de gases y al uso de esta mezcla de gases como material de partida en síntesis químicas o para gas. suministrar. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y uso de una instalación para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico
La invención se refiere a un procedimiento y al uso de una instalación para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico.
La producción de plásticos aumenta anualmente debido a las propiedades ventajosas, tal como bajo peso, producción económica y a las propiedades funcionales, en particular estabilidad y resistencia al desgaste, de manera que aumenta igualmente la cantidad de desechos de plástico.
Una gran parte de los plásticos no son biodegradables. Por tanto es posible una degradación sólo mediante reacción térmica, en particular combustión o pirólisis.
Además de un aprovechamiento energético es posible además un aprovechamiento de materia prima. Por un aprovechamiento de materia prima se entiende un tratamiento térmico de los plásticos para la disociación de las cadenas poliméricas para dar materiales de partida petroquímicos.
El documento DE 3030593 A1 describe un procedimiento y un dispositivo para el aprovechamiento rentable y respetuoso con el medio ambiente de biomasa y desechos orgánicos, en particular plásticos, por medio de pirólisis. El documento DE 3030593 A1 divulga la preparación de carbón, aceites y gases mediante disociación térmica a una temperatura en el intervalo de 1000 0C a 1300 0C, oxidación y fraccionamiento.
El documento US 2014/020286 A1 divulga un catalizador para un procedimiento y sistema para la pirólisis por microondas. El sistema de pirólisis comprende un reactor con entrada de desechos, entrada de líquidos y revestimiento interior para impedir la deposición de sustancias residuales reactivas con microondas en el reactor, así como una fuente de microondas, que emite microondas dentro del reactor. Además, el documento US 2014/020286 A1 describe una unidad de catálisis en la unidad de pirólisis para aumentar la estabilidad del gas.
El documento US 2007/179326 A1 divulga un procedimiento y una instalación para la conversión termodinámica de materiales de desecho en combustibles reutilizables que comprende una pirólisis, en donde los materiales de desecho se transfieren a la fase gaseosa con alimentación de oxígeno y control de la presión. A continuación se realiza la transferencia a una unidad de catálisis, preferiblemente que comprende un catalizador de metal y al menos un condensador.
El documento US 2012/308441 A1 divulga un procedimiento y una instalación para la producción de energía eléctrica “ limpia” e hidrocarburos líquidos a partir de biomasa, productos de desecho y arena de petróleo que comprende varias unidades de pirólisis, que se calientan mediante un sistema de infrarrojos y el calor de las unidades de pirólisis. Además, el documento US 2012/308441 A1 divulga un filtro de alta temperatura de cerámica, que se encuentra entre el sistema parcial de extracción de oxígeno de membrana y el extremo del último convertidor del sistema parcial de pirólisis, una filtración del gas tras la pirólisis antes del funcionamiento de un generador de turbina con el gas, un filtro para la separación de azufre y un filtro para la separación de carbono y azufre residual. Además, el documento US 2012/308441 A1 describe la combinación de la pirólisis con una electrolisis y/o una unidad de catálisis y/o una torre de fraccionamiento cerrada para la producción de hidrógeno.
El documento EP 0567449 A1 divulga un procedimiento de múltiples etapas para la conversión térmica de sustancias orgánicas en gases que comprenden monóxido de carbono e hidrógeno (gas de síntesis) con la acción de oxígeno y vapor de agua en un reactor de lecho sólido a temperaturas por encima de 900 °C y al menos 5 bar de presión en el reactor, en donde el lecho sólido es un lecho que se consume de carbono y/o hidrocarburos altamente condensados, en particular coque. Preferiblemente se realiza a continuación un enfriamiento mediante un baño de agua y/o un lavado en agua. Es desventajoso que el reactor deba presentar una presión de al menos 5 bar. Desventajosamente se requiere también un calentamiento adicional de las sustancias orgánicas, en particular debido a los residuos de petróleo.
El documento EP 0563777 B1 divulga un procedimiento para la producción de gas de síntesis mediante tratamiento térmico de sustancias residuales que contienen componentes metálicos y orgánicos, en particular para el tratamiento de materiales de envase de aluminio y plástico, en donde las sustancias residuales se disgregan en una reacción de pirólisis a de 300 a 500 0C, se separan en una fase gaseosa y sólida, la fase sólida separada se alimenta a una etapa de gasificado y se gasifica con oxígeno a una temperatura muy alta en el intervalo de 1450 a 1850 0C. A continuación se hacen reaccionar ambas fracciones de gas con la adición de vapor de agua en una etapa de descomposición en condiciones reductoras y con presión elevada a temperaturas entre 800 y 1250 °C para dar gas de síntesis.
El documento US 9200207 B2 divulga la producción de combustibles de hidrocarburos líquidos, cualitativamente de gran calidad a partir de desechos de plástico con adición de un hidruro metálico, preferiblemente MgH2 , CaH2 , hidruro de paladio, BeH2 , AlH3, InH3, LiAlH4, NaAlH4, NaBH4; así como de un catalizador metálico, en donde el catalizador metálico se selecciona de Pt, Pd, Ir, Ru, Rh, Ni, Co, Fe, Mn, Mg, Ca, Mo, Ti, Zn, Al, aleaciones de metal de Pt-Pd, Pt-Ru, Pt-Pd-Ru, Pt-Co, C0-Ni, C0-Fe, Ni-Fe, C0-Ni-Fe y sus combinaciones y el material de soporte de catalizador se selecciona preferiblemente de Al2O3 , SiO2 , zeolitas, zirconia (ZrO2), MgO, TÍO2 , carbono activado, arcillas y sus combinaciones. La gasificación se realiza a una temperatura de 300 0C a 800 0C y con una presión de 1 atm a 20 atm.
El documento US 2019/0119191 A1 describe un procedimiento para la conversión de plásticos en ceras (> C20) mediante pirólisis y craqueo catalítico dentro de un reactor, en donde el gas de pirólisis tiene un tiempo de permanencia corto de como máximo 60 s, a una temperatura por encima de 370 0C. Los hidrocarburos de cadena corta de longitudes < C4 se separan preferiblemente por medio de un tratamiento previo.
El documento CN 108456328 A describe un procedimiento para el procesamiento de desechos de plástico por medio de un catalizador modificado y de un disolvente, en particular una mezcla de tetrahidronaftaleno y n-hexadecano, en un reactor de pirólisis catalítico, en donde el catalizador es un catalizador de tamiz molecular de material compuesto de HzSM-5 (Zeolite Socony Mobil-5) y HY (forma ácida de zeolita Y) modificado con óxido, con modificación de Sn, Fe, Ti o Zn, y con alimentación de hidrógeno. La reacción se realiza a una temperatura de 150 a 300 °C y una presión de 4 a 7 MPa. Desventajosamente se requieren para el procedimiento para el procesamiento de plásticos disolventes orgánicos así como hidrógeno.
En procedimientos conocidos es desventajosa la baja pureza de los gases obtenidos, en particular del gas de síntesis obtenido (monóxido de carbono e hidrógeno) así como la alta demanda de energía para la realización de los procesos. Con frecuencia se producen a este respecto grandes cantidades de polvos de filtro, lodos y líquidos, que son tóxicos y deben eliminarse de manera costosa.
Además es desventajoso en los procedimientos conocidos que éstos funcionan a temperaturas muy altas y presiones altas. A esto le acompañan los requerimientos tecnológicos, la demanda de energía más alta así como la solicitación del material más alta. A pesar de todo, hasta ahora no hay ningún procedimiento que genere a partir de plásticos mixtos no clasificados un gas homogéneo que apenas contenga aún hidrocarburos de cadena larga (>C4).
El objetivo de la invención es la facilitación de un procedimiento o bien de un dispositivo para la gasificación de plásticos, en particular de desechos que contienen plástico, tal como por ejemplo materiales compuestos o materiales metálicos revestidos con plástico. La gasificación, es decir la conversión de las proporciones de plástico en una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno aprovechable, debe ser fácil y eficaz, en particular económica y con ahorro de energía. La mezcla de gases obtenida debía ser de gran calidad y lo más pura posible.
El objetivo se soluciona mediante un procedimiento para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico que comprende las siguientes etapas:
A) pirólisis de plástico para dar una mezcla de gases de pirólisis,
B) filtración de gas caliente para la separación de partículas sólidas,
C) disociación catalítica para la preparación de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno y
D) purificación de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno,
en donde entre la etapa A) y B) o entre la etapa B) y C) se realiza otra etapa A2):
A2) disociación catalítica de la mezcla de gases de pirólisis,
en donde en las etapas C) o A2) se alimentan vapor de agua y aire u oxígeno.
La pirólisis en la etapa A) convierte el plástico sólido en gases, aceites y alquitrán, que contienen numerosos hidrocarburos de cadena larga (> C4). La disociación catalítica en la etapa C) disocia éstos en hidrocarburos de cadena corta, mejor aprovechables (C1-C4). En la filtración de gas caliente en la etapa B) se separan sólidos, en donde ventajosamente se deja pasar a través la fracción de aceite y alquitrán.
En el sentido de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno según la invención, que se obtiene con el procedimiento según la invención o bien el dispositivo según la invención, está comprendida también una mezcla de gases que contiene otros componentes, en particular componentes de gas de síntesis, es decir CO y H2.
El término “ plástico” comprende en el sentido de la invención mezclas de plástico y plástico que está contenido en materiales que contienen plástico, tal como mezclas de metal-plástico o materiales compuestos. Como plástico se usan preferiblemente residuos o bien materiales de desecho que contienen plástico, que proceden entre otras cosas de materiales de envase. Ventajosamente puede aplicarse la invención a materiales de plástico impurificados y mezclados (es decir, plásticos que no son de variedad pura o contienen sustancias extrañas).
Igualmente, objeto de la invención es el uso de una instalación para la generación de una mezcla de gases que contienen hidrocarburos e hidrógeno, en particular de la mezcla de gases mencionada anteriormente, a partir de plástico que comprende
a) unidad de pirólisis,
b) filtro de gas caliente con un recipiente calentable de acero inoxidable,
c) unidad para la disociación catalítica,
d) unidad de lavado del gas,
en donde adicionalmente está comprendido:
a2) reformador previo para la disociación catalítica de la mezcla de gases de pirólisis,
en donde el reformador previo está dispuesto después de la a) unidad de pirólisis o el b) filtro de gas caliente, en donde la unidad para la disociación catalítica c) y el reformador previo para la disociación catalítica a2) presentan una entrada de vapor de agua y una entrada para aire u oxígeno o únicamente una para ambos, para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico, en donde la al menos una entrada en la unidad para la disociación catalítica c) y en el reformador previo para la disociación catalítica a2) se usa para la entrada de vapor de agua y aire u oxígeno.
En la etapa A) del procedimiento según la invención se trata térmicamente el plástico o bien la mezcla de plásticos. En la mezcla de gases de pirólisis obtenida están dispersadas con frecuencia aún grandes partes de la fracción de aceite y de la fracción de alquitrán en la fase gaseosa y están contenidas también partículas de sólido más pequeñas. En la etapa B) se filtra la mezcla de gases de pirólisis caliente para la separación de partículas sólidas. La mezcla de gases filtrada se disocia catalíticamente en la etapa C), de modo que se forma la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno. Según esto se reducen diversos componentes y se disocian hidrocarburos de cadena larga (también alquitranes y aceites) en hidrocarburos de cadena más corta. En la etapa D) se purifica la mezcla de gases.
La ventaja de la invención es que el procedimiento según la invención puede aplicarse también para materiales compuestos que contienen plástico. Además ventajosamente con el procedimiento según la invención no es necesario ningún tratamiento previo de los plásticos.
Es ventajoso también que no son necesarios disolventes o aditivos, tal como hidruros de metal, y que el procedimiento es con ello sencillo.
Una ventaja es también que las temperaturas y presiones en el procedimiento según la invención o bien en la instalación según la invención pueden mantenerse bajas (por debajo de 900 °C), en particular no es necesario ninguna sobrepresión, tal como en el caso de métodos de gasificación en el estado de la técnica. La invención permite con ello la generación económica y con ahorro de energía de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno según la invención.
Una ventaja importante es también que esta mezcla de gases obtenida es muy pura y de gran calidad. Un gas de este tipo es de gran calidad o bien puro cuando ya no contiene o bien contiene tan sólo muy pocos hidrocarburos de cadena larga (>C4). Una alta proporción de hidrógeno también contribuye a la gran calidad del gas para aprovechamientos posteriores. Ventajosamente, la mezcla de gases es de gran calidad, dado que contiene mucho hidrógeno (>20 %, en particular >30 %) y no contiene hidrocarburos de cadena larga (>C4), sino sólo hidrocarburos de cadena corta (C1-C4).
En este contexto es ventajoso que los líquidos producidos durante el secado del producto de gas contengan tan sólo sustancias constitutivas poco tóxicas tal como aceites, alquitranes y fenoles de modo que los líquidos no deben quemarse como residuos tóxicos. La gran parte de estas sustancias constitutivas tóxicas se disocia antes del secado del gas en, entre otras cosas, hidrocarburos de cadena corta.
Con la invención se consigue una alta conversión (es decir, la masa del hidrocarburo e hidrógeno en la mezcla de gases obtenida en relación con la masa del plástico usado), ventajosamente más del 95 % de conversión.
Es ventajoso igualmente que debido a la disposición de las etapas en el procedimiento o bien el modo de construcción de la instalación, el contenido en O2 (contenido en oxígeno) durante el procedimiento puede controlarse, en particular puede mantenerse muy bajo durante la pirólisis en la etapa A). Con ello, durante la pirólisis del plástico, no se produce ninguna combustión indeseada de hidrógeno u otros componentes combustibles, que sería necesaria para una utilidad industrial posterior del gas.
Preferiblemente, el procedimiento tiene lugar en el orden de las etapas de procedimiento mencionado anteriormente. En esta forma de realización están dispuestas también las partes de instalación de la instalación usada en el orden correspondiente.
En formas de realización, en la etapa A) del procedimiento o bien de la unidad de pirólisis a) de la instalación se realiza una separación de sólidos que no pueden pirolizarse, en particular de metales.
Preferiblemente, la pirólisis en la etapa A) se realiza de manera continua, es decir la entrada y/o la descarga de material se realiza de manera automática, en particular la entrada y/o descarga de los sólidos.
En otras formas de realización, la entrada del plástico en la unidad de pirólisis a) de la instalación o bien para la pirólisis A) en el procedimiento se realiza por medio de un tornillo de compactación, en donde le hélice del tornillo cesa antes del extremo, en particular 0,5 m antes de esto, y el extremo está dotado de una válvula cargada. Es ventajoso que debido a ello se compacte el plástico introducido y por consiguiente se reduzca la entrada de oxígeno. La descarga del sólido no pirolizable se realiza preferiblemente por medio de una válvula de péndulo doble, que impide que durante la descarga pueda llegar oxígeno al interior.
En formas de realización, la pirólisis en la etapa A) se realiza con un gradiente de temperatura. A este respecto se realiza la pirólisis preferiblemente en la etapa A) en al menos tres, preferiblemente cuatro zonas con temperatura creciente. Preferiblemente, en el procedimiento según la invención, en particular en la etapa A), o bien en la instalación según la invención se usa plástico seleccionado de materiales compuestos de plástico-metal (tal como por ejemplo envases ligeros de aluminio) y plásticos mixtos y mezclas de los mismos.
En una forma de realización preferida del procedimiento se realiza la pirólisis en la etapa A) con un contenido en oxígeno bajo en el intervalo del 0 % (v/v) al 2 % (v/v), de manera especialmente preferida con un contenido en oxígeno de como máximo el 1,5 % (v/v), en particular con un contenido en oxígeno de como máximo el 1,1 %. Esta atmósfera casi inerte durante la pirólisis en el interior es ventajosa para que no se produzca una combustión indeseada de hidrógeno u otros componentes combustibles, que serían necesarios para una utilidad industrial posterior del gas. El gas perdería valor con un contenido en oxígeno demasiado alto.
Se prefiere también cuando la pirólisis en la etapa A) se realiza a una temperatura en el intervalo de 300 0C a 600 ºC, de manera especialmente preferida de 350 °C a 550 0C, en particular de 380 °C a 540 °C.
En formas de realización, la pirólisis en la etapa A) se realiza con un vacío parcial en el intervalo de 0 mbar a 1 mbar con respecto a la presión exterior, de manera especialmente preferida en el intervalo de 0,1 mbar a 0,5 mbar, en particular 0,2 mbar. Por el término “presión exterior” se entiende la presión que impera fuera de la instalación.
En formas de realización del procedimiento se realiza la filtración de gas caliente en la etapa B) a una temperatura en el intervalo de 500 °C a 600 °C, en particular a 5500C. A este respecto se calientan también las tuberías, que conducen desde la unidad de pirólisis hacia el filtro de gas caliente, y la pared interna del filtro de gas caliente con esta temperatura, para impedir que se depositen proporciones dispersadas sólidas y líquidas tal como aceites y alquitranes en las paredes tubulares. En la disociación catalítica en la etapa C) se encuentra la temperatura preferiblemente en el intervalo de 800 °C a 950 0C, en particular a de 850 0C a 900 0C. El contenido en oxígeno se encuentra en esta etapa preferiblemente en el intervalo del 12 % (v/v) al 15 % (v/v), lo que conduce ventajosamente a que se impida la formación de coque/carbono. Según la invención, en esta etapa de procedimiento se alimenta aire y vapor de agua. La ventaja del vapor de agua es que, durante la disociación catalítica, se impide que se forme carbono sólido. La ventaja de la alimentación de aire es que con ello se corrige la temperatura.
Según la invención, entre la etapa A) y B) o entre la etapa B) y C) se realiza otra etapa A2):
A2) disociación catalítica de la mezcla de gases de pirólisis,
en donde la mezcla de gases obtenida se usa después de esto en la etapa B) o bien en la etapa C).
De la misma manera comprende la instalación usada adicionalmente un
a2) reformador previo, que sirve para esta disociación catalítica de la mezcla de gases, que sale previamente de la unidad de pirólisis o el filtro de gas caliente. La instalación usada permite, por consiguiente, una disociación catalítica en al menos dos etapas o componentes de la instalación.
Ventajosamente, los aceites y alquitranes (parcialmente también componentes sólidos) contenidos en la mezcla de gases de pirólisis de la etapa A) o etapa B) se disocian catalíticamente de manera previa en hidrocarburos de cadena corta o de cadena aún más larga, de modo que pueden convertirse en el proceso posterior igualmente en la mezcla de gases de hidrocarburos e hidrógeno. La conversión se eleva más debido a ello.
Preferiblemente, el reformador previo (a2) es un reformador de lecho fluidizado.
En una variante preferida de estas formas de realización, la disociación catalítica de la mezcla de gases de pirólisis de la etapa A) o etapa B), es decir de la etapa de procedimiento A2), se realiza con las mismas temperaturas y relaciones de presión que la disociación catalítica en la etapa C), de modo en el caso también de la posterior etapa B) filtración de gas caliente o etapa C) la disociación catalítica tenga lugar a esta temperatura. Preferiblemente, en esta etapa de procedimiento en el reformador previo, en el que tiene lugar esta etapa, impera un vacío parcial en el intervalo de 0 mbar a 1 mbar con respecto a la presión exterior, de manera especialmente preferida en el intervalo de 0,1 mbar a 0,5 mbar, en particular 0,2 mbar.
En la instalación según la invención, la unidad para la disociación catalítica c) así como el reformador previo para la disociación catalítica a2) presenta una entrada de vapor de agua y una entrada para aire o bien oxígeno o únicamente una de las dos. Por consiguiente, también en el procedimiento según la invención en las etapas C) o A2) se alimenta vapor de agua y aire o bien oxígeno.
En una forma de realización preferida del procedimiento según la invención, la disociación catalítica en la etapa C) y también la disociación catalítica en la etapa A2) se realiza por medio de un catalizador, seleccionado de catalizadores de piedra caliza, de dióxido de zirconio (ZrO2), de metal noble y de níquel, en particular de un catalizador de níquel y un catalizador de piedra caliza tal como piedra caliza fluidificada (dolomita). La ventaja de un catalizador de piedra caliza es que éste reduce también el cloro y azufre.
En formas de realización, tras la disociación catalítica en la etapa C) se realiza una separación de agua de la mezcla de gases que contienen hidrocarburos e hidrógeno mediante condensación. La separación de agua de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno mediante condensación en la etapa D) se realiza preferiblemente por medio de enfriamiento del gas hasta 0 0C.
En otras formas de realización, la instalación según la invención comprende un condensador, en donde el condensador puede estar dispuesto delante y/o detrás de la unidad de lavado del gas d).
En una forma de realización del procedimiento, el lavado del gas en la etapa D) se realiza en una solución básica y en otra solución ácida o neutra, en particular en primer lugar en la solución básica. De manera especialmente preferida, la solución neutra es a este respecto agua pura. En una forma de realización preferida, la purificación se realiza adicionalmente mediante adsorción en carbón activo. Ventajosamente, durante el lado del gas en agua se reducen sustancias extrañas tal como azufre, sulfuro de hidrógeno, amoníaco, flúor, cloro, bromo o metales pesados hasta una concentración de < 1 ppm.
De manera especialmente preferida se realiza la adsorción en carbón activo por último, en donde el gas se calienta previamente, se conduce para el secado por una etapa de condensación y después se conduce por lechos de carbón activo. Ventajosamente se reduce a este respecto la concentración de impurezas tal como azufre, sulfuro de hidrógeno, amoníaco, halógeno o metales pesados hasta por debajo de 1 ppb.
En una forma de realización preferida de la instalación, la instalación también está configurada de modo que ésta permita estas etapas individuales, es decir ésta presenta dispositivos para la conducción de un gas por un líquido y de manera especialmente preferida adicionalmente lechos de carbón activo, por los que puede conducirse un gas.
En una forma de realización preferida del procedimiento, el lavado del gas en la etapa D) se realiza a una temperatura en el intervalo de 0 0C a 10 0C.
En una forma de realización preferida, la unidad de pirólisis comprende un tambor de pirólisis. Preferiblemente, a) la unidad de pirólisis es una unidad de pirólisis de tubo giratorio o una unidad de pirólisis de lecho fluidizado, de manera especialmente preferida una unidad de pirólisis de tubo giratorio. La ventaja de la unidad de pirólisis de tubo giratorio es que debido al típico tipo de construcción y a la estanqueidad es muy especialmente posible crear en el interior una atmósfera con bajo contenido en oxígeno. De manera especialmente preferida, en esta forma de realización, para impedir una entrada de oxígeno innecesaria, se lava en la entrada y descarga de manera continua con nitrógeno (la entrada es a este respecto la abertura de la unidad de pirólisis, donde se alimenta el plástico y la descarga es la abertura donde se descarga los sólidos que quedan tras la pirólisis tal como metales).
En una forma de realización preferida de la instalación según la invención, el b) filtro de gas caliente presenta bujías filtrantes de lana de silicato de aluminio. El recipiente del filtro de gas caliente es según la invención al menos en el lado interno de acero inoxidable y puede calentarse igualmente, para que no se depositen ventajosamente aceites o alquitranes.
También se prefiere que una o más de las conexiones entre las partes de la instalación a) a c) puedan calentarse. En particular pueden calentarse también las propias partes de la instalación a) a c), es decir también a2), ventajosamente hasta las temperaturas que están previstas para la correspondiente etapa del procedimiento según la invención. De manera conveniente, cada componente puede calentarse por separado.
Se prefiere igualmente que la instalación usada presente dispositivos para la reducción de la presión, en particular al final de la instalación concebida de manera hermética a los gases.
El objeto de la invención es el uso de la instalación para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico, en particular el uso en el procedimiento según la invención.
La figura 1 muestra la estructura esquemática de la instalación según la invención en una forma de realización a modo de ejemplo.
Para la realización de la invención es también conveniente combinar las formas de realización descritas previamente y las características de las reivindicaciones.
Ejemplos de realización
A continuación se explicará con más detenimiento la invención por medio de algunos ejemplos de realización y las correspondientes figuras. Los ejemplos de realización deben describir a este respecto la invención, sin limitar a ésta.
Procedimiento con el uso de desechos de envases de aluminio que contienen plástico:
Como plásticos se usaron desechos de envases de aluminio con plástico (los denominados materiales compuestos).
A) El material se introduce a través de un tornillo de compactación en la unidad de pirólisis. La hélice del tornillo de compactación termina aproximadamente 0,5 m antes del extremo y el extremo está dotado de una válvula cargada. El tambor de pirólisis es un tambor calentado indirectamente con 4 zonas de calor que pueden regularse independientemente. En la entrada y descarga de la unidad de pirólisis se lava continuamente con nitrógeno. Una medición del contenido en oxígeno en el tambor de pirólisis resulta aproximadamente el 1 %. Las 4 zonas de calor cubren un intervalo de 380-520 0C. La medición de temperatura del gas en el tambor de pirólisis resulta de 480-540 0C.
El tambor de pirólisis tiene una válvula de derivación, con la que puede disiparse el calor en exceso sin calentar el tambor. La presión en la unidad de pirólisis se encuentra 0,2 mbar por debajo de la presión exterior. El residuo de sólidos se descarga a través de una válvula de péndulo doble, que está construida como exclusa, para impedir que llegue oxígeno a la carcasa durante la descarga. El residuo (principalmente metal) se enfría y se procesa mecánicamente. El gas obtenido se conduce a través de tuberías calentadas hacia el filtro de gas caliente.
B) El gas se introduce desde abajo en el filtro de gas caliente y se conduce por las bujías filtrantes de lana de silicato de aluminio. El polvo permanece suspendido en las bujías y el gas purificado asciende hacia arriba. El recipiente del filtro de gas caliente está constituido por acero inoxidable y está calentado hasta 550 0C. La eliminación del polvo funciona automáticamente a través de una purificación con nitrógeno con control de presión diferencial. El gas filtrado se conduce a su vez a través de una tubería calentada para la disociación catalítica.
C) El reformador usado, es decir la unidad para la disociación catalítica, es de dos etapas. La mezcla de gases introducida se enriquece con aire y se conduce pasando por un catalizador de ZrO2. La temperatura del gas se encuentra a este respecto entre 850-900 0C. Tras esta primera etapa se añade al gas aún vapor de agua y ahora el gas se conduce pasando por un catalizador de lecho sólido a base de níquel.
Primero se transfiere el gas ahora a través de tuberías no calentadas, y de hecho al condensador, donde se enfría éste hasta 0 0C y se condensa una fase líquida. Ésta ya no contiene ningún tipo de aceites, alquitranes o fenoles, de modo que ésta no debe quemarse como residuo tóxico.
D) A continuación se conduce el gas a la unidad de lavado del gas. A aproximadamente 0-10 0C se conduce el gas en primer lugar por una solución de NaOH, luego se conduce por agua pura, para conducirse a continuación a la ultrapurificación de gas. Allí se calienta de nuevo el gas y a continuación se condensa de nuevo para secarlo de nuevo y para conducirlo a continuación por un lecho de carbón activo.
Procedimiento con una disociación catalítica adicional a2) entre la pirólisis y la filtración de gas caliente:
El procedimiento se realiza tal como anteriormente. Únicamente la disociación catalítica de dos etapas en la etapa C) es una de una etapa, dado que ahora adicionalmente se disocia catalíticamente en la etapa A2). La temperatura del gas en la etapa A2) se encuentra a de 850-900 0C. Se usa un reformador de lecho fluidizado con catalizador de dolomita (piedra caliza fluidificada). Adicionalmente se añade aire y vapor de agua. Para que no condense en la siguiente filtración de gas caliente, se realiza en este caso la filtración de gas caliente también a de 850-900 0C. Las etapas restantes tienen lugar de manera análoga.
Las composiciones mencionadas a continuación de distintos gases se determinaron por medio de cromatografía de gases-EM.
Composición del gas de pirólisis tras la etapa A):
1.3 % de H2, 7,8 % de CO2 , 4,1 % de CO, 2,2 % de CH4, 1,3 % de O2 , 72,4 % de N2 , 7,5 % de hidrocarburos >C4, 3.4 % de hidrocarburos C2-C4.
Composición de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno de la etapa C):
40 % de H2 , 17 % de CO2 , 5 % de CO, 7 % de CH4 , 0,5 % de O2 , 28 % de N2.
Procedimiento con el uso de desechos de plástico mixto:
El procedimiento se realiza en las dos variantes tal como se ha mencionado anteriormente. Los gases obtenidos tienen a este respecto las siguientes composiciones:
Composición del gas de pirólisis tras la etapa A):
Figure imgf000008_0001
Distintas muestras se sometieron a estudio también para determinar H2S, hidrocarburos poliaromáticos, cloro y amoníaco:
Figure imgf000008_0003
Las muestras contenían entre otras cosas las siguientes cantidades de hidrocarburos poliaromáticos (PAK). Se determinaron estos valores por medio de cromatografía de gases-EM (g/m3n = gramo por m3 de estado normalizado - 0 °C y 101,325 kPa).
Figure imgf000008_0002
Figure imgf000009_0004
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000009_0003
Composición de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno de la etapa C) y D):
Además de nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, dióxido de carbono y monóxido de carbono contenían las muestras entre otras cosas los siguientes hidrocarburos:
Figure imgf000009_0001
Conversiones obtenidas:
La conversión se calcula por medio del volumen molar para gases ideales de 22,4 l/mol. Es decir, a partir del volumen del respectivo gas en la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno obtenida en el procedimiento se calcula por medio de este volumen molar de 22,4 l/mol la cantidad de sustancia en mol, que puede calcularse a su vez por medio de la masa molar del gas en la masa del gas. La suma de las masas de los gases contenidos individuales se relaciona con la masa de los plásticos usados y con ello se obtiene la conversión.
La conversión se encontraba en los ensayos individuales en un 95 %, 92,5 % o 98 %.
Números de referencia
a) unidad de pirólisis
b) filtro de gas caliente
c) unidad para la disociación catalítica
d) condensador
e) unidad de lavado del gas
1 entrada de plástico
2 descarga de sólidos no pirolizables (metal)
3 tuberías calentadas
4 descarga de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico que comprende las siguientes etapas:
A) pirólisis de plástico para dar una mezcla de gases de pirólisis,
B) filtración de gas caliente para la separación de partículas sólidas,
C) disociación catalítica para la preparación de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno,
D) lavado del gas de la mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno, en donde entre la etapa A) y B) o entre la etapa B) y C) se realiza otra etapa A2):
A2) disociación catalítica de la mezcla de gases de pirólisis,
en donde durante la disociación catalítica, que comprende las etapas C) y A2), se alimentan vapor de agua y aire u oxígeno.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde el plástico en la etapa A) se selecciona de envases ligeros de aluminio y plásticos mixtos.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, en donde en la etapa A) se realiza una separación de sólidos.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la pirólisis en la etapa A) se realiza con un contenido en oxígeno en el intervalo del 0 % (v/v) al 2 % (v/v).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la pirólisis en la etapa A) se realiza a una temperatura en el intervalo de 300 °C a 600 °C.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la pirólisis en la etapa A) se realiza con un vacío parcial en el intervalo de 0 mbar a 1 mbar con respecto a la presión exterior.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la filtración de gas caliente en la etapa B) se realiza a una temperatura en el intervalo de 500 0C a 600 0C.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la disociación catalítica se realiza por medio de un catalizador, seleccionado de catalizadores de piedra caliza, dióxido de zirconio (ZrO2), metal noble y níquel.
9. Uso de una instalación que comprende
a) unidad de pirólisis,
b) filtro de gas caliente con un recipiente calentable de acero inoxidable,
c) unidad para la disociación catalítica,
d) unidad de lavado del gas,
en donde adicionalmente está comprendido:
a2) reformador previo para la disociación catalítica de la mezcla de gases de pirólisis,
en donde el reformador previo está dispuesto después de la a) unidad de pirólisis o el b) filtro de gas caliente,
en donde la unidad para la disociación catalítica c) y el reformador previo para la disociación catalítica a2) juntos presentan al menos una entrada para el vapor de agua y aire u oxígeno,
para la generación de una mezcla de gases que contiene hidrocarburos e hidrógeno a partir de plástico,
en donde la al menos una entrada en la unidad para la disociación catalítica c) y en el reformador previo para la disociación catalítica a2) se usa para la entrada de vapor de agua y aire u oxígeno.
10. Uso según la reivindicación 9, en donde la unidad de pirólisis es una unidad de pirólisis de tubo giratorio o una unidad de pirólisis de lecho fluidizado.
11. Uso según una de las reivindicaciones 9 o 10, en donde una o varias de las conexiones entre las partes de instalación a) a c) pueden calentarse.
12. Uso según una de las reivindicaciones 9 a 11, en donde el filtro de gas caliente presenta bujías filtrantes de lana de silicato de aluminio.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022125295A1 (de) * 2022-09-30 2024-04-04 ARCUS Greencycling Technologies GmbH Verfahren und Anlage zur Aufbereitung eines Gasstromes aus einer Pyrolyse von kohlenstoffhaltigen Abfällen
DE102022125294A1 (de) * 2022-09-30 2024-04-04 ARCUS Greencycling Technologies GmbH Pyrolysereaktor und Verfahren zur thermochemischen Behandlung kohlenstoffhaltiger Abfälle

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4076177A (en) * 1975-06-24 1978-02-28 Agency Of Industrial Science & Technology Pulverizing method and apparatus
DE3030593A1 (de) 1980-08-11 1982-03-11 Michel-Kim, Herwig, 1000 Berlin Verfahren und vorrichtungen zur wirtschaftlichen und umweltfreundlichen nutzung von bio-masse, wie agrar- und forstabfaellen, und von organischen abfaellen, wie altreifen, kunststoffe, papier u.dgl.
US4764190A (en) * 1987-02-10 1988-08-16 Westinghouse Electric Corp. High temperature, high pressure gas filter system
DE3811820A1 (de) * 1987-08-03 1989-02-16 Siemens Ag Verfahren und anlage zur thermischen abfallentsorgung
US4865625A (en) * 1988-05-02 1989-09-12 Battelle Memorial Institute Method of producing pyrolysis gases from carbon-containing materials
FR2645673B1 (fr) * 1989-04-10 1994-04-08 Sgn Bougie filtrante sans amiante pour la filtration de gaz chauds radioactifs
US4968467A (en) * 1989-07-10 1990-11-06 Industrial Filter & Pump Mfg. Co. Hot gas filter
US5792340A (en) * 1990-01-31 1998-08-11 Ensyn Technologies, Inc. Method and apparatus for a circulating bed transport fast pyrolysis reactor system
DE4103605A1 (de) * 1991-02-07 1992-08-13 Siemens Ag Verfahren und einrichtung zum heizen einer schweltrommel
DE4209549A1 (de) 1992-03-24 1993-09-30 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Verfahren zur thermischen Behandlung von Reststoffen, z.B. zur Trennung und Verwertung von Metallverbunden mit organischen Anteilen, mittels einer Kombination aus Pyrolyse und Vergasung
AT397808B (de) 1992-04-22 1994-07-25 Oemv Ag Verfahren zur druckvergasung von organischen substanzen, z.b. kunststoffmischungen
CA2559951C (en) * 2004-03-14 2013-12-03 Ozmotech Pty Ltd Process and plant for conversion of waste material to liquid fuel
KR100569120B1 (ko) * 2004-08-05 2006-04-10 한국에너지기술연구원 바이오메스 정제연료의 저온 촉매가스화 장치 및가스제조방법
FI118647B (fi) * 2006-04-10 2008-01-31 Valtion Teknillinen Menetelmä tervamaisia epäpuhtauksia sisältävän kaasun reformoimiseksi
US7691182B1 (en) * 2006-12-12 2010-04-06 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Process for hydrogen production via integrated processing of landfill gas and biomass
US20090014689A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Range Fuels, Inc. Methods and apparatus for producing syngas and alcohols
US8142530B2 (en) * 2007-07-09 2012-03-27 Range Fuels, Inc. Methods and apparatus for producing syngas and alcohols
US8153027B2 (en) * 2007-07-09 2012-04-10 Range Fuels, Inc. Methods for producing syngas
US8845771B2 (en) * 2008-07-23 2014-09-30 Latif Mahjoob System and method for converting solids into fuel
US20120308441A1 (en) * 2008-12-15 2012-12-06 Andrew Hansen Method and Apparatus for Production of Electrical Energy and Liquid Hydrocarbons from Oil Sands/Bitumen, Biomass and Waste Products by Means of Thermal Anaerobic Gasification Gas Up-Grading
US8192647B2 (en) * 2008-12-19 2012-06-05 Enerkem Inc. Production of synthesis gas through controlled oxidation of biomass
WO2012097448A1 (en) * 2011-01-19 2012-07-26 Services Kengtek Inc. Catalyst for distributed batch microwave pyrolysis, system and process thereof
US9200207B2 (en) 2011-05-31 2015-12-01 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Methods of producing liquid hydrocarbon fuels from solid plastic wastes
US8834834B2 (en) * 2011-07-21 2014-09-16 Enerkem, Inc. Use of char particles in the production of synthesis gas and in hydrocarbon reforming
US20150001061A1 (en) * 2011-07-28 2015-01-01 Jbi Inc. System and process for converting plastics to petroleum products
EP2565155B1 (en) * 2011-09-02 2018-12-05 Neste Oyj Method of reforming gasification gas
GB2499404B (en) * 2012-02-14 2019-08-14 Anergy Ltd Fuel processing using pyrolyser
JP2019515060A (ja) 2016-03-31 2019-06-06 ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） 接触分解によるワックスへのプラスチックの変換方法およびそれによって得られる炭化水素の混合物
DE202016102187U1 (de) * 2016-04-25 2017-07-26 Rath Gmbh - Zweigniederlassung Mönchengladbach Filterelement zur Filtration von Abgasen oder Prozessgasen
KR20190011767A (ko) * 2016-05-25 2019-02-07 유니프랙스 아이 엘엘씨 필터 엘리먼트 및 그의 제조 방법
CN108456328B (zh) 2018-02-11 2020-07-24 北京石油化工学院 一种废塑料的处理方法

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