IT202100028121A1

IT202100028121A1 - Impianto e processo di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi

Info

Publication number: IT202100028121A1
Application number: IT102021000028121A
Authority: IT
Inventors: Nicola Minzocchi
Original assignee: Lifenergy Italia S R L
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-05-04
Also published as: WO2023275855A3; WO2023275855A2

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

[0001] Forma oggetto della presente invenzione un impianto ed un processo di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi.

[0002] Vantaggiosamente, l?impianto ed il processo di depolimerizzazione secondo l?invenzione sono destinati in particolare ad utilizzare come Materia Prima gli scarti plastici industriali poliolefinici (tabella UNI 10667/18) intercettati prima del loro smaltimento come rifiuti per convertirli in idrocarburi.

[0003] In particolare, le caratteristiche degli idrocarburi producibili con l?impianto ed il processo secondo l?invenzione rientrano nei criteri previsti dalla norma EN 590. L ?impianto ed il processo di depolimerizzazione secondo l?invenzione sono quindi in grado di partire da una Materia Prima Seconda ?MPS? poliolefinica (cos? come definita dalla norma) per ottenere un gasolio direttamente commercializzabile, senza ulteriori trattamenti, previa miscelazione con analogo prodotto di origine fossile in percentuali variabili in funzione del grado di purezza dell?idrocarburo ottenuto dall?impianto secondo l?invenzione.

[0004] Eventualmente, l?impianto ed il processo di depolimerizzazione secondo l?invenzione possono essere destinati ad utilizzare come Materia Prima anche rifiuti plastici.

Stato della tecnica

[0005] Generalmente i processi noti di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche presentano una produttivit? non elevata, in termini di frazione di materia plastica trasformata in idrocarburi.

[0006] Il processo di depolimerizzazione viene condotto riscaldando la materia plastica all?interno di un reattore in presenza di catalizzatori cos? da innescare reazioni di pirolisi. Per massimizzare la resa del processo ? necessario garantire in tutta la massa di materia plastica all?interno del reattore una temperatura di pirolisi il pi? possibile omogenea. Le modalit? di riscaldamento del reattore giocano quindi un ruolo essenziale non solo nella produttivit?, ma anche sulla qualit? degli idrocarburi prodotti.

[0007] Il brevetto EP1212387B1 descrive un processo di depolimerizzazione termo-catalitica di materiale plastico all?interno di un reattore che ? riscaldato esternamente da una camera di combustione all'interno della quale vengono bruciati parte dei composti in forma gassosa ottenuti dalla depolimerizzazione. Il reattore ? dotato internamente di un miscelatore.

[0008] Anche la domanda internazionale W02005/087897 descrive un processo di depolimerizzazione termocatalitica di materiale plastico all'interno di un reattore, che ? riscaldato solo esternamente ed ? dotato di un miscelatore.

[0009] Il riscaldamento del reattore dall?esterno comporta inevitabilmente la formazione di gradienti di temperatura nella massa di materia plastica. Generalmente, infatti, l?azione di rimescolamento esercitata dal miscelatore non ? sufficiente ad omogeneizzare la massa di materia plastica. Ci? influisce negativamente sia sulla produttivit? del processo che risulta essere bassa, sia sulla qualit? degli idrocarburi prodotti che risulta essere molto variabile e difficilmente controllabile.

[0010] Tale problematica ? stata affrontata nel brevetto EP2242570B1, in cui viene proposto di riscaldare il reattore non solo esternamente, ma anche internamente. Il reattore ? dotato di un miscelatore interno, le cui pale sono dotate di resistenze elettriche. In tal modo, ? possibile fornire calore anche dall?interno del reattore, riducendo i gradienti termici all?interno della massa di materia plastica.

[0011] La soluzione proposta in EP2242570B1, pur consentendo una riduzione dei gradienti termici all?interno del reattore, presenta tuttavia dei limiti operativi legati al fatto che a causa dei forti attriti in gioco le resistenze elettriche si usurano molto rapidamente. Ci? impone continui interventi di manutenzione che condizionano negativamente l?operativit? dell?impianto e l?efficienza del processo produttivo.

[0012] ? quindi molto sentita l?esigenza di disporre di impianti e processi di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi che possano garantire nel reattore di depolimerizzazione termo-catalitica condizioni di temperatura maggiormente uniformi e al contempo stabilit? di funzionamento cos? da raggiungere un?elevata produttivit?.

[0013] Ad oggi tale esigenza ? per? ancora insoddisfatta. Presentazione dell'invenzione

[0014] Pertanto, scopo principale della presente invenzione ? quello di eliminare in tutto o in parte gli inconvenienti della tecnica nota sopra citata, mettendo a disposizione un impianto di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi, che possa garantire all?interno del reattore di depolimerizzazione termo-catalitica condizioni di temperatura maggiormente uniformi.

[0015] Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un impianto di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi che consenta una maggiore stabilit? di funzionamento cos? da raggiungere un?elevata produttivit?.

[0016] Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un impianto di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi che sia alimentabile in modo efficiente con scarti plastici industriali poliolefinici come materia prima senza penalizzarne la stabilit? di funzionamento.

[0017] Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un impianto di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi che sia operativamente affidabile e semplice da gestire.

[0018] Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un processo di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi, che possa garantire all?interno del reattore di depolimerizzazione termo-catalitica condizioni di temperatura maggiormente uniformi.

[0019] Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un processo di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi che sia alimentabile in modo efficiente con scarti plastici industriali poliolefinici come materia prima senza penalizzarne la stabilit? di funzionamento. Breve descrizione dei disegni

[0020] Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una o pi? forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui:

[0021] - la figura 1 mostra uno schema semplificato di un impianto di depolimerizzazione secondo una forma realizzativa preferita dell?invenzione;

[0022] - la figura 2 mostra un dettaglio ingrandito di una parte dell?impianto di figura 1 relativo ad un reattore e a due camere di ricircolazione esterna;

[0023] ? la figura 3 mostra una vista ortogonale in sezione di un reattore dell?impianto di figura 1;

[0024] ? la figura 4 mostra una vista prospettica di un miscelatore interno del reattore di figura 3;

[0025] ? la figura 5 mostra una vista ortogonale in sezione di una prima camera di ricircolazione esterna dell?impianto di figura 1;

[0026] ? la figura 6 mostra una vista prospettica di un miscelatore interno della prima camera di ricircolazione esterna di figura 5;

[0027] ? la figura 7 mostra una vista ortogonale in sezione di una camera di concentrazione del residuo solido dell?impianto di figura 1;

[0028] ? la figura 8 mostra una vista prospettica di un miscelatore interno della camera di concentrazione del residuo solido di figura 7; e

[0029] ? la figura 9 mostra uno schema di flusso di una sezione di pretrattamento di materiali poliolefinici di scarto da alimentare all?impianto di figura 1.

Descrizione dettagliata

[0030] L?impianto di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi secondo l?invenzione ? stato indicato complessivamente con 1 nelle Figure allegate.

[0031] A meno che non sia specificato esplicitamente il contrario, nel presente testo i seguenti termini presentano il significato indicato qui sotto.

[0032] Per materie plastiche poliolefiniche si intende un materiale polimerico, vantaggiosamente anche materiale polimerico di scarto (o rifiuti), costituito principalmente da poliolefine. Con l'espressione materiale plastico costituito principalmente da poliolefine si intende un materiale plastico il cui contenuto di poliolefine sia di almeno 1'80% in peso (rispetto al peso complessivo del materiale plastico), preferibilmente di almeno il 95% in peso.

[0033] Per composti relativamente basso bollenti si intende dei composti che si liberano (vale dire si separano) dalle materie plastiche durante la depolimerizzazione almeno parziale, vantaggiosamente completa, di almeno parte di dette materie plastiche. I composti relativamente basso bollenti presentano temperature di ebollizione inferiori alla temperatura di ebollizione delle materie plastiche.

[0034] Per gas sostanzialmente incondensabili si intende sostanze la cui temperatura di ebollizione ? inferiore a 25? C, vantaggiosamente inferiore a 10? C, in particolare propano e/o butano.

[0035] Vantaggiosamente, l?impianto di depolimerizzazione secondo l?invenzione ? destinato ad utilizzare come Materia Prima gli scarti plastici industriali poliolefinici (tabella UNI 10667/18) intercettati prima del loro smaltimento come rifiuti per convertirli in idrocarburi.

[0036] In particolare, le caratteristiche degli idrocarburi producibili con l?impianto secondo l?invenzione rientrano nei criteri previsti dalla norma EN 590. L?impianto di depolimerizzazione secondo l?invenzione ? quindi in grado di partire da una Materia Prima Seconda ?MPS? poliolefinica (cos? come definita dalla norma) per ottenere un gasolio direttamente commercializzabile, senza ulteriori trattamenti, previa miscelazione con analogo prodotto di origine fossile in percentuali variabili in funzione del grado di purezza degli idrocarburi ottenuti dall?impianto secondo l?invenzione.

[0037] L?impianto 1 pu? tuttavia utilizzare come materie plastiche poliolefiniche anche materiali che non siano necessariamente di scarto.

[0038] Eventualmente, l?impianto ed il processo di depolimerizzazione secondo l?invenzione possono essere destinati ad utilizzare come Materia Prima anche rifiuti plastici.

[0039] In accordo ad una forma realizzativa generale dell?invenzione, l?impianto di depolimerizzazione termo-catalitica 1 comprende un reattore 10 all?interno del quale sono destinate ad avvenire in presenza di un catalizzatore reazioni di pirolisi di materie plastiche poliolefiniche con conseguente depolimerizzazione almeno parziale delle stesse e produzione di idrocarburi relativamente basso bollenti.

[0040] All?interno del reattore, oltre agli idrocarburi relativamente basso bollenti che si separano dalla massa di materie plastiche e catalizzatore in forma di vapore, si forma un residuo solido, formato da coke e catalizzatore, che tende ad accumularsi sul fondo del reattore.

[0041] Come illustrato nelle Figure 2 e 3, il reattore 10 comprende almeno una parete laterale 11, una parete di fondo 12 ed una parete superiore 13 che delimitano una camera di reazione 14, all'interno della quale sono destinati ad essere disposti il catalizzatore e le materie plastiche poliolefiniche.

[0042] Il reattore 10 comprende almeno un?apertura di alimentazione 15 attraverso la quale le materie plastiche poliolefiniche e il catalizzatore vengono alimentati a detto reattore 10 e che ? ricavata in prossimit? della parete superiore 13.

[0043] Vantaggiosamente, l?impianto 1 comprende un sistema 40 per alimentare materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore nel reattore 10. Tale sistema 40 verr? descritto pi? in dettaglio nel seguito [0044] Il reattore 10 comprende almeno un?apertura di uscita 16 attraverso la quale gli idrocarburi relativamente basso bollenti (generati dalle reazioni di pirolisi) lasciano il reattore e che ? ricavata in prossimit? della parete superiore 13.

[0045] L?impianto 1 comprende un sistema 60 di raccolta degli idrocarburi relativamente basso bollenti generati nel reattore 10. Tale sistema 60, che verr? descritto pi? in dettaglio nel seguito, ? fluidicamente collegato all?apertura di uscita 16 del reattore

[0046] Vantaggiosamente, il reattore 10 comprende almeno un?apertura di estrazione 19 attraverso la quale il residuo solido delle reazioni di pirolisi pu? essere estratto dal reattore 10 e che ? ricavata in prossimit? della parete di fondo 12. Vantaggiosamente, l?impianto 1 comprende un sistema 50 di estrazione del residuo solido, che ? fluidicamente collegato all?apertura di estrazione 19 e verr? descritto pi? in dettaglio nel seguito.

[0047] Il reattore 10 comprende inoltre:

[0048] - mezzi riscaldanti 17 associati ad almeno una delle pareti di detto reattore, preferibilmente la parete laterale 11; e

[0049] - un miscelatore interno 18.

[0050] Preferibilmente, i mezzi riscaldanti 17 sono costituiti da resistenze elettriche. In particolare, i mezzi riscaldanti 17 sono costituiti da fasce riscaldanti elettriche montate all?esterno del reattore 10. Il riscaldamento avviene quindi per conduzione, cio? la fascia scaldante a contatto con la parete esterna del reattore riscalda la superficie esterna del mantello del reattore il quale, per conduzione, cede il calore al fluido al suo interno.

[0051] Vantaggiosamente, i mezzi riscaldanti 17 sono regolati da un?unit? di controllo (non illustrata nelle figure allegate) in funzione della temperatura all?interno del reattore 10, rilevata tramite una pluralit? di sensori di temperatura 170 di cui ? vantaggiosamente dotato il reattore 10.

[0052] Vantaggiosamente, in uso l?eventuale innalzamento della pressione all?interno della camera di reazione 14 monitorato da indicatori e trasmettitori di pressione (non illustrati nelle figure allegate) collegati alla suddetta unit? di controllo. In caso di innalzamento della pressione oltre un predefinito limite di soglia, ? previsto l?attivazione di dispositivi di sfiato (ad esempio dischi di rottura) fluidicamente collegati ad una torcia (non illustrata nelle figure allegate) per la termo-ossidazione dei vapori di idrocarburi espulsi dal reattore in sovrappressione.

[0053] Preferibilmente, come illustrato nelle figure 3 e 4, il miscelatore interno 18 del reattore 10 ? configurato per mescolare la massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore solo in prossimit? della parete di fondo 12 del reattore 10 (evitando che tale massa si attacchi al fondo) e per favorire lo spostamento di tale massa verso la parete laterale 11 del reattore 10. L?azione del miscelatore interno 18 favorisce il flusso della massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore, nonch? del residuo solido in formazione verso una o pi? aperture inferiori 22, 32 ricavate nella parete laterale 11, la cui funzione sar? chiarita nel seguito della descrizione.

[0054] Pi? in dettaglio, il miscelatore del reattore ? trascinato da un gruppo moto/riduttore elettrico 18a (preferibilmente con numero di giri costante) tramite un albero 18b, che coassiale alla camera di reazione 14 e alla cui base sono calettate le pale 18c del miscelatore.

[0055] Secondo l?invenzione l?impianto 1 comprende almeno una camera di ricircolazione esterna 20, 30 delle materie plastiche poliolefiniche mescolate al catalizzatore contenute nel reattore 10.

[0056] Come illustrato nelle figure 1 e 2 tale almeno una camera di ricircolazione esterna 20, 30 ?:

[0057] - disposta esternamente al reattore;

[0058] - fluidicamente collegata alla camera di reazione 14 del reattore 10 tramite una apertura superiore 21, 31 ricavata in prossimit? della parete superiore 13 del reattore ed una apertura inferiore 22, 32 ricavata in prossimit? della parete di fondo 12 del reattore;

[0059] - dotata di un miscelatore interno 23, 33 configurato per imprimere in uso alle materie plastiche poliolefiniche mescolate al catalizzatore un moto ascensionale attraverso detta camera di ricircolazione 20, 30 dall?apertura inferiore 22, 32 all?apertura superiore 21, 31 in modo da generare nella camera di reazione 14 moti convettivi discensionali dall?apertura superiore 21, 31 verso l?apertura inferiore 22, 32; e

[0060] - dotata di mezzi riscaldanti 24, 34 che in uso sono atti a fornire calore al flusso di materie plastiche/catalizzatore che attraversa la camera di ricircolazione 20, 30.

[0061] Si ? potuto verificare che i suddetti moti discensionali indotti all?interno del reattore 10 dalla ricircolazione esterna ed il calore fornito all?interno di detta camera di ricircolazione 20, 30 al flusso circolante riducono i gradienti termici nella massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore all?interno del reattore, favorendo cos? l?uniformit? di temperatura in ogni punto del reattore.

[0062] L?aumentata uniformit? di temperatura favorisce la resa del processo di pirolisi e quindi la produttivit? dell?impianto 1.

[0063] L?impianto di depolimerizzazione termo-catalitica secondo l?invenzione pu? quindi garantire all?interno del reattore di depolimerizzazione termo-catalitica condizioni di temperatura maggiormente uniformi rispetto ad analoghi impianti di tipo noto. Da ci? deriva anche una maggiore stabilit? di funzionamento dell?impianto 1.

[0064] L?uniformit? di temperatura e la correlata stabilit? di funzionamento dell?impianto consentono inoltre la produzione di idrocarburi relativamente basso bollenti aventi una qualit? meno variabile e quindi pi? controllabile.

[0065] Vantaggiosamente, l?impianto 1 di depolimerizzazione pu? comprendere due o pi? distinte camere di ricircolazione esterna, ciascuna delle quali ? fluidicamente collegata alla camera di reazione 14 del reattore 10 tramite una rispettiva apertura inferiore una rispettiva apertura superiore.

[0066] Il numero e le dimensioni delle camere di ricircolazione esterna sono legati alle dimensioni del reattore 10. All?aumentare delle dimensioni del reattore aumenta il numero e/o le dimensioni delle camere di ricircolazione esterna. Un tecnico esperto del settore, definite le dimensioni del reattore, ? in grado di dimensionare le camere di ricircolazione al fine di assicurare fenomeni di ricircolazione all?interno del reattore tali da assicurare condizioni pi? possibile uniformi di temperatura all?interno del reattore stesso.

[0067] Preferibilmente, il rapporto Vr/ ?Vcr tra il volume del reattore Vr e la sommatoria dei volumi delle camere di ricircolazione esterna ?Vcr pu? essere compreso tra 3,5 e 4,0. Preferibilmente il reattore ? realizzato con un rapporto L/D tra altezza L e diametro interno D compreso tra 1,0 e 1,25.

[0068] In accordo alla forma realizzativa preferita dell?invenzione, illustrata nelle figure allegate, l?impianto 1 comprende due distinte camere di ricircolazione esterna delle materie plastiche poliolefiniche mescolate al catalizzatore contenute nel reattore 10. Una prima camera di ricircolazione ? indicata con 20, mentre una seconda camera di ricircolazione indicata con 30.

[0069] Preferibilmente, dette due distinte camere di ricircolazione esterna 20 e 30 sono disposte esternamente al reattore in posizioni diametralmente opposte tra loro. La prima camera di ricircolazione esterna 20 ? collegata alla camera di reazione 14 tramite una prima apertura superiore 21 e una prima apertura inferiore 22; la seconda camera di ricircolazione esterna 30 ? collegata alla camera di reazione 14 tramite una seconda apertura superiore 31 e una seconda apertura inferiore 32.

[0070] Vantaggiosamente, il miscelatore 23,33 di ciascuna camera di ricircolazione ? trascinato da un gruppo moto/riduttore elettrico 23a/33a tramite un albero 23b/33b, su cui sono calettate le pale 23c/33c del miscelatore. Preferibilmente, il gruppo moto/riduttore elettrico 23c/33c ? a giri variabile. Operativamente, la possibilit? variare i giri del miscelatore consente di controllare l?efficienza della reazione di pirolisi cambiando di fatto il tempo di permanenza del fluido (materie plastiche /catalizzatore) nel reattore. Il tempo di permanenza ? inversamente proporzionale alla velocit? di rotazione del miscelatore della camera di ricircolazione.

[0071] Preferibilmente, ciascuna camera di ricircolazione 20, 30 ? delimitata da un corpo tubolare 200, 300. Il miscelatore interno 23, 33 di ciascuna camera di ricircolazione 20, 30 comprende una pluralit? di pale che sono distribuite lungo tutto lo sviluppo longitudinale di detto corpo tubolare e sono rotanti attorno ad un asse di rotazione coassiale a detto corpo tubolare 200, 300. Vantaggiosamente, come illustrato nella figura 5, le pale sono sostanzialmente rasenti la superficie interna del corpo tubolare.

[0072] In accordo alla forma realizzativa preferita dell?invenzione, illustrata nelle figure 5 e 6, la suddetta pluralit? di pale comprende:

[0073] - pale miscelatrici 23a configurate per imprimere alle materie plastiche poliolefiniche mescolate al catalizzatore un moto ascensionale lungo detto corpo tubolare; e

[0074] - pale sminuzzatrici 23b per rompere eventuali parti solide ancora presenti nella massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore.

[0075] Preferibilmente, come illustrato nelle figure 5 e 6, le pale sminuzzatrici 23b sono concentrate in un unico gruppo e sono precedute e seguite da una o pi? di dette pale miscelatrici 23a.

[0076] Preferibilmente, i mezzi riscaldanti 24, 34 ciascuna camera di ricircolazione 20,30 sono costituiti da resistenze elettriche. In particolare, i mezzi riscaldanti 24, 34 sono costituiti da fasce riscaldanti elettriche montate all?esterno del corpo tubolare 200, 300 che forma il mantello di ciascuna camera di ricircolazione.

[0077] Vantaggiosamente, i mezzi riscaldanti 24, 34 sono regolati da un?unit? di controllo (non illustrata nelle figure allegate) in funzione della temperatura all?interno della camera di ricircolazione 20,30, rilevata tramite una pluralit? di sensori di temperatura 240 di cui ? vantaggiosamente dotata la camera di ricircolazione 20, 30.

[0078] Preferibilmente, come illustrato nella figura 1, il sistema 40 per alimentare materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore in detto reattore 10 comprende un estrusore a vite 41 che ? dotato di mezzi riscaldanti 42 ed ? atto a trasformare una miscela di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore in una massa fluida da alimentare al reattore 10.

[0079] Vantaggiosamente l?estrusore a vite 41 ? dotato di un degasatore (non illustrato nelle figure allegate), per abbattere le tracce di composti leggeri volatili tra cui le molecole d?acqua presenti sotto forma di umidit?.

[0080] Preferibilmente, il catalizzatore ? miscelato con le materie plastiche poliolefiniche nell?estrusore 41. A tale scopo, l?estrusore 41 comprende una tramoggia di carico 44 che riceve le materie plastiche poliolefiniche ed il catalizzatore dosato tramite un dosatore.

[0081] Vantaggiosamente, l?estrusore 41 pu? essere dotato all?uscita di un filtro per trattenere i materiali solidi eventualmente presenti nelle materie plastiche.

[0082] Operativamente, il rammollimento delle materie plastiche all?interno dell?estrusore 41 ? monitorato tramite un controllo puntuale della temperatura, effettuato in una pluralit? di zone lungo tutto l?estrusore.

[0083] Vantaggiosamente, il livello del materiale all?interno del reattore 10 ? rilevato tramite un trasmettitore di livello collegato all?unit? di controllo. L?anello di regolazione previsto per il mantenimento del livello desiderato all?interno del reattore agisce sulla portata delle materie plastiche e catalizzatore caricata nel reattore, variando la velocit? della vite dell?estrusore 41.

[0084] Vantaggiosamente, l?estrusore 41 viene dimensionato in funzione della capacit? produttiva dell?impianto 1, nonch? delle caratteristiche delle materie plastiche trattate. Tale dimensionamento ? di per s? alla portata di un tecnico del settore.

[0085] Preferibilmente, il reattore 10 pu? essere caricato di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore fino al 40-65% della propria altezza, al fine di lasciare sulla sommit? un volume libero per l?evaporazione degli idrocarburi relativamente basso bollenti.

[0086] Pi? in dettaglio, una possibile modalit? di regolazione del livello di riempimento della camera di reazione 14 prevede che l?estrusore 41 alimenti la portata di set point tra il valore di livello nullo ed il 50% del livello massimo raggiungibile. Una volta raggiunto un livello pari al 50% del livello massimo raggiungibile, l?estrusore 41 rallenta la velocit? di rotazione della vite in modo da scalare la portata alimentata in maniera proporzionale al valore di set point a zero fino al raggiungimento del livello massimo.

[0087] Preferibilmente come illustrato nella figura 1, il sistema di alimentazione 40 ? fluidicamente collegato al reattore 10 in modo indiretto tramite una prima camera di ricircolazione esterna 20. In tal caso, l?apertura di alimentazione 15 del reattore 10 coincide con l?apertura superiore 21 alla quale ? connessa detta prima camera di ricircolazione 20. A sua volta, la prima camera di ricircolazione 20 ? dotata di un?apertura di ingresso 25 in corrispondenza della quale ? connessa fluidicamente con il sistema di alimentazione 40. In particolare, l?estrusore a vite 41 ? fluidicamente collegato in uscita alla prima camera di ricircolazione 20 in corrispondenza di detta apertura di ingresso 25.

[0088] Preferibilmente, l?apertura di ingresso 25 ? disposta tra l?apertura superiore 21 e l?apertura inferiore 22 della prima camera di ricircolazione 20, ancora pi? preferibilmente in prossimit? di detta apertura inferiore 22.

[0089] Preferibilmente come illustrato nella figura 1, il sistema 50 di estrazione del residuo solido ? fluidicamente collegato al reattore 10 in modo indiretto tramite una seconda camera di ricircolazione esterna 30. In tal caso, l?apertura di estrazione 19 del reattore 10 coincide con l?apertura inferiore 32 alla quale ? connessa la seconda camera di ricircolazione 30. A sua volta, la seconda camera di ricircolazione 30 ? dotata di un?apertura di scarico 35 in corrispondenza della quale la seconda camera 50 ? connessa al sistema di estrazione 50.

[0090] Pi? in dettaglio, da un punto di vista operativo, il flusso attraverso l?apertura superiore 31 ? regolato da una prima valvola 36, mentre il flusso attraverso l?apertura di scarico 35 ? regolato da una seconda valvola 37. La prima valvola 36 e la seconda valvola 37 sono pilotabili in modo coordinato cos? che il flusso attraverso l?apertura superiore 31 sia alternativo al flusso attraverso l?apertura di scarico 35. In uso quando ? impedito il flusso attraverso l?apertura superiore 31 il miscelatore 33 di detta seconda camera di ricircolazione imprime al residuo solido accumulato sul fondo del reattore 10 un moto ascensionale attraverso la seconda camera di ricircolazione 30 dall?apertura inferiore 32 verso l?apertura di scarico 35.

[0091] Vantaggiosamente, come illustrato nelle figure 1 e 2, l?impianto 1 pu? comprendere una pompa 38, preferibilmente ad ingranaggi, che ? installata in un condotto di collegamento tra l?apertura inferiore 32 del reattore 10 e la seconda camera di ricircolazione 30 ed ? atta a generare un flusso verso detta seconda camera di ricircolazione 30.

[0092] In accordo alla forma realizzativa preferita dell?invenzione, illustrata nelle figure allegate, il sistema 50 di estrazione del residuo solido comprende una camera 51 di concentrazione del residuo solido che:

[0093] - ? fluidicamente connessa in ingresso all?apertura di scarico 35 della seconda camera di ricircolazione 30;

[0094] - ? dotata di un miscelatore interno 52 e di mezzi riscaldanti 53;

[0095] - ? fluidicamente connessa in uscita al sistema 60 di raccolta degli idrocarburi relativamente basso bollenti in modo tale che possano essere raccolti eventuali quantit? di idrocarburi relativamente basso bollenti liberati per evaporazione dal residuo solido; ed

[0096] - ? dotata di un?apertura 54 di espulsione del residuo solido concentrato.

[0097] Operativamente, la camera di concentrazione 51 provvede a concentrare il residuo solido (coke di pirolisi e catalizzatore), mescolando il residuo solido ed operando alla temperatura di reazione cos? da favorire l?evaporazione della frazione liquida ancora presente che si unisce al flusso di vapore principale.

[0098] Grazie all?azione della camera di concentrazione 51 ? possibile estrarre dal residuo solido sostanzialmente tutta la quantit? residua di idrocarburi relativamente basso bollenti ancora presenti, da un alto facendo evaporare le quantit? gi? presenti e dall?altro completando le reazioni di pirolisi.

[0099] Preferibilmente, come illustrato nelle figure allegate, la camera di concentrazione 51 ? delimitata da una tramoggia 500 avente una parte superiore cilindrica e una parte inferiore di forma troncoconica.

[00100] Preferibilmente, come illustrato nelle figure 7 e 8, il miscelatore interno 52 della camera 51 di concentrazione del residuo solido comprende:

[00101] - una pluralit? di coclee miscelatrici 52a, che impegnano sostanzialmente tutto il volume della camera 51, e

[00102] - una pluralit? di lame raschiatrici 52b che sono configurate per raschiare almeno il fondo di detta camera 51, preferibilmente le pareti della porzione troncoconica della tramoggia 500.

[00103] Vantaggiosamente il miscelatore 52 ? configurato per svolgere due differenti funzioni operative: la prima miscelare il residuo solido durante la fase di concentrazione, la seconda favorire contemporaneamente lo scarico e la pulizia della parte bassa, troncoconica, del mantello della camera di concentrazione 51.

[00104] Pi? in dettaglio, il miscelatore 52 della camera di concentrazione 51 ? trascinato da un gruppo moto/riduttore elettrico 52c (preferibilmente con numero di giri costante) tramite un albero 52d, che coassiale alla camera di concentrazione 51 e al quale sono calettate le coclee miscelatrici e lame raschiatrici.

[00105] Preferibilmente, i mezzi riscaldanti 53 della camera di concentrazione 51 sono costituiti da resistenze elettriche. In particolare, i mezzi riscaldanti 53 sono costituiti da fasce riscaldanti elettriche montate all?esterno della tramoggia di forma troncoconica 500 che forma il mantello della camera di concentrazione 51.

[00106] Vantaggiosamente, i mezzi riscaldanti 53 sono regolati da un?unit? di controllo (non illustrata nelle figure allegate) in funzione della temperatura all?interno della camera di concentrazione 51, rilevata tramite una pluralit? di sensori di temperatura 530 di cui ? vantaggiosamente dotata la camera di concentrazione 51.

[00107] Vantaggiosamente, il residuo solido concentrato viene scaricato dalla camera di concentrazione 51 tramite l?apertura 54 di espulsione. In particolare, come illustrato nella figura 1, una volta scaricato, il residuo solido concentrato viene raccolto da un nastro trasportatore 55 immerso in un bagno d?acqua, in modo tale da raffreddare il residuo alla temperatura ambiente prima di raccoglierlo in contenitori di smaltimento.

[00108] Preferibilmente, come illustrato nella figura 1, il sistema 60 di raccolta degli idrocarburi relativamente basso bollenti comprende:

[00109] - un separatore bifasico 61, nel quale in uso gli idrocarburi relativamente basso bollenti generati nell?impianto 1 allo stato di vapore formano una miscela liquido/vapore;

[00110] - almeno un condensatore 62, collegato al separatore bifasico 61 per ricevere la fase vapore della miscela liquido/vapore e condensarla cos? da separare la frazione di gas incondensabili dalla frazione condensabile;

[00111] - almeno un serbatoio di raccolta idrocarburi condensabili 63, che ? collegato a detto separatore bifasico 61 e a detto almeno un condensatore 62 per raccogliere la frazione condensabile degli idrocarburi relativamente basso bollenti generati in detto impianto 1; e

[00112] - un sistema 70 di estrazione gas incondensabili che ? collegato a detto almeno un condensatore 62 per estrarre la frazione incondensabile degli idrocarburi relativamente basso bollenti generati nell?impianto 1.

[00113] In particolare, il sistema 70 di estrazione dei gas incondensabili pu? comprendere un eiettore e una torcia di termo-ossidazione (non illustrati nelle figure allegate). In alternativa alla combustione in torcia, i gas incondensabili possono essere alimentati ad un motore endotermico abbinato ad un gruppo alternatore per la produzione di energia elettrica (utilizzabile nello stesso impianto 1). Vantaggiosamente, il calore dei fumi di combustione del motore endotermico pu? essere recuperato in uno scambiatore termico (ad esempio a fascio tubiero), ad esempio per la produzione di aria calda utilizzabile per preriscaldare le materie plastiche poliolefiniche.

[00114] Preferibilmente, il reattore 10 con le relative camere di ricircolazione esterna 20 e 30, e, se prevista, la camera di concentrazione 51 del residuo solido, operano ad una pressione leggermente superiore a quella atmosferica per evitare ingressi d?aria nell?impianto 1. A tale scopo, tali parti dell?impianto 1 sono tamponati con azoto.

[00115] Vantaggiosamente, come gi? anticipato, l?impianto 1 di depolimerizzazione secondo l?invenzione ? destinato ad essere alimentato con materie plastiche poliolefiniche costituite da materiali poliolefinici di scarto. In tal caso, come illustrato nella figura 9, il sistema 40 per alimentare materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore nel reattore 10 comprende preferibilmente una sezione 400 di pretrattamento di detti materiali poliolefinici di scarto.

[00116] A sua volta la sezione 400 di pretrattamento dei materiali poliolefinici di scarto comprende:

[00117] - una prima linea di pretrattamento 410 destinata a trattare materiali poliolefinici di scarto aventi rigidezza strutturale; e

[00118] - una seconda linea di pretrattamento 420 destinata a trattare materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale.

[00119] In particolare, i materiali poliolefinici di scarto aventi rigidezza strutturale possono essere costituiti da materozze, residui di spurgo delle macchine produttrici, oggetti estrusi e soffiati, oggetti finiti rigidi.

[00120] I materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale possono essere costituiti da scarti provenienti da prodotti estrusi e laminati in sfoglia (bobine scarto di film per imballaggi, di film estensibili, di film per sacchi in rafia, per shoppers, per nastri adesivi, top di coperture, rifili di bobine, etc.). Si tratta di materiale che, una volta pretagliato, ? caratterizzato da flessibilit? e in alcuni casi da impalpabilit?.

[00121] Preferibilmente, come illustrato nella figura 9, la prima linea di pretrattamento 410 comprende un dispositivo di triturazione 411 atto a triturare i materiali poliolefinici di scarto per ridurli in materiale avente una pezzatura omogenea predefinita, che possa essere introdotta direttamente nell?estrusore attraverso la tramoggia di alimentazione forzata. Ad esempio, tale pezzatura pu? avere l?aspetto di ?quadratini informi? aventi dimensioni massime 14 x 14 mm con spessori sull?ordine di alcuni millimetri, compatibili con la bocca di carico della vite dell?estrusore.

[00122] Vantaggiosamente, la prima linea di pretrattamento 410 pu? comprendere anche un dispositivo di vagliatura 412 a valle di detto dispositivo di triturazione 411.

[00123] In alternativa, la sezione di pretrattamento 400 pu? essere sprovvista della prima linea di pretrattamento 410 nel caso in cui i materiali poliolefinici di scarto aventi rigidezza strutturale siano forniti dall?esterno gi? pretriturati, nella pezzatura predefinita, ad esempio all?interno di big bags che saranno svuotati in un apposito reparto di pretrattamento; successivamente, tramite un trasporto a coclea, il materiale verr? avviato ad un silos del materiale rigido.

[00124] Preferibilmente, come illustrato nella figura 9, la seconda linea di pretrattamento 420 comprende mezzi per agglomerare i materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale. In particolare, i suddetti mezzi di agglomerazione possono essere costituiti da un dispositivo densificatore per plastiche bassofondenti 421 atto a trasformare i materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale in materiale a pi? alta densit? avente una pezzatura omogenea predefinita.

[00125] Operativamente, il trattamento di agglomerazione e riduzione dei volumi permette un compattamento che d? alla materia plastica la consistenza necessaria al successivo trasporto verso la tramoggia dell?estrusore.

[00126] Preferibilmente, i materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale verranno consegnati dal fornitore in spezzoni aventi dimensioni massime coerenti con quanto disposto dalla tabella UNI 10667-2018; quindi per almeno l?80% della quantit? fornita tali materiali saranno sotto forma di spezzoni inferiori o uguali a 100 x 100 mm; preferibilmente, la consegna avverr? tramite big bags che saranno svuotati nella tramoggia di carico di un nastro pesa di alimentazione del densificatore. Il materiale, una volta densificato, tramite una coclea viene avviato ad un silos dedicato al materiale densificato.

[00127] Vantaggiosamente, la suddetta sezione 400 di pretrattamento di detti materiali poliolefinici di scarto comprende un silos di raccolta 430 nel quale confluiscono la prima 410 e la seconda 420 linea di pretrattamento. Il silos di raccolta 430 ? dotato di un miscelatore interno 431 per miscelare i materiali poliolefinici provenienti da dette due linee di pretrattamento ed ottenere una miscela omogenea di tali due materiali.

[00128] A sua volta il silos di raccolta 430 ? collegato al suddetto estrusore a vite 41 per alimentarlo con la miscela omogenea di materiali poliolefinici provenienti da dette due linee di pretrattamento.

[00129] Vantaggiosamente, il sistema 40 per alimentare materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore nel reattore 10 comprende un dosatore (non illustrato nelle figure allegate) atto ad alimentare detto estrusore a vite 41 con catalizzatore.

[00130] Grazie alla sezione 400 di pretrattamento ? quindi possibile ottenere da materiali poliolefinici di scarto un materiale omogeneo che pu? essere alimentato all?estrusore e quindi al reattore in modo efficiente. In particolare, si evitano tutte le problematiche legate all?alimentazione di materiale non omogeneo.

[00131] In tal senso, particolarmente importante ? il pretrattamento dei materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale. Il pretrattamento riduce le dimensioni dei frammenti plastici e li riaggrega sottoforma di pezzi a pi? alta densit? e di dimensioni predefinite. In tal modo si otterr? un?alimentazione pi? uniforme e una conseguente migliore razionalit? degli impianti, nonch? una pi? elevata produzione dell?estrusione in quanto il materiale sar? compattato e omogeneizzato cos? da renderlo assimilabile ad un mono-prodotto con altri vantaggi anche in termini di regolazione dei parametri delle sezioni successive dell?impianto 1. In particolare la consistente diminuzione del volume del materiale introdotto permette ulteriori vantaggi anche in termini di riduzione degli spazi di stoccaggio del materiale plastico trattato e di semplificazione del suo trasporto.

[00132] Grazie alla sezione 400 di pretrattamento l?impianto 1 di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi secondo l?invenzione ? quindi alimentabile in modo efficiente con scarti plastici industriali poliolefinici come materia prima senza penalizzarne la stabilit? di funzionamento.

[00133] La stabilit? di funzionamento, in combinazione a condizioni omogenee di temperatura all?interno del reattore (che assicurano reazioni di pirolisi ad alta resa e stabili), consente la produzione di idrocarburi aventi una qualit? non variabile e controllabile, caratteristiche queste importanti (assieme alla tipologia di materia plastica alimentata) per consentire la produzione di gasolio di elevata qualit?.

ESEMPIO

[00134] ? stato realizzato un impianto di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi in accordo a quanto previsto dall?invenzione.

[00135] In particolare l?impianto ? dotato di un reattore e di due distinte camere di ricircolazione esterna.

[00136] Il reattore ha le seguenti dimensioni: diametro interno 1188 mm; altezza 1334 mm. Il miscelatore del reattore ? trascinato da un gruppo moto / riduttore elettrico della potenza di 5.5 kW, con velocit? di rotazione pari a 25 RPM.

[00137] Ciascuna camera esterna di miscelazione ha le seguenti dimensioni: diametro interno 400 mm; altezza 1480 mm. Il miscelatore di ciascuna camera di ricircolazione esterna ? trascinato da un gruppo moto / riduttore elettrico della potenza di 11 kW azionato da VSD ?Variable Speed Drive? per poter modificare la velocit? di rotazione da 200 RPM a 700 RPM.

[00138] Il reattore ? dotato di una pluralit? di sensori di temperatura atti a rilevare l?andamento della temperatura all?interno della camera di reazione.

[00139] L?impianto ? stato messo in funzione; in condizioni di regime, cio? una volta raggiunta la temperatura di pirolisi, ? stato valutato l?andamento della temperatura all?interno del reattore. Il gradiente termico medio rilevato all?interno del reattore nella massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore, tra la sommit? e la base di tale massa ? stato di circa 5 ?C. Si tratta di condizioni di temperatura molto omogenee se confrontate con analoghi impianti di tipo noto.

[00140] Forma oggetto della presente invenzione un processo di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi.

[00141] Il processo secondo l?invenzione viene condotto in un impianto di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi, in particolare come quello oggetto della presente invenzione ed in particolare come sopra descritto. Per tale ragione si descrive di seguito il processo utilizzando gli stessi riferimenti numerici utilizzati per descrivere l?impianto di depolimerizzazione 1. Per la descrizione dell?impianto di depolimerizzazione in cui viene condotto il processo secondo l?invenzione si fa riferimento alla descrizione precedentemente fatta dell?impianto 1. Inoltre i vantaggi ottenibili con il processo secondo l?invenzione sono gli stessi di quelli descritti in relazione all?impianto 1. Per semplicit? di esposizione, neppure i vantaggi del processo secondo l?invenzione verranno descritti nuovamente.

[00142] In accordo ad una forma di implementazione generale dell?invenzione, il processo di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi ? condotto in un impianto 1 di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche secondo l?invenzione e comprende le seguenti fasi operative:

[00143] - a) alimentare materie plastiche poliolefiniche e un catalizzatore nel reattore 10 attraverso l?apertura di alimentazione 15;

[00144] - b) riscaldare tramite i mezzi riscaldanti 17 del reattore 10 la massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore ad una temperatura compresa tra 380?C e 450?C per innescare in presenza del catalizzatore reazioni di pirolisi delle materie plastiche poliolefiniche con depolimerizzazione almeno parziale delle stesse e produzione di idrocarburi relativamente basso bollenti che lasciano il reattore 10 in fase vapore attraverso l?apertura di uscita 16; e [00145] - c) ricircolare ? durante detta fase b) di riscaldamento - una parte della massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore contenuta nel reattore attraverso almeno una camera di ricircolazione esterna 20, 30, al contempo riscaldando tale parte ricircolata ad una temperatura compresa tra 380?C e 450?C tramite i mezzi riscaldanti 24, 34 di detta camera di ricircolazione 20, 30 cos? da generare moti discensionali nella massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore all?interno del reattore.

[00146] I suddetti moti discensionali all?interno del reattore 10 ed il calore fornito all?interno di detta camera di ricircolazione 20, 30 riducono i gradienti termici nella massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore.

[00147] Il catalizzatore ? scelto in modo da favorire la reazione di depolimerizzazione delle materie plastiche poliolefiniche. Esempi non limitativi di catalizzatori che possono essere utilizzati a questo scopo sono riportati in US4584421, il cui contenuto ? qui integralmente richiamato per completezza di descrizione. Preferibilmente, il catalizzatore consiste di zeolite naturale.

[00148] Preferibilmente, in detta fase a) di alimentazione le materie plastiche poliolefiniche sono alimentate al reattore 10 in uno stato fluido, previo passaggio attraverso l?estrusore 41 riscaldato, che per azione meccanica di compressione e azione di riscaldamento determina il rammollimento delle materie plastiche poliolefiniche.

[00149] Preferibilmente il catalizzatore viene alimentato nel reattore 10 assieme alle materie plastiche, premiscelato con esse nell?estrusore 41.

[00150] Preferibilmente, la suddetta fase a) di alimentazione viene effettuata tramite una prima camera di ricircolazione esterna 20 che fa da collegamento fluidico tra l?estrusore 41 ed il reattore 10.

[00151] Preferibilmente, le materie plastiche poliolefiniche alimentate al reattore sono costituite da materiali poliolefinici di scarto, i quali ancora pi? preferibilmente sono costituiti dal 95 % in peso di poliolefine.

[00152] In via del tutto preferita, i materiali poliolefinici di scarto sono costituiti da uno o pi? polimeri scelti nel gruppo costituito da polietilene, polipropilene, polibutadiene e polistirene.

[00153] Vantaggiosamente, il processo di depolimerizzazione termo-catalitica comprende una fase d) di pretrattare in modo differenziato detti materiali poliolefinici di scarto separandoli in due tipologie:

[00154] - materiali poliolefinici di scarto aventi rigidezza strutturale; e

[00155] - materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale.

[00156] Vantaggiosamente, nella suddetta fase d) di pretrattamento i materiali poliolefinici di scarto aventi rigidezza strutturale sono triturati per ridurli in materiale avente una pezzatura omogenea predefinita.

[00157] Vantaggiosamente, nella suddetta fase d) di pretrattamento i materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale sono agglomerati e densificati in modo da ottenere materiale a pi? alta densit? avente una pezzatura omogenea predefinita.

[00158] Preferibilmente, i materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale sono agglomerati e densificati in modo da ottenere materiale a pi? alta densit? avente una pezzatura omogenea predefinita tramite un trattamento di densificazione in continuo per plastiche bassofondenti che comprende:

[00159] - una plasticizzazione del materiale tramite frizionamento con lame rotanti cos? da innalzare la temperatura del materiale stesso e renderlo omogeneo e a pi? alta densit?;

[00160] - una solidificazione del materiale omogeneo, preferibilmente tramite raffreddamento con getti d?acqua; e

[00161] - una triturazione del materiale omogeneo solidificato tramite dette lame rotanti per ridurlo ad una pezzatura predefinita, preferibilmente in forma simil-sferoidale irregolare, avente preferibilmente dimensioni di circa 2 mm di diametro.

[00162] Vantaggiosamente, dopo la fase d) di pretrattamento, le suddette due tipologie di materiali poliolefinici di scarto vengono miscelate insieme ed alimentate all?estrusore 41 per essere poi inviate al reattore 10.

[00163] Preferibilmente, il processo di depolimerizzazione comprende inoltre:

[00164] - una fase e) di estrarre il residuo solido delle reazioni di pirolisi dal reattore 10 attraverso l?apertura di estrazione 19, preferibilmente detta fase e) essendo condotta in discontinuo; ed

[00165] - una fase f) di concentrare detto residuo solido estratto da detto reattore 10, nella quale all?interno della camera 51 di concentrazione il residuo solido viene rimescolato ad una temperatura compresa tra 250?C e 450?C facendo evaporare la frazione liquida di idrocarburi relativamente basso bollenti ancora presenti.

[00166] Il residuo solido concentrato ? scaricato dal fondo di detta camera 51 di concentrazione, mentre gli idrocarburi relativamente basso bollenti vengono estratti dalla sommit? di detta camera 51 e raccolti assieme agli idrocarburi che lasciano il reattore 10.

[00167] Preferibilmente, la suddetta fase e) di estrazione del residuo solido viene effettuata tramite una seconda camera di ricircolazione esterna 30 collegata fluidicamente in modo temporaneo alla camera di concentrazione 51.

[00168] Preferibilmente, il processo di depolimerizzazione comprende inoltre una fase g) di condensare gli idrocarburi relativamente basso bollenti che in fase vapore lasciano il reattore 10 ed eventualmente la camera 51 di concentrazione del residuo solido, separando la frazione condensabile dalla frazione incondensabile.

[00169] L?invenzione permette di ottenere numerosi vantaggi in parte gi? descritti.

[00170] L?impianto 1 di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi secondo l?invenzione consente di ottenere all?interno del reattore di depolimerizzazione termo-catalitica condizioni di temperatura maggiormente uniformi.

[00171] L?impianto 1 di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi secondo l?invenzione ? in grado di garantire una maggiore stabilit? di funzionamento cos? da raggiungere una pi? elevata produttivit?.

[00172] L?impianto 1 di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi secondo l?invenzione ? alimentabile in modo efficiente con scarti plastici industriali poliolefinici come materia prima senza che ci? ne penalizzi la stabilit? di funzionamento.

[00173] La stabilit? di funzionamento, in combinazione a condizioni omogenee di temperatura all?interno del reattore (che assicurano reazioni di pirolisi ad alta resa e stabili), consente la produzione di idrocarburi aventi una qualit? non variabile e controllabile, caratteristiche queste importanti (assieme alla tipologia di materia plastica alimentata) per consentire la produzione di gasolio di elevata qualit?.

[00174] L?impianto 1 di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi secondo l?invenzione ? operativamente affidabile e semplice da gestire.

[00175] Il processo di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi secondo l?invenzione consente di effettuare la depolimerizzazione termo-catalitica delle materie plastiche poliolefiniche in condizioni di temperatura maggiormente uniformi.

[00176] Infine, il processo di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi secondo l?invenzione ? alimentabile in modo efficiente con scarti plastici industriali poliolefinici come materia prima senza penalizzarne la stabilit? di funzionamento.

[00177] L?invenzione cos? concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

[00178] Ovviamente, essa potr? assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione.

[00179] Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessit?.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Impianto (1) di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi comprendente un reattore (10) all?interno del quale sono destinate ad avvenire in presenza di un catalizzatore reazioni di pirolisi di materie plastiche poliolefiniche con conseguente depolimerizzazione almeno parziale delle stesse e produzione di idrocarburi relativamente basso bollenti, in cui detto reattore (10) comprende:

- almeno una parete laterale (11), una parete di fondo (12) ed una parete superiore (13) che delimitano una camera di reazione (14), all'interno della quale sono destinati ad essere disposti il catalizzatore e le materie plastiche poliolefiniche;

- almeno un?apertura di alimentazione (15) attraverso la quale le materie plastiche poliolefiniche e il catalizzatore vengono alimentati a detto reattore (10) e che ? ricavata in prossimit? della parete superiore (13);

- almeno un?apertura di uscita (16) attraverso la quale gli idrocarburi relativamente basso bollenti lasciano il reattore e che ? ricavata in prossimit? della parete superiore (13);

- mezzi riscaldanti (17) associati ad almeno una delle pareti di detto reattore, preferibilmente la parete laterale (11); e

- un miscelatore interno (18);

in cui detto impianto (1) comprende un sistema (60) di raccolta degli idrocarburi relativamente basso bollenti generati in detto reattore che ? fluidicamente collegato all?apertura di uscita (16) di detto reattore (10), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una camera di ricircolazione esterna (20; 30) delle materie plastiche poliolefiniche mescolate al catalizzatore contenute nel reattore (10), detta almeno una camera di ricircolazione esterna (20; 30) essendo: - disposta esternamente al reattore;

- fluidicamente collegata alla camera di reazione del reattore tramite una apertura superiore (21; 31) ricavata in prossimit? della parete superiore (13) del reattore ed una apertura inferiore (22; 32) ricavata in prossimit? della parete di fondo (12) del reattore;

- dotata di un miscelatore interno (23; 33) configurato per imprimere in uso alle materie plastiche poliolefiniche mescolate al catalizzatore un moto ascensionale attraverso detta camera di ricircolazione (20; 30) dall?apertura inferiore (22; 32) all?apertura superiore (21; 31) in modo da generare nella camera di reazione moti convettivi discensionali dall?apertura superiore (21; 31) verso l?apertura inferiore (22; 32); e

- dotata di mezzi riscaldanti (24; 34).

2. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 1, comprendente almeno due distinte camere di ricircolazione esterna (20; 30) delle materie plastiche poliolefiniche mescolate al catalizzatore contenute nel reattore (10), dette almeno due distinte camere di ricircolazione esterna (20; 30) essendo disposte esternamente al reattore in posizioni diametralmente opposte tra loro ed essendo fluidicamente collegate alla camera di reazione (14) tramite distinte aperture superiori (21; 31) ed aperture inferiori (22; 32).

3. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il miscelatore interno (18) di detto reattore (10) ? configurato per mescolare la massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore in prossimit? della parete di fondo (12) del reattore (10) e per favorire lo spostamento di tale massa verso la parete laterale (11) del reattore (10).

4. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui ciascuna camera di ricircolazione (20; 30) ? delimitata da un corpo tubolare ed in cui il miscelatore interno (23; 33) di ciascuna camera di ricircolazione (20; 30) comprende una pluralit? di pale che sono distribuite lungo tutto lo sviluppo longitudinale di detto corpo tubolare e sono rotanti attorno ad un asse di rotazione coassiale a detto corpo tubolare, ed in cui preferibilmente detta pluralit? di pale comprende:

- pale miscelatrici (23a) configurate per imprimere alle materie plastiche poliolefiniche mescolate al catalizzatore un moto ascensionale lungo detto corpo tubolare; e

- pale sminuzzatrici (23b) per rompere eventuali parti solide presenti nella massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore.

5. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente un sistema (40) per alimentare materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore in detto reattore (10), in cui detto sistema di alimentazione (40) comprende un estrusore a vite (41) che ? dotato di mezzi riscaldanti (42) ed ? atto a trasformare una miscela di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore in una massa fluida da alimentare al reattore (10), preferibilmente detto estrusore a vite (41) essendo dotato di un degasatore (43).

6. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 5, in cui detto sistema di alimentazione (40) ? fluidicamente collegato a detto reattore (10) in modo indiretto tramite una prima camera di ricircolazione esterna (20), detta apertura di alimentazione (15) del reattore (10) coincidendo con l?apertura superiore (21) alla quale ? connessa detta prima camera di ricircolazione (20), ed in cui detta prima camera di ricircolazione (20) ? dotata di un?apertura di ingresso (25) per la connessione fluidica con detto sistema di alimentazione (40), detto estrusore a vite (41) essendo fluidicamente collegato in uscita a detta prima camera di ricircolazione (20) in corrispondenza di detta apertura di ingresso (25).

7. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto reattore (10) comprende almeno un?apertura di estrazione (19) attraverso la quale il residuo solido delle reazioni di pirolisi viene estratto dal reattore (10) e che ? ricavata in prossimit? della parete di fondo (12), ed in cui detto impianto (1) comprende un sistema (50) di estrazione del residuo solido fluidicamente collegato a detta apertura di estrazione (19).

8. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 7, in cui detto sistema di estrazione (50) ? fluidicamente collegato a detto reattore (10) in modo indiretto tramite una seconda camera (30) di ricircolazione esterna (20; 30), detta apertura di estrazione (19) del reattore (10) coincidendo con l?apertura inferiore (32) alla quale ? connessa detta seconda camera di ricircolazione (30), ed in cui detta seconda camera di ricircolazione (30) ? dotata di un?apertura di scarico (35) in corrispondenza della quale la seconda camera (50) ? connessa al sistema di estrazione (50), il flusso attraverso detta apertura superiore (31) essendo regolato da una prima valvola (36), mentre il flusso attraverso detta apertura di scarico (35) essendo regolato da una seconda valvola (37), detta prima valvola (36) e detta seconda valvola (37) essendo pilotabili in modo coordinato cos? che il flusso attraverso detta apertura superiore (31) sia alternativo al flusso attraverso detta apertura di scarico (35), in uso quando ? impedito il flusso attraverso detta apertura superiore (31) il miscelatore (33) di detta seconda camera di ricircolazione imprimendo al residuo solido accumulato sul fondo del reattore (10) un moto ascensionale attraverso detta seconda camera di ricircolazione (30) dall?apertura inferiore (32) verso l?apertura di scarico (35).

9. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 8, comprendente una pompa (38), preferibilmente ad ingranaggi, che ? installata in un condotto di collegamento tra l?apertura inferiore (32) del reattore (10) e la seconda camera di ricircolazione (30) ed ? atta a generare un flusso verso detta seconda camera di ricircolazione (30).

10. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 7, 8 o 9, in cui detto sistema (50) di estrazione del residuo solido comprende una camera (51) di concentrazione del residuo solido che:

- ? fluidicamente connessa in ingresso all?apertura di scarico (35) della seconda camera di ricircolazione (30);

- ? dotata di un miscelatore interno (52) e di mezzi riscaldanti (53);

- ? fluidicamente connessa in uscita al sistema (60) di raccolta degli idrocarburi relativamente basso bollenti in modo tale che possano essere raccolti eventuali quantit? di idrocarburi relativamente basso bollenti liberati per evaporazione dal residuo solido; ed

- ? dotata di un?apertura (54) di espulsione del residuo solido concentrato.

11. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 10, in cui il miscelatore interno (52) di detta camera (51) di concentrazione del residuo solido comprende una pluralit? di coclee miscelatrici (52a), che impegnano sostanzialmente tutto il volume della camera (51), e una pluralit? di lame raschiatrici (52b) che sono configurate per raschiare almeno il fondo di detta camera (51).

12. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema (60) di raccolta degli idrocarburi relativamente basso bollenti comprende:

- un separatore bifasico (61), nel quale in uso gli idrocarburi relativamente basso bollenti generati nell?impianto (1) allo stato di vapore formano una miscela liquido/vapore;

- almeno un condensatore (62), collegato al separatore bifasico (61) per ricevere la fase vapore della miscela liquido/vapore e condensarla cos? da separare la frazione di gas incondensabili dalla frazione condensabile;

- almeno un serbatoio di raccolta idrocarburi condensabili (63), che ? collegato a detto separatore bifasico (61) e a detto almeno un condensatore (62) per raccogliere la frazione condensabile degli idrocarburi relativamente basso bollenti generati in detto impianto (1); e

- un sistema (70) di estrazione gas incondensabili che ? collegato a detto almeno un condensatore (62) per estrarre la frazione incondensabile degli idrocarburi relativamente basso bollenti generati in detto impianto (1).

13. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto impianto (1) ? destinato ad essere alimentato con materie plastiche poliolefiniche costituite da materiali poliolefinici di scarto ed in cui detto sistema (40) per alimentare materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore in detto reattore (10) comprende una sezione (400) di pretrattamento di detti materiali poliolefinici di scarto che a sua volta comprende:

- una prima linea di pretrattamento (410) destinata a trattare materiali poliolefinici di scarto aventi rigidezza strutturale; e

- una seconda linea di pretrattamento (420) destinata a trattare materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale.

14. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 13, in cui detta prima linea di pretrattamento (410) comprende un dispositivo di triturazione (411) atto a triturare i materiali poliolefinici di scarto per ridurli in materiale avente una pezzatura omogenea predefinita, preferibilmente detta prima linea di pretrattamento (410) comprendendo anche un dispositivo di vagliatura (412) a valle di detto dispositivo di triturazione (411).

15. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 13 o 14, in cui detta seconda linea di pretrattamento (420) comprende mezzi per agglomerare i materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale, preferibilmente detti mezzi di agglomerazione essendo costituiti da un dispositivo densificatore per plastiche bassofondenti (421) atto a trasformare i materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale in materiale a pi? alta densit? avente una pezzatura omogenea predefinita.

16. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo le rivendicazioni 13, 14 o 15, in cui detta sezione (400) di pretrattamento di detti materiali poliolefinici di scarto comprende un silos di raccolta (430) nel quale confluiscono la prima (410) e la seconda (420) linea di pretrattamento ed in cui il silos di raccolta (430) ? dotato di un miscelatore interno (431) per miscelare i materiali poliolefinici provenienti da dette due linee di pretrattamento ed ottenere una miscela omogenea di tali due materiali.

17. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo le rivendicazioni 5 e 16, in cui il silos di raccolta (430) ? collegato a detto estrusore a vite (41) per alimentarlo con detta miscela omogenea di materiali poliolefinici provenienti da dette due linee di pretrattamento.

18. Impianto (1) di depolimerizzazione secondo la rivendicazione 17, in cui detto sistema (40) per alimentare materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore in detto reattore (10) comprende un dosatore atto ad alimentare detto estrusore a vite (41) con catalizzatore.

19. Processo di depolimerizzazione termocatalitica di materie plastiche poliolefiniche per la produzione di idrocarburi caratterizzato dal fatto di essere condotto in un impianto (1) di depolimerizzazione termo-catalitica di materie plastiche poliolefiniche secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto processo comprendendo le seguenti fasi operative:

- a) alimentare materie plastiche poliolefiniche e un catalizzatore nel reattore (10) attraverso l?apertura di alimentazione (15);

- b) riscaldare tramite i mezzi riscaldanti (17) del reattore (10) la massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore ad una temperatura compresa tra 380?C e 450?C per innescare in presenza del catalizzatore reazioni di pirolisi delle materie plastiche poliolefiniche con depolimerizzazione almeno parziale delle stesse e produzione di idrocarburi relativamente basso bollenti che lasciano il reattore (10) in fase vapore attraverso l?apertura di uscita (16); e

- c) ricircolare ? durante detta fase b) di riscaldamento - una parte della massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore contenuta nel reattore attraverso almeno una camera di ricircolazione esterna (20; 30), al contempo riscaldando tale parte ricircolata ad una temperatura compresa tra 380?C e 450?C tramite i mezzi riscaldanti (24; 34) di detta camera di ricircolazione (20; 30), cos? da generare moti discensionali nella massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore all?interno del reattore, in cui detti moti discensionali all?interno del reattore (10) ed il calore fornito all?interno di detta camera di ricircolazione (20; 30) riducono i gradienti termici nella massa di materie plastiche poliolefiniche e catalizzatore.

20. Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui in detta fase a) di alimentazione le materie plastiche poliolefiniche sono alimentate al reattore (10) in uno stato fluido, previo passaggio attraverso l?estrusore (41) riscaldato, che per azione meccanica di compressione e azione di riscaldamento determina il rammollimento delle materie plastiche poliolefiniche, ed in cui preferibilmente detto catalizzatore viene alimentato in detto reattore assieme a dette materie plastiche, premiscelato con esse in detto estrusore (41).

21. Processo secondo la rivendicazione 19 o 20, in cui la fase a) di alimentazione viene effettuata tramite una prima camera di ricircolazione esterna (20) che fa da collegamento fluidico tra l?estrusore (41) ed il reattore (10).

22. Processo secondo la rivendicazione 19, 20 o 21, in cui le materie plastiche poliolefiniche alimentate a detto reattore sono costituite da materiali poliolefinici di scarto, preferibilmente costituiti dal 95 % in peso di poliolefine, ed in cui detto processo comprende una fase d) di pretrattare in modo differenziato detti materiali poliolefinici di scarto separandoli in due tipologie:

- materiali poliolefinici di scarto aventi rigidezza strutturale; e

- materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale.

23. Processo secondo la rivendicazione 22, in cui in detta fase d) di pretrattamento i materiali poliolefinici di scarto aventi rigidezza strutturale sono triturati per ridurli in materiale avente una pezzatura omogenea predefinita.

24. Processo secondo la rivendicazione 22 o 23, in cui in detta fase d) di pretrattamento i materiali poliolefinici di scarto privi di rigidezza strutturale sono agglomerati e densificati in modo da ottenere materiale a pi? alta densit? avente una pezzatura omogenea predefinita, preferibilmente tramite un trattamento di densificazione in continuo per plastiche bassofondenti che comprende:

- una plasticizzazione del materiale tramite frizionamento con lame rotanti cos? da innalzare la temperatura del materiale stesso e renderlo omogeneo e a pi? alta densit?;

- una solidificazione del materiale omogeneo, preferibilmente tramite raffreddamento con getti d?acqua; e

- una triturazione del materiale omogeneo solidificato tramite dette lame rotanti per ridurlo ad una pezzatura predefinita, preferibilmente in forma simil-sferoidale irregolare, avente preferibilmente dimensioni di circa 2 mm di diametro.

25. Processo secondo la rivendicazione 22, 23 o 24, in cui dette due tipologie di materiali poliolefinici di scarto, dopo la fase d) di pretrattamento, vengono miscelate insieme ed alimentate all?estrusore (41) per essere poi inviate al reattore (10).

26. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 19 a 25, comprendente:

- una fase e) di estrarre il residuo solido delle reazioni di pirolisi dal reattore (10) attraverso l?apertura di estrazione (19), preferibilmente detta fase e) essendo condotta in discontinuo; ed

- una fase f) di concentrare detto residuo solido estratto da detto reattore (10), in cui all?interno della camera (51) di concentrazione il residuo solido viene rimescolato ad una temperatura compresa tra 250?C e 450?C facendo evaporare la frazione liquida di idrocarburi relativamente basso bollenti ancora presenti,

in cui il residuo solido concentrato ? scaricato dal fondo di detta camera (51) di concentrazione, mentre gli idrocarburi relativamente basso bollenti vengono estratti dalla sommit? di detta camera (51) e raccolti assieme agli idrocarburi che lasciano il reattore (10).

27. Processo secondo la rivendicazione 26, in cui detta fase e) di estrazione del residuo solido viene effettuata tramite una seconda camera di ricircolazione esterna (30) collegata fluidicamente in modo temporaneo alla camera di concentrazione (51).

28. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 19 a 27, comprendente una fase g) di condensare gli idrocarburi relativamente basso bollenti che in fase vapore lasciano il reattore (10) ed eventualmente la camera (51) di concentrazione del residuo solido, separando la frazione condensabile dalla frazione incondensabile.