PL174572B1 - Sposób wytwarzania paliwa płynnego z odpadów porafinacyjnych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania paliwa płynnego z odpadów porafinacyjnych polegający na neutralizacji kwasów za pomocą wapna i kredy i zemulgowaniu węglowodorów w nich zawartych przy użyciu emulgatorów niejonowych i/lub anionowych, znamienny tym, że przed emulgowaniem odpady porafinacyjne neutralizuje się najpierw za pomocą wapna, najlepiej w postaci proszku, w obecności etanoloaminy i wodorotlenku sodu, korzystnie w postaci 45-50% roztworu wodnego, użytych w proporcji 1:0.1 do 1:3, korzystnie 1:0.35, w ilości 10-300, korzystnie 35 części wagowych na 100 części wagowe wapnia, po czym prowadzi się obróbkę kredą, przy czym proporcja wapna do kredy wynosi 1:0.1 do 1:3, korzystnie 1:1.5 następnie wprowadza się emulgator niejonowy i/lub anionowy w formie roztworu wodnego o stężeniu 1-5%, korzystnie 2% w ilości 10-70, korzystnie 40, części wagowych w odniesieniu do 100 części odpadów porafinacyjnych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania paliwa płynnego z odpadów porafinacyjnych, powstających w wyniku kwasowej rafinacji produktów naftowych stosowane w urządzeniach energetycznych oraz z przemyśle cementowym.

Odpady porafinacyjne otrzymywane w wyniku kwasowej rafinacji produktów naftowych, nazywane także smołami kwaśnymi, nie mogą być spalane w zwyczajnych urządzeniach energetycznych. Na przeszkodzie w wykorzystaniu tych odpadów jako paliwa stoją obecne w tych smołach kwaśne produkty, których zawartość przeliczona na H2SO4 wynosi do 40%, a także ich konsystencja. Smoły kwaśne składowane w basenach posiadają ponadto niejednorodny zmienny skład, w warstwie górnej zawartość kwasów wynosi 10%o, w warstwie dolnej osiąga niekiedy 40%, natomiast lepkość wysoka w górnej spolimeryzowanej warstwie jest niższa w warstwach dolnych. Tak niejednorodna toksyczna substancja stwarza duże trudności transportowe, a spalona wydziela SO2 i SO3, które korodują urządzenia energetyczne i zanieczyszczają atmosferę.

W celu wykorzystania tych produktów jako paliwo w cementowniach podejmowano próby ich utylizacji na przykład, według patentu RP 153 414 kwaśne odpady porafinacyjne przerabia się na paliwo stałe przez zmieszanie pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze 100°C i wyższej w piecach wysokociśnieniowych z węglem brunatnym o podwyższonej zawartości wapnia. Zawartość odpadów w tak otrzymanym paliwie wynosi około 40%. Podczas spalania takiego paliwa połowa siarki pozostaje w popiele.

Według patentu RP 153 415 kwaśne odpady przerabia się techniką zastosowaną w patencie RP 153 414 na wsad do pirolizy. Po pirolizie otrzymuje się paliwo stałe i ciekłe pozbawione siarki, natomiast z gazowych produktów wydziela się siarkę znanymi sposobami. Tak otrzymane paliwo posiada tą niedogodność, że wymaga przesypywania i mieszania, są to operacje trudno poddające się automatyzacji, a także posiada niską wartość opałową, z tych przyczyn sposób ten nie został zrealizowany w skali przemysłowej.

Znany jest sposób utylizacji odpadów z kwasowej rafinacji polegający na neutralizacji kwasu siarkowego wapnem i kredą z wytworzeniem gipsu i spaleniu tak zneutralizowanej mieszaniny w piecu obrotowym. Niedogodnością tego sposobu jest trudność w operowaniu wysokolepkimi półstałymi substancjami. Niedogodność tą usuwa emulgowanie zneutralizowanych odpadów w wodzie w obecności emulgatorów z wytworzeniem paliwa płynnego. Paliwo

174 572 takie łatwo daje się wtryskiwać do pieców za pomocą dysz. Ten sposób emulgowania nie znalazł powszechnego zastosowania ze względu na małą stabilność otrzymanych emulsji.

Sposób wytwarzania paliwa płynnego według wynalazku polega na tym, że smoły kwaśne, rozcieńczone olejem opałowym i/lub innymi węglowodorami użytymi w ilości 0-2000 części na 100 części wagowych smół kwaśnych, częściowo neutralizuje się wapnem, najlepiej w postaci proszku w obecności mieszaniny etanoloaminy i wodorotlenku sodu, korzystnie w postaci 45 do 50% roztworu wodnego, użytych w proporcji 1:0.1 do 1:3, korzystnie 1:0.35 w ilości 10-300, korzystnie 35 części wagowych na 100 części wagowych wapna, po czym prowadzi się obróbkę kredą, przy czym proporcja wapna do kredy wynosi 1:0.1 do 1:3, korzystnie 1:1.5, następnie wprowadza się emulgator niejonowy w formie roztworu wodnego na przykład oksyetylowany alkohol tłuszczowy i/lub anionowy na przykład roztwór wodny metakrzemianu sodu o stężeniu 1-5%, korzystnie 2% w ilości 10-70, korzystnie 40 części wagowych w odniesieniu do 100 części odpadów porafinacyjnych.

Prowadząc obróbkę odpadów porafinacyjnych sposobem według wynalazku wytworzony zostaje szczególnie korzystny skład czynników emulgujących fazy węglowodorowej i wodnej oraz dyspergujących sole mineralne, równocześnie zawartość soli jest ograniczona do poziomu akceptowanego przez przemysł cementowy i urządzenia energetyczne. Otrzymane paliwo jest stabilne w różnych temperaturach, posiada pH 7-9 oraz wartość opałową powyżej 25.000 kJ/kg przy lepkości w temperaturze 80°C 100 mm²/s, przez co nie stwarza problemów w transporcie oraz magazynowaniu, umożliwiając wykorzystanie go w urządzeniach energetycznych posiadających układ wyprowadzania popiołu.

Przykład I. Do mieszalnika zawierającego 100 części wagowych kwaśnych smół o kwasowości w przeliczeniu na H2SO4 wynoszącej 10%c wagowych po podgrzaniu do temperatury 60°C wprowadza się ciągle mieszając 1.2 części wagowe 48% wodnego roztworu wodorotlenku sodu i 1.0 części wagowe trójetanoloaminy. Po 30 minutach wsypuje się 6 części wagowych wapna z taką szybkością, aby temperatura procesu nie przekroczyła 85°C. Czas mieszania od momentu zakończenia dozowania wapna wynosi 30 minut. Następnie do mieszalnika dodaje się stopniowo 8 części wagowych kredy, a po 30 minutach wprowadza się, w temperaturze 60°C, 25 części wagowych 2% roztworu oksyetylowanych nienasyconych alkoholi tłuszczowych. Po 60 minutach mieszania w temperaturze 60-70°C paliwo filtruje się przez siatkę filtracyjną.

Otrzymane paliwo płynne w ilości 140 g posiada lepkość w temperaturze 80°C 100 mm²/s, pH ⁹ i wartość opałową 25.000 kJ/kg. Paliwo to pozostawione w cylindrze w różnych temperaturach w ciągu miesiąca posiadało taką samą zawartość wody u góry i na dole cylindra i uzyskało pozytywną ocenę w czasie testu w urządzeniu doświadczalnym do palenia olejem opałowym.

Przykład Π. Do mieszalnika wprowadzono 100 części wagowych smół kwaśnych, o kwasowości 25%, i 50 części wagowych oleju opałowego, po czym mieszaninę podgrzano do temperatury 60°C, uruchomiono mieszadło i wprowadzono 2 części wagowe 48% wodnego roztworu wodorotlenku sodu i 1.5 części wagowych trójetanoloaminy. Po 20 minutach mieszania do mieszalnika wprowadzono 12 części wagowych wapna z szybkością, przy której temperatura procesu nie przekroczyła 85°C. Po zadozowaniu wapna mieszanie kontynuowano przez 30 minut. Następnie do mieszalnika dodano porcjami 15 części wagowych kredy, a po 30 minutach mieszania wprowadzono 40 części wagowych 2% roztworu metakrzemianu sodu o temperaturze około 50°C. Po 60 minutach mieszania emulsję o temperaturze 65°C przefiltrowano przez siatkę filtracyjną. Otrzymane paliwo emulsyjne jest stabilne w trakcie magazynowania po 30 dniach.

174 572

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania paliwa płynnego z odpadów porafinacyjnych polegający na neutralizacji kwasów za pomocą wapna i kredy i zemulgowaniu węglowodorów w nich zawartych przy użyciu emulgatorów niejonowych i/lub anionowych, znamienny tym, że przed emulgowaniem odpady porafinacyjne neutralizuje się najpierw za pomocą wapna, najlepiej w postaci proszku, w obecności etanoloaminy i wodorotlenku sodu, korzystnie w postaci 45-50% roztworu wodnego, użytych w proporcji 1:0.1 do 1:3, korzystnie 1::0.35, w ilości 10-300, korzystnie 35 części wagowych na 100 części wagowe wapnia, po czym prowadzi się obróbkę kredą, przy czym proporcja wapna do kredy wynosi 1:0.1 do 1:3, korzystnie 1:1.5 następnie wprowadza się emulgator niejonowy i/lub anionowy w formie roztworu wodnego o stężeniu 1-5%, korzystnie 2% w ilości 10-70, korzystnie 40, części wagowych w odniesieniu do 100 części odpadów porafinacyjnych.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do odpadów porafinacyjnych dodaje się olej opałowy i/lub inne węglowodory w ilości 0-2000 części na 100 części wagowych odpadu.