PL196880B1 - Sposób przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych metodą krakingu oraz reaktor do krakingu odpadowych tworzyw sztucznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych metodą krakingu polegający na podawaniu rozdrobnionych tworzyw sztucznych krakingowi termicznemu i katalitycznemu, usuwaniu koksu i sadzy z reaktora krakingu, znamienny tym, że z zasobnika (1) wprowadza się do kosza (2) zasypowego wytłaczarki lub innego urządzenia podającego rozdrobnione tworzywo sztuczne wraz z katalizatorem krakingowym, które kieruje się do dolnej części reaktora (3), w którym w temperaturze 380°-500°C zachodzi kraking łańcuchów polimerycznych tworzywa i utworzenie węglowodorów lekkich, które kieruje się z reaktora (3) do chłodnicy powietrznej (7), z której mieszanina parowo cieczowa kieruje się do separatora (8), z którego frakcję ciekłą zawraca się do krakingu w reaktorze (3), a fazę parową do chł odnicy wodnej (8), ską d po kondensacji wprowadza się do separatora (9), z którego faza gazowa kieruje się do zbiornika (10) gazu krakingowego, zaś frakcję ciekłą rozdziela się w kolumnie destylacyjnej (11) na frakcję benzynową , którą kieruje się do zbiornika (12) i olej napędowy do zbiornika (13). 3. Reaktor do krakingu odpadowych tworzyw sztucznych ma mieszadło, płaszcz grzejny, zamknięcie barometryczne, urządzenie do pomiaru temperatury, króciec wlotowy do doprowadzenia surowca, króciec wylotowy do odprowadzania produktów reakcji, króciec do odprowadzania spalin, znamienny tym, że w górnej części reaktora (3) znajduje się rurowy wymiennik (5) połączony z palnikami (15) zasilanymi gazem lub olejem opałowym, zaś ponad wymiennikiem ciepła (5) jest zainstalowane urządzenie (16) do pomiaru poziomu stopionego tworzywa w reaktorze, a w dolnej części w ścianie reaktora (3) poniżej wymiennika ciepła (5) znajduje się właz rewizyjny (17).

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196880 (13) B1 (²¹) Numer zgłoszema: ³⁴⁵²⁹¹ (¹) ) IntTZ^I.

C10G 1/10 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 18.01.2001

Sposób przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych metodą krakingu oraz reaktor do krakingu odpadowych tworzyw sztucznych

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 16.07.2001 BUP 15/01	(76) Uprawniony i twórca wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.02.2008 WUP 02/08	Walendziewski Jerzy,Wrocław,PL Mermel Jerzy,Wrocław,PL Surma Andrzej,Wrocław,PL

(57) 1 · So°sóbpreetwaraaniadPadoowcch tworyywzztcznycchreetodą krakingu polegający na podawaniu rozdrobnionych tworzyw sztucznych krakingowi termicznemu i katalitycznemu, usuwaniu koksu i sadzy z reaktora krakingu, znamienny tym, że z zasobnika (1) wprowadza się do kosza (2) zasypowego wytłaczarki lub innego urządzenia podającego rozdrobnione tworzywo sztuczne wraz z katalizatorem krakingowym, które kieruje się do dolnej części reaktora (3), w którym w temperaturze 380^o-500°C zachodzi kraking łańcuchów polimerycznych tworzywa i utworzenie węglowodorów lekkich, które kieruje się z reaktora (3) do chłodnicy powietrznej (7), z której mieszanina parowo cieczowa kieruje się do separatora (8), z którego frakcję ciekłą zawraca się do krakingu w reaktorze (3), a fazę parową do chłodnicy wodnej (8), skąd po kondensacji wprowadza się do separatora (9), z którego faza gazowa kieruje się do zbiornika (10) gazu krakingowego, zaś frakcję ciekłą rozdziela się w kolumnie destylacyjnej (11) na frakcję benzynową, którą kieruje się do zbiornika (12) i olej napędowy do zbiornika (13).

3. Reaktor do krakingu odpadowych tworzyw sztucznych ma mieszadło, płaszcz grzejny, zamknięcie barometryczne, urządzenie do pomiaru temperatury, króciec wlotowy do doprowadzenia surowca, króciec wylotowy do odprowadzania produktów reakcji, króciec do odprowadzania spalin, znamienny tym, że w górnej części reaktora (3) znajduje się rurowy wymiennik (5) połączony z palnikami (15) zasilanymi gazem lub olejem opałowym, zaś ponad wymiennikiem ciepła (5) jest zainstalowane urządzenie (16) do pomiaru poziomu stopionego tworzywa w reaktorze, a w dolnej części w ścianie reaktora (3) poniżej wymiennika ciepła (5) znajduje się właz rewizyjny (17).

PL 196 880 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych oraz reaktor do krakingu odpadowych tworzyw sztucznych.

Znane są liczne metody zagospodarowania odpadowych tworzyw sztucznych W przypadku tworzyw termoplastycznych takich jak poliolefiny addycyjne, do których należy polietylen, polipropylen i polistyren, możliwe są w zasadzie trzy kierunki przeróbki, materiałowy, surowcowy i paliwowy. Materiałowy kierunek przeróbki polega na zawracaniu części uprzednio posortowanych i umytych tworzyw do przetwórstwa w odpowiedniej proporcji ze świeżym tworzywem, z reguły do produkcji elementów lub przedmiotów o nieco mniejszych wymaganiach z punktu widzenia, jakości czy estetyki. Wadą tej metody przeróbki jest ograniczona ilość odpadowych materiałów, jaka ze względu na ich niższą jakość może być dodana do wytworzenia nowych produktów.

Surowcowy kierunek przetwarzania tworzyw jest oparty na wykorzystaniu ich do produkcji wyjściowych monomerów, głównie olefin przez pirolizę w warunkach odpowiednich dla ich syntezy, np. etylenu, propylenu czy butadienu, które z kolei stosowane są do produkcji nowych tworzyw. Jest to bardzo racjonalny kierunek przetwarzania zużytych tworzyw.

Paliwowy kierunek przetwarzania tworzyw sztucznych polega na ich wykorzystaniu, jako paliwo, spalane w mieszaninie z innymi typowymi paliwami, takimi jak frakcje ropy naftowej lub węgiel. W tej wersji utylizacji mogą być stosowane różne rozwiązania technologiczne. W pierwszym rozwiązaniu tworzywo poddaje się najpierw wstępnej pirolizie przy ograniczonym dostępie tlenu, po czym zarówno stała pozostałość pirolizy jak i gazowy jej produkt spalane są w odpowiednich palnikach lub paleniskach. W innej metodzie odpady tworzyw sztucznych zmieszane z węglem lub ciężkimi frakcjami ropy naftowej poddawane są gazyfikacji przy użyciu mieszaniny przegrzanej pary wodnej i powietrza a gazowe produkty procesu mogą być kierowane do spalania. Możliwe jest w końcu także bezpośrednie spalanie mieszaniny tworzyw i węgla lub tworzyw i frakcji ropy naftowej.

Znane są w stanie techniki rozwiązania np. według European Patent Application nr 0 712 886 A11 (1996) tworzywa mogą być spalane w mieszaninie z innymi typowymi paliwami, takimi jak frakcje ropy naftowej lub węgiel. W tej wersji utylizacji mogą być stosowane różne rozwiązania technologiczne.

W pierwszym rozwiązaniu tworzywo poddaje się najpierw wstępnej pirolizie przy ograniczonym dostępie tlenu, po czym zarówno stała pozostałość pirolizy jak i gazowy jej produkt spalane są w odpowiednich palnikach lub paleniskach. W innej metodzie odpady tworzyw sztucznych zmieszane z węglem lub ciężkimi frakcjami ropy naftowej poddawane są gazyfikacji przy użyciu mieszaniny przegrzanej pary wodnej i powietrza a gazowe produkty procesu mogą być kierowane do spalania. Możliwe jest w końcu także bezpośrednie spalanie mieszaniny tworzyw i węgla lub tworzyw i/lub frakcji ropy naftowej. Niektóre opracowania przewidują spalanie tworzyw sztucznych, głównie poliolefin, z domieszką polichlorku winylu lub węglowodorów zawierających chlor (European Patent Application nr EP 0 650 506 B1, 1996). Dużą wadą grupy metod utylizacji odpadowych tworzyw sztucznych poprzez spalanie jest głownie emisja znacznej ilości zanieczyszczeń do atmosfery na skutek niepełnego spalania, możliwość emisji dioxyn w przypadku spalania tworzyw zawierających chlor, a także wybuchowość układu w przypadku zagazowania przy użyciu pary wodnej i tlenu.

Kraking, depolimeryzacja termiczna lub katalityczna pozwala z kolei na wytworzenie z tworzyw frakcji węglowodorowych o zakresie temperatur wrzenia typowych dla paliw silnikowych benzyn lub paliw dieslowych. Jedną z pierwszych wersji technologicznych utylizacji odpadowych tworzyw tą metodą była metoda VEBA, w której proponuje się mieszanie ich z ciężkimi frakcji ropy naftowej i skierowanie do hydrokrakingu. W wyniku tych procesów otrzymuje się wysokojakościowe paliwa silnikowe. Wadą tej metody jest bez wątpienia możliwość dostępu do skomplikowanych i znajdujących się tylko w niektórych, najbardziej rozwiniętych rafineriach instalacji hydrokrakingu.

W końcu możliwy jest prosty katalityczny lub bez katalityczny kraking tworzyw sztucznych w zakresie temperatur 380-500°C, w wyniku, którego zachodzi rozerwanie wielkocząsteczkowych łańcuchów polimerów lub polikondensatów na krótsze o zakresie temperatur wrzenia paliw silnikowych, tj. benzyn (30-200°C), paliw dieslowych 200-360°C, oraz wyżej wrzących destylatów, o temperaturze wrzenia powyżej 360°C. Możliwe jest uzyskanie konwersji polimerów rzędu nawet 95%, resztę stanowi pozostałość o konsystencji ciała stałego w temperaturze otoczenia, parafina lub koks.

Znany jest również sposób przetwarzania zużytych tworzyw sztucznych według patentu japońskiego, WO95/06682 (1995 r.), według którego mieszanina tworzyw sztucznych, głównie poliolefin, tj. polietylenu, polistyrenu i polietylenu, podawana jest przy pomocy wytłaczarki do reaktora depolimePL 196 880 B1 ryzacji w podwyższonej temperaturze w obecności katalizatora krakingu katalitycznego. Produkt depolimeryzacji poddawany jest frakcjonowaniu na frakcje paliwa dieslowego i benzyny o łącznej wydajności rzędu 70% w stosunku do surowca, tworzywa, wprowadzonego do procesu. Wadą metody krakingu tworzyw do paliw silnikowych jest silnie nienasycony charakter otrzymywanych produktów, tj. zawartość dużej ilości olefin. Powoduje to z jednej strony charakterystyczny, nieprzyjemny zapach produktów a z drugiej skłonność olefin do polimeryzacji i powstawania w paliwach produktów o charakterze żywic stanowiących ich zanieczyszczenie. Szereg patentów np. patent USA nr 4 851 601, patent japoński JPA-345894 lub inny patent japoński JPA-62-015240 proponują podawanie rozdrobnionych tworzyw sztucznych, kraking termiczny a następnie katalityczny w szerokim zakresie temperatur, od 2000 do 700°C, kondensację produktów krakingu i rozdział po ochłodzeniu otrzymanego produktu na fazę ciekła i gazową. Rozwiązania te mają liczne wady polegające np. na dwustopniowym krakingu, termicznym i katalityczny, co powoduje komplikację aparatury i technologii, nie uwzględnieniu problemu usuwania koksu i złożonym charakterze katalizatorów stosowanych do procesu. Według patentu USA Nr 5 856 599 kraking poliolefin możliwy jest w trój- lub czterostopniowym układzie wytłaczarek dwu ślimakowych, w którym temperatura na skutek tarcia, tłoczenia i podgrzewania stopniowo rośnie aż do uzyskana warunków krakingu. Zaletą tej metody jest ciągłość procesu, wadą zaś zastosowanie dużej ilości elementów ruchomych, w związku z tym możliwość awarii oraz fakt, że w wyniku krakingu powstaje zawsze koks, którego nawet mała ilość może spowodować zablokowanie wytłaczarki i jej awarię. W innym opisie patentowym USA nr 5 744 688 surowiec, mieszanina poliolefin i rozdrobnionych opon samochodowych, podawany jest przy użyciu podajnika ślimakowego lub przy użyciu innego urządzenia tłoczącego do reaktora krakingu termicznego o nieokreślonej bliżej konstrukcji, skąd odbierany jest produkt stały, mieszanina sadzy i koksu oraz produkt gazowy poddawany następnie krakingowi katalitycznemu i rafinacji mającej za zadanie usunięcie z produktu krakingu siarkę, azot i chlor. Cechą charakterystyczną rozwiązania jest usuwanie koksu i sadzy z reaktora krakingu za pomocą mieszadła, obracającego się w jednym kierunku podczas krakingu i przeciwnym podczas usuwania koksu. Wadą tego rozwiązania jest, podobnie jak poprzednio jest niewłaściwy, uproszczony sposób usuwania koksu w reaktorze krakingu lub w ogóle nie zwracanie uwagi na konieczność usuwania koksu z reaktora krakingu katalitycznego, to jest z katalizatora. Istotnym błędem tego rozwiązania jest także zastosowanie katalizatora krakingu w złożu stałym efektem w związku, z czym możliwa jest kompletna blokada złoża już po kilkunastu godzinach eksploatacji. W patencie USA nr 5811 606 proponuje się zastosowanie hydraulicznego podajnika tłokowego tworzyw do dwu bliźniaczych reaktorów pracujących w systemie ciągłym (przypuszczalnie naprzemiennie). Wraz z surowcem podaje się ciągle, w określonej proporcji do surowca zgodny z patentem katalizator krakingu. Powstające w procesie produkty lekkie kraking odparowują w reaktorze i w całym systemie kondensacji separatorach gazowo cieczowych oraz kolumnie ulegają rozdziałowi na frakcje węglowodorowe o zakresie wrzenia benzyny, oleju napędowego i gazową. Zgodnie z patentem frakcja benzynowa ma być poddawana bliżej nieokreślonej bezciśnieniowej obróbce katalitycznej mającej za zadanie jej stabilizację polegającą na uwodornieniu dwuolefin i olefin, izomeryzacji i aromatyzacji. Jak do tej pory taki proces, zachodzący ponadto w temperaturze otoczenia nie został w literaturze opisany. Gaz powstający w procesie, głównie mieszanina węglowodorów C1-C4 kierowany jest do pieca podgrzewającego wsad surowcowy do reaktora krakingu. Ciągłość procesu uzyskano dzięki odbiorowi produktów lekkich (frakcje benzyny i paliwa dieslowego) w formie destylatu oraz próżniowemu systemowi odbioru pozostałości po krakingowej. Założenie jest w zasadzie słuszne, dzięki temu rozwiązaniu można usuwać z reaktora krakingu pozostałość stałą nie związaną silnie ze ścianami reaktora lub pozostałość półpłynną dającą się usuwać przewodem rurowym pod próżnią. Generalną wadą tego rozwiązania jest dyskusyjna skuteczność usuwania koksu z reaktora pod próżnią. Inne wady to skomplikowany a przez to bardzo drogi katalizator krakingu tworzyw oraz bliżej niesprecyzowany proces stabilizacji frakcji benzynowej i/lub oleju napędowego.

Bardziej dojrzałe rozwiązanie technologiczne proponuje inny patent USA nr 5 738 025. Surowiec w rozdrobnionej formie jest wprowadzany do reaktora za pomocą wytłaczarki, podajnika ślimakowego lub innego urządzenia tłoczącego do reaktora, w którego połowie wysokości jest rozpięta gęsta siatka (lub krata) na którą trafia nie stopiona jeszcze mieszanina tworzyw. Podgrzane w reaktorze tworzywo topi się i przez siatkę kroplami spada do dolnej części, w której zachodzi kraking termiczny w temperaturze rzędu 350-450°C. Cechą charakterystyczną rozwiązania poza wspomnianą siatką jest mieszadło mechaniczne krakowanej mieszaniny stopionych tworzyw oraz specjalne układ specjalnych urządzeń do usuwania koksu. Urządzenia te to specjalne łopatki na ramionach przylega4

PL 196 880 B1 jące do ścian reaktora i zdrapujące osadzający się na nich koks i pozostałość stałą. Materiał ten spada do dolnej części reaktora, na jego dno skąd jest usuwany przy pomocy transportera ślimakowego. Produkty lżejsze krakingu odparowują z reaktora do węzła kondensacji, separacji na fazę ciekłą i gazową w separatorze oraz rozdziału na frakcję benzynową i oleju napędowego w kolumnie destylacyjnej. Wysoko wrząca frakcja, powyżej wrzenia oleju napędowego zawracana jest do reaktora krakingu termicznego, frakcja pośrednia z kolumny destylacyjnej kierowana jest do reaktora, w którym zachodzi bliżej nieokreślona, przemiana przypuszczalnie kraking w obecności katalizatora zeolitowego. Oddzielny węzeł instalacji przeznaczony jest do obróbki lekkiej frakcji gazowej, łącznie z dopalaniem lekkich związków zawierających chlor i azot. Proponowana technologia przeróbki tworzyw, podobnie jak i poprzednie, zawiera szereg rozwiązań znanych z technologii ropy naftowej, takich jak separacja fazy gazowo cieczowej, rozdział produktu na frakcje benzynową i oleju napędowego czy recykl nieprzereagowanego surowca. Wadą rozwiązania jest skomplikowany sposób usuwania koksu z wnętrza reaktora krakingu, poprzez system zbierania koksu ze ścian reaktora oraz podajnik ślimakowy w dolnej części reaktora. Niewielkie są szansę na ciągły sposób działania takiego układu. Inną wadą technologii jest zastosowanie dodatkowego reaktora krakingu ciężkiego produktu krakingu na stałym złożu katalizatora zeolitowego. Ze względu na spore ilości wydzielającego się w procesie krakingu koksu okres między regeneracyjny pracy takiego reaktora będzie przypuszczalnie liczony w dniach a więc zbyt krótki z punktu widzenia ciągłości procesu.

Podobny w treści jest inny patent USA nr 5 158 983, w którym proponuje się także kraking termiczny mieszaniny tworzyw i rozdrobnionych zużytych opon z tą różnicą, że źródło energii do podgrzewania jest klasyczne, tj. ze spalania różnego typu paliw oraz, że proces prowadzony ma być pod ciśnieniem wodoru i/lub z dodatkiem siarkowodoru pod ciśnieniem aż do 20 MPa i w obecności katalizatorów homogennych. Wady tych rozwiązań są dość oczywiste, brak tu jest rozwiązań szczegółowych w zakresie zasilania reaktora surowcem, sposobu dozowania katalizatora a także sposobu usuwania koksu ze strefy reakcji krakingu. W ostatnio cytowanym rozwiązaniu problemem zasadniczym jest duży koszt budowy instalacji ciśnieniowej, koszt wodoru oraz katalizatora.

Celem rozwiązania według wynalazku jest opracowanie prostej, efektywnej, nie narażonej na awarie metody krakingu odpadowych tworzyw sztucznych, głównie poliolefin, zapewniających prowadzenie procesu krakingu tworzyw w systemie półciągłym.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że z zasobnika wprowadza się do kosza zasypowego wytłaczarki lub innego urządzenia podającego rozdrobnione tworzywo sztuczne wraz z katalizatorem krakingowym, które kieruje się do dolnej części reaktora, w którym w temperaturze 380°-500°C zachodzi kraking łańcuchów polimerycznych tworzywa i utworzenie węglowodorów lekkich, które kieruje się z reaktora do chłodnicy powietrznej, z której mieszanina parowo cieczowa dostaje się do separatora, z którego frakcja ciekła zawracana jest do krakingu w reaktorze, a faza parowa do chłodnicy wodnej, skąd po kondensacji kieruje się do separatora, z którego faza gazowa kieruje się do zbiornika gazu krakingowego, frakcje ciekłą rozdziela się w kolumnie destylacyjnej na frakcję benzynową, którą kieruje się jednego zbiornika, a olej napędowy do drugiego zbiornika. Kierunek ruchu krakowanego tworzywa sztucznego i spalin podgrzewających go w reaktorze krakingu tworzyw jest przeciwprądowy.

Reaktor do krakingu tworzyw sztucznych charakteryzuje się tym, że w górnej części reaktora jest zamontowany rurowy wymiennik ciepła, połączony z palnikami zasilanymi gazem lub olejem opałowym, zaś ponad wymiennikiem ciepła jest zainstalowane urządzenie do pomiaru stopionego tworzywa w reaktorze a w dolnej części reaktora poniżej wymiennika ciepła jest zamontowany właz rewizyjny. W górnej pokrywie reaktora znajdują się zamknięte klapami otwory rewizyjne umieszczone w osi rur wymiennika ciepła.

Korzystnym skutkiem rozwiązania według wynalazku jest zastosowanie prostej, efektywnej, nie narażonej na awarie metody krakingu odpadowych tworzyw sztucznych, głównie poliolefin, zapewniającej prowadzenie procesu krakingu tworzyw w systemie półciągłym. Korzystnym skutkiem rozwiązania jest zastosowanie do podawania odpadowych tworzyw wytłaczarki ślimakowej z wielosekcyjnym grzaniem, co umożliwi podawanie do reaktora surowca podgrzanego do temperatury ponad 250°C. Energia potrzebna do stopienia tworzyw i podgrzania ich do wymienionej temperatury rzędu 250°C może być dostarczona przed reaktorem. Skutkiem tego będzie mniejsze obciążanie cieplne reaktora. Zastosowanie specjalnego dozownika umożliwi jednoczesne podawanie do reaktora odpowiedniej, w stosunku do surowca ilości katalizatora krakingu tworzyw. Kolejnym korzystnym skutkiem zastosowania proponowanego rozwiązania jest rurowy wymiennik ciepła w górnej części reaktora

PL 196 880 B1 umożliwiający dobrą wymianę ciepła pomiędzy gazami spalinowymi a krakowanym surowcem. Ma to bardzo istotne znaczenie, ponieważ w procesie tym potrzebne są bardzo duże ilości energii, zużywane na dogrzanie surowca do reakcji krakingu, energii na silnie endotermiczną reakcję krakingu oraz odparowanie wytworzonych procesie lekkich produktów krakingu. Innym korzystnym skutkiem zastosowania rurowego wymiennika ciepła i krakingu tworzyw w przestrzeni rurowej jest łatwość usuwania koksu z wewnętrznej powierzchni rur przy pomocy urządzeń mechanicznych. Przeciwprądowy kierunek spalin, z palników umieszczonych w górnej części reaktora otaczających reaktora na wysokości wewnętrznego wymiennika ciepła z jego przestrzeni międzyrurowej w kierunku do dołu przestrzeni między płaszczowej dolnej części reaktora spowoduje lepsze wykorzystanie ciepła. Istotnie, w górnej części reaktora w wewnętrznym wymienniku ciepła zachodzić będzie głównie reakcja kraking, tam jest największe zapotrzebowanie na energię i tam zostają skierowane spaliny o najwyższej temperaturze. Po częściowym odbiorze energii spalin ciepła w wymienniku ciepła spaliny zostają skierowane do dolnej części reaktora do podgrzania surowca do temperatury reakcji.

Z kolei zastosowanie powietrznej chłodnicy oparów wychodzących z reaktora umożliwi wykroplenie najwyżej wrzących węglowodorów, o temperaturze wrzenia powyżej założonej temperatury np. 350°C, regulowanej ilością dozowanego powietrza, i zawrócenie ich do dalszego krakingu w reaktorze.

Przedmiot rozwiązania według wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono układ instalacji i reaktor do przeróbki tworzyw sztucznych.

Z zasobnika 1 wprowadza się do kosza zasypowego wytłaczarki 2 rozdrobnione tworzywo sztuczne w ilości 250 kg/h i katalizator krakingowy w ilości 1,25 kg/h, skąd powstałą mieszaninę tłoczy się i topi w wytłaczarce 2 w temperaturze do 300°C i wprowadza do dolnej części reaktora 3. Wprowadzone do reaktora tworzywo miesza się przy użyciu mieszadła 4, powodującego wymianę masy pomiędzy górną i dolną częścią reaktora i podgrzewa się do temperatury krakingu 350°-400°C w dolnej części reaktora 3, po czym kieruje się do przestrzeni rurowej wymiennika ciepła 5, gdzie następuje dalsze podgrzanie do temperatury korzystnie 400°-500°C. W tych warunkach zachodzi kraking tworzywa z wydzieleniem węglowodorów o ilości węgli w cząsteczce od 1 do 30. Powstałe węglowodory kieruje się do chłodnicy powietrznej 6, w której następuje częściowa kondensacja węglowodorów o najwyższej temperaturze wrzenia, a następnie oddzielenie otrzymanej fazy ciekłej od gazowej w separatorze 7 i zawrócenie jej do reaktora 3. Z separatora 7 fazę parową kieruje się do chłodnicy wodnej 8, w której następuje dalsza kondensacja węglowodorów, a następnie rozdzielenie frakcji ciekłej od gazowej w separatorze 9. Z separatora 9 fazę gazową kieruje się do zbiornika 10 gazu krakingowego, zaś frakcję ciekłą rozdziela się w kolumnie destylacyjnej 11 na frakcję węglowodorową o zakresie wrzenia benzyny, którą kieruje się do zbiornika magazynowego 12, a frakcje oleju napędowego do zbiornika magazynowego 13. Ciepło do podgrzania surowca i reakcji krakingu jest dostarczane przez spaliny wprowadzane do przestrzeni międzyrurowej wymiennika ciepła 5. w reaktorze 3, skąd przepływają do przestrzeni między płaszczowej 14 reaktora 3. W wymienniku cieplnym 5 spaliny o najwyższej temperaturze zapewniają podgrzanie stopionego tworzywa do optymalnej temperatury krakingu to jest 400°-500°C i dostarczenie ciepła niezbędnego do przebiegu reakcji krakingu. Z wymiennika ciepła 5 spaliny kieruje się do przestrzeni między płaszczowej 14, gdzie podgrzewają świeżo wprowadzone tworzywo do reaktora 3. Tak opisane zjawisko stanowi istotę przeciw prądowego ruchu spalin i tworzywa sztucznego wprowadzonego do krakingu. Wymiana ciepła w reaktorze 3 pomiędzy spalinami a stopionym tworzywem jest ułatwiana przez zastosowanie mieszadła mechanicznego 4. Reaktor 3 jest wyposażony w górnej części w rurowy wymiennik ciepła 5 połączony z palnikami 15 zasilanych gazem lub olejem opałowym. Ponad wymiennikiem ciepła 5 jest zainstalowane urządzenie 16 do pomiaru poziomu stopionego tworzywa w reaktorze W dolnej części reaktora 3 poniżej wymiennika ciepła 5, w ścianie reaktora jest umieszczony właz rewizyjny 17 do usuwania koksu z wnętrza reaktora 3. W górnej pokrywie reaktora 3 znajdują się zamknięte klapami otwory rewizyjne 18 umieszczone w osi rur wymiennika ciepła 5 do czyszczenia mechanicznego rur tego wymiennika z koksu, na przykład przy użyciu wierteł. Aby zabezpieczyć reaktor 3 przed nadmiernym wzrostem ciśnienia oparów węglowodorów zastosowano barometryczne zamknięcie 19 reaktora. Tworzywo sztuczne wprowadza się do reaktora 3 przez króciec 20, a gazowe produkty krakingu wyprowadza się z reaktora przez króciec wylotowy 21. Spaliny z reaktora 3 wyprowadza się przez króciec 22 i kieruje do komina 23. W wyniku reakcji krakingu w ciągu 1 h w reaktorze 3 i rozdziału w chłodnicy 8 separacji w separatorze 9 i rozdziału w kolumnie destylacyjnej 11 uzyskano 9,35 kg koksu w reaktorze w tym 1,25 kg katalizatora, 11,25 kg gazu w zbiorniku 10,90 kg frakcji benzynowej w zbiorniku 12 i 38 kg oleju napędowego w zbiorniku 13.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób przetwa rza nia od pad owych tworzyw sztucznych metodą krakingu po legający na podawaniu rozdrobnionych tworzyw sztucznych krakingowi termicznemu i katalitycznemu, usuwaniu koksu i sadzy z reaktora krakingu, znamienny tym, że z zasobnika (1) wprowadza się do kosza (2) zasypowego wytłaczarki lub innego urządzenia podającego rozdrobnione tworzywo sztuczne wraz z katalizatorem krakingowym, które kieruje się do dolnej części reaktora (3), w którym w temperaturze 380°-500°C zachodzi kraking łańcuchów polimerycznych tworzywa i utworzenie węglowodorów lekkich, które kieruje się z reaktora (3) do chłodnicy powietrznej (7), z której mieszanina parowo cieczowa kieruje się do separatora (8), z którego frakcję ciekłą zawraca się do krakingu w reaktorze (3), a fazę parową do chłodnicy wodnej (8), skąd po kondensacji wprowadza się do separatora (9), z którego faza gazowa kieruje się do zbiornika (10) gazu krakingowego, zaś frakcję ciekłą rozdziela się w kolumnie destylacyjnej (11) na frakcję benzynową, którą kieruje się do zbiornika (12) i olej napędowy do zbiornika (13).

2. Spooób według zasttz. 1, znamiennytym, że Κϊβιπηeeruchukrakoo/anegotworzywa szzucznego i spalin podgrzewających go w reaktorze krakingu tworzyw jest przeciwprądowy.

3. Reaktor do krakingu odpadowych tworzyw sztucznych ma mieszadło, płaszcz grzejny, zamknięcie barometryczne, urządzenie do pomiaru temperatury, króciec wlotowy do doprowadzenia surowca, króciec wylotowy do odprowadzania produktów reakcji, króciec do odprowadzania spalin, znamienny tym, że w górnej części reaktora (3) znajduje się rurowy wymiennik (5) połączony z palnikami (15) zasilanymi gazem lub olejem opałowym, zaś ponad wymiennikiem ciepła (5) jest zainstalowane urządzenie (16) do pomiaru poziomu stopionego tworzywa w reaktorze, a w dolnej części w ścianie reaktora (3) poniżej wymiennika ciepła (5) znajduje się właz rewizyjny (17).

4. Reaktor według zastrz. 3, znamienny tym, że w górnej pokrywie reaktora (3) znajdują się zamknięte klapami otwory rewizyjne (18) umieszczone w osi rur wymiennika ciepła (5).