PL205461B1 - Sposób przetwarzania surowców węglowodorowych metodą termicznego lub katalitycznego krakingu i układ do przetwarzania surowców węglowodorowych metodą termicznego lub katalitycznego krakingu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania surowców węglowodorowych metodą termicznego lub katalitycznego krakingu i urządzenie do przetwarzania surowców węglowodorowych metodą termicznego lub katalitycznego krakingu do węglowodorów o niższym ciężarze cząsteczkowym. Sposób i urządzenie są przydatne zwłaszcza do przetwarzania surowców odpadowych, zużytych, zanieczyszczonych, bądź będących pozostałościami z różnych procesów technologicznych. Do surowców takich należą odpadowe tworzywa sztuczne, w tym polietylen, polipropylen, polistyren i polichlorek winylu, zuż yte oleje smarowe i smary, pozostał oś ci podestylacyjne, zanieczyszczone cięższe frakcje węglowodorowe różnego pochodzenia, czy też zużyte i świeże tłuszcze roślinne i zwierzęce przeznaczone do produkcji paliw.

Wraz ze stałym wzrostem produkcji i zużycia wyrobów pochodzenia naftowego rosną także problemy związane z ilością odpadów powstających po ich wykorzystaniu i zużyciu. Niezależnie od tego czy są to odpady ciekłe, półstałe czy stałe, składowanie ich jest bardzo kłopotliwe, a zaleganie na składowiskach, szkodliwe i niebezpieczne dla środowiska naturalnego. Uciążliwość składowania odpadów tworzyw sztucznych na wysypiskach śmieci wynika dodatkowo z tego, że charakteryzują się dużą objętością w stosunku do swojej masy, oraz że są niepodatne na degradację i mogą zalegać na wysypiskach w zasadniczo nie zmienionej postaci, zwłaszcza w warunkach braku dostępu światła, przez dziesiątki, a nawet setki lat.

Ponieważ dopuszczalność i warunki składowania odpadów regulowane są coraz ostrzejszymi przepisami administracyjnymi podyktowanymi koniecznością ochrony środowiska, przewidującymi także znaczne obciążenia finansowe związane z odpadami, coraz powszechniej stosowane są w praktyce przemysłowej różne metody utylizacji i zagospodarowania odpadów. Są to metody o różnym stopniu efektywności ekonomicznej i zaawansowania technologicznego, od najprostszych, nieekonomicznych i nieekologicznych, polegających na spalaniu odpadów, poprzez wykorzystanie ich jako nośnika energii i użyciu jako paliwa w procesach przemysłowych (na przykład w cementowniach), regenerację przywracającą zużytym produktom pierwotne własności, powtórne przetworzenie, w przypadku tworzyw sztucznych, do wyrobów gotowych, aż do metod polegających na konwersji odpadów do pełnowartościowych produktów węglowodorowych, w procesach takich jak hydrokraking, kraking termiczny i kraking katalityczny. W trakcie procesów hydrokrakingu, krakingu termicznego i katalitycznego następuje rozerwanie wiązań chemicznych w cząsteczkach surowca i powstaje mieszanina węglowodorów o niższym ciężarze cząsteczkowym. Najbardziej pożądanymi produktami procesu są frakcje węglowodorowe odpowiadające frakcjom benzynowym i frakcjom oleju napędowego.

Sposoby przetwarzania metodami krakingu termicznego i/lub katalitycznego surowców węglowodorowych jakimi są wymienione wyżej odpadowe i zużyte produkty pochodzenia naftowego, oraz urządzenia do realizacji tych sposobów, znane są z licznych opisów patentowych. Przedstawione w nich wynalazki dotyczą różnych aspektów procesu i różnią się między sobą rodzajem stosowanych katalizatorów, sposobem przygotowania i podawania surowca, sposobem dostarczania ciepła do procesu, układami aparaturowymi oraz konstrukcją głównych aparatów.

Sposoby przetwarzania metodami krakingu termicznego i/lub katalitycznego odpadów wymienionych wyżej tworzyw poliolefinowych, oraz urządzenia do realizacji tych sposobów, znane są z licznych opisów patentowych. Przedstawione w nich wynalazki dotyczą różnych aspektów procesu i różnią się między sobą rodzajem stosowanych katalizatorów, sposobem przygotowania i podawania surowca, sposobem dostarczania ciepła do procesu, układami aparaturowymi oraz konstrukcją głównych aparatów.

W niemieckim opisie patentowym nr 100 49 377 przedstawiono sposób i instalację do wytwarzania oleju napędowego i benzyny, głównie oleju napędowego, przez krakowanie mieszanin różnego rodzaju zużytych olejów i smarów, mineralnych i biologicznych, ciężkich olejów będących pozostałościami podestylacyjnymi, z dodatkiem odpadów tworzyw sztucznych. Przetwarzane surowce olejowe mają temperaturę wrzenia w zakresie 350-550°C. Jako katalizator stosuje się glinokrzemian sodu. Proces prowadzi się w ten sposób, że część mieszaniny reakcyjnej z reaktora wyposażonego w mieszadło mechaniczne podaje się rurociągiem do przestrzeni międzyrurkowej odparowywacza płaszczowo-rurkowego, ogrzewa się ją spalinami mającymi na wlocie do rurek odparowywacza bardzo wysoką, wnoszącą 1100-1200°C, temperaturę, i rurociągiem zawraca się do reaktora, utrzymując w nim temperaturę 410-460°C. Dla stabilizacji reakcji i pracy odparowywacza stosuje się niskie ciśnienie, rzędu 30-150 milibarów, wytwarzane za pomocą pompy próżniowej. Spaliny otrzymuje się przez

PL 205 461 B1 spalanie paliw stałych, ciekłych, lub gazowych, przy czym do komory spalania usytuowanej w dolnej części odparowywacza wprowadza się także zanieczyszczenia odebrane z dołu reaktora. Zanieczyszczenia ulegają wypaleniu, a sucha pozostałość zawierająca cząstki katalizatora zawracana jest do reaktora. Bezpośrednio na reaktorze usytuowana jest centrycznie kolumna frakcjonująca produktów.

W polskim opisie patentowym nr 196880 przedstawiono sposób polegający na prowadzeniu procesu w reaktorze, który w dolnej części ma mieszadło mechaniczne, a w górnej części ma wbudowany rurowy wymiennik ciepła, i który wyposażony jest w płaszcz grzejny z palnikami do wytwarzania spalin, zainstalowanymi w górnej części płaszcza. Rozdrobnione odpady tworzyw wprowadza się do dolnej części reaktora, a górą, powyżej wymiennika, odbiera się produkty krakingu. Gorące spaliny, będące źródłem ciepła dostarczanego do reaktora, przepływają najpierw przez przestrzeń międzyrurową wymiennika a następnie przez przestrzeń płaszczową zewnętrznego płaszcza grzejnego. Mieszanina reakcyjna wypełnia dolną część reaktora zawierającą mieszadło i górną część zawierającą wymiennik ciepła.

Przedmiotem wynalazku w polskim opisie patentowym nr 188936 jest przekształcanie odpadów poliolefinowych w temperaturze nieprzekraczającej 600°C, w obecności określonych katalizatorów. Reaktor jest, jak w innych omawianych rozwiązaniach, ogrzewany przez pośrednią wymianę ciepła z gorą cymi spalinami. Od doł u reaktor otoczony jest komorą spalinową z palnikami, w których spala się paliwo będące produktem reakcji, a z komory spalinowej wyprowadzone są przelotowe rury grzewcze przechodzące przez wnętrze reaktora, przez które to rury przepływają spaliny z komory spalinowej. Reaktor wyposażony jest w mieszadło.

Przedmiotem wynalazku przedstawionego w polskim opisie patentowym nr 191341 jest wytwarzanie paliw płynnych z odpadowych tworzyw poliolefinowych, przy czym istotą wynalazku jest stosowanie jako surowca mieszaniny odpadów z olejem technologicznym, najczęściej zużytym, zmieszanych w stosunku wagowym oleju do odpadów tworzyw wynoszącym od 100:1 do 1:1, oraz urządzenie do topienia odpadów przed zmieszaniem ich z olejem.

W polskim opisie patentowym nr 194973, takż e dotyczą cym krakowania odpadowych tworzyw sztucznych do paliw płynnych, przedstawiono reaktor, który ma zamontowany wewnątrz co najmniej jeden element grzejny w postaci rury grzejnej o kształcie krzywoliniowym i o odpowiedniej długości i ś rednicy. Na wlocie rury grzejnej zamontowany jest palnik do wytwarzania spalin, które nastę pnie, przepływając przez rurę, ogrzewają mieszaninę reakcyjną w reaktorze. Konstrukcja elementu grzejnego ogranicza, jak podano w opisie, efekt osadzania się na nim koksu, a w razie zakoksowania, element jest łatwy do oczyszczenia lub wymiany.

Celem, który usiłuje się osiągnąć w licznych rozwiązaniach technicznych dotyczących procesu termicznego i katalitycznego krakowania odpadów tworzyw sztucznych i ciężkich surowców węglowodorowych nienadających się do przetwarzania w innych, znanych procesach technologicznych, jest opracowanie procesu o efektywności na tyle wysokiej, aby stosowanie przemysłowe procesu było ekonomicznie opłacalne. Efektywność procesu zależy od wydajności głównych produktów, to jest frakcji benzynowej i oleju napędowego, oraz od kosztów poniesionych na ich wytworzenie. Istotnymi czynnikami wpływającymi na wysokość kosztów są energochłonność procesu i długość okresów czasu, w których instalacja pracuje w sposób ciągły.

Poważnym problemem zakłócającym ciągłość pracy instalacji i powodującym zwiększone zużycie energii oraz zmniejszenie selektywności reakcji w kierunku najbardziej pożądanych produktów, jest zjawisko powstawania koksu jako jednego z produktów krakingu. Koks tworzy się i osadza głównie na powierzchniach wymiany ciepła między medium grzewczym i mieszaniną reakcyjną. Termin „mieszanina reakcyjna” oznacza zawartą w układzie procesowym mieszaninę stopionych tworzyw sztucznych i/lub innych przetwarzanych surowców węglowodorowych oraz produktów o różnym stopniu skrakowania. Mieszanina ta, zwłaszcza w przypadku przetwarzania tworzyw sztucznych lub innych surowców razem z tworzywami sztucznymi, charakteryzuje się wysoką lepkością i niskim przewodnictwem cieplnym. Cechy te powodują, że dostarczanie do mieszaniny, w całej jej masie, ilości ciepła niezbędnej do przebiegu endotermicznych reakcji krakingu, a także przetłaczanie mieszaniny przez różnego typu wymienniki ciepła w celu jej ogrzania, wymagają specjalnych rozwiązań technicznych. Często stosuje się grawitacyjny przepływ mieszaniny przez wymienniki, ewentualnie wspomagany zastosowanym dodatkowo ciśnieniem. Dla osiągnięcia szybszego przenoszenia ciepła między medium grzewczym a mieszaniną reakcyjną konieczne jest także utrzymywanie wysokiej temperatury medium grzewczego w stosunku do temperatury mieszaniny reakcyjnej. Im większa jest ta różnica temperatur, tym intensywniejsze jest tworzenie i osadzanie się koksu na powierzchni wymiany ciepła. Osadzający

PL 205 461 B1 się koks powoduje zmniejszenie szybkości wymiany ciepła i, aby to zrekompensować i zapewnić dopływ do mieszaniny reakcyjnej odpowiedniej ilości ciepła, należy podnieść temperaturę medium grzewczego. To z kolei powoduje przyspieszone osadzanie się koksu i w ostateczności prowadzi do wyłączenia instalacji w celu usunięcia nagromadzonych złogów koksu. Znane rozwiązania idą w kierunku opracowywania aparatury i urządzeń o takiej budowie i konstrukcji, aby prace oczyszczania instalacji były prostsze i łatwiejsze do wykonania w krótkim czasie. Nie zmienia to jednak niedogodności związanych z samą koniecznością wyłączania instalacji i ponownego jej uruchamiania.

Wciąż poszukuje się nowych rozwiązań technicznych, których zastosowanie przyniosłoby efekty w postaci zmniejszenia energochłonności procesu, zwiększenia wydajności frakcji benzynowych i frakcji oleju napędowego, oraz ułatwienia i uproszczenia obsługi eksploatacyjnej tego niełatwego w praktycznym, przemysł owym uż ytkowaniu procesu.

Sposób według wynalazku polega na tym, że proces krakowania prowadzi się w układzie reakcyjnym zawierającym pierwszą strefę reakcji i drugą strefę reakcji. Do pierwszej strefy wprowadza się surowce węglowodorowe w stanie ciekłym i, w przypadku procesu katalitycznego, wprowadza się także katalizator. W strefie tej utrzymuje się temperaturę właściwą dla przebiegu reakcji krakingu, a powstające produkty, w postaci oparów, odprowadza się z górnej części pierwszej strefy reakcji. Natomiast ciekła mieszanina reakcyjna z dolnej części pierwszej strefy przepływa do usytuowanej obok wymienionej drugiej strefy reakcji, w której to strefie wpływającą od dołu mieszaninę reakcyjną dzieli się na liczne strumienie przepływające w górę. Do każdego z tych ciekłych strumieni wprowadza się od dołu strumień gazu tworzący z mieszaniną reakcyjną mieszaninę cieczowo-gazową, którą w trakcie przepł ywania w górę ogrzewa się przez poś rednią wymianę ciepł a z medium grzewczym, i ogrzaną mieszaninę wypływającą górą z wymienionej drugiej strefy wprowadza się z powrotem do pierwszej strefy reakcji, korzystnie powyżej poziomu ciekłej mieszaniny reakcyjnej zawartej w tej strefie. Produkty odprowadzane górą z pierwszej strefy poddaje się rozdziałowi frakcyjnemu. Korzystnie, produkty reakcji rozdziela się najpierw na frakcję węglowodorową o temperaturze wrzenia do 350°C i na frakcję węglowodorową o temperaturze wrzenia powyżej 350°C. Frakcję wrząc ą powyżej 350°C zawraca się do układu reakcyjnego, korzystnie do pierwszej strefy reakcji. Frakcja wrząca do 350°C zawiera frakcje benzynowe i olej napędowy.

Układ według wynalazku służący do przetwarzania surowców węglowodorowych zawiera reaktor zbiornikowy i reaktor rurowy. Reaktor zbiornikowy wyposażony jest we wlot do wprowadzania surowca i katalizatora, wylot do odbioru produktów z górnej części reaktora i wylot do odbioru zanieczyszczeń z dołu reaktora. Reaktor rurowy, usytuowany obok reaktora zbiornikowego, ma zamontowane w obudowie równoległe względem siebie rury skierowane z dołu ku górze. Rury te, razem z komorą dolną łączącą dolne otwarte końce rur i z komorą górną łączącą górne otwarte końce rur tworzą oddzielną przestrzeń rurową, która jest połączona przewodami z reaktorem zbiornikowym. Jednym przewodem połączona jest dolna część reaktora zbiornikowego z dolną komorą przestrzeni rurowej, a drugim przewodem połączona jest górna komora przestrzeni rurowej z reaktorem zbiornikowym, przy czym wlot wymienionego drugiego przewodu do reaktora zbiornikowego usytuowany jest powyżej wymienionej dolnej części tego reaktora. Każda rura w reaktorze rurowym ma na dolnym końcu zainstalowaną rurkę z wylotem skierowanym do wnętrza rury i zasadniczo współosiowo z rurą, przy czym średnica rurki jest znacznie mniejsza od średnicy rury. Rurki wyprowadzone są ze wspólnego kolektora. Obudowa reaktora rurowego zaopatrzona jest odpowiednio w wejście i wyjście do doprowadzania i odprowadzania medium grzewczego. Reaktor rurowy, w najniżej położonym miejscu przestrzeni rurowej, może być dodatkowo wyposażony w wylot do odprowadzania zanieczyszczeń.

Gazy spalinowe stosowane jako medium grzewcze mogą być wytwarzane przez spalanie paliw w oddzielnym piecu lub przez spalanie w odpowiednich palnikach zamontowanych w obudowie reaktora rurowego.

Stosowanie sposobu według wynalazku pozwala na nieoczekiwanie skuteczne wyeliminowanie problemów i uciążliwości występujących w procesie. Dzięki wprowadzaniu gazu do strumieni mieszaniny reakcyjnej na wlocie do rur reaktora rurowego stanowiącego drugą strefę reakcji, i wytworzeniu tym sposobem wymienionej mieszaniny cieczowo-gazowej, charakteryzującej się średnim ciężarem właściwym mniejszym od ciężaru mieszaniny reakcyjnej napływającej z pierwszej strefy reakcji, uzyskuje się w drugiej strefie radykalne zwiększenie szybkości przepływu mieszaniny w górę i powstanie specyficznego obiegu cyrkulacyjnego mieszaniny reakcyjnej w układzie obu stref, a w następstwie zwiększenie także efektywności odbioru ciepła od medium grzewczego i efektywności przenoszenia go do pierwszej strefy reakcji. Dzięki temu z kolei, dla dostarczenia do całego układu reakcyjnego

PL 205 461 B1 koniecznej ilości ciepła wystarczające jest stosowanie medium grzewczego o umiarkowanie wysokich temperaturach. Pozwala to uniknąć występowania na powierzchni wymiany ciepła dużych różnic temperatur będących przyczyną niepożądanego zjawiska koksowania. Mieszaninę reakcyjną w drugiej strefie reakcji ogrzewa się na ogół do temperatury o 2 do 50°C wyższej od temperatury utrzymywanej w pierwszej strefie reakcji. Okazało się też , że korzystną zmianę charakteru przepływu i wymiany ciepła w drugiej strefie reakcji osiąga się przy stosunkowo małej ilości gazu wprowadzanego do mieszaniny reakcyjnej napływającej z pierwszej strefy reakcji.

Jako gaz służący do wytwarzania mieszaniny cieczowo-gazowej w drugiej strefie reakcji można stosować gaz będący produktem samego procesu krakingu, lub gaz pochodzący z dowolnego innego źródła, na przykład gaz ziemny, gaz płynny, odparowane lekkie węglowodory, w tym także węglowodory pochodzące z procesu krakingu, bądź gazy obojętne niezawierające tlenu. Gaz wprowadzany do mieszaniny reakcyjnej nie wymaga wstępnego podgrzewania; może mieć temperaturę równą, na przykład, temperaturze otoczenia, lub, w przypadku stosowania gazu otrzymanego przez odparowanie węglowodorów - równą temperaturze odparowania.

Jako medium grzewcze w drugiej strefie reakcji stosuje się gazy spalinowe uzyskane przez spalanie w palnikach gazu będącego jednym z produktów krakingu, lub spalanie innego paliwa pochodzącego ze źródeł zewnętrznych, w tym także paliw stałych. Gorące spaliny w drugiej strefie reakcji przepuszcza się współprądowo lub przeciwprądowo, korzystnie przeciwprądowo, względem kierunku przepływu mieszaniny cieczowo-gazowej. Źródłem ciepła dostarczanego w drugiej strefie może też być energia elektryczna.

Na bardzo korzystne skutki prowadzenia procesu z zastosowaniem sposobu i układu według wynalazku składają się: wysoka wydajność najwartościowszych celowych produktów, niska energochłonność, i długie okresy ciągłej pracy instalacji, bez zakłóceń spowodowanych osadzaniem się koksu na powierzchniach aparatury.

Sposób według wynalazku, który to sposób realizować można używając układu według wynalazku, nadaje się do przetwarzania szerokiej gamy surowców węglowodorowych: od zużytych olejów smarujących i smarów, pozostałości z różnych procesów technologicznych, pozostałości podestylacyjnych, tłuszczów roślinnych i zwierzęcych zużytych i świeżych przeznaczonych do produkcji paliw, aż do najtrudniejszych do przetworzenia mieszanin odpadów tworzyw sztucznych. Proces według wynalazku nadaje się do przetwarzania mieszanin odpadów polimerów takich jak polietyleny, polipropyleny, polibutyleny, polistyreny. Mieszanina przetwarzanych odpadów może też zawierać pewną ilość odpadów z innych tworzyw jak, na przykład, politereftalan etylenu, oraz wyrobów wielowarstwowych zawierających oprócz wymienionych polimerów inne polimery, jak poliamidy czy poliestry, a takż e zawierających warstwy kleju, papieru oraz cienkie foliowe lub napylone warstwy na przykł ad aluminium. Do rodzaju odpadów i stopnia ich zanieczyszczenia należy oczywiście dostosować sposób ich przygotowania, na przykład, rozdrabniania, mycia i suszenia. Wszystkie materiały, które nie ulegną skrakowaniu opadają na dno układu, w którym prowadzi się kraking, i są usuwane za pomocą odpowiedniego urządzenia.

W procesie według wynalazku, po wyposażeniu go w układ do usuwania chloru i związków chloroorganicznych z produktów krakingu, można przetwarzać surowce zawierające chlor, jak polichlorek winylu czy wszelkie inne odpadowe surowce węglowodorowe zawierające ten pierwiastek. Do usuwania chloru i związków chloroorganicznych wykorzystać można dowolny znany sposób.

Sposób i układ według wynalazku stosuje się także do przetwarzania surowców węglowodorowych metodą krakingu katalitycznego prowadzonego w obecności wodoru.

Sposób i układ według wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładzie, w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie instalację technologiczną zawierającą układ do przetwarzania surowców węglowodorowych metodą krakingu, a fig. 2 - układ do przetwarzania surowców węglowodorowych metodą krakingu.

P r z y k ł a d

W instalacji przedstawionej na fig. 1 prowadzi się przetwarzanie odpadów tworzyw sztucznych lub innych surowców węglowodorowych o dowolnej konsystencji, od ciekłych do stałych, lub mieszaniny obu wymienionych rodzajów surowców. Surowce w stanie ciekłym wprowadza się do reaktora zbiornikowego 1. Tworzywa sztuczne, uprzednio rozdrobnione i osuszone, a następnie stopione w ogrzewanej elektrycznie wytłaczarce (uwidocznionej na fig. 2 rysunku), podaje się do reaktora 1 wlotem 2. Inne surowce, po uprzednim stopieniu jeśli wymaga tego rodzaj przetwarzanego surowca, podaje się do reaktora 1 wlotem 3. Katalizator wprowadza się do reaktora razem z surowcem. W reaktorze 1

PL 205 461 B1 utrzymuje się temperaturę 350-450°C. Mieszanina reakcyjna przepływa z dolnej części reaktora 1 przewodem 4 do reaktora rurowego 5. Mieszanina reakcyjna wpływa do reaktora 5 od dołu, do dolnej komory 6a, i następnie przepływa w górę przez pionowe rury 6 reaktora. W każdej rurze 6, na jej dolnym końcu, wprowadza się do mieszaniny reakcyjnej strumień gazu będącego produktem procesu. Gaz wprowadza się przez rurki 2 zainstalowane w ten sposób, że ich wyloty skierowane są do wnętrza rur 6 i gaz wypływa z nich pionowo w górę. Końce wlotowe rurek 7 połączone są z kolektorem 8. Gaz z mieszaniną reakcyjną tworzą mieszaninę cieczowo-gazową, którą w trakcie przepływania w górę przez rury 6 ogrzewa się przez pośrednią wymianę ciepła z gazami spalinowymi. Gorące gazy spalinowe otrzymuje się przez spalanie w piecu 9 gazu będącego produktem procesu. Spaliny wprowadza się do przestrzeni międzyrurowej reaktora 5 przewodem 10 i odprowadza z reaktora przewodem 11. Spaliny przepływają przeciwprądowo w stosunku do kierunku przepływu mieszaniny cieczowo-gazowej. Ogrzaną mieszaninę odbiera się przewodem 12 z górnej komory 6b reaktora rurowego 5 i podaje się ją z powrotem do reaktora zbiornikowego 1. Produkty krakingu odbiera się z góry reaktora zbiornikowego i przewodem 13 wprowadza się do kolumny 14, w której rozdziela się je na pierwszą część, którą stanowią węglowodory wrzące do temperatury 350°C, i na drugą część, którą stanowią węglowodory wrzące powyżej 350°C. Wymienioną drugą część zawraca się w całości lub w części, za pomocą pompy 15 i przewodem 16, do reaktora zbiornikowego 1. Wymienioną pierwszą część schładza się w chłodnicy powietrznej 17 i przewodem 18 wprowadza się do separatora 19, w którym oddziela się produkty ciekłe od produktów gazowych. Produkty ciekłe, stanowiące główny produkt procesu, są mieszaniną węglowodorów o zakresie wrzenia odpowiadającym frakcjom benzynowym i oleju napędowego. Pompą 20 i przewodem 21 podaje się je do zbiornika magazynowego 22. Produkty te, na miejscu lub u odbiorcy, poddaje się następnie dalszej obróbce polegającej głównie na rozdzielaniu i uwodornieniu. Część produktu ciekłego z separatora 15 podaje się jako orosienie przewodem 22 do kolumny 14. Produkty gazowe z separatora 19 zasysa się i lekko spręża za pomocą dmuchawy 24 i następnie przewodem 25 wprowadza się do pieca 9 w celu wytworzenia gorących gazów spalinowych, zaś przewodem 26 wprowadza się do reaktora rurowego 5 w celu wytworzenia mieszaniny cieczowo-gazowej, a przewodem 21 wprowadza się do kolumny 14 jako gaz stripingowy. Zanieczyszczenia gromadzące się na dnie reaktora zbiornikowego 1 usuwa się za pomocą urządzenia 28. Zanieczyszczenia, które ewentualnie mogą gromadzić się także w najniższym punkcie przewodu 4 i/lub na dnie komory 6a można usuwać przez wyloty 29 i 30.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób przetwarzania surowców węglowodorowych metodą termicznego lub katalitycznego krakingu tych surowców do węglowodorów o niższym ciężarze cząsteczkowym, polegający na prowadzeniu reakcji krakingu w masie ciekłego surowca węglowodorowego w warunkach właściwych dla przebiegu reakcji, w obecności katalizatora lub bez katalizatora, i odbieraniu gazowo-parowej mieszaniny produktów reakcji, znamienny tym, że proces krakowania prowadzi się w układzie reakcyjnym zawierającym pierwszą strefę reakcji i drugą strefę reakcji, do której to pierwszej strefy reakcji wprowadza się surowce węglowodorowe w stanie ciekłym i utrzymuje się w niej temperaturę, w której zachodzą reakcje krakingu, i z górnej części pierwszej strefy odprowadza się opary produktów krakingu, natomiast ciekła mieszanina reakcyjna z dolnej części tej strefy przepływa do dolnej części wymienionej drugiej strefy, w której wpływającą od dołu mieszaninę reakcyjną dzieli się na liczne strumienie przepływające w górę, przy czym do każdego z tych strumieni wprowadza się od dołu strumień gazu tworzący z mieszaniną reakcyjną mieszaninę cieczowo-gazową, którą w trakcie przepływania w górę ogrzewa się przez pośrednią wymianę ciepła z medium grzewczym, i ogrzaną mieszaninę wypływającą górą z wymienionej drugiej strefy wprowadza się z powrotem do wymienionej pierwszej strefy reakcji, a odprowadzane górą z pierwszej strefy opary produktów poddaje się rozdziałowi.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz, który wprowadza się do ciekłych strumieni mieszaniny reakcyjnej w drugiej strefie reakcji jest gazem będącym produktem procesu krakingu lub gazem pochodzącym z innego źródła, takim jak gaz ziemny, gaz płynny, odparowane lekkie węglowodory, w tym także węglowodory pochodzące z procesu krakingu, lub gazy obojętne niezawierające tlenu.

   PL 205 461 B1
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e ogrzaną mieszaninę cieczowo-gazową z drugiej strefy reakcji wprowadza się do pierwszej strefy reakcji powyżej wymienionej dolnej części pierwszej strefy reakcji, z której to dolnej części mieszanina reakcyjna przepływa do drugiej strefy reakcji.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, ż e ogrzaną mieszaninę cieczowo-gazową z drugiej strefy reakcji wprowadza się do pierwszej strefy reakcji powyżej poziomu ciekłej mieszaniny reakcyjnej zawartej w pierwszej strefie.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszej strefie reakcji utrzymuje się temperaturę od 350°C do 450°C.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że medium grzewcze w drugiej strefie reakcji przepuszcza się przeciwprądowo lub współprądowo z kierunkiem przepływu mieszaniny cieczowo-gazowej.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że medium grzewczym są gorące gazy spalinowe.
8. 8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że gazy spalinowe uzyskuje się ze spalania gazu będącego produktem procesu krakingu lub ze spalania paliw pochodzących z innych źródeł, w tym także paliw stałych.
9. 9. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e opary produktów krakingu, które odprowadza się z górnej części pierwszej strefy reakcji rozdziela się na węglowodory o temperaturze wrzenia do 350°C i na węglowodory wrzą ce powyżej 350°C.
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że węglowodory wrzące powyżej 350°C zawraca się do układu reakcyjnego, korzystnie do pierwszej strefy reakcji.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przetwarzaniu poddaje się takie surowce węglowodorowe jak odpady tworzyw sztucznych, zużyte oleje smarowe i smary, pozostałości podestylacyjne, pozostałości z różnych procesów technologicznych, zużyte i świeże tłuszcze roślinne i zwierzęce.
12. 12. Sposób według zastrz. 1 albo 11, znamienny tym, że surowce węglowodorowe poddaje się przetwarzaniu metodą krakingu katalitycznego prowadzonego w obecności wodoru.
13. 13. Układ do przetwarzania surowców węglowodorowych metodą termicznego lub katalitycznego krakingu do węglowodorów o niższym ciężarze cząsteczkowym, znamienny tym, że zawiera reaktor zbiornikowy (1) i reaktor rurowy (5) usytuowane obok siebie, który to reaktor zbiornikowy ma wloty do doprowadzania surowców i katalizatora, wyloty do odprowadzania produktów i zanieczyszczeń, zaś reaktor rurowy ma w obudowie zamontowane równoległe względem siebie rury (6), skierowane z dołu ku górze, i rury te razem z dolną komorą (6a) łączącą dolne otwarte końce rur i z górną komorą (6b) łączącą górne otwarte końce rur tworzą w obudowie oddzielną przestrzeń rurową połączoną przewodami z reaktorem zbiornikowym (1) w ten sposób, że jednym przewodem (4) połączona jest dolna część reaktora zbiornikowego z wejściem od dołu do przestrzeni rurowej, a drugim przewodem (12) połączone jest wyjście górne z przestrzeni rurowej z reaktorem zbiornikowym, przy czym wejście drugiego wymienionego przewodu (12) do reaktora zbiornikowego usytuowane jest powyżej wymienionej dolnej części reaktora zbiornikowego (1), zaś każda z rur (6) w reaktorze rurowym ma na dolnym końcu zamontowaną rurkę (7), której wylot ukierunkowany jest zasadniczo współosiowo z rurą (6), a końce wlotowe rurek połączone są z kolektorem (8), przy czym średnica rurek (7) jest znacznie mniejsza od średnicy rur (6), a obudowa reaktora rurowego ma wlot i wylot do wprowadzania i odprowadzania medium grzewczego.
14. 14. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że reaktor zbiornikowy (1) jest pionowym cylindrycznym zbiornikiem.
15. 15. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że reaktor rurowy (5) ma w obudowie wykonane króćce wlotowe i wylotowe.
16. 16. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że reaktor rurowy (5) ma w obudowie zamontowany co najmniej jeden palnik i ma wykonany króciec wylotowy.