PL209728B1 - Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych - Google Patents

Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych

Info

Publication number
PL209728B1
PL209728B1 PL383589A PL38358907A PL209728B1 PL 209728 B1 PL209728 B1 PL 209728B1 PL 383589 A PL383589 A PL 383589A PL 38358907 A PL38358907 A PL 38358907A PL 209728 B1 PL209728 B1 PL 209728B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
liquid
plastics
pressure
methanol
mpa
Prior art date
Application number
PL383589A
Other languages
English (en)
Other versions
PL383589A1 (pl
Inventor
Andrzej Mianowski
Izabela Baraniec
Jacek Kijeński
Original Assignee
Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Politechnika Slaska Im Wincent
Priority to PL383589A priority Critical patent/PL209728B1/pl
Publication of PL383589A1 publication Critical patent/PL383589A1/pl
Publication of PL209728B1 publication Critical patent/PL209728B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/143Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób roztwarzania tworzyw sztucznych.
Pod pojęciem roztwarzania wyszczególnionych polimerów rozumie się jednoczesne ich rozpuszczanie w roztworach cieczy organicznych, połączone z termiczną częściową ich degradacją. Celem technologicznym takiego procesu jest na tyle trwałe roztworzenie polimeru w roztworze, aby w temperaturze otoczenia nadal otrzymywać substancję ciekłą, nadająca się do dalszego przetworzenia. Efekt ten uzyskuje się stosując ciecze organiczne, korzystnie o wysokiej temperaturze wrzenia, rzędu 200°C. Istota zjawiska opiera się na fakcie destrukcji powstałych pod wpływem temperatury i rozpuszczalnika struktur żelowych przetwarzanego polimeru.
Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 203 324 sposób polegający na ogrzewaniu mieszaniny wybranych polimerów z cieczami organicznymi do temperatury nie wyżej, niż 450°C i ciśnienia końcowego poniżej 30 MPa, w którym wykorzystuje się prężność rozkładczą par cieczy i produktów rozkładu termicznego polimerów. Dzięki temu zostaje osiągnięty oczekiwany cel, jakim są ciekłe frakcje organiczne, zawierające w formie jednorodnej utylizowane odpadowe polimery.
Dla tego celu rekomenduje się ciekłe węglowodory, ich mieszaniny, surowce petrochemiczne pierwotne jak ropa naftowa i wtórne, typu benzyn i olejów oraz oleje karbochemiczne.
Termokatalityczny lub termiczny rozkład polimerów w warunkach przemysłowych prowadzi do utworzenia węglowodorów wysoko nienasyconych zwykle rzędu 40:60%. Fakt ten wyklucza je w zastosowaniu jako pełnowartościowe komponenty paliwowe, z uwagi na wysokie wymagania jakościowe stawiane tego typu produktom, jak również niską ich stabilność w czasie. Otrzymywane tą metodą ciekłe frakcje wymagają dalszych procesów uszlachetniających, również dla rozkładu polimerów w wersji z rozpuszczalnikami.
Procesy hydrorafinacji, których zasadniczym celem jest tutaj wysycenie związków nienasyconych, a także wyeliminowanie związków siarki, wymagają zwiększonego ciśnienia (najkorzystniej 8 MPa) i temperatury nie niższej niż 350°C.
Rozkład wybranych polimerów wraz cieczami organicznymi, będącymi jednocześnie donorami wodoru, jak np. węglowodory z szeregu naftenowo-aromatycznego (łatwo odszczepiające wodór), zwane dalej poliaromatycznymi, stanowi odmienny kierunek utylizacji, wiążący zarówno termiczną częściową degradację polimeru, jak i możliwość hydrorafinacji, poprzez transfer wodoru do cząsteczki akceptora.
Tetralina (1,2,3,4-tetrahydronaftalen), wykorzystywana od wielu lat na szeroką skalę w procesach uwodornienia węgla, jest już właściwie klasycznym przykładem donora wodoru. Ten modelowy reagent wyróżnia się spośród innych donorów wodoru swą reaktywnością, a ponadto charakteryzuje się wysoką, korzystną w procesach roztwarzania polimerów, temperaturą wrzenia (207,5°C; 0,1 MPa).
Wnikliwe badania przeprowadzone dla produktów termokatalitycznego rozkładu odpadowych poliolefin (~400°C), otrzymanych w warunkach przemysłowych wobec tetraliny, wykazały możliwość stosowania takich węglowodorowych donorów wodoru dla procesów roztwarzania oraz hydrorafinacji otrzymywanych produktów (A.Mianowski, I.Baraniec: Badania nad laboratoryjnym procesem rozkładu odpadowych poliolefin w tetralinie. Zeszyty Naukowe Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Koszalińskiej, nr 20 (2007) 431-444).
Zdegradowany ciekły produkt polimerowy, otrzymany w obecności tetraliny, zawiera niewielką zawartość związków nienasyconych (nawet do 2,2%), jak i siarki (0-50 ppm S).
Ponadto w podwyższonej temperaturze, nie można uniknąć ubocznych reakcji dysproporcjonowania oraz degradacji poliaromatycznych reagentów wodorodonorowych.
W związku z tym stosowanie ich dla celów technologicznych w ogóle nie jest możliwe i to z kilku powodów, m.in. konieczności oczyszczania frakcji końcowej od produktów dysproporcjonowania, czy rozkładu donora wodoru, a także jego aktywności biologicznej oraz wysokiej ceny.
Wady zaobserwowanych, cytowanych badań, eliminuje sposób według wynalazku, który w swojej istocie poszerza możliwości stosowania cieczy organicznych, o termicznie nietrwały w tych warunkach metanol.
Sposób według wynalazku polega na tym, że do roztwarzania stosuje się tworzywa sztuczne zwłaszcza poliolefiny, polistyren w postaci stałej, rozdrobnionej lub w postaci ciekłej bądź cieczy krystalizującej przetworzonej uprzednio termicznie względnie termokatalitycznie, a jako ciecze organiczne stosuje się metanol lub mieszaniny z jego udziałem, przy czym proces prowadzi się do temperatury
PL 209 728 B1 rzędu 400°C, nie wyższej niż 450°C, przy czym maksymalne ciśnienie winno być niższe od 30MPa, a poniżej 20 MPa, gdy produkt jest uprzednio przetworzony w postaci ciekłej lub cieczy krystalizującej.
Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych charakteryzuje się tym, że proces prowadzi się wobec katalizatorów, zwłaszcza stosowanych w procesach rozkładu metanolu, o charakterze zasadowym jak MgO, kwaśnym, amfoterycznym jak AI2O3, ZnO, Cr2O3, obojętnym bądź stanowiącym ich kombinacje.
Mankamentem metanolu jest jego niska temperatura wrzenia (64,7°C, 0,1 MPa), uniemożliwiająca jego oddziaływanie z polimerem, w kierunku jego destrukcji, jak również niska stabilność termiczna reagenta. W temperaturach 300-400°C, w obecności katalizatora, metanol ulega całkowitej konwersji w kierunku wytworzenia mieszaniny CO + 2H2. Obecność tlenku węgla (II) o charakterze gazu inertnego w mieszaninie reakcyjnej, wpływa niekorzystnie na proces, obniżając ciśnienie parcjalne wymaganego do hydrorafinacji wodoru.
Nieoczekiwanie okazało się, iż metanol umożliwia jednoczesną realizację kilku procesów, tj. degradacji polimerów, ich roztwarzania oraz rafinacji wyrażającej się hydrorafinacją związków siarki oraz wysycenia podwójnych wiązań.
Sposób według wynalazku przewiduje otrzymanie ciekłej frakcji węglowodorowej, charakteryzującą się niewielką zawartością struktur nienasyconych (nawet do 7,1%) oraz niską zawartością siarki (50-320 ppm S).
Ciekły produkt końcowy nie wymaga dodatkowego oczyszczania od produktów rozkładu reagenta donorowodorowego, jak ma to miejsce w przypadku stosowania poliaromatycznych donorów wodoru.
Rozwiązanie z użyciem metanolu, realizuje założenia procesu technologicznego, który zakłada najdogodniejszy i najbardziej ekonomiczny sposób jego prowadzenia, z wykorzystaniem reagentów tanich i łatwo dostępnych.
Przykłady wykonano w ramach projektu badawczego zamawianego nr PBZ-MNiSW-5/3/2006 pt.: GOSPODARKA I ROZWÓJ TECHNICZNEGO WYKORZYSTANIA ODPADÓW Z TWORZYW POLIMEROWYCH W POLSCE.
P r z y k ł a d I
Realizacja procesu w wersji termiczno-ciśnieniowej, bezpośrednio w układzie odpadowe poliolefiny - ciecze donorowodorowe - olej technologiczny stwarza możliwość pominięcia etapu wstępnej pirolizy poliolefin.
Przeprowadzono rozkład stałych aglomeratów z odpadowych poliolefin pod zwiększonym ciśnieniem, wywołanym prężnością par mieszaniny oraz produktów rozkładu reagentów, wobec oleju parafinowego, a także metanolu, jako czynnika wodorodonorowego.
Realizację procesu rozwiązano następująco:
3 > prowadzenie procesu - autoklaw ciśnieniowy o pojemności 1 dm > atmosfera beztlenowa, > stosunek masowy polimer: olej parafinowy : metanol wynosił 1:2:3, > katalizator G3 (CoMo/AI2O3) wraz z CuO, ZnO (1:1) bądź MgO, > temperatura reakcji: 400°C, > czas reakcji: 3 godziny, > ciśnienie końcowe procesu 17 MPa.
Po oziębieniu mieszaniny reakcyjnej otrzymano zdegradowany ciekły produkt węglowodorowy o zawartości struktur nienasyconych równej 27,4% z wydajnością prawie 90% m/m. Stałych części polimerowych nie zidentyfikowano.
P r z y k ł a d II
Przeprowadzono rozkład odpadowych poliolefin pod zwiększonym ciśnieniem, wywołanym prężnością par mieszaniny oraz produktów rozkładu reagentów, wobec metanolu, jako czynnika wodorodonorowego.
Dla procesów uszlachetniających wykorzystano produkt pierwotnej pirolizy odpadowych poliolefin bez olejów bazowych, charakteryzujący się zawartością związków nienasyconych na poziomie 49,1% oraz półstałą konsystencją, zwany dalej poliolefiną.
3
Przed przystąpieniem do ogrzewania mieszaniny, autoklaw o roboczej pojemności 1 dm3 przedmuchano argonem w celu zapewnienia beztlenowej atmosfery.
PL 209 728 B1
Charakterystykę procesów ilustruje tabela 1.
W pozycjach nr I i II otrzymano ciekły produkt o niskiej zawartości struktur nienasyconych, ale z wydajnoś cią nie przekraczają c ą 35% m/m. Pozostał o ść stanowi stał y produkt polimerowy.
Z kolei po procesach nr III-VII uzyskano głównie ciekłe frakcje węglowodorowe, otrzymane w iloś ci ok. 80% m/m, charakteryzują ce się niewielką zawartoś cią zwią zków nienasyconych oraz niską zawartością siarki.
T a b e l a 1
Charakterystyka procesów
Nr Wsad Katalizator Stosunek: polimeru do metanolu Temperatura końcowa procesu, °C Ciśnienie końcowe procesu, MPa Czas reakcji, h (w temperaturze powyżej 400°C) Wydaj- ność produktu ciekłego, % m/m Nienasycenie fazy ciekłej, % Siarka, ppm
1 poliolefiny + metanol C0M0/AI2O3 CuO, ZnO 1:8 260 12,0 0 35 10,9 200
II poliolefiny + metanol C0M0/AI2O3 CuO, ZnO 1:3 260 2,2 0 23 7,1 250
III poliolefiny + metanol C0M0/AI2O3 CuO, ZnO 2:1 403 7,3 3 87 14,9 120
IV poliolefiny + metanol C0M0/AI2O3 CuO, ZnO 2:1 409 9,2 6 80 15,9 70
V produkt po procesie III + metanol CoMo/AI2O3 CuO, ZnO 1:1 409 7,0 3 86 14,4 50
VI poliolefiny + metanol C0M0/AI2O3 CuO, ZnO 2:1 402 10,0 3 86 15,8 160
VII poliolefiny + metanol - 2:1 413 5,9 6 81 21,2 320
Zastrzeżenia patentowe

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych, polegający na tym, że mieszaninę cieczy organicznych i tworzyw sztucznych w ilości co najmniej 10% masowych poddaje się ogrzewaniu, któremu towarzyszy wzrost ciśnienia wynikający z prężności par mieszaniny w przemianach fazowych i chemicznych, po uzyskaniu końcowych temperatur i ciśnienia produkt oziębia się do temperatury otoczenia lub wyższej, a następnie wykorzystuje się go do wspólnego przerobu z ropą naftową lub do dalszych procesów pirolitycznych, zwłaszcza do pirolizy olefinowej, znamienny tym, że do roztwarzania stosuje się tworzywa sztuczne zwłaszcza poliolefiny, polistyren w postaci stałej, rozdrobnionej lub w postaci ciekł ej bą d ź cieczy krystalizują cej przetworzonej uprzednio termicznie wzglę dnie termokatalitycznie, a jako ciecze organiczne stosuje metanol lub mieszaniny z jego udziałem, przy czym proces prowadzi się do temperatury rzędu 400°C, nie wyższej niż 450°C, a maksymalne ciśnienie jest niższe od 30 MPa, a poniżej 20 MPa, gdy produkt jest uprzednio przetworzony w postaci ciekłej lub cieczy krystalizującej.
  2. 2. Sposób roztwarzania według, zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się wobec katalizatorów o charakterze zasadowym jak MgO, kwaśnym, amfoterycznym jak AI2O3, ZnO, Cr2O3, obojętnym bądź stanowiącym ich kombinacje.
PL383589A 2007-10-22 2007-10-22 Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych PL209728B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL383589A PL209728B1 (pl) 2007-10-22 2007-10-22 Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL383589A PL209728B1 (pl) 2007-10-22 2007-10-22 Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL383589A1 PL383589A1 (pl) 2009-04-27
PL209728B1 true PL209728B1 (pl) 2011-10-31

Family

ID=42985900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL383589A PL209728B1 (pl) 2007-10-22 2007-10-22 Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL209728B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL383589A1 (pl) 2009-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Elliott et al. Process development for hydrothermal liquefaction of algae feedstocks in a continuous-flow reactor
CA3098502C (en) Process for producing fuels from pyrolysis oil
JPWO2020239729A5 (pl)
KR20240168436A (ko) 오일 정제소 유닛에 공급하기 위한 석유 공급원과 폐플라스틱의 안정한 배합물을 위한 공정 및 이를 제조하는 공정
Wang et al. Preparation of monocyclic aromatic hydrocarbons from chlorine-containing mixed waste plastics via tandem catalysis coupled with hydrothermal pretreatment
WO2014003943A1 (en) Decontamination of deoxygenated biomass-derived pyrolysis oil using ionic liquids
KR20230087004A (ko) 탄화수소화합물을 이용한 폐플라스틱의 연료 또는 화학원료로의 전환 방법
AU2013394984A1 (en) Method and equipment for producing hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste products in a single step
US7520909B2 (en) Low temperature methods for hydrogen production
Miskolczi et al. Transformation of biomass and waste plastic mixtures into hydrocarbon oils and gases by pyrolysis using different reactor temperatures and pressures
Choi et al. Two-fold advancement in LDPE Pyrolysis: Enhancing light oil output and substituting sand with kaolin in a fluidized bed system
SK50592008A3 (sk) Spôsob výroby motorových palív z polymérnych materiálov
Lachos-Perez et al. Hydrothermal processing of polyethylene in superheated steam and supercritical water into fuels and chemicals
Farkas et al. Ruthenium-catalyzed “open-loop” recycling of polyethylene via tandem isomerization-metathesis (ISOMET)
US9675956B2 (en) Conversion of triacylglycerides-containing oils
PL209728B1 (pl) Sposób roztwarzania tworzyw sztucznych
ES2992534T3 (es) Método de tratamiento de residuos plásticos
RU2111851C1 (ru) Антисептическая жидкость для пропитки древесины жтк-1
Banihani et al. The effect of catalyst ratio on the pyrolysis yields for waste tyre
Kadiev et al. On the mechanism and main features of hydroconversion of the organic matter of oil sludge in the presence of nanosized catalysts
CN119421938A (zh) Pvc废品的催化裂化方法
Farkas et al. Chemical Open-Loop Recycling of Polyethylene
Krivtsova et al. Synthetic liquid fuels obtained by thermolysis of animal waste
EP2100857A2 (en) Feedstock conversion process and apparatus
El Sinawi et al. Further Insight in the Technology of the Production of Hydrogen from Municipal Solid Waste Components at Considerably Low Temperatures