PL210518B1 - Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych - Google Patents

Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych

Info

Publication number
PL210518B1
PL210518B1 PL389554A PL38955409A PL210518B1 PL 210518 B1 PL210518 B1 PL 210518B1 PL 389554 A PL389554 A PL 389554A PL 38955409 A PL38955409 A PL 38955409A PL 210518 B1 PL210518 B1 PL 210518B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
stage
catalyst
carried out
hydrogenation
hydrocarbons
Prior art date
Application number
PL389554A
Other languages
English (en)
Other versions
PL389554A1 (pl
Inventor
Jacek Kijeński
Ewa Śmigiera
Osazuwa Osawaru
Antoni Migdał
Andrzej Mianowski
Andrzej Korpoliński
Monika Nemtusiak
Mariusz Rogieński
Original Assignee
Inst Chemii Przemysłowej Im Prof Ignacego Mościckiego
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 Inst Chemii Przemysłowej Im Prof Ignacego Mościckiego filed Critical Inst Chemii Przemysłowej Im Prof Ignacego Mościckiego
Priority to PL389554A priority Critical patent/PL210518B1/pl
Publication of PL389554A1 publication Critical patent/PL389554A1/pl
Publication of PL210518B1 publication Critical patent/PL210518B1/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
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

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

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych.
Kraking, depolimeryzacja termiczna lub katalityczna, a następnie uwodornienie produktów nienasyconych pozwala na wytworzenie z odpadowych tworzyw sztucznych frakcji węglowodorowych o zakresie temperatur wrzenia charakterystycznym dla benzyn lub paliw dieslowskich.
Czynnikiem redukcyjnym w procesie uwodornienia jest gazowy wodór, a proces przebiega pod zwiększonym ciśnieniem rzędu 1-3 MPa, podobnie jak w przypadku przerobu frakcji ropy naftowej.
Przyjęte standardy międzynarodowe określają limity maksymalnych udziałów węglowodorów typu olefinowego: w benzynach silnikowych na poziomie 18% obj. oraz 35% obj. typu aromatycznego, natomiast dla oleju napędowego 11,0% wag. (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne), zatem konieczne jest uwodornienie związków nienasyconych zawartych w produktach powstających np. w procesie krakingu polimerów.
Innym rozwiązaniem pozwalającym obniżyć zawartość związków nienasyconych, opisanym w polskim zgł oszeniu patentowym (P-383589), jest prowadzenie rozkł adu w ukł adzie polimerrozpuszczalnik (olej technologiczny) za pomocą cieczy organicznych, będących jednocześnie donorami wodoru.
Metoda ta pozwala obniżyć zawartość związków nienasyconych, ale wiąże się z ryzykiem wprowadzenia do produktów wraz z olejem technologicznym niepożądanych składników, głównie związków siarki i węglowodorów aromatycznych.
Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych, według wynalazku polega na tym, że przeprowadza się go przy użyciu metanolu, jako donora wodoru pod ciśnieniem atmosferycznym w układzie przepływowym, przy czym, powstające w wyniku selektywnego rozkładu metanolu, wodór oraz tlenek węgla są niezbędne dla prawidłowego przebiegu procesu uwodornienia frakcji węglowodorowej.
Warunki termodynamiczne procesu uwodornienia frakcji węglowodorowej pochodzącej z przerobu odpadów polimerowych, prowadzonego sposobem według wynalazku, są łagodniejsze niż w przypadku bezpoś redniej redukcji wodorem.
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że obecność tlenku węgla wpływa korzystnie na przebieg reakcji uwodornienia związków nienasyconych pod ciśnieniem atmosferycznym, zwłaszcza dla związków powyżej C20, w przypadku których reakcja uwodornienia przy zastosowaniu czystego wodoru nie zachodzi.
Nieoczekiwanie stwierdzono, że w obecności CO w środowisku reakcji - proces redukcji przebiega ze 100% selektywnością.
Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych, według wynalazku prowadzi się dwuetapowo, w sprzężonym układzie przepływowym, pod ciśnieniem atmosferycznym, wobec katalizatorów heterofazowych, przy czym w pierwszym etapie metanol poddaje się redukcji do tlenku węgla i wodoru, w obecności gazu obojętnego, w temperaturze 100-300°C, wobec katalizatora, którym jest tlenek metalu naniesiony na nośnik tlenkowy, zaś w etapie drugim otrzymaną mieszaninę tlenku węgla i wodoru kontaktuje się z frakcją węglowodorową z przerobu odpadów polimerowych, w temperaturze 100-400°C, wobec katalizatora metalicznego naniesionego na nośnik tlenkowy.
Korzystnie jest w pierwszym etapie procesu jako katalizator stosować CoO, NiO, CuO, ZnO, zaś jako tlenkowy nośnik stosować SiO2, AI2O3, TiO2, MgO.
Korzystnie jest w drugim etapie jako katalizator redukcji stosować Pt, Rh, Co/Mo, Ni/Mo, Mo, W, Fe zaś jako tlenkowy nośnik stosować SiO2, AI2O3, TiO2, MgO, ZrO2.
Korzystnie jest w pierwszym etapie jako gaz obojętny stosować argon.
Stwierdzono, że w pierwszym etapie proces korzystnie prowadzi się przy obciążeniu katalizatora 0,5-20 h-1.
Stwierdzono, że w drugim etapie proces korzystnie prowadzi się przy obciążeniu katalizatora 0,5-20 h-1.
Korzystnie jest również mieszaninę wodoru i tlenku węgla, otrzymaną w pierwszym etapie procesu, stosować do redukcji katalizatora reakcji w drugim etapie z formy wyjściowej do formy metalicznej. Stwierdzono bowiem, że obecność tlenku węgla zapobiega aglomeracji fazy aktywnej katalizatora w trakcie jego redukcji.
PL 210 518 B1
Prowadzenie procesu sposobem według wynalazku pozwala na wykorzystanie produktów rozkładu metanolu do uwodornienia frakcji węglowodorowych z przerobu odpadów polimerowych, pod ciśnieniem atmosferycznym, a co za tym idzie pozwala wyeliminować trudności związane ze stosowaniem czystego gazowego wodoru oraz ze stosowaniem wysokich ciśnień, co rzutuje na niskie bezpieczeństwo procesu.
Proces prowadzony sposobem według wynalazku, w odróżnieniu od sposobów dotychczas stosowanych, jest bezpieczny i bezodpadowy.
Sposobem według wynalazku można poddawać redukcji frakcje węglowodorowe otrzymane w wyniku przerobu odpadów róż nych tworzyw zawierających: poliolefiny, polistyren, poli(chlorek winylu), poliestry, poliamidy, poliwęglany, poliacetale, poliakrylany, polimetakrylany lub ich mieszaniny.
Produkty procesu według wynalazku uwodornienia frakcji węglowodorowych z przerobu odpadów polimerowych mogą być stosowane jako komponenty paliw płynnych.
Sposób według wynalazku zilustrowano w przykładach.
P r z y k ł a d I
Proces prowadzono dwuetapowo w sprzężonym przepływowym układzie katalitycznym, składającym się z dwóch reaktorów szklanych, jak przedstawiono na rysunku.
Jako katalizator I etapu zastosowano CoO/SiO2 w ilości 0,5 g, zaś II etapu - H2PtCl6/Al2O3 w ilości 0,5 g.
Początkowo aktywowano termicznie w strumieniu powietrza katalizatory w obydwu reaktorach, w temperaturze 450°C przez 60 minut, następnie obniżano temperaturę I etapu do 100°C, przełączano strumień gazu nośnego na argon i rozpoczynano podawanie metanolu do pierwszego reaktora.
Obciążenie katalizatora wynosiło 10 h-1.
Produkty rozkładu metanolu przechodziły bezpośrednio do reaktora drugiego, gdzie kontaktowały się z katalizatorem II etapu redukując fazę aktywną do metalu (Pt), w ciągu 60 minut, w temperaturze 450°C.
Następnie, obniżano temperaturę złoża katalitycznego II etapu do 100°C i rozpoczynano podawanie surowca (frakcja I z rozkładu poliolefin o temperaturze wrzenia < 360°C, o składzie w % wag. podanym w tabelach), średnia masa cząsteczkowa: 201,1 g/mol, liczba jodowa: 53,1 g J2/100 g.
Procentowe udziały związków nasyconych i nienasyconych wynoszą odpowiednio 43,4 i 56,6%. Surowiec podawano w temperaturze 100°C.
Obciążenie katalizatora wynosiło 1,5 h-1.
Sukcesywnie podnoszono temperaturę II etapu do 400°C, a produkty analizowano chromatograficznie.
Zawartość związków nasyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 1.
T a b e l a 1
Frakcja I (wyniki reakcji w 300°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 31,2 43,4
C20-C25 12,2
Węglowodory nienasycone C8-C19 56,6 56,6
C20-C25 0
Po reakcji
Węglowodory nasycone Ce- C19 45,6 90,8
C20-C30 45,2
Węglowodory nienasycone C9-C19 9,2 9,2
C20-C30 0
PL 210 518 B1
P r z y k ł a d II
Proces prowadzono z zastosowaniem aparatury jak w przykładzie I, stosując jako katalizator I etapu NiO/SiO2.
Zawartość związków nasyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 2.
T a b e l a 2
Frakcja I (wyniki reakcji w 300°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 31,2 43,4
C20-C25 12,2
Węglowodory nienasycone C8-C19 56,6 56,6
C20-C25 0
Po reakcji
Węglowodory nasycone Ce- C19 38,3 62,7
C20-C30 24,4
Węglowodory nienasycone C9-C19 25,4 35,2
C20-C30 9,8
P r z y k ł a d III
Proces prowadzono z zastosowaniem aparatury jak w przykładzie I, stosując jako katalizator II etapu Rh/Al2O3.
Zawartość związków nasyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 3.
T a b e l a 3
Frakcja I (wyniki reakcji w 300°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 31,2 43,4
C20-C25 12,2
Węglowodory nienasycone C8-C19 56,6 56,6
C20-C25 0
Po reakcji
Węglowodory nasycone C6-C19 32,1 74,6
C20-C30 42,5
Węglowodory nienasycone C9-C19 13,6 25,4
C20-C30 11,8
P r z y k ł a d IV
Proces prowadzono z zastosowaniem aparatury jak w przykładzie I, stosując jako katalizator II etapu NiMo/SiO2.
Zwartość związków nasyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 4.
PL 210 518 B1
T a b e l a 4
Frakcja I (wyniki reakcji w 300°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 31,2 43,4
C20-C25 12,2
Węglowodory nienasycone C8-C19 56,6 56,6
C20-C25 0
Po reakcji
Węglowodory nasycone C6-C19 12,1 54,6
C20-C30 42,5
Węglowodory nienasycone C9-C19 23,6 45,4
C20-C30 21,8
Otrzymany produkt zawrócono do reaktora II etapu procesu uzyskując dalsze wzbogacenie frakcji węglowodorowej w produkty nasycone.
P r z y k ł a d V
Proces prowadzono z zastosowaniem aparatury jak w przykładzie I, stosując jako katalizator II etapu CoMo/SiO2.
Zawartość związków nasyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 5.
T a b e l a 5
Frakcja I (wyniki reakcji w 300°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 31,2 43,4
C20-C25 12,2
Węglowodory nienasycone C8-C19 56,6 56,6
C20-C25 0
Po reakcji
Węglowodory nasycone C6-C19 14,4 57,3
C20-C30 42,9
Węglowodory nienasycone C9-C19 33,1 42,7
C20-C30 9,6
P r z y k ł a d VI
Proces prowadzono z zastosowaniem aparatury i katalizatorów jak w przykładzie I, stosując jako surowiec:
frakcja II z rozkładu poliolefin o temperaturze wrzenia > 360°C, średnia masa cząsteczkowa: 313 g/mol, liczba jodowa: 17 g J2/100 g.
Zawartość związków nasyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 6.
PL 210 518 B1
T a b e l a 6
Frakcja II (wyniki reakcji w 100°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 1,01 81,88
C20-C25 80,87
Węglowodory nienasycone C8-C19 0 18,12
C20-C25 18,12
Po reakcji
Węglowodory nasycone C6-C19 0 100
C20-C30 100
Węglowodory nienasycone 0 0 0
P r z y k ł a d VII
Proces prowadzono z zastosowaniem aparatury jak w przykładzie I, stosując jako surowiec frakcję Il, a jako katalizator II etapu Rh/Al2O3.
Zawartość związków nasyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 7.
T a b e l a 7
Frakcja II (wyniki reakcji w 300°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 1,01 81,88
C20-C25 80,87
Węglowodory nienasycone C8-C19 0 18,12
C20-C25 18,12
Po reakcji
Węglowodory nasycone C6-C19 10,40 91,80
C20-C30 73,40
Węglowodory nienasycone C20-C25 8,20 8,20
P r z y k ł a d VIII
Proces prowadzono z zastosowaniem aparatury jak w przykładzie I, stosując jako surowiec frakcję II oraz stosując jako katalizator II etapu CoMo/SiO2.
Zawartość związków niesyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 8.
T a b e l a 8
Frakcja II (wyniki reakcji w 200°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 1,01 81,88
C20-C25 80,87
Węglowodory nienasycone C8-C19 0 18,12
C20-C25 18,12
Po reakcji
Węglowodory nasycone Cg- C19 5,70 88,20
C20-C30 82,50
Węglowodory nienasycone C20-C25 11,80 11,80
PL 210 518 B1
P r z y k ł a d IX
Proces prowadzono z zastosowaniem aparatury jak w przykładzie I, stosując jako surowiec: frakcję II oraz stosując jako katalizator II etapu NiMo/SiO2.
Zawartość związków nasyconych i nienasyconych w surowcu i produkcie zestawiono w tabeli 9.
T a b e l a 9
Frakcja II (wyniki reakcji w 400°C) Skład frakcji Zawartość [%] Suma [%]
Przed reakcją
Węglowodory nasycone C8-C19 1,01 81,88
C20-C25 80,87
Węglowodory nienasycone C8-C19 0 18,12
C20-C25 18,12
Po reakcji
Węglowodory nasycone C6-C19 0,90 85,80
C20-C30 84,90
Węglowodory nienasycone C20-C25 14,20 14,20
Zastrzeżenia patentowe

Claims (7)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych, znamienny tym, że proces prowadzi się dwuetapowo, w sprzężonym układzie przepływowym, pod ciśnieniem atmosferycznym, wobec katalizatorów heterofazowych, przy czym w pierwszym etapie metanol poddaje się redukcji do tlenku węgla i wodoru, w obecności gazu obojętnego, w temperaturze 100-300°C, wobec tlenku metalu naniesionego na nośnik tlenkowy, zaś w drugim etapie otrzymaną mieszaninę tlenku węgla i wodoru kontaktuje się z frakcją węglowodorową z przerobu odpadów polimerowych, w temperaturze 100-400°C, wobec katalizatora metalicznego naniesionego na noś nik tlenkowy.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym etapie jako katalizator stosuje się CoO, NiO, CuO, ZnO, zaś jako tlenkowy nośnik stosuje się SiO2, AI2O3, TiO2, MgO.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie jako katalizator metaliczny stosuje się Pt, Rh, Co/Mo, Ni/Mo, Mo, W, Fe, zaś jako tlenkowy nośnik stosuje się SiO2, AI2O3, TiO2, MgO, ZrO2.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym etapie jako gaz obojętny stosuje się argon.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym etapie proces prowadzi się przy obciążeniu katalizatora 0,5-20 h-1.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie proces prowadzi się przy obciążeniu katalizatora 0,5-20 h-1.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę wodoru i tlenku węgla, otrzymaną w pierwszym etapie procesu, stosuje się do redukcji katalizatora reakcji w drugim etapie z formy wyjściowej do formy metalicznej.
PL389554A 2009-11-12 2009-11-12 Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych PL210518B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL389554A PL210518B1 (pl) 2009-11-12 2009-11-12 Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL389554A PL210518B1 (pl) 2009-11-12 2009-11-12 Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL389554A1 PL389554A1 (pl) 2011-05-23
PL210518B1 true PL210518B1 (pl) 2012-01-31

Family

ID=44070232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL389554A PL210518B1 (pl) 2009-11-12 2009-11-12 Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL210518B1 (pl)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10774269B2 (en) 2017-05-03 2020-09-15 Handerek Technologies Sp. Z O.O. Method of preparation of hydrocarbon fuels from polyolefin waste materials
WO2022090506A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Supported metal oxides as depolymerization catalysts

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10774269B2 (en) 2017-05-03 2020-09-15 Handerek Technologies Sp. Z O.O. Method of preparation of hydrocarbon fuels from polyolefin waste materials
WO2022090506A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Supported metal oxides as depolymerization catalysts
US11767408B2 (en) 2020-10-30 2023-09-26 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Supported metal oxides as depolymerization catalysts

Also Published As

Publication number Publication date
PL389554A1 (pl) 2011-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Earley et al. Continuous catalytic upgrading of ethanol to n-butanol and> C 4 products over Cu/CeO 2 catalysts in supercritical CO 2
CN109053371B (zh) 一种合成气直接制备乙醇的方法
EP1836147B1 (en) Vapour phase hydrogenation of glycerol
EP2177587B1 (en) Deoxygenation of materials of biological origin
CN101845323B (zh) 一种利用塑料油生产汽柴油的工艺
Kiméné et al. Catalytic decarboxylation of fatty acids to hydrocarbons over non‐noble metal catalysts: the state of the art
CN112189046B (zh) 生物喷气燃料的制造方法
CN104245653B (zh) 高热燃料和化学品的合成
MX2014007151A (es) Metodos para desoxigenar aceites de pirolisis derivados de biomasa.
CN109111345B (zh) 一种乙醇催化转化制备甲基苯甲醇的方法
CN101914387A (zh) 一种裂解乙烯副产碳九催化提质方法
CN103896766A (zh) 一种生产乙酸甲酯的方法
CN103896767B (zh) 一种制备乙酸甲酯的方法
EP3927463B1 (en) DEOXYGENATION CATALYSTS OF FREE FATTY ACID AND TRIGLYCERIDE ESTERS
Wu et al. Domino reactions for biofuel production from zymotic biomass wastes over bifunctional Mg-containing catalysts
KR101953218B1 (ko) 2단 반응으로 함산소 탄화수소로부터 탈산소 연료를 제조하는 방법
KR101891871B1 (ko) 트리아실글리세라이드를 함유한 오일의 전환
PL210518B1 (pl) Sposób uwodornienia frakcji węglowodorowej z przerobu odpadów polimerowych
CN102041073A (zh) 蒽油的加氢裂化方法
KR102183308B1 (ko) 수소화 및 수첨탈산소 촉매를 이용한 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 방법
US20240351969A1 (en) Method for preparing methyl isobutyl ketone
EP2635659B1 (en) Hydrodeoxygenation of pyrolysis oil in presence of admixed alcohol
CN103896770B (zh) 一种生产乙酸甲酯的方法
RU2445344C1 (ru) Способ переработки тяжелого нефтяного сырья
CA3062270C (en) Method of preparation of hydrocarbon fuels from polyolefin waste materials