PL211493B1

PL211493B1 - Sposób rozdziału produktów destrukcyjnej przeróbki tworzyw sztucznych

Info

Publication number: PL211493B1
Application number: PL381533A
Authority: PL
Inventors: Zdzisław Borowiec
Original assignee: Bkb Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2007-01-15
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2012-05-31
Also published as: PL381533A1

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211493 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 381533 ^{(51) Int.Cl.}

C10G 7/00 (2006.01) B01D 3/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 15.01.2007 (54) Sposób rozdziału produktów destrukcyjnej przeróbki tworzyw sztucznych (73) Uprawniony z patentu:

(43) Zgłoszenie ogłoszono:

21.07.2008 BUP 15/08

BKB SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ

ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Rzeszów, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

(72) Twórca(y) wynalazku:

31.05.2012 WUP 05/12

ZDZISŁAW BOROWIEC, Kraków, PL

PL 211 493 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdziału produktów destrukcyjnej przeróbki tworzyw sztucznych typu poliolefin, przeznaczony zwłaszcza do rozdziału na frakcje odpowiadające wymaganiom stawianym odpowiednim paliwom płynnym.

Jednym ze sposobów recyklingu energetycznego odpadowych tworzyw sztucznych typu poliolefin jest przeróbka destrukcyjna, w wyniku której można uzyskać paliwa płynne. Przeróbka destrukcyjna może być prowadzona metodą termiczną i/lub katalityczną - proces prowadzony jest zwykle w zakresie temperatur 350 - 450°C pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego. W wyniku destrukcji polimerów typu poliolefin, posiadających zwykle ponad 1000 atomów węgla w cząsteczce, powstają węglowodory o znacznie niższej ilości atomów węgla w cząsteczce począwszy od C1. Produkty destrukcji ponadto mogą zawierać wodę, porwane cząstki stałe oraz produkty destrukcji innych niż poliolefiny tworzyw sztucznych zawartych w surowcu poddawanym destrukcji. Większość produktów destrukcji w warunkach prowadzenia procesu odparowuje i w postaci par kierowana jest do dalszej przeróbki, mającej na celu ich rozdział na frakcje przydatne do wytwarzania komponentów paliw płynnych.

W znanych i stosowanych sposobach, jak na przykład w sposobie znanym z opisu patentowego Nr PL 197096, produkty destrukcji są ochładzane i następnie skondensowane produkty ciekłe oddzielane są od gazów, zawierających głównie węglowodory C1 - C4. Zwykle ciekłe produkty destrukcji są następnie rozdestylowywane na frakcję lekką - benzynową, frakcję średnią - oleju napędowego oraz frakcję ciężką - pozostałość podestylacyjną, jak to przedstawiono w opisie patentowym Nr PL 188936.

Znane sposoby są energochłonne a zawarte w ciekłych produktach zanieczyszczenia utrudniają wydzielenie z nich frakcji benzynowej i frakcji oleju napędowego.

W sposobie rozdział u produktów destrukcyjnej przeróbki tworzyw sztucznych typu poliolefin według wynalazku prowadzi się pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego metodą dwustopniowej kondensacji par produktów z jednoczesną rektyfikacją. W pierwszym stopniu kondensacji częściowo kondensuje się pary produktów we wstępnej kolumnie rektyfikacyjnej za pomocą ochłodzonej frakcji, korzystnie frakcji średniej, dozowanej w takiej ilości, aby temperatura par po pierwszym stopniu kondensacji wynosiła 250 - 300°C, korzystnie 270 - 285°C, i jednocześnie odbiera się wykroploną frakcję ciężką, o nominalnym zakresie temperatur wrzenia powyżej 360°C. Frakcja ciężka może być zawrócona do procesu destrukcji lub wykorzystana jako komponent paliw, na przykład oleju opałowego. W drugim stopniu kondensacji ochładza się pary produktów w chłodnicy do temperatury 110 - 130°C i tak ochłodzoną mieszaninę poddaje się rektyfikacji na kolumnie. Pary ze szczytu kolumny rektyfikacyjnej kondensuje się w chłodnicy i rozdziela w separatorze na fazę gazową, fazę wodną i ciekłą fazę węglowodorową, którą częściowo zawraca się na kolumnę jako orosienie, a częściowo odbiera się jako frakcję lekką - benzynową, o nominalnym zakresie temperatur wrzenia poniżej 170°C. Do części wzmacniającej kolumny rektyfikacyjnej podaje się parę wodną w ilości do 10% w stosunku do ilości przerabianych produktów destrukcji i odbiera się z dołu kolumny rektyfikacyjnej pozostałość, którą częściowo zawraca się na kolumnę wstępną jako orosienie, a częściowo po ochłodzeniu odbiera się jako frakcję średnią - oleju napędowego, o nominalnym zakresie temperatur wrzenia od 150°C do 350°C.

W odmianie sposobu wedł ug wynalazku rektyfikację produktów po drugim stopniu kondensacji w chłodnicy prowadzi się na kolumnie rektyfikacyjnej wyposażonej w deflegmator a ze szczytu kolumny, utrzymywanego w zakresie temperatur 80 - 100°C, odbiera się fazę gazową, zawierającą gazy i pary frakcji lekkiej.

W innej odmianie sposobu według wynalazku w drugim stopniu kondensacji ochładza się pary produktów w chłodnicy do temperatury poniżej 40°C i tak ochłodzoną mieszaninę rozdziela się w separatorze na fazę gazową, fazę wodną i ciekłą fazę węglowodorową, którą częściowo zawraca się na kolumnę wstępną jako orosienie, a częściowo odbiera się jako mieszaninę frakcji lekkiej i średniej.

Zastosowanie sposobu według wynalazku umożliwia energooszczędny i efektywny rozdział produktów destrukcji poliolefin na frakcje, posiadające wartość użytkową. Sposób według wynalazku jest bardzo elastyczny i umożliwia przeróbkę produktów destrukcji z różnych surowców, które z zasady jako surowce odpadowe, charakteryzują się dużymi rozrzutami składu.

Sposób według wynalazku zostanie objaśniony w przykładach wykonania w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schemat technologiczny układu realizującego rozdział produktów destrukcji poliolefin na frakcję lekką, średnią i ciężką oraz gazy i wodę, fig. 2 przedstawia schemat technologiczny układu realizującego rozdział produktów destrukcji poliolefin na frakcję średnią i ciężką

PL 211 493 B1 oraz gazy i wodę, a fig. 3 przedstawia schemat technologiczny układu realizującego rozdział produktów destrukcji poliolefin na frakcję ciężką i mieszaninę frakcji lekkiej i średniej oraz na gazy i wodę.

P r z y k ł a d 1. Przykład ten dotyczy układu realizującego rozdział produktów destrukcji poliolefin na frakcję lekką, średnią i ciężką oraz gazy i wodę, przedstawionego na fig. 1. Rozdziałowi poddaje się produkty destrukcji mieszaniny poliolefin prowadzonej w zakresie temperatur 420 - 450°C pod ciśnieniem 102 kPa. Pary produktów destrukcji, w ilości 500 kg/h o zawartości 6% m/m wody, opuszczają urządzenie do przeróbki destrukcyjnej poliolefin w temperaturze 360°C, kieruje się do wstępnej kolumny rektyfikacyjnej 1, o sprawności 2 półek teoretycznych. Kolumnę 1 zrasza się frakcją średnią o temperaturze 117°C w ilości 155 kg/h w ten sposób, że 55 kg/h podaje się na szczyt kolumny a 50 kg/h do wtryskiwaczy pod wypełnieniem kolumny. Dołem kolumny 1 odbiera się 54 kg/h frakcji ciężkiej, której temperatura oddestylowania 10% v/v wynosi 370°C. Frakcję tę zawraca się do procesu destrukcji poliolefin. Ze szczytu kolumny 1 odprowadza się w temperaturze 285°C 601 kg/h par, które następnie ochładza się do temperatury 120°C w chłodnicy 2. Tak ochłodzoną mieszaninę wprowadza się do kolumny rektyfikacyjnej 3 o sprawności 4 półek teoretycznych. Pary ze szczytu kolumny rektyfikacyjnej 3 odbiera się w temperaturze 88°C w ilości 1704 kg/h par, które kondensuje się i ochładza w chłodnicy 4 do temperatury 40°C i następnie rozdziela w separatorze trójfazowym 5 na gazową fazę węglowodorową w ilości 79 kg/h, fazę wodną w ilości 44 kg/h i ciekłą fazę węglowodorową w ilości 1581 kg/h. Ciekłą fazę węglowodorową zawraca się na kolumnę 3 jako orosienie w ilości 1521 kg/h, a 60 kg/h odbiera się jako frakcję lekką, której temperatura oddestylowania 90% v/v wynosi 170°C. Do części wzmacniającej kolumny rektyfikacyjnej 3 podaje się parę wodną o temperaturze 148°C i ciśnieniu 450 kPa w ilości 16 kg/h. Z dołu kolumny 3, w temperaturze 117°C odbiera się pozostałość w ilości 434 kg/h, którą w ilości 155 kg/h zawraca się na kolumnę 1 jako orosienie, a w ilości 279 kg/h, po ochłodzeniu do temperatury 40°C w chłodnicy 6, odbiera się jako frakcję średnią, której temperatura oddestylowania 90% v/v wynosi 350°C a temperatura zapłonu 67°C.

P r z y k ł a d 2. Przykład ten dotyczy układu realizującego rozdział produktów destrukcji poliolefin na frakcję średnią i ciężką oraz gazy i wodę, przedstawionego na fig. 2. Rozdziałowi poddaje się produkty destrukcji mieszaniny poliolefin jak w przykładzie 1. Pary produktów destrukcji kieruje się do wstępnej kolumny rektyfikacyjnej 7, o sprawności 3 półki teoretyczne. Kolumnę 7 zrasza się frakcją średnią o temperaturze 114°C w ilości 151 kg/h w ten sposób, że 51 kg/h podaje się na szczyt kolumny a 50 kg/h do wtryskiwaczy pod wypełnieniem kolumny. Dołem kolumny 7 odbiera się 52 kg/h frakcji ciężkiej, której temperatura oddestylowania 10% v/v wynosi 370°C. Frakcję tę zawraca się do procesu destrukcji poliolefin. Ze szczytu kolumny 7 odprowadza się w temperaturze 286°C 599 kg/h par, które następnie ochładza się do temperatury 120°C w chłodnicy 8. Tak ochłodzoną mieszaninę wprowadza się do kolumny rektyfikacyjnej 9 o sprawności 4 półek teoretycznych, wyposażonej w deflegmator 10 chłodzony wodą. Pary ze szczytu kolumny rektyfikacyjnej 9 odbiera się w temperaturze 85°C 183 kg/h par, które zawierają gazy i pary lekkiej frakcji oraz parę wodną. Pary te mogą być stosowane jako paliwo w procesie destrukcyjnej przeróbki poliolefin. Do części wzmacniającej kolumny rektyfikacyjnej 9 podaje się parę wodną o temperaturze 148°C i ciśnieniu 450 kPa w ilości 16 kg/h. Z dołu kolumny 9, w temperaturze 114°C odbiera się pozostałość w ilości 432 kg/h, którą w ilości 151 kg/h zawraca się na kolumnę 1 jako orosienie, a po ochłodzeniu do temperatury 40°C w chłodnicy 11 odbiera się w ilości 281 kg/h, jako frakcję średnią, której temperatura oddestylowania 90% v/v wynosi 355°C a temperatura zapłonu 68°C.

P r z y k ł a d 3. Przykład ten dotyczy układu realizującego rozdział produktów destrukcji poliolefin na frakcję ciężką i mieszaninę frakcji lekkiej i średniej oraz na gazy i wodę, przedstawionego na fig. 3. Rozdziałowi poddaje się produkty destrukcji mieszaniny poliolefin jak w przykładzie 1. Pary produktów destrukcji kieruje się do kolumny wstępnej rektyfikacyjnej 12, o sprawności 3 półki teoretyczne. Kolumnę 12 zrasza się mieszaniną frakcji lekkiej i średnią o temperaturze 40°C w ilości 154 kg/h w ten sposób, że 54 kg/h podaje się na szczyt kolumny a 50 kg/h do wtryskiwaczy pod wypełnieniem kolumny. Dołem kolumny 12 odbiera się 72 kg/h frakcji ciężkiej, której temperatura oddestylowania 10% v/v wynosi 355°C. Frakcję tę zawraca się do procesu destrukcji poliolefin. Ze szczytu kolumny 12 odprowadza się w temperaturze 270°C 582 kg/h par, które następnie ochładza się do temperatury 40°C w chłodnicy 13. Tak ochłodzoną mieszaninę wprowadza się do separatora trójfazowego 14, gdzie rozdziela się ją na gazową fazę węglowodorową w ilości 54 kg/h, fazę wodną w ilości 28 kg/h i ciekłą fazę węglowodorową w ilości 500 kg/h. Ciekłą fazę węglowodorową zawraca się na kolumnę 12 jako orosienie w ilości 154 kg/h, a w ilości 346 kg/h odbiera się jako mieszaninę frakcji lekkiej i średniej, której temperatura oddestylowania 5% v/v wynosi 31°C a temperatura oddestylowania 95% v/v wynosi 364°C.

PL 211 493 B1

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób rozdziału produktów destrukcyjnej przeróbki tworzyw sztucznych typu poliolefin na frakcję gazową oraz frakcje ciekłe metodą kondensacji par produktów pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego, znamienny tym, że kondensację par produktów prowadzi się dwustopniowo z jednoczesną rektyfikacją, przy czym w pierwszym stopniu częściowo kondensuje się pary produktów we wstępnej kolumnie rektyfikacyjnej (1) za pomocą ochłodzonej frakcji, korzystnie frakcji średniej, dozowanej w takiej ilości, aby temperatura par po pierwszym stopniu kondensacji wynosiła 250 - 300°C, korzystnie 270 - 285°C, i jednocześnie odbiera się wykroploną frakcję ciężką, a następnie w drugim stopniu kondensacji ochładza się pary produktów w chłodnicy (2) do temperatury 110 - 130°C i tak ochłodzoną mieszaninę poddaje się rektyfikacji na kolumnie (3), przy czym pary ze szczytu kolumny rektyfikacyjnej kondensuje się w chłodnicy (4) i rozdziela w separatorze (5) na fazę gazową, fazę wodną i ciekłą fazę węglowodorową, którą częściowo zawraca się na kolumnę (3) jako orosienie, a częściowo odbiera się jako frakcję lekką, zaś do części wzmacniającej kolumny rektyfikacyjnej (3) podaje się parę wodną w ilości do 10% w stosunku do ilości przerabianych produktów destrukcji i odbiera się z dołu kolumny pozostałość, którą częściowo zawraca się na kolumnę (1) jako orosienie, a częściowo po ochłodzeniu w chłodnicy (6) odbiera się jako frakcję średnią.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rektyfikację produktów po drugim stopniu kondensacji w chłodnicy (8) prowadzi się na kolumnie (9) wyposażonej w deflegmator (10), a ze szczytu kolumny, utrzymywanej w zakresie temperatur 80 - 100°C, odbiera się fazę gazową, zawierającą gazy i pary frakcji lekkiej.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim stopniu kondensacji ochładza się pary produktów w chłodnicy (13) do temperatury poniżej 40°C i tak ochłodzoną mieszaninę, rozdziela w separatorze (14) na fazę gazową, fazę wodną i ciekłą fazę węglowodorową, którą częściowo zawraca się na kolumnę (1) jako orosienie, a częściowo odbiera się jako mieszaninę frakcji lekkiej i średniej.