PL337413A1

PL337413A1 - Method of obtaining liquid fuels from plastic wastes and apparatus therefor

Info

Publication number: PL337413A1
Application number: PL33741399A
Authority: PL
Inventors: Piotr Kalyniak; Andrzej Mianowski; Janusz Furtan; Kazimierz Jelonek; Jozef Kozaczko; Edwin Kozlowski
Original assignee: Agrob Eko Sp Z Oo; Andrzej Mianowski; Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2001-07-02
Also published as: PL191341B1

Description

1 O A ’i> * o o z iL 7£1 O A 'i > * o o with £ 7 iL

‘o. ί (......'about. ί (......

Sposób wytwarzania paliw płynnych z odpadów z tworzyw sztucznych i urządzenie do realizacji tego sposobuA method for producing liquid fuels from plastic waste and an apparatus for carrying out the method

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania paliw i olejów z odpadowych tworzyw poliolefinowych.The subject of the invention is a method of producing fuels and oils from waste polyolefin materials.

Zagospodarowanie odpadów z tworzyw sztucznych, w tym zwłaszcza polietylenu i polipropylenu, stanowi poważny problem. Na przykład w krajach Europy Zachodniej udział poliolefin w sumarycznym zużyciu tworzyw sztucznych wynosi 41%, a ich udział w polimerowych odpadach komunalnych sięga 65%.The management of plastic waste, especially polyethylene and polypropylene, is a serious problem. For example, in Western Europe, the share of polyolefins in the total consumption of plastics is 41%, and their share in polymer municipal waste reaches 65%.

Stosowane obecnie rozwiązania technologiczne w zakresie ograniczania lub zagospodarowania odpadów z poliolefin obejmują: modyfikację tych materiałów polimerowych w kierunku tworzyw foto- i biorozkładalnych, powtórne przetwarzanie, spalanie celem odzyskania zawartej w tworzywach energii oraz kontrolowany rozkład termiczny do związków prostych (tak zwany recykling chemiczny).The currently used technological solutions in the field of reducing or managing polyolefin waste include: modification of these polymeric materials into photo- and bio-degradable materials, reprocessing, incineration to recover energy contained in plastics, and controlled thermal decomposition to simple compounds (so-called chemical recycling).

Recykling chemiczny poliolefin polega na rozłożeniu cząstek tych tworzyw na frakcje o mniejszym ciężarze cząsteczkowym, które można użyć ponownie jako surowce petrochemiczne, monomery lub paliwa. Proces rozkładu termicznego poliolefin może być realizowany na drodze pirolizy w reaktorach fluidyzacyjnych w temperaturze od 600 do 900°C lub na drodze katalitycznej w niższych temperaturach. Z polskiego opisu patentowego nr 149 887 znany jest sposób otrzymywania paliw płynnych z ataktycznego polipropylenu. Polipropylen poddaje się termodegradacji w temperaturze od 150°C do 330°C, aż do całkowitego rozkładu. Produkt oddestylowuje 2 się z parcjalnym odbiorem frakcji benzynowej wrzącej w przedziale temperatur 45-220°C i frakcji oleju napędowego wrzącej w zakresie temperatur 220-330°C.Chemical recycling of polyolefins is the breakdown of the particles of these materials into lower molecular weight fractions that can be reused as petrochemical raw materials, monomers or fuel. The process of thermal decomposition of polyolefins can be carried out by pyrolysis in fluidized bed reactors at a temperature of 600 to 900 ° C or by catalytic method at lower temperatures. The Polish patent specification No. 149 887 describes a method of obtaining liquid fuels from atactic polypropylene. Polypropylene is thermodegradable at a temperature of 150 ° C to 330 ° C until complete degradation. The product is distilled off with partial consumption of a gasoline fraction boiling in the temperature range 45-220 ° C and a diesel fraction boiling in the temperature range 220-330 ° C.

Stosowana w zakładach British Petroleum Chemicals technologia przeznaczona jest do przerobu mieszaniny odpadów. 80% poliolefin, 15% styrenu, 3% poli(tereftalanu etylenu) i 2% polichlorku winylu). Proces pirolizy przebiega w temperaturze 400-600°C, z zastosowaniem piasku jako fluidalnego nośnika ciepła. Ze strumienia gazów pirolitycznych wydziela się ciekłe produkty (benzyny) stosując kondensację, produkt gazowy oczyszcza się, a produkt stały (koks) osadza się na powierzchni piasku i usuwa się okresowo przez wypalanie.The technology used in British Petroleum Chemicals plants is designed to process a mixture of waste. 80% polyolefin, 15% styrene, 3% poly (ethylene terephthalate) and 2% polyvinyl chloride. The pyrolysis process takes place at a temperature of 400-600 ° C, with the use of sand as a fluidized heat carrier. Liquid products (gasoline) are separated from the stream of pyrolysis gases by condensation, the gaseous product is purified, and the solid product (coke) is deposited on the surface of the sand and removed periodically by baking.

Istota krakingu termicznego polega na przypadkowym rozpadzie łańcucha na krótsze odcinki, co przy braku selektywności procesu może prowadzić do otrzymania paliw płynnych szybko krystalizujących, w przypadku gdy w produkcie są obecne zbyt długie łańcuchy parafinowe. Zadaniem katalizatorów jest zwiększenie selektywności procesu. Znane katalizatory są naturalnymi lub syntetycznymi glinokrzemianami o odpowiedniej kwasowości. Kontrolowany rozkład termiczny poliolefin w obecności katalizatora przebiega zwykle w temperaturze od 200 do 500°C. Z opisu zgłoszeniowego WO 9601298 znana jest metoda otrzymywania paliw płynnych z odpadów poliolefinowych, w której w charakterze katalizatora zastosowano tlenek glinu, krzemian glinu albo glinokrzemiany metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych, w ilości od 1 do 5% wagowych. Zgodnie z tą metodą proces staje się bardziej wydajny i przebiera szybciej, jeżeli do reaktora wprowadza się powietrze w ilości 0,02-0,04 m3 na 1 kg mieszaniny reakcyjnej. Z polskiego opisu patentowego nr 170472 znany jest sposób utylizacji odpadów zawierających materiały pochodzenia organicznego, zwłaszcza tworzywa sztuczne. W jednej z odmian rozwiązania według tego patentu rozdrobnione odpady rozpuszcza się i karbonizuje w wysokowrzącej cieczy organicznej, korzystnie oleju antracenowym, po czym powstały materiał miesza się ze wsadem węglowym i poddaje się znanemu procesowi koksowania. Zamiast oleju antracenowego można użyć paku węglowego.The essence of thermal cracking is the accidental breakdown of the chain into shorter sections, which, in the absence of selectivity of the process, may lead to obtaining liquid fuels that quickly crystallize, when too long paraffin chains are present in the product. The task of the catalysts is to increase the selectivity of the process. The known catalysts are natural or synthetic aluminosilicates with suitable acidity. The controlled thermal decomposition of polyolefins in the presence of a catalyst usually takes place at a temperature of 200 to 500 ° C. From WO 9601298, a method of obtaining liquid fuels from polyolefin waste is known, in which alumina, aluminum silicate or alkali metal or alkaline earth metal aluminosilicates in an amount of 1 to 5% by weight are used as a catalyst. According to this method, the process becomes more efficient and selects faster if 0.02-0.04 m3 air is introduced into the reactor per 1 kg of the reaction mixture. The Polish patent specification No. 170,472 describes a method of utilization of waste containing materials of organic origin, especially plastics. In one embodiment of this patent, the shredded waste is dissolved and carbonized in a high-boiling organic liquid, preferably anthracene oil, and the resulting material is mixed with a coal charge and subjected to the known coking process. You can use coal pitch instead of anthracene oil.

Przemysłowe prowadzenie procesu degradacji poliolefin wiąże się z licznymi problemami technologicznymi. Jest to proces niestabilny, trudny do opanowania i w 3 pewnym stopniu niebezpieczny. Problemy związane są zarówno z etapem przygotowania i podawania odpadowych materiałów tworzywowych do reaktora, jak i z procesem przebiegającym w reaktorze. Odpady poliolefinowe w reaktorze bardzo łatwo pienią się, co utrudnia, a nawet uniemożliwia pomiar poziomu wsadu w reaktorze. Dodatkowym czynnikiem utrudniającym dokonanie pomiarów są powstające w procesie parafiny, które krzepną w temperaturze otoczenia i zatykają urządzenia pomiarowe. Pomiar poziomu wsadu ma bardzo istotne znaczenie ze względu na konieczność ustalenia właściwej ilości katalizatora dodawanego do reaktora. Ponadto reakcja katalitycznej termodegradacji poliolefin zachodzi częściowo w fazie gazowej, w związku z czym konieczne jest zachowanie szczególnej proporcji między strefą fazy gazowej i fazy ciekłej. Trudnym technologicznie etapem procesu jest podawanie surowców do reaktora, szczególnie w celu uzupełnienia wsadu w czasie trwania procesu termodegradacji, ze względu na ciśnienie wytwarzające się w reaktorze i przedwczesne topienie odpadów poliolefinowych w podajnikach przez wydzielające się z reaktora gorące opary.The industrial operation of the polyolefin degradation process is associated with numerous technological problems. It is an unstable, difficult to control, and somewhat dangerous process. The problems are related both to the stage of preparation and feeding of waste plastic materials to the reactor, and to the process in the reactor. Polyolefin waste in the reactor foams very easily, which makes it difficult or even impossible to measure the charge level in the reactor. An additional factor that hinders measurements are the paraffins formed in the process, which solidify at the ambient temperature and clog the measuring devices. Measurement of the batch level is very important in order to determine the correct amount of catalyst added to the reactor. Moreover, the catalytic thermodegradation of the polyolefins takes place partly in the gas phase, so that a special ratio between the gas phase and the liquid phase zone is necessary. A technologically difficult stage of the process is the feeding of raw materials to the reactor, especially to supplement the charge during the thermodegradation process, due to the pressure generated in the reactor and the premature melting of polyolefin waste in the feeders by hot vapors emitted from the reactor.

Przemysłowe prowadzenie pirolizy odpadów tworzyw sztucznych wymaga skomplikowanej aparatury. Dotyczy to nie tylko reaktora do pirolizy, ale w równym, jeżeli nie w większym stopniu, układu do podawania surowców, odbioru, oczyszczania i kondensacji produktów lotnych. Zwykle do odpady tworzyw sztucznych podawane są do reaktora w postaci stałej, po uprzednim rozdrobnieniu, przy pomocy różnego rodzaju podajników, np. ślimakowych.The industrial pyrolysis of plastic waste requires complex equipment. This applies not only to the pyrolysis reactor, but equally, if not to a greater extent, to the system for feeding raw materials, receiving, purifying and condensing volatile products. Usually, plastic waste is fed to the reactor in a solid form, after shredding it, by means of various types of feeders, e.g. screw feeders.

Znane są rurowe, przepływowe wymienniki ciepła, w których czynnik grzewczy przepływa rurami, a czynnik ogrzewany w przestrzeni międzyrurowej. Znane są tez wymienniki o odwrotnej zasadzie działania.Tubular flow heat exchangers are known in which the heating medium flows through pipes and the medium is heated in the inter-pipe space. Exchangers with the reverse principle of operation are also known.

Sposób wytwarzania paliw płynnych z odpadów z tworzyw poliolefinowych na drodze katalitycznej termodegradacji odpadów poliolefinowych, w temperaturze od 250 do 450°C, w obecności katalizatora z grupy glinokrzemianów i następnie rozdzielenia otrzymanych produktów na drodze frakcjonowanej kondensacji i zawróceniu do procesu gazowych produktów ubocznych w charakterze nośnika ciepła, według wynalazku polega na tym, że odpadowe tworzywa poliolefinowe w postaci stałej lub stopionej 4 miesza się z olejem technologicznym w stosunku wagowym olejów do tworzyw sztucznych jak 100-1:1, a katalizator podaje się do reaktora w postaci zawiesiny w oleju technologicznym w ilości od 0,1 do 5% w stosunku do ilości tworzywa. Jako oleje technologiczne korzystnie stosuje się oleje smarowe, maszynowe lub oleje przepracowane.A method of producing liquid fuels from polyolefin waste by catalytic thermodegradation of polyolefin waste, at a temperature of 250 to 450 ° C, in the presence of a catalyst from the aluminosilicate group, and then separation of the obtained products by fractionated condensation and returning gaseous by-products as a carrier to the process According to the invention, the waste polyolefin materials in solid or molten form 4 are mixed with the process oil in a weight ratio of oils to plastics of 100-1: 1, and the catalyst is fed to the reactor as a suspension in the process oil in an amount of 0.1 to 5% in relation to the amount of material. Process oils are preferably lubricating oils, machine oils or used oils.

Korzystnie jest, jeżeli odpady tworzyw poliolefinowych podaje się do reaktora w postaci zawiesiny zmielonych lub zgranulowanych odpadów w oleju technologicznym. Korzystnie udział odpadów z tworzyw sztucznych w oleju technologicznym wynosi od 1 do 20%. Korzystnie jest, jeżeli zawiesinę przygotowuje się w mieszalniku z mieszadłem poziomym.Preferably, the polyolefin waste is fed to the reactor as a slurry of ground or granulated waste in process oil. Preferably, the proportion of plastic waste in the process oil is from 1 to 20%. Preferably, the suspension is prepared in a mixer with a horizontal agitator.

Możliwe jest, że odpady tworzyw poliolefinowych przed podaniem do reaktora topi się wstępnie, a następnie tłoczy się je do reaktora zawierającego olej. Korzystnie jest, jeżeli odpady poddaje się procesowi topienia w wymienniku ciepła. Możliwe jest zastosowanie pionowego rurowego wymiennika ciepła, w którym tworzywo przetłaczane jest przez pionowe rury, a spaliny przepływają w przestrzeni międzyrurowej. Możliwe jest też zastosowanie poziomego rurowego wymiennika ciepła, w którym przez poziome rury przepływają spaliny, a tworzywo jest przetłaczane przez przestrzeń międzyrurową. Stopione tworzywo tłoczy się do reaktora ogrzewanym rurociągiem w temperaturze od 50°C do 350°C. Rurociąg może być ogrzewany spalinami, parą wodną lub elektrycznie.It is possible that the polyolefin waste is pre-melted before it is fed to the reactor and then pumped into the oil-containing reactor. Preferably, the waste is subjected to a melting process in a heat exchanger. It is possible to use a vertical tubular heat exchanger in which the material is forced through vertical pipes and the exhaust gas flows in the space between the pipes. It is also possible to use a horizontal tubular heat exchanger in which flue gas flows through the horizontal pipes and the material is forced through the inter-pipe space. The molten material is forced into the reactor through a heated pipeline at a temperature of 50 ° C to 350 ° C. The pipeline can be heated by flue gas, steam or electric.

Możliwe jest także, że odpady tworzyw poliolefinowych w postaci stałego granulatu lub klocków podaje się do reaktora wypełnionego olejem przez wypełnioną azotem lub mieszanką powietrzno-azotową śluzę, w której utrzymuje się ciśnienie o 0,1-5 kPa wyższe od ciśnienia w reaktorze.It is also possible that the polyolefin waste in the form of solid granules or blocks is fed to the oil-filled reactor through a lock filled with nitrogen or air-nitrogen mixture, in which the pressure is 0.1-5 kPa higher than the pressure in the reactor.

Urządzenie do topienia odpadowych tworzyw poliolefinowych zawierające jako jeden z elementów rurowy, przepływowy wymiennik ciepła z wiązka rur poziomych lub pionowych, charakteryzuje się tym, że rurowy wymiennik ciepła usytuowany jest w środkowej części urządzenia, nad wymiennikiem znajduje się komora załadowcza, a pod wymiennikiem zbiornik tworzywa ciekłego. Jedną z bocznych ścian komory załadowczej stanowi urządzenie załadowcze, a na górze komory załadowczej umieszczone są siłowniki hydrauliczne. Wymiennik ciepła, przez komorę mieszania spalin z powietrzem, połączony jest komorą paleniskową przeznaczoną do wytwarzania spalin.The device for melting waste polyolefin materials containing, as one of the tubular elements, a flow heat exchanger made of a bundle of horizontal or vertical pipes, is characterized by the fact that the tubular heat exchanger is located in the central part of the device, the charging chamber is located above the exchanger, and a plastic tank under the exchanger liquid. One of the side walls of the loading chamber is a loading device, and at the top of the loading chamber there are hydraulic cylinders. The heat exchanger, through the combustion gas-air mixing chamber, is connected to the combustion chamber intended for the production of exhaust gases.

Zastosowanie w procesie pirolizy olejów technologicznych jako rozpuszczalnika wpływa na ustabilizowanie procesu i jego łatwiejszą kontrolę. Tworzywa rozpuszczają w oleju stosunkowo szybko, poziom wsadu w reaktorze może być utrzymywany na stałym poziomie i łatwo mierzony. Oleje likwidują także bardzo kłopotliwy proces pienienia się tworzyw w reaktorze. Zastosowanie olejów pozwala na utrzymanie w reaktorze stałej temperatury i jej równomierny rozkład. Podawanie tworzyw do reaktora w postaci zawiesiny w oleju i w postaci wstępnie stopionej jest łatwe technologiczne i bezpieczne. Z kolei topienie odpadów poliolefin przed dodaniem do oleju pozwala na pominięcie energochłonnego etapu rozdrabniania tworzyw. Odpady są przerabiane bezpośrednio w takiej postaci, w jakiej zostały dostarczone, np. butelek, folii itp. W przypadku zastosowania wariantu z wcześniejszą granulacją lub prasowaniem odpadów, dzięki zastosowaniu śluzy wypełnionej azotem lub mieszanką azotowo-powietrzną pod określonym ciśnieniem, unika się niebezpieczeństwa stopienia się odpadów w podajniku i jego zablokowania w wyniku przedostania się do podajnika gorących gazów z reaktora.The use of technological oils as a solvent in the pyrolysis process stabilizes the process and makes it easier to control. Plastics dissolve in oil relatively quickly, the charge level in the reactor can be kept constant and easily measured. Oils also eliminate the very troublesome foaming process of plastics in the reactor. The use of oils allows to maintain a constant temperature in the reactor and its even distribution. Feeding the materials to the reactor in the form of a suspension in oil and in a pre-melt form is technologically easy and safe. On the other hand, melting the polyolefin waste before adding it to the oil makes it possible to omit the energy-consuming stage of grinding plastics. The waste is processed directly in the form in which it was delivered, e.g. bottles, foil, etc. When using the variant with prior granulation or pressing of the waste, thanks to the use of a lock filled with nitrogen or nitrogen-air mixture under a certain pressure, the risk of melting is avoided. waste in the feeder and its blockage as a result of hot gases from the reactor entering the feeder.

Surowiec używany w procesie według wynalazku stanowią odpady z produkcji poliolefin oraz zużyte polipropylenowe i polietylenowe opakowania wszelkiego rodzaju np. butelki i bańki po olejach silnikowych, butelki po olejach jadalnych, butelki po napojach, pojemniki po produktach spożywczych, skrzynki ogrodnicze, pojemniki po kosmetykach itp. Jako oleje przepracowane wykorzystywane są najczęściej zużyte oleje smarowe pochodzenia mineralnego oraz zużyte oleje silnikowe.The raw material used in the process of the invention consists of waste from the production of polyolefins and used polypropylene and polyethylene packaging of all kinds, e.g. bottles and cans for engine oils, bottles for edible oils, beverage bottles, containers for food products, garden boxes, containers for cosmetics, etc. Used lubricating oils of mineral origin and used engine oils are most often used as used oils.

Proces katalitycznej termodegradacji poliolefin zachodzi ze 100% wydajnością. Produktami są tu głównie węglowodory ciekłe o składzie C4-C2o W procesie powstaje około 10% produktu ubocznego, który stanowi faza gazowa - propan-butan oraz stała -koksik poreakcyjny. Oba te produkty są wykorzystywane do produkcji ciepła wykorzystywanego w procesie, a nadmiar koksiku może być przekazywany do rafinerii. Sposób według wynalazku jest prosty technologicznie, przebiega w stosunkowo niskiej temperaturze i pod ciśnieniem atmosferycznym, a także nie daje żadnych odpadów. 6The process of catalytic thermodegradation of polyolefins is 100% efficient. The products here are mainly liquid hydrocarbons with the composition C4-C2o. The process produces about 10% of the by-product, which is the gas phase - propane-butane and the solid - post-reaction coke. Both of these products are used to produce the heat used in the process and the excess coke breeze can be transferred to the refinery. The method according to the invention is technologically simple, it takes place at relatively low temperature and atmospheric pressure, and does not give any waste. 6

Jest więc nie tylko przeznaczony do utylizacji odpadów, ale sam ma charakter ekologiczny.Thus, it is not only intended for waste disposal, but also has an ecological character.

Urządzenie według wynalazku zostało przedstawione na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny topielnika. Sposób według wynalazku został zilustrowany na rysunku, na którym fig.2 przedstawia schemat instalacji dla przypadku podawania odpadów w postaci zawiesiny w oleju, fig.3 przedstawia schemat instalacji dla przypadku podawania odpadów w postaci stopionej, a fig.4 przedstawia schemat instalacji dla przypadku podawania odpadów w postaci stałej.The apparatus according to the invention is shown in the drawing, in which Fig. 1 is a longitudinal section of the melter. The method according to the invention has been illustrated in the drawing, in which fig. 2 shows the scheme of the installation for the case of feeding waste in the form of a suspension in oil, fig. solid waste.

Urządzenie do topienia odpadowych tworzyw poliolefinowych zawiera rurowy wymiennik ciepła 4 usytuowany w środkowej części urządzenia. Nad wymiennikiem 4 znajduje się komora załadowcza 5, a pod wymiennikiem zbiornik tworzywa ciekłego 6. Jedną z bocznych ścian komory załadowczej stanowi urządzenie załadowcze 7, a na górze komory załadowczej umieszczone są siłowniki hydrauliczne 11. Wymiennik ciepła, przez komorę mieszania spalin z powietrzem 3, połączony jest komorą paleniskową I przeznaczoną do wytwarzania spalin.The plant for melting waste polyolefin materials includes a tubular heat exchanger 4 located in the center of the device. Above the exchanger 4 there is a loading chamber 5, and under the exchanger there is a liquid material tank 6. One of the side walls of the loading chamber is a loading device 7, and at the top of the loading chamber there are hydraulic actuators 11. A heat exchanger, through the combustion gas-air chamber 3, it is connected with the combustion chamber I intended for the production of flue gases.

Odpady tworzyw poliolefinowych w postaci nierozdrobnionej podawane są do komory załadowczej 5 urządzeniem załadowczym 7. Po wypełnieniu komory załadowczej tworzywo przy pomocy siłowników hydraulicznych JM wtłaczane jest do wymiennika ciepła 4. W wymienniku ciepła tworzywo jest ogrzewane spalinami i przechodząc w stan półpłynny spływa do zbiornika 6. Spaliny wytwarzane są w komorze paleniskowej 1, a później schładzane do wymaganej temperatury przez zmieszanie z powietrzem z otoczenia w komorze mieszania 5. Spaliny przepływają przez wymiennik 4 dwukrotnie, a następnie ogrzewają zbiornik tworzywa ciekłego 6. Roztopione tworzywo ze zbiornika 6 pompowane jest do reaktora instalacji katalitycznej degradacji poliolefin pompą 9. W rozwiązaniu na fig. 1 tworzywo przetłaczane jest wewnątrz pionowych rur wymiennika ciepła, a spaliny przepływają w przestrzeni międzyrurowej. W rozwiązaniu z rurami poziomymi tworzywo przetłaczane jest pionowo przez przestrzeń międzyrurową a spaliny przepływają wewnątrz rur.Polyolefin waste in non-fragmented form is fed to the loading chamber 5 with a charging device 7. After filling the loading chamber, the material is forced into the heat exchanger by means of JM hydraulic cylinders 4. In the heat exchanger, the material is heated with exhaust gases and flows into a semi-liquid state and flows into the tank 6. The flue gas is produced in the combustion chamber 1, and then cooled to the required temperature by mixing with ambient air in the mixing chamber 5. The flue gas flows through the exchanger 4 twice and then heats the liquid material tank 6. The molten material from the tank 6 is pumped into the reactor of the installation catalytic degradation of polyolefins by pump 9. In the solution in Fig. 1, the material is forced inside the vertical tubes of the heat exchanger, and the flue gas flows in the space between the tubes. In the solution with horizontal pipes, the material is forced vertically through the space between the pipes and the flue gas flows inside the pipes.

Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach stosowania. 7The method according to the invention is presented in more detail in the application examples. 7

Przykład 1, zilustrowany na fig. 2. Zmielone odpady z tworzyw poliolefinowych zasypywane są mechanicznie do zawierającego olej smarowy mieszalnika 3, wyposażonego w mieszadło poziome 7 oraz podgrzewacze rurowe 8. Odpady dodawane są w ilości 10% masowych w stosunku do oleju. Olej wraz z odpadami miesza się w temperaturze od 20 do 80°C, aż do powstania jednorodnej zawiesiny. Zawiesinę podaje się do reaktora 1 pompą 4. Po zakończeniu cyklu załadunku następuje wyłączenie pompy i zamknięcie zaworu zwrotnego. Do reaktora 1 podaje się katalizator mineralny z grupy glinokrzemianów w postaci zawiesiny w oleju smarowym. Proces pirolizy przebiega w reaktorze 1, w temperaturze 300-450°C. Pary destylatu odprowadza się z reaktora do kotłów odzyskowych, a następnie do wymienników ciepła, gdzie następuje ich skraplanie ze wstępnym podziałem na frakcje. Skroplone produkty odprowadzane są do odbieralników, a następnie do zbiorników magazynowych.Example 1, illustrated in Fig. 2. The ground polyolefin waste is mechanically charged to a lubricating oil-containing mixer 3 equipped with a horizontal agitator 7 and tubular heaters 8. The waste is added in an amount of 10% by weight in relation to the oil. The oil and the waste are mixed at a temperature of 20 to 80 ° C until a homogeneous suspension is formed. The suspension is fed to the reactor via pump 4. After completion of the loading cycle, the pump is turned off and the check valve is closed. The mineral catalyst from the group of aluminosilicates is fed to reactor 1 in the form of a suspension in lubricating oil. The pyrolysis process takes place in the reactor 1 at a temperature of 300-450 ° C. Distillate vapors are discharged from the reactor to recovery boilers, and then to heat exchangers, where they are condensed with preliminary division into fractions. The condensed products are discharged to collecting tanks and then to storage tanks.

Przykład 2, zilustrowany na fig. 3. Odpady z tworzyw sztucznych są dostarczane do urządzeniem załadowczym 7 do komory załadowczej 5 topielnika. Stąd, przy pomocy prasy H są tłoczone do wymiennika ciepła 4 z poziomymi rurami. Przez wymiennik ciepła 4 przepływają spaliny wytworzone w komorze spalania i, o temperaturze 100-800°C. W wyniku wymiany ciepła tworzywo zostaje stopione i w postaci półpłynnej jest gromadzone w zbiorniku tworzywa ciekłego 6. Następnie pompa 9 tłoczy rurociągiem ogrzewanym półpłynny surowiec do reaktora. Rurociąg jest ogrzewany spalinami. Proces pirolizy przebiega dalej jak w przykładzie 1.Example 2 illustrated in Fig. 3. Plastic waste is supplied to the charging device 7 to the charging chamber 5 of the melter. From there, by means of a press H, they are forced into the heat exchanger 4 with horizontal tubes. The exhaust gas produced in the combustion chamber and at a temperature of 100-800 ° C flows through the heat exchanger 4. As a result of the heat exchange, the material is melted and in a semi-liquid form it is collected in the liquid material tank 6. Then the pump 9 pumps the semi-liquid raw material through the heated pipeline into the reactor. The pipeline is heated by exhaust gases. The pyrolysis process continues as in example 1.

Przykład 3., zilustrowany na fig.4. Granulat odpadów tworzyw poliolefinowych podawany jest transportem pneumatycznym 3 do zbiornika odpadów 4. Po jego napełnieniu następuje zamknięcie zaworu 6 oraz wyrównanie ciśnień mieszanką azotowo-powietrzną z instalacji do doprowadzania azotu 8. Następnie zostaje otwarty zawór 7 na reaktorze oraz zostaje włączony podajnik ślimakowy 5 wsypujący granulat do reaktora 1. W trakcie opróżniania zbiornika 4 przez cały czas jest utrzymywane nadciśnienie mieszanki azotowo-powietrznej w stosunku do ciśnienia panującego w reaktorze. Po opróżnieniu zbiornika zostaje zamknięty zawór 7 i cykl rozpoczyna się od nowa. Proces pirolizy w reaktorze 1 przebiega dalej jak w przykładzie 1.Example 3, illustrated in fig 4. The polyolefin waste granulate is conveyed by pneumatic transport 3 to the waste tank 4. After its filling, valve 6 is closed and the pressure is equalized with a nitrogen-air mixture from the nitrogen supply system 8. Then valve 7 is opened on the reactor and the screw feeder 5 is turned on, which pours the granulate. to reactor 1. During emptying of the tank 4, the pressure of the nitrogen-air mixture is maintained at all times in relation to the pressure in the reactor. After emptying the tank, valve 7 is closed and the cycle starts anew. The pyrolysis process in reactor 1 continues as in example 1.

Claims

8 337413

Claims 1. Method for the production of liquid fuels from polyolefin waste by catalytic thermodegradation of polyolefin waste at a temperature of 250 to 450 ° C, in the presence of a catalyst from the aluminosilicate group, and then separation of the obtained products by fractionated condensation and recycling of gaseous by-products to the process as a heat carrier, characterized in that the solid or molten polyolefin waste is mixed with the process oil in a weight ratio of oil to polyolefin waste of 100-1: 1, and the catalyst is fed to the reactor as a slurry in process oil in an amount of 0.1 to 5% in relation to the amount of material.

2. The method according to p. The process oil according to claim 1, characterized in that lubricating oils, machine oils or used oils are used as the process oil.

3. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that the polyolefin waste is fed to the reactor in the form of a suspension of ground or granulated waste in process oil.

4. The method according to p. The process of claim 3, characterized in that the plastic waste is added to the process oil in an amount of 1 to 20% by weight.

5. The method according to p. The process of claim 3, characterized in that the suspension of polyolefin waste in process oil is prepared in a mixer with a horizontal agitator.

9

6. The method according to p. The process of claim 1, wherein the polyolefin waste is pre-melted before it is fed to the reactor and then pumped into the oil-containing reactor.

7. The method according to p. The process of claim 6, wherein the polyolefin waste is subjected to a melting process in a tubular heat exchanger.

8. The method according to p. The process as claimed in claim 7, characterized in that the waste polyolefin materials to be melted are forced through the vertical tubes of the heat exchanger and the heating medium through the inter-tube space.

9. The method according to p. The process of claim 7, characterized in that the melted polyolefin waste is forced through the inter-pipe space and the heating medium through horizontal heat exchanger pipes.

10. The method according to p. The process of claim 6, characterized in that the molten material is forced into the reactor through a pipeline heated at a temperature of 50 ° C to 350 ° C.

11. The method according to p. The process of claim 10, characterized in that the pipeline is heated by exhaust gas, steam or electrically.

12. The method according to p. A method according to claim 1, characterized in that the waste polyolefins are fed to the reactor filled with oil in the form of solid granules or blocks through a lock filled with nitrogen or an air-nitrogen mixture,

13. The method according to p. The method of claim 12, characterized in that the pressure in the lock is kept 0.1-5 kPa higher than the pressure in the reactor.

14. Device for melting waste polyolefin materials comprising, as one of the tubular elements, a flow-through heat exchanger made of a bundle of horizontal or vertical tubes, characterized in that the tubular heat exchanger (4) is located in the middle of the device, a chamber is located above the exchanger loading chamber (5), and under the exchanger a liquid material tank (6), one of the side walls of the loading chamber (5) is the loading device (7), and at the top of the loading chamber there are hydraulic cylinders (H), and the heat exchanger ( 4), a combustion chamber (1) intended for the production of fumes is connected through the combustion gas-air mixing chamber (3).