RU2823587C1 - Способ утилизации пластиковых отходов при совместном крекинге с мазутом - Google Patents
Способ утилизации пластиковых отходов при совместном крекинге с мазутом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2823587C1 RU2823587C1 RU2023134108A RU2023134108A RU2823587C1 RU 2823587 C1 RU2823587 C1 RU 2823587C1 RU 2023134108 A RU2023134108 A RU 2023134108A RU 2023134108 A RU2023134108 A RU 2023134108A RU 2823587 C1 RU2823587 C1 RU 2823587C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel oil
- fractions
- plastic wastes
- autoclave
- gasoline
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title abstract description 14
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title abstract description 14
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title abstract description 9
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 14
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 claims description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 101710127489 Chlorophyll a-b binding protein of LHCII type 1 Proteins 0.000 description 1
- 101710184917 Chlorophyll a-b binding protein of LHCII type I, chloroplastic Proteins 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000007233 catalytic pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области нефтепереработки и экологии, а именно к переработке тяжелых нефтяных фракций (мазута) и утилизации пластиковых отходов, и может быть использовано для получения дополнительных количеств бензиновых и дизельных фракций. Способ утилизации пластиковых отходов путем термического крекинга с мазутом с высоким содержанием асфальтенов и серы в бензиновые и дизельные фракции в одну стадию, причем процесс ведут в автоклаве в среде воздуха при температуре 450°С и продолжительностью 30 минут, количество используемых отходов пластика варьируют от 16,7 до 50,0% мас. от массы мазута, при этом в качестве пластиковых отходов используют полипропилен, или полиэтилен низкой плотности, или полиэтилентерефталат. Технический результат - увеличение выхода бензиновой (НК–200°C) и дизельной (200-360°C) фракций от 40 до 65% мас. 1 табл., 15 пр.
Description
Изобретение относится к области нефтепереработки и экологии, а именно к переработке тяжелых нефтяных фракций (мазута) и утилизации пластиковых отходов, и может быть использовано для получения дополнительных количеств бензиновых и дизельных фракций.
Потребность в продуктах нефтепереработки, таких как бензин, дизель, масла и т.д., быстро растет. В 2019 году Международное энергетическое агентство (МЭА) представило прогноз роста спроса на нефть, из которого следует, что мировой спрос на нефть к середине 2030-х вырастет до 104 млн баррелей в сутки. Вследствие чего разведанные запасы легких нефтей будут истощаться. Для решения этой проблемы необходимо вовлекать атмосферные и вакуумные остатки, однако следует учитывать, что вовлечение такого вида сырья сопряжено с возникновением дополнительных сложностей.
Данные остатки характеризуются высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (САВ), содержание которых может достигать 50 мас. %. САВ приводят к отложениям в трубопроводе, оборудовании и других узлов, высоким значениям вязкости и дезактивации катализаторов. Также следует отметить, что асфальтены склонны к коксообразованию, поэтому необходимо учитывать вышеперечисленные факты при разработке иных методов переработки.
Наряду с осложнениями при переработке нефти, существует проблема утилизации пластиковых отходов, из-за чего происходит их накопление. С ростом производства и потребления пластика неизбежно возрастает количество пластиковых отходов, которые оказывают серьезное воздействие на окружающую среду. В настоящее время отходы пластика имеют тенденцию к накоплению, поскольку только 21 мас. % перерабатываемого пластика подвергается утилизации. Остальная часть пластика становится источником загрязнения окружающей среды - сжигается или остается на свалках. Опубликованный прогноз Организации Объединенных Наций (ООН) показывает, что в случае недостатка принятых мер количество не переработанного пластика увеличится с 314 миллионов тонн в 2014 году до 1,2 миллиарда тонн пластиковой продукции в год к 2050 году. В связи с этим требуются меры по сокращению накопления пластиковых отходов. Наиболее распространенными отходами пластика являются полипропилен, полиэтилен и полиэтилентерефталат.
Известен способ двухстадийного пиролиза полипропилена с использованием двух типов реактора Park K.-B., Jeong Y.-S., Kim J.-S., Activator-assisted pyrolysis of polypropylene (Applied Energy 253 (2019) 113558). Недостатками данного способа является многостадийность процесса и низкий выход жидких продуктов.
Известен способ каталитического пиролиза смеси пластиков Miskolczi N., Sója J., Tulok E., Thermo-catalytic two-step pyrolysis of real waste plastics from end of life vehicle (Journal of Analytical and Applied Pyrolysis (2017), V. 128, 1-12). Недостатками данного способа является высокий выход побочных продуктов и наличие катализатора.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ каталитического совместного пиролиза мазута с полипропиленом в присутствии ZSM-5 25,0% мас. (Kasar P., Ahmaruzzaman Md., Catalytic co-cracking of waste polypropylene and residual fuel oil (Petroleum Science and Technology (2018) V. 36, I. 18, 1455-1462). Недостатком данного способа является более высокая температура процесса (более 500°), низкий выход жидких продуктов и использование катализатора.
Задачей изобретения является утилизация пластиковых отходов при совместном крекинге с мазутом для получения дополнительных количеств топливных фракций в составе продуктов крекинга.
Техническим результатом изобретения будет увеличение выхода бензиновой (НК-200°C) и дизельной (200-360°C) фракций от 40 до 65% мас.
Технический результат достигается тем, что способ утилизации пластиковых отходов путем термического крекинга с мазутом с высоким содержанием асфальтенов и серы в бензиновые и дизельные фракции в одну стадию ведут в автоклаве в среде воздуха при температуре 450°С, количество используемых отходов пластика варьируют от 16,7 до 50,0% мас. от массы мазута, при этом в качестве пластиковых отходов используют полипропилен, или полиэтилен низкой плотности, или полиэтилентерефталат.
При достижении температуры процесса 450°С данные пластиковые отходы активно подвергаются крекингу с образованием большого количества радикалов. Это может приводить к различным реакциям рекомбинации. Исходный мазут Новокуйбышевского НПЗ содержал в своем составе асфальтенов - 4,9 и смол - 44,4%, фракций 200-360°С - 1,4% мас. и содержанием серы 3,04% мас. Количественную оценку выхода фракций определяли термографиметрическим методом.
Примеры конкретного выполнения
Эксперименты проводились в автоклавах объемом 12 см3 в среде воздуха, загрузка сырья составляла 8,4 см3 во всех экспериментах.
Пример 1. Исходный мазут подвергают крекингу в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1 (см. в графической части).
Пример 2. К исходному мазуту добавляли 16,7% мас. ПЭТ. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 3. К исходному мазуту добавляли 20,0% мас. ПЭТ. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 4. К исходному мазуту добавляли 35,0% мас. ПЭТ. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 5. К исходному мазуту добавляли 50,0% мас. ПЭТ. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 6. Исходный ПЭТ подвергают крекингу в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 7. К исходному мазуту добавляли 16,7% мас. ПЭ. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 8. К исходному мазуту добавляли 20,0% мас. ПЭ. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 9. К исходному мазуту добавляли 35,0% мас. ПЭ. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 10. Исходный ПЭ подвергают крекингу в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 11. К исходному мазуту добавляли 16,7% мас. ПП. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 12. К исходному мазуту добавляли 20,0% мас. ПП. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 13. К исходному мазуту добавляли 35,0% мас. ПП. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 14. К исходному мазуту добавляли 50,0% мас. ПП. Процесс проводят в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 15. Исходный ПП подвергают крекингу в автоклаве при температуре 450°С в среде воздуха в течение 30 минут. Показатели процесса приведены в таблице 1.
При использовании ПЭТ (Пример № 4) образуется на 10,5% мас. больше светлых фракций, чем должно, а жидкие продукты содержат более чем в 2 раза меньше серы и асфальтенов. Использование ПЭ (Пример №7) позволяет получить дополнительно 1,8% светлых фракций, чем отдельные крекинги компонентов, и снизить выход асфальтенов (на 2,9%) и серы (на 1,80% мас.) Утилизация ПП при совместном крекинге с мазутом (Пример №13) позволяет получить 2,3% светлых фракций дополнительно и снизить содержание асфальтенов (на 4,4%) и серы (на 1,18% мас.) в составе жидких продуктов.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет утилизировать пластиковые отходы при совместном крекинге с мазутом и позволяет получать жидкие продукты с содержанием бензиновых и дизельных фракций от 49 до 59% мас., асфальтенов от 0,2 до 2,0% и серы от 0,75 до 1,26% мас.
Claims (1)
- Способ утилизации пластиковых отходов путем термического крекинга с мазутом с высоким содержанием асфальтенов и серы в бензиновые и дизельные фракции в одну стадию, отличающийся тем, что процесс ведут в автоклаве в среде воздуха при температуре 450°С и продолжительностью 30 минут, количество используемых отходов пластика варьируют от 16,7 до 50,0% мас. от массы мазута, при этом в качестве пластиковых отходов используют полипропилен, или полиэтилен низкой плотности, или полиэтилентерефталат.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2823587C1 true RU2823587C1 (ru) | 2024-07-24 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5998682A (en) * | 1997-05-20 | 1999-12-07 | Chien; Szu Jeng | Processes and apparatus for energy recovering through waste classification and calcination |
| BY13123C1 (ru) * | 2006-10-20 | 2010-04-30 | ||
| RU2645338C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-02-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Российской академии наук (ИПНГ РАН) | Способ термического крекинга органических полимерных отходов |
| WO2022099321A1 (en) * | 2020-11-09 | 2022-05-12 | Washington State University | Conversion of co-mingled waste plastics to monomers and fuels in sequential catalytic process |
| RU2782053C1 (ru) * | 2021-12-09 | 2022-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инженерные Навыки и Компетенции" | Способ получения топлива или его компонентов при переработке полимерных отходов |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5998682A (en) * | 1997-05-20 | 1999-12-07 | Chien; Szu Jeng | Processes and apparatus for energy recovering through waste classification and calcination |
| BY13123C1 (ru) * | 2006-10-20 | 2010-04-30 | ||
| RU2645338C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-02-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Российской академии наук (ИПНГ РАН) | Способ термического крекинга органических полимерных отходов |
| WO2022099321A1 (en) * | 2020-11-09 | 2022-05-12 | Washington State University | Conversion of co-mingled waste plastics to monomers and fuels in sequential catalytic process |
| RU2782053C1 (ru) * | 2021-12-09 | 2022-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инженерные Навыки и Компетенции" | Способ получения топлива или его компонентов при переработке полимерных отходов |
| RU2786826C1 (ru) * | 2022-08-31 | 2022-12-26 | Акционерное общество "ТАНЕКО" (АО "ТАНЕКО") | Непрерывный способ химической переработки полимерных отходов (варианты) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Kasar, P., Ahmaruzzaman, M. Catalytic co-cracking of waste polypropylene and residual fuel oil. Petroleum Science and Technology, v.36(5), р.1-8, 26.07.2018. doi:10.1080/10916466.2018.1490757. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Faussone | Transportation fuel from plastic: Two cases of study | |
| Thahir et al. | Production of liquid fuel from plastic waste using integrated pyrolysis method with refinery distillation bubble cap plate column | |
| Hoang et al. | Scrap tire pyrolysis as a potential strategy for waste management pathway: a review | |
| Dębek et al. | Hydrorefining of oil from pyrolysis of whole tyres for passenger cars and vans | |
| Mikulski et al. | Combustion engine applications of waste tyre pyrolytic oil | |
| CA2975003C (en) | Pyrolysis oil and method and plant for producing same | |
| Cakici et al. | Utilization of red mud as catalyst in conversion of waste oil and waste plastics to fuel | |
| Sogancioglu et al. | Investigation of the effect of polystyrene (PS) waste washing process and pyrolysis temperature on (PS) pyrolysis product quality | |
| KR20230122657A (ko) | 고분자 폐기물 기반 물질을 수소 처리하는 공동 처리경로 | |
| Jin et al. | Low-pressure hydrothermal processing of mixed polyolefin wastes into clean fuels | |
| JP2023551608A (ja) | 混合プラスチック廃棄物をアップサイクリングしてガソリン及びディーゼル燃料及びその他の生成物を洗浄するための統合された連続変換及び分離方法 | |
| Shaw et al. | Plastic to oil | |
| SK50592008A3 (sk) | Spôsob výroby motorových palív z polymérnych materiálov | |
| CN115989304A (zh) | 由废塑料原料制备芳烃的方法 | |
| Hussain et al. | Chemical upcycling of waste plastics to high value‐added products via pyrolysis: current trends, future perspectives, and techno‐feasibility analysis | |
| RU2823587C1 (ru) | Способ утилизации пластиковых отходов при совместном крекинге с мазутом | |
| Ali et al. | Pyrolytic fuel extraction from tire and tube: Analysis of parameters on product yield | |
| Butkutė et al. | Properties of residual marine fuel produced by thermolysis from polypropylene waste | |
| Hidalgo Herrador et al. | Polypropylene and rendering fat degrading to value-added chemicals by direct liquefaction and fast-pyrolysis | |
| Sharma et al. | Production of alternative diesel fuel from waste oils and comparison with fresh diesel:-A Review | |
| Adoga et al. | Catalytic pyrolysis of low density polyethylene and polypropylene wastes to fuel oils by N-clay | |
| RU2556691C1 (ru) | Завод по переработке углеводородного сырья в северных регионах | |
| Burakhta et al. | Characterization of liquid products of automobile tire pyrolysis | |
| Tóth et al. | Quality improvement of middle distillates from thermal decomposition of waste polypropylene | |
| Zaykina et al. | Radiation technologies for production and regeneration of motor fuel and lubricants |