WO2008079054A2 - Fabrication de noir de carbone, de composants de combustibles et de matières premières à base d'hydrocarbures pour l'énergie chimique à partir de déchets contenant du caoutchouc - Google Patents

Fabrication de noir de carbone, de composants de combustibles et de matières premières à base d'hydrocarbures pour l'énergie chimique à partir de déchets contenant du caoutchouc Download PDF

Info

Publication number
WO2008079054A2
WO2008079054A2 PCT/RU2007/000728 RU2007000728W WO2008079054A2 WO 2008079054 A2 WO2008079054 A2 WO 2008079054A2 RU 2007000728 W RU2007000728 W RU 2007000728W WO 2008079054 A2 WO2008079054 A2 WO 2008079054A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reactor
solvent
rubber
thermolysis
crumb
Prior art date
Application number
PCT/RU2007/000728
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2008079054A3 (fr
Inventor
Kirill Zyskovich Bochaver
Original Assignee
Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu 'n.T.D Tamanno'
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 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu 'n.T.D Tamanno' filed Critical Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu 'n.T.D Tamanno'
Priority to EA200900712A priority Critical patent/EA200900712A1/ru
Priority to EP07870641A priority patent/EP2105487A2/en
Priority to CA002673530A priority patent/CA2673530A1/en
Priority to AU2007338972A priority patent/AU2007338972A1/en
Priority to US12/448,559 priority patent/US20090291043A1/en
Priority to NZ577973A priority patent/NZ577973A/en
Publication of WO2008079054A2 publication Critical patent/WO2008079054A2/ru
Publication of WO2008079054A3 publication Critical patent/WO2008079054A3/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/08—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form
    • C10B49/10—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form according to the "fluidised bed" technique
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B51/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by combined direct and indirect heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Definitions

  • the invention relates to the chemical industry and to the disposal of rubber-containing industrial and household wastes, for example, tires that have expired.
  • thermolysis of rubber crumb in supercritical hydrocarbon gas As a result of thermolysis of rubber, carbon black is obtained that is close in composition to the soot used in rubber production, a wide fraction of hydrocarbons and a small amount of hydrocarbon gas.
  • the resulting products are used both directly and after processing - refinement.
  • a known method of processing rubber-containing wastes into motor fuel and chemical raw materials by thermal fluidization (thermolysis) of wastes in a hydrocarbon solvent is a waste product of the production of synthetic rubber at a pressure of 1 - 6 MPa, at a temperature of 270 - 420 ° C and a ratio of solvent: waste 2 - 4: 1.
  • a known method of processing organic polymer waste including thermolysis of a solvent - alkylbenzene under a pressure of at least 6.1 MPa, at a temperature of at least 210 ° C and a mass ratio of solvent and waste from 1: 1 to 4.2: 1. (RU, JNs 2167168 , ⁇ 08 J 11/04, published on 05.20.2001).
  • thermolysis products with a boiling point above 210 0 C
  • the solvent: waste ratio will be equal to 0.2.
  • the volume of the reactor occupied by the waste at a contact time of about two hours will be 10%, and at 4: 1, respectively, 2.5% .
  • the reactor volume will reach 100 m 3 and at a given temperature and pressure the weight of the reactor will be from 40 to 300 tons, which is hardly acceptable for a low-capacity plant.
  • each of the inventions considered has its drawbacks: the inaccessibility of waste from the production of synthetic rubber in one case, high pressure (above 6, 1 MPa) in the other, pollution with expensive rare-earth metals of carbon black in the third, and the use of a heavy fraction as a solvent ( boiling temperature above 220 ° C) - in the fourth (which will lead to increased coke formation and deterioration of the properties of carbon black (TU) and coking of apparatus for manufacturing).
  • the method is proposed to be carried out either at a batch installation, or in a plant with a fluidized bed reactor (POS) of rubber crumb and solid thermolysis products — carbon black in a stream of a fluidizing agent — solvent in a continuous plant.
  • POS fluidized bed reactor
  • III - carbon black in the form of powder is taken from the upper layer of the PIC of the reactor by pneumatic transport;
  • IV - gas-vapor fraction of light hydrocarbons with temperatures up to 220 ° C is removed from the separation part of the reactor, cooled and partially condensed in a refrigerator-condenser, subjected to separation in a gas-liquid separator.
  • the fraction of liquid light hydrocarbons is fed into a fired tube furnace, and then into a reforming reactor with a temperature of 500 ° C and into the reactor itself.
  • the claimed technical results of the known invention simplification of technology, reduction of energy intensity, reduction of operating costs, expansion of functionality, improving the quality of the products obtained;
  • the disadvantages of this method include: - the difficulty of separating the heavy and light fractions of hydrocarbons - a mixture of solvent and reaction products in the continuous reactor with a fluidized bed (PIC) and, as a consequence, the withdrawal of the heavy fraction from the bottom of the reactor;
  • PIC fluidized bed
  • the location of the cyclone inside the reactor is impractical, since the reactor has high pressure and density of supercritical gas, which is bad for the degree of purification from solid particles of TU, as well as the increased separation zone of the reactor and the weight of the latter.
  • the object of the invention is to improve the technical and operational characteristics of the method.
  • the circulating solvent is distillate distillation columns, which made it possible to choose the composition of the solvent;
  • FIG. 1 shows a block diagram of the production of carbon black, components of hydrocarbon fuels and raw materials for the chemical industry
  • FIG. 2 is a diagram of the installation of thermolysis of rubber crumb.
  • FIG. 1 the following position designations are made: 1 - rubber-containing raw materials;
  • Rubber-containing raw materials 1 tire covers, electrical cables, waste rubber products, household waste, etc. come to the site of reception, storage and preparation of raw materials 2 and then to the site of grinding of raw materials and separation of fragments of grinding 3.
  • Liquid products of thermolysis 8 are piped to reservoir steam to 9 and further for sale, and carbon black 10 is cooled and, if necessary, refined in unit 11 for upgrading the technical specifications and also sent to warehouse 5.
  • Production includes the necessary plant facilities
  • cooling tower 12 cooling tower, recycled water system, electrical substation, inert gas generator (e.g. nitrogen), steam generator, etc.
  • inert gas generator e.g. nitrogen
  • steam generator etc.
  • FIG. 2 the following position designations are made: 13 - receiving hopper; 14 - a worm extruder machine;
  • 17 - POS heating coil with a direct flow of solvent-coolant; 18 is a fitting for introducing a solvent into the zone between the reactor vessel 15 and the distribution device 16;
  • PK from the line for grinding rubber (tires) by the conveyor is fed to the loading hopper 13 of the extruder worm 14, which pumps PK into the reactor 15, which is a cylindrical fluidized bed vessel PK and TU, in the lower part of which there is a conical switchgear 16 with nozzle 37
  • the pressure of supercritical hydrocarbon gas in the reactor is ⁇ 4 MPa.
  • a coil 17 is located inside the reactor 15. Coolant inlet through the nozzle
  • the PIC inside the reactor 15 provides a high coefficient of heat transfer from the coolant to PK.
  • a fluidizing agent — a heat-carrier-solvent — is taken from the distillation column 19, heated in heat exchangers 20 and 21 with reverse flows of thermolysis products and a heavy bottoms product of the distillation column 19.
  • the coolant is heated in the furnace 22 and sent to the coil 17 of the reactor 15, where the thermolysis temperature is maintained at 320-350 0 C by heat transfer through the walls of the coil 17, then the solvent is returned to the furnace 22 for heating and fed into the reactor 15 through the fitting 18 and then through the nozzle 37 for heating continuously incoming rubber crumb to a temperature of 320-350 0 C through the walls of the conical switchgear 16 and direct contact with it.
  • reaction products are removed from the reactor 15 through the nozzle 36, throttled to a pressure of 0.7 - 0.4 MPa in the throttling device 23, carbon black is separated from the hydrocarbon gas in several successive stages of the cyclones 24 and sent to the stripping column 25, where the remaining hydrocarbons are recovered from TU superheated water vapor.
  • the latter is also used for transport TU by pipelines from cyclones 24 to the stripping column 25.
  • the solvent is both a fluidizing agent, a heat carrier, and a trap of all thermolysis products from the reactor.
  • the exhaust gases from the stripping column 25 are connected to the main gas stream of the pipeline 26 from cyclones 24. Then the gas is finally cleaned of dust in the fine filter 27, periodically cleaned with superheated steam and two streams are sent as raw material to the distillation column 19. Moreover, the main stream gas is cooled in a heat exchanger 21 with heat recovery to a direct flow of heat carrier, and only after that it is directed to a column 19. Another gas flow through a pipe 34 gives up part of its heat to the riboiler 34, and it also feed on the distillation column 19.
  • gas raw materials are separated into gas, a light fraction of liquid hydrocarbons, a heavy fraction of liquid hydrocarbons and separately distillate, which is used as a solvent.
  • the gas from the helmet of the column 19 is cooled and condensed in a reflux condenser 30 and separated in a three-phase separator 29 into hydrocarbon gas, liquid light hydrocarbons and H 2 O condensate.
  • the H 2 O condensate from the shoe 28 of the three-phase separator 29 is evaporated in a steam generator 26 and overheated in an oven 22 to temperature ⁇ 450 ° C.
  • Hydrocarbon gas from the separator 29 is used for combustion in the furnace 22.
  • a liquid light product is fed to the upper plate of the distillation column 19 as reflux.
  • Part of the light liquid product can be selected as light gasoline with a boiling point up to 70 ° C and sent to the food warehouse 35.
  • Commodity hydrocarbon fraction with a boiling point up to 200 ° C is taken from the middle of the column 19 and also sent to the warehouse 35 through the refrigerator 31.
  • the solvent the distillate of the column 19 is recycled by heating successively in heat exchangers 20, 21 and furnace 22.
  • a heavy hydrocarbon product with a boiling point above 200 ° C is taken from the bottom of the column 19, cooled sequentially in the heat exchanger 20 and the refrigerator 32 and sent to the warehouse 25.
  • the heat of the return stream is used through the pipe 34.
  • an inert gas for example nitrogen, is supplied to the hopper 13.
  • thermolysis products and working intermediates being in hermetically sealed volumes, do not have direct contact with the environment until shipment in the form of marketable products, and the production will be environmentally friendly.
  • a significant advantage of the proposed production is the absence of waste (except for the flue gases of the furnace) and the complete utilization of recyclable waste.
  • thermolysis of rubber crumb was carried out on a pilot scale pilot plant according to the full scheme with a capacity of up to 10 kg of rubber crumb per hour (except for replacing the tubular fire furnace with electric heating and a gravity separator instead of a cyclone).
  • the long run at the demonstration installation showed the operability of both the method as a whole and individual apparatuses and machines within the parameters of the thermolysis process indicated in this application for the invention.
  • the mass ratio of organic solvent to rubber crumb varied from 0.2 to 0.34
  • the temperature of the fluidized bed PK and TU in reactor 15 was varied from 320 0 C to 420 0 C
  • the pressure in the gravity separator was varied from OD to 1 MPa
  • thermolysis products ranged from:
  • the concentration of C 6 -C 8 alkyl aromatic hydrocarbons varied from 40 to 70%.
  • the pressure in the reactor 15 was constantly maintained in the range of 4.0 ⁇ 0.2 MPa
  • rubber crumb with a particle size of not more than 4 mm was used as a raw material.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

ПРОИЗВОДСТВО ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА, КОМПОНЕНТОВ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОП ЛИВ И СЫРЬЯ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ИЗ РЕЗИНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
Область техники Изобретение относится к химической промышленности и к утилизации резиносодержащих промышленных и бытовых отходов, например, отслуживших свой срок автопокрышек.
Предшествующий уровень техники
Производство осуществляется, прежде всего, за счет термолиза резиновой крошки в закритическом углеводородном газе. В результате термолиза резины получают сажу, близкую по составу к саже, используемой при производстве резины, широкую фракцию углеводородов и небольшое количество углеводородного газа.
Ликвидация резиносодержащих отходов (в первую очередь - автопокрышек) - весьма актуальная проблема современности. Одновременно получают продукты - заменители производных нефтегазового сырья.
Полученные продукты используют как непосредственно, так и после обработки - облагораживания.
Известен способ переработки резиносодержащих отходов в моторное топливо и химическое сырье термоожижением (термолизом) отходов в углеводородном растворителе — отходе производства синтетического каучука под давлением 1 - 6 МПа, при температуре 270 - 420° С и соотношении растворитель : отходы 2 - 4 : 1. (WO
95/200007, С 08 J 11/20, oпyбл.27.07.95).
Известен способ переработки органических полимерных отходов, включающий термолиз растворителя — алкилбензола под давлением не менее 6,1 МПа, при температуре не менее 210° С и массовом соотношении растворителя и отходов от 1 : 1 до 4,2: 1. (RU, JNs 2167168, С 08 J 11/04, oпyбл.20.05.2001).
Кроме того, в этом техническом решении возможно введение фракции дистилляции продуктов термолиза с температурой кипения выше 2100C
Известен способ переработки органических полимерных отходов в органическом растворителе алкилбензоле при температуре выше 270 - 420 С и давлении до 6 МПа при массовом соотношении растворителя и отходов 2 - 4 : 1 в присутствии редкоземельного металла. 1. (RU, N° 2110535, С 08 J 11/04, oпyбл.10.05.1998). Все указанные изобретения имеют один общий недостаток — чрезвычайно большой объем реактора высокого давления.
Так, при насыпной плотности резиновых отходов ~ 400кг/м и плотности самой резины - около 1200 кг/м3 при плотности алкилбензола (например, толуола) 100 кг/м3, при объеме реактора, полностью заполненного отходами, соотношение растворитель : отходы будет равно 0,2.
При соотношении 1 : 1 (а во всех известных технических решениях минимальное весовое соотношение растворитель : отходы равно 1) объем реактора, занимаемый отходами при времени контакта около двух часов, будет 10%, а при 4 : 1, соответственно, - 2,5%.
Или при производительности установки 1 т/час ≡ 2,5 м3/чac, объем реактора достигнет 100 м3 и при заданных температуре и давлении вес реактора составит от 40 до 300 тонн, что вряд ли приемлемо для установки малой производительности.
Кроме того, каждое из рассмотренных изобретений имеет свои недостатки: труднодоступность отходов от производства синтетического каучука в одном случае, высокое давление (выше 6, 1 МПа) — в другом, загрязнение дорогими редкоземельными металлами техуглерода — в третьем, использование в качестве растворителя тяжелой фракции (температура кипения выше 220° С) - в четвертом (что приведет к повышенному коксообразованию и ухудшению свойств технического углерода (ТУ) и закоксованию аппаратов для изготовления).
Все перечисленные способы прямо или косвенно авторы предполагают осуществлять на установках периодического действия, что делает их практически неосуществимыми вследствие трудности загрузки сырья в реактор и извлечения продуктов реакции из-за высоких давления и температуры. Наиболее близким к заявленному является способ переработки резиносодержащих отходов в органическом растворителе при температуре 435° С и давлении 2,9-6 МПа, отделении жидкой фракции от нерастворенного продукта, дистилляции жидкой фракции на две: с кипением до 2200C - легкая фракция углеводородов (Л ФУ), и выше 2200C. Соотношение растворитель: отходы - в пределах от 1 до 3,0. Часть фракции с температурой кипения до 2200C подвергают каталитическому риформингу и используют как растворитель. (RU, N° 2220986, С 08 J 11/04, С 08 L 21/00, опубл.10.01.2004).
Способ предлагают осуществлять либо на установке периодического действия, либо на установке с реактором с псевдоожиженным слоем (ПОС) резиновой крошки и твердых продуктов термолиза - технического углерода в потоке ожижающего агента- растворителя на установке непрерывного действия.
Причем вывод продуктов осуществляют: 11 - жидкие тяжелые углеводороды с температурой кипения выше 220 С с низа реактора. Вместе с ними удаляются остатки металлокорда;
III - технический углерод в виде порошка отбирается из верхнего слоя ПОС реактора пневмотранспортом;
IV - газопаровую фракцию легких углеводородов с температурой до 220° С отводят из сепарационной части реактора, охлаждают и частично конденсируют в холодильнике-конденсаторе , подвергают сепарации в газожидкостном сепараторе.
Фракцию жидких легких углеводородов подают в огневую трубчатую печь, а затем в реактор риформинга с температурой 500° С и в сам реактор.
Балансовую часть Л ФУ стабилизируют в колонне. Следуя выводам о нецелесообразности установок периодического действия, мы рассмотрели только установку непрерывного действия.
Заявленные технические результаты известного изобретения: упрощение технологии, снижение энергоемкости, уменьшение эксплуатационных расходов, расширение функциональных возможностей, повышение качества получаемых продуктов;
- ускорение процесса термолиза резины;
- повышение концентрации алкилбензолов в растворителе за счет каталитического риформинга растворителя - паров легкой фракции термолиза
К недостаткам указанного способа можно отнести: - трудность разделения на тяжелую и легкую фракции углеводородов - смесь растворителя и продуктов реакции в самом реакторе непрерывного действия с псевдоожиженным слоем (ПОС) и, как следствие, вывода тяжелой фракции с низа реактора;
- сепарацию технического углерода (ТУ) и фракции легких углеводородов в циклоне в самом реакторе, так как этот технический прием значительно увеличивает объем реактора при высоком давлении термолиза, что приводит к значительному утяжелению аппарата;
- конденсацию продуктов реакции в конденсаторе сразу по выходу из реактора и жидкостное питание ректификационной колонны, что требует подведения дополнительного тепла в куб колонны и, как следствие, увеличение общих энергозатрат;
- использование в качестве «pacтвopитeля» конденсата «лeгкoй фpaкции» из реактора, содержащего тяжелые углеводороды, что приводит к процессам уплотнения последних в реакторе риформинга, реакторе термолиза и печи и забиванию их тяжелыми продуктами уплотнения и коксом.
Расположение циклона внутри реактора нецелесообразно, так как в реакторе высокие давление и плотность закритического газа, что плохо отражается на степени очистки от твердых частиц ТУ, а также увеличенной сепарационной зоны реактора и веса последнего.
Кроме того, увеличение времени пребывания продуктов реакции в реакторе вызывает нежелательный эффект вторичных реакций.
Раскрытие изобретения Решаемая изобретением задача - улучшение технико-эксплуатационных характеристик осуществления способа.
В предлагаемом изобретении устранены указанные выше недостатки известного способа (RU, N° 2220986) за счет:
- ликвидации сепарационной зоны в реакторе термолиза и сепарирующего устройства газообразных и твердых продуктов реакции за пределами реактора и, тем самым, реализовать возможность иметь соотношение растворитель: резина менее 1;
- установки дросселирующего устройства между реактором и сепарирующим устройством с целью снижения давления в последнем и, тем самым, улучшения условий сепарации; - возврат отдувочной парогазовой смеси из отдувочной колонны в поток продуктов пиролиза на вход питания ректификационной колонны, что упрощает схему установки и улучшение условий ректификации;
- все жидкие и газообразные продукты реакции и циркулирующий поток растворителя разделяют в ректификационной колонне, которую питают парогазовым сырьем, что позволило исключить внешний подвод тепла для отпаривания кубового продукта, а также возможность варьировать количество и состав продуктовых фракций;
- циркулирующим растворителем является дистиллят ректификационной колонны, что дало возможность выбора состава растворителя;
- конструкция реактора с подводом части тепла на нагрев резиновой крошки (PK) и суммарной теплоты реакций термолиза позволила снизить температуру теплоносителя до 450° С и ниже при соприкосновении его с PK и исключить уплотнение и коксование тяжелых углеводородов;
- вывод всех продуктов реакции из реактора совместно с растворителем черед один штуцер с последующим разделением их в циклонах и ректификационной колонне;
- использование растворителя одновременно в качестве ожижающего агента, теплоносителя и выносителя всех продуктов реакции из реактора одним потоком.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его осуществления со ссылками на прилагаемые фигуры.
Краткое описание чертежей Фиг. 1 изображает блок-схему производства технического углерода, компонентов углеводородных топлив и сырья для химической промышленности; Фиг. 2 - схему установки термолиза резиновой крошки.
Лучший вариант осуществления изобретения На фиг. 1 сделаны следующие обозначения позиций: 1 - резиносодержащее сырье;
2 - узел приема, хранения и подготовки сырья;
3 - узел измельчения сырья и сепарации фрагментов измельчения;
4 - металлические фрагменты измельчения;
5 - узел складирования, прессования, фасовки и отгрузки товарной продукции; 6 - резиновая крошка;
7 - установка термолиза резиновой крошки;
8 - жидкие продукты термолиза;
9 - резервуарный парк;
10 - техуглерод (ТУ); 11 - узел облагораживания техуглерода;
12 - объекты общезаводского хозяйства.
Резиносодержащее сырье 1: отслужившие свой срок автопокрышки, электрокабели, отходы производства резиновых изделий, бытовые отходы и др. поступают на узел приема, хранения и подготовки сырья 2 и затем на узел измельчения сырья и сепарации фрагментов измельчения 3.
Металлические фрагменты измельчения 4, все виды кордов, металлических проводов отправляют на узел складирования, прессования, фасовки и отгрузки товарной продукции 5. Резиновую крошку 6 направляют на установку термолиза резиновой крошки 7.
Жидкие продукты термолиза 8 по трубопроводам отводят в резервуарный пар к 9 и далее на реализацию, а технический углерод 10 охлаждают и, если это необходимо, облагораживают в узле 11 облагораживания ТУ и также отправляют на склад 5. Производство включает в себя необходимые объекты общезаводского хозяйства
12: градирню, систему оборотной воды, электроподстанцию, генератор инертного газа (например азота), парогенератор и др.
На фиг. 2 сделаны следующие обозначения позиций: 13 - приемный бункер; 14 - червячная машина-экструдер;
15 - реактор термолиза с псевдоожиженным слоем (ПОС) резиновой крошки (PK) и техуглерода (ТУ);
16 - коническое распределительное устройство;
17 - змеевик подогрева ПОС прямым потоком растворителя-теплоносителя; 18 - штуцер ввода растворителя в зону между корпусом реактора 15 и распределительного устройства 16;
19 - ректификационная колонна;
20 и 21 - теплообменник; 22 - трубчатая огневая печь; 23 - дросселирующие устройства;
24 - циклоны;
25 - отпарная колонна;
26 - трубопровод потока углеводородного газа из циклонов 24;
27 - кантующиеся фильтры тонкой очистки газа от пыли ТУ; 28 - башмак конденсата H2O;
29 - трехфазный сепаратор;
30 - дефлегматор;
31 и 32 - холодильники товарных продуктов; 33 - рибойлер с паровым пространством;
34 - трубопровод части потока продуктов реакции, которую направляют в рибойлер;
35 - общезаводское хозяйство, склады, резервуарный парк, генератор инертного газа и др.;
36 - штуцер вывода продуктов реакции из реактора;
37 - сопло;
38 - парогенератор.
PK с линии измельчения резины (автопокрышек) транспортером подают в загрузочный бункер 13 червячной машины-экструдера 14, которая нагнетает PK в реактор 15, представляющий собой цилиндрический сосуд с псевдоожиженным слоем PK и ТУ, в нижней части которого расположено коническое распределительное устройство 16 с соплом 37. Давление закритического углеводородного газа в реакторе ~ 4 МПа. Внутри реактора 15. расположен змеевик 17. Ввод теплоносителя через штуцер
18 в полость между обечайкой реактора 15 и коническим распределительным устройством 16. ПОС внутри реактора 15 обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи от теплоносителя к PK.
Ожижающий агент - теплоноситель-растворитель отбирают из ректификационной колонны 19, нагревают в теплообменниках 20 и 21 обратными потоками продуктов термолиза и тяжелого кубового продукта ректификационной колонны 19.
Далее теплоноситель нагревают в печи 22 и направляют в змеевик 17 реактора 15, где путем теплопередачи через стенки змеевика 17 поддерживают температуру термолиза на уровне 320-3500C, затем растворитель возвращают в печь 22 для подогрева и подают в реактор 15 через штуцер 18 и далее через сопло 37 для нагрева непрерывно поступающей резиновой крошки до температуры 320-3500C через стенки конического распределительного устройства 16 и непосредственным контактом с ней.
Продукты реакции выводят из реактора 15 через штуцер 36, дросселируют до давления 0,7 - 0,4 МПа в дросселирующем устройстве 23, отделяют технический углерод от углеводородного газа в нескольких последовательных ступенях циклонов 24 и направляют в отпарную колонну 25, где извлекают оставшиеся углеводороды из ТУ перегретым водяным паром. Последний применяют также для транспорта ТУ по трубопроводам от циклонов 24 к отпарной колонне 25.
Таким образом, растворитель является одновременно и ожижающим агентом, и теплоносителем, и выносителем всех продуктов термолиза из реактора.
Отдувочные газы из отпарной колонны 25 присоединяют к основному потоку газов трубопровода 26 из циклонов 24. Далее газ окончательно очищают от пыли в фильтре тонкой очистки 27, периодически прочищаемого перегретым водяным паром и двумя потоками направляют в качестве сырья в ректификационную колонну 19. Причем, основной поток газа охлаждают в теплообменнике 21 с рекуперацией тепла прямому потоку теплоносителя, и только после этого направляют в колонну 19. Другой поток газа по трубопроводу 34 отдает часть своего тепла в рибойлере 34, и его тоже направляют на питание ректификационной колонны 19.
В ректификационной колонне 19 производят разделение газового сырья на газ, легкую фракцию жидких углеводородов, тяжелую фракцию жидких углеводородов и отдельно дистиллат, который используют в качестве растворителя. Абгаз из шлема колонны 19 охлаждают и конденсируют в дефлегматоре 30 и разделяют в трехфазном сепараторе 29 на углеводородный газ, жидкие легкие углеводороды и конденсат H2O. Конденсат H2O из башмака 28 трехфазного сепаратора 29 испаряют в парогенераторе 26 и перегревают в печи 22 до температуры ~ 450° С.
Углеводородный газ из сепаратора 29 используют для горения в печи 22. Жидкий легкий продукт подают на верхнюю тарелку ректификационной колонны 19 в качестве флегмы. Часть легкого жидкого продукта может отбираться в качестве легкого бензина с температурой кипения до 70° С и направляться на продуктовый склад 35. Товарная углеводородная фракция с температурой кипения до 200° С отбирается из середины колонны 19 и через холодильник 31 также отправляется на склад 35. Растворитель-дистиллят колонны 19 отправляют на рецикл, нагревая последовательно в теплообменниках 20, 21 и печи 22.
Тяжелый углеводородный продукт с температурой кипения выше 200° С отбирают из куба колонны 19, охлаждают последовательно в теплообменнике 20 и холодильнике 32 и направляют на склад 25. В испарителе-рибойлере 33 кубового продукта используют по трубопроводу 34 тепло части обратного потока.
Изменяя точки отбора продуктов из колонны 19, возможно варьировать продукты ректификации, Например, меняя состав растворителя или отбирая дополнительно фракцию 180-3600C.
Чтобы исключить попадание воздуха в реактор вместе с PK, в бункер 13 подают инертный газ, например, азот.
Таким образом, все рабочие жидкие, газообразные и твердые продукты термолиза PK и рабочие промежуточные продукты, находясь в герметически закрытых объемах, не имеют непосредственного контакта с окружающей средой вплоть до отгрузки в виде товарной продукции, а производство будет экологически чисто.
Существенным преимуществом предлагаемого производства является отсутствие отходов (кроме дымовых газов печи) и полная утилизация перерабатываемых отходов.
Способ термолиза резиновой крошки был осуществлен на демонстрационной установке пилотного масштаба по полной схеме с производительностью до 10 кг резиновой крошки в час (за исключением замены трубчатой огневой печи на электронагрев и гравитационного сепаратора вместо циклона). Длительный пробег на демонстрационной установке показал работоспособность как способа в целом, так и отдельных аппаратов и машин в пределах параметров процесса термолиза, означенных в настоящей заявке на изобретение.
Массовое соотношение органического растворителя к резиновой крошке варьировалось от 0,2 до 0,34, температура псевдоожиженного слоя PK и ТУ в реакторе 15 изменяли в пределах от 3200C до 4200C, давление в гравитационном сепараторе меняли от ОД до 1 МПа, циркуляцию растворителя по массовому соотношению к расходу резиновой крошки - в пределах от 2 до 8.
В зависимости от параметров процесса (величина рецикла растворителя, температура в реакторе, состава растворителя и др.) выход продуктов термолиза колебался в пределах:
- углеводородный газ от 0,3 до 0,8% от сырья - резиновой крошки;
- легкая фракция углеводородов с температурой кипения 40-70° С от 0 до 8%;
- легкая фракция углеводородов с температурой кипения от 40° С до 200° С от 26 до 42%; - тяжелая фракция углеводородов с температурой кипения от 180° С до 410° С от
25 до 44%.
Концентрация алкилароматических углеводородов C6 -C8 менялась в пределах от 40 до 70%. Давление в реакторе 15 постоянно поддерживалось в пределах 4,0 ± 0,2 МПа.
В качестве сырья использовалась резиновая крошка с размером частиц не более 4 мм.
В указанных пределах изменений параметров процесса термолиз PK проходил устойчиво.
Промышленная применимость
Наиболее успешно заявленный способ производства технического углерода, компонентов углеводородных топлив и сырья для химической промышленности промышленно применим в химической переработке резиносодержащих отходов, например, автопокрышек, отслуживших свой срок.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ производства технического углерода, компонентов углеводородных топлив и сырья для химической промышленности, включающий измельчение резиносодержащего сырья, отделение резиновой крошки от остальных ингредиентов, подачу резиновой крошки в реактор с псевдоожиженным слоем, термолиз резиновой крошки в вертикальном потоке растворителя - смеси углеводородов, содержащей алкилароматику, при температуре и под давлением, близким к критическим 320-350 С и 4,0-6,0 МПа, циркулирующей через движущийся псевдоожиженный слой, отличающийся тем, что термолиз проводят при массовом соотношении растворителя к отходам менее 1,0 в ректоре, при этом сам растворитель одновременно служит и ожижающим агентом, и теплоносителем, и выносителем из реактора продуктов реакции, что обеспечивает циркуляцию растворителя с полным выносом всех продуктов, получаемых в термолизе резиновой крошки, из реактора в общем потоке с растворителем.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что технический углерод отделяют от газообразных продуктов реакции в отдельно стоящих от реактора циклонах при давлении 0,3 - 0,8 МПа, более низком чем давление при термолизе за счет дросселирующего устройства, размещенного на трубопроводе между реактором и циклонами, которым регулируют давление в реакторе.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для снижения температуры циркулирующего растворителя при непосредственном контакте с резиновой крошкой и исключения уплотнения и коксования тяжелых углеводородов в продуктах термолиза, циркулирующий растворитель дважды нагревают в печи и часть тепла передается резиновой крошкой непосредственно в псевдоожиженный слой, а часть - через поверхность змеевика и через стенку конического распределительного устройства реактора, расположенных в псевдоожиженном слое
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закритический газ растворителя и продуктов реакции дополнительно направляют сначала в теплообменник и рибойлер для рекуперации тепла прямому потоку теплоносителя-растворителя и для испарения углеводородов в кубе ректификационной колонны, а затем направляют в ректификационную колонну в качестве газообразного сырья.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу резиновой крошки в реактор осуществляют червячной машиной-экструдером из приемного бункера в среде инертного газа, подаваемого непосредственно в приемный бункер.
PCT/RU2007/000728 2006-12-27 2007-12-25 Fabrication de noir de carbone, de composants de combustibles et de matières premières à base d'hydrocarbures pour l'énergie chimique à partir de déchets contenant du caoutchouc WO2008079054A2 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200900712A EA200900712A1 (ru) 2006-12-27 2007-12-25 Производство технического углерода, компонентов углеводородных топлив и сырья для химической промышленности из резиносодержащих отходов
EP07870641A EP2105487A2 (en) 2006-12-27 2007-12-25 METHOD FOR PRODUCING CARBON BLACK FROM RUBBER-CONTAINING WASTE& xA;
CA002673530A CA2673530A1 (en) 2006-12-27 2007-12-25 The production of carbon black, components of hydrocarbon fuels and a raw material for the chemical industry from rubber-containing waste
AU2007338972A AU2007338972A1 (en) 2006-12-27 2007-12-25 Method for producing carbon black from rubber-containing waste
US12/448,559 US20090291043A1 (en) 2006-12-27 2007-12-25 Production of carbon black, components of hydrocarbon fuels and raw material for the chemical industry from rubber-containing waste
NZ577973A NZ577973A (en) 2006-12-27 2007-12-25 Method for producing carbon black from rubber-containing waste

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146634/04A RU2352600C2 (ru) 2006-12-27 2006-12-27 Способ производства технического углерода, компонентов углеводородных топлив и сырья для химической промышленности из сырья - резиносодержащих промышленных и бытовых отходов
RU2006146634 2006-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008079054A2 true WO2008079054A2 (fr) 2008-07-03
WO2008079054A3 WO2008079054A3 (fr) 2008-08-14

Family

ID=39563058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000728 WO2008079054A2 (fr) 2006-12-27 2007-12-25 Fabrication de noir de carbone, de composants de combustibles et de matières premières à base d'hydrocarbures pour l'énergie chimique à partir de déchets contenant du caoutchouc

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20090291043A1 (ru)
EP (1) EP2105487A2 (ru)
CN (1) CN101568619A (ru)
AU (1) AU2007338972A1 (ru)
CA (1) CA2673530A1 (ru)
EA (1) EA200900712A1 (ru)
NZ (1) NZ577973A (ru)
RU (1) RU2352600C2 (ru)
WO (1) WO2008079054A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11999920B2 (en) 2021-09-10 2024-06-04 Ecolab Usa Inc. Cold flow additives for plastic-derived synthetic feedstock

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010011621A1 (de) * 2010-03-16 2011-09-22 Eme-Tech Gmbh Pyrolyse organischer Abfälle
RU2460743C2 (ru) * 2010-05-21 2012-09-10 Кирилл Зыськович Бочавер Процесс и установка по переработке резиносодержащих отходов
BR112013026336B1 (pt) 2011-04-14 2020-12-01 Alpha Recyclage Franche Comté método de obtenção de negro de fumo a partir de refugos de borracha e dispositivo para o mesmo
DE102011051888A1 (de) * 2011-07-15 2013-01-17 Vera Margraf-Gerdau Adsorptionsvlies, insbesondere zur Adsorption von petrochemischen Substanzen aus flüssigen Phasen und/oder zur Adsorption von Geruchsstoffen aus Gasphasen mit zumindest einem Spinnvlies und Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsvlieses

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995020007A1 (fr) 1994-01-25 1995-07-27 Platonov Vladimir Vladimirovic Procede de retraitement de dechets contenant du caoutchouc
RU2110535C1 (ru) 1997-10-29 1998-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОДЕСТ" Способ переработки органических промышленных и бытовых полимерных отходов
RU2167168C1 (ru) 2000-08-17 2001-05-20 Летечин Владимир Михайлович Способ переработки органических полимерных отходов
RU2220986C1 (ru) 2003-04-24 2004-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Н.Т.Д Таманно" Способ переработки резиносодержащих отходов

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5140882B2 (ru) * 1973-01-05 1976-11-06
DD255353A1 (de) * 1986-12-22 1988-03-30 Akad Wissenschaften Ddr Verfahren zur rueckgewinnung von russ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995020007A1 (fr) 1994-01-25 1995-07-27 Platonov Vladimir Vladimirovic Procede de retraitement de dechets contenant du caoutchouc
RU2110535C1 (ru) 1997-10-29 1998-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОДЕСТ" Способ переработки органических промышленных и бытовых полимерных отходов
RU2167168C1 (ru) 2000-08-17 2001-05-20 Летечин Владимир Михайлович Способ переработки органических полимерных отходов
RU2220986C1 (ru) 2003-04-24 2004-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Н.Т.Д Таманно" Способ переработки резиносодержащих отходов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11999920B2 (en) 2021-09-10 2024-06-04 Ecolab Usa Inc. Cold flow additives for plastic-derived synthetic feedstock

Also Published As

Publication number Publication date
EA200900712A1 (ru) 2009-12-30
CN101568619A (zh) 2009-10-28
RU2006146634A (ru) 2008-07-20
CA2673530A1 (en) 2008-07-03
EP2105487A2 (en) 2009-09-30
NZ577973A (en) 2010-11-26
WO2008079054A3 (fr) 2008-08-14
AU2007338972A1 (en) 2008-07-03
RU2352600C2 (ru) 2009-04-20
US20090291043A1 (en) 2009-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190256781A1 (en) Process and plant for conversion of waste material to liquid fuel
US11987756B2 (en) Process for PVC-containing mixed plastic waste pyrolysis in a reactor handling three phases of products
CA2558347C (en) Device and method for recovering fractional hydrocarbons from reclaimed plastic materials and/or from oily residues
RU2621097C2 (ru) Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
RU2393200C2 (ru) Способ термической переработки твердых органических отходов и установка для его осуществления
CN202576344U (zh) 一种从含沙油泥或/和有机废弃物中提取燃油的设备
WO2008079054A2 (fr) Fabrication de noir de carbone, de composants de combustibles et de matières premières à base d'hydrocarbures pour l'énergie chimique à partir de déchets contenant du caoutchouc
CN102757803A (zh) 废轮胎流化床蒸气低温干馏系统及方法
RU2460743C2 (ru) Процесс и установка по переработке резиносодержащих отходов
PL205461B1 (pl) Sposób przetwarzania surowców węglowodorowych metodą termicznego lub katalitycznego krakingu i układ do przetwarzania surowców węglowodorowych metodą termicznego lub katalitycznego krakingu
RU2619688C2 (ru) Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
AU2017213547A1 (en) Process and plant for conversion of waste plastic material into fuel products
CN214937238U (zh) 一种高分子聚合废物热解制油装置
RU167118U1 (ru) Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
WO2021171313A1 (en) Process for the conversion of plastic material to fuels
CN114207088A (zh) 解聚方法
KR20050000069A (ko) 폐합성수지에서 탄화수소류를 회수하기 위한 다중낙하촉매열분해공법

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780048114.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07870641

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007870641

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2673530

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200900712

Country of ref document: EA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12448559

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007338972

Country of ref document: AU

Ref document number: 577973

Country of ref document: NZ

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2007338972

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20071225

Kind code of ref document: A