WO2020096482A1 - Способ и устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена, полипропилена - Google Patents

Способ и устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена, полипропилена Download PDF

Info

Publication number
WO2020096482A1
WO2020096482A1 PCT/RU2019/000475 RU2019000475W WO2020096482A1 WO 2020096482 A1 WO2020096482 A1 WO 2020096482A1 RU 2019000475 W RU2019000475 W RU 2019000475W WO 2020096482 A1 WO2020096482 A1 WO 2020096482A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reactor
gas
distillation
vapor
fraction
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000475
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ремзи Искандерович СЕЙДАМЕТОВ
Сабри Нариманович СЕТМАНБЕТОВ
Original Assignee
Ремзи Искандерович СЕЙДАМЕТОВ
Сабри Нариманович СЕТМАНБЕТОВ
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 Ремзи Искандерович СЕЙДАМЕТОВ, Сабри Нариманович СЕТМАНБЕТОВ filed Critical Ремзи Искандерович СЕЙДАМЕТОВ
Priority to EP19881868.4A priority Critical patent/EP3916041A4/en
Priority to CA3126385A priority patent/CA3126385C/en
Priority to US17/294,269 priority patent/US11884783B2/en
Priority to UAA202104240A priority patent/UA127580C2/ru
Priority to CN201980089875.4A priority patent/CN113316608B/zh
Publication of WO2020096482A1 publication Critical patent/WO2020096482A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • 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
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge
    • C10B47/06—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge in retorts
    • 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
    • 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
    • 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
    • C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • 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
    • C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
    • 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
    • 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
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/02—Gasoline
    • 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
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/04—Diesel oil

Definitions

  • the invention relates to methods for processing industrial and household waste from synthetic polymeric materials, mainly from polyethylene and polypropylene by destructive distillation with subsequent disposal of decomposition products, as well as to devices for thermal and thermocatalytic destruction of wastes from synthetic polymeric materials.
  • Known accepted as the closest analogue of the first invention is the method of destructive distillation of polyethylene and polypropylene waste, described in RF patent N ° 2621097 for the invention "Device for the thermal destruction of polyethylene and polypropylene waste", C08J 11/04; B29B17 /; C10B53 / 00; C10B53 / 07; C10G1 / 00, 2017.
  • the continuous mode method is performed as follows.
  • Pre-crushed (or granular), purified by flotation of impurities of polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, cellulose, rags, rubber and other things, are loaded continuously with a screw feeder into a thermal destruction reactor (destructive distillation), equipped with a furnace and a fuel burner that can operate as a liquid and on gaseous fuel of own production. Turn on the fuel burner and bring the unit to operating temperature. To accelerate the unit’s output to the specified mode, the fuel (exhaust) gases generated during fuel combustion are sent to the boiler of the dewaxing cube (hydrocarbon collection cube) and the distillation column cube.
  • a thermal destruction reactor destructive distillation
  • Operating temperatures are maintained in the following ranges: in a thermal destruction reactor, in the range of 450-480 ° C (controlled by changing the fuel supply); in a collection tank of hydrocarbons - in the range of 300-360 ° C; the outlet temperature of the vapor-gas mixture from the dewaxing agent is in the range of 180-300 ° ⁇ (it is regulated by the water supply to the dewaxing unit of the dewaxing device); in the distillation column cube - in the range of 160-220 ° ⁇ (it is regulated by changing the temperature of the vapor-gas mixture after the dewaxing and in the upper part of the distillation column); gas-vapor mixture outlet temperature distillation column - in the range of 35-100 ° C (regulated by the flow of water into the reflux condenser).
  • the supply of fuel gases to the boiler is turned off by closing the gates before entering the cube and after leaving, discharging the exhaust gases at a temperature of 470-500 ° ⁇ into the atmosphere.
  • the selection of carbon residue-coke from the reactor is carried out continuously using a screw.
  • the discharge of heating oil from the bottom of the distillation column is carried out continuously.
  • the contents of the thermal destruction reactor are heated at a speed of 1.5-4 ° C / min with fuel gases with a temperature of 600-900 ° C, which pass through the flame tubes of the thermal destruction reactor and enter the boiler of the dehydrated wax tank, and then into the boiler of the distillation cube the columns.
  • the process of destruction of plastics begins.
  • the degradation products of plastics in the form of a gas-vapor mixture of hydrocarbons from a thermal decomposition reactor are passed into a catalyst column, which is a tubular apparatus with flanges loaded with a catalyst — titanium spirals in a cassette, and then into a heat exchanger over a vapor-gas mixture dewaxing tank in a hydrocarbon cube collector.
  • a catalyst column which is a tubular apparatus with flanges loaded with a catalyst — titanium spirals in a cassette
  • a heat exchanger over a vapor-gas mixture dewaxing tank in a hydrocarbon cube collector.
  • recycled water is supplied to the heat exchanger above the hydrocarbon cube-collector of the vapor-gas mixture dewaxing unit to cool the gas-vapor mixture of hydrocarbons.
  • the gas-vapor mixture of hydrocarbons enters the cube-collector of dewaxing hydrocarbons, where high-boiling hydrocarbons pass from it to the liquid phase. Then the vapor-gas mixture enters the dewaxing unit, which is a column apparatus, the lower part of which is loaded with a mass transfer nozzle - titanium chip catalysts, and in the upper part a shell-and-tube heat exchanger of the dewaxing, which acts as a reflux condenser, is installed.
  • the dewaxing unit which is a column apparatus, the lower part of which is loaded with a mass transfer nozzle - titanium chip catalysts, and in the upper part a shell-and-tube heat exchanger of the dewaxing, which acts as a reflux condenser, is installed.
  • Recycled water is fed into the annular space of the dewaxing heat exchanger, and condensation of hydrocarbons (paraffins) takes place in the tubes of the dewaxing heat exchanger. Condensed paraffins are sent back to the hydrocarbon collection tank.
  • the water supply to the shell-and-tube heat exchanger of the dewaxing acting as a reflux condenser, maintains the vapor temperature at the outlet of the dewaxing in the range of 180-300 ° C.
  • hydrocarbon vapors enter the distillation column, where they are separated into gasoline and diesel fractions.
  • the gas fraction in gaseous form and hydrocarbon gas from above the distillation column enter the heat exchanger for gas cooling and condensation of water vapor and gasoline.
  • the gasoline fraction in the form of steam and hydrocarbon gas (gas fraction) are fed from the top of the distillation column to a heat exchanger to cool the gas fraction and to condense gasoline vapor and water.
  • the quality of diesel fuel flash point, fractional composition
  • the quality of the gasoline fraction is controlled by the temperature at the outlet of the distillation column.
  • the temperature of the top of the distillation column in the range of 35-100 ° C is maintained by supplying water to the distillation column of the distillation column.
  • the reflux condenser is a shell-and-tube heat exchanger, in which annular water is supplied into the annular space, and high-boiling hydrocarbons are condensed in the tube space of the reflux condenser.
  • a heat exchanger for gas cooling and condensation of gasoline vapors and water present which is cooled by circulating water, gasoline fraction vapors are condensed.
  • gasoline fraction vapors are condensed in a heat exchanger for gas cooling and condensation of gasoline vapors and water present, which is cooled by circulating water.
  • gasoline fraction vapors are condensed.
  • water and hydrocarbon gas (gas fraction) are separated from gasoline. Hydrocarbon gas that does not condense is sent to the burner of the thermal decomposition reactor, and excess hydrocarbon gas is collected in a gas collector (gas tank). Water and gasoline enter the respective collections.
  • the heavy fraction - heating oil (mainly paraffins) is accumulated in the cube of the dewaxing apparatus and at the end of the process of thermal degradation, when the formation of hydrocarbon gas ceases, it is removed through the heat exchanger of the heating oil, which is cooled by the cooling system water, into the collection of heating oil (aka collection of paraffins - paraffin waxes fractions).
  • Plastic degradation process finish at a temperature of 450-480 ° C. Turn off the fuel to the burner.
  • the solid carbonaceous coke residue that remained at the bottom of the thermal destruction reactor, after cooling the reactor, is discharged through the lower hatch of the thermal destruction reactor into a coke collector.
  • a furnace with a large lining mass is disconnected from the reactor by lowering it onto the wheels and taking it to the side to separate it and the reactor (which is cooled by the air supplied from the gas burner of the fuel burner).
  • Signs of the closest analogue that coincide with the essential features of the first invention are the presence in the method of destructive distillation of waste polyethylene and polypropylene loading into the first reactor destructive distillation of pre-flotated waste polyethylene and polypropylene from impurities containing polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, cellulose, organic compounds, rubber; connecting and heating the furnace of the first destructive distillation reactor with a fuel burner; heating and maintaining the temperature in the collection tank of hydrocarbons with exhaust gases, regulating the temperature of the exit of the steam-gas mixture of hydrocarbons from the dewaxing unit by supplying cooling water to the dewaxing unit of the dewaxing unit, and the selection of paraffin fractions; fractionation of the remaining products of destructive distillation in a distillation column to obtain the vapor phase of the gasoline fraction and the liquid phase of the diesel fraction, control the temperature of the remaining vapor-gas mixture from the distillation column by supplying cooling water to the distillation column reflux condenser; cooling the remaining vapor-gas mixture
  • a device for the destructive distillation of waste of polyethylene and polypropylene is known as described in the patent of the Russian Federation N ° 2621097 for the invention “Device for the thermal destruction of waste of polyethylene and polypropylene”, C08J11 / 04; B29B17 /; C10B53 / 00; C10B53 / 07; C10G1 / 00, 2017. Two device variants are presented in the description.
  • the closest analogue the device used in the periodic operating mode named in the closest analogue is adopted, which is equipped with at least two heating units connected in parallel, each of which contains a thermal destruction reactor (destructive distillation) with a top loading of raw materials (via the loading unit) ) and lower discharge of coke through the hatch.
  • each of the destructive distillation reactors contains a furnace with a massive lining, removable and mobile, which is configured to be disconnected from the reactor, in which the process of thermal destruction (destructive distillation) has ended, and attached to the reactor, in which the process of destructive distillation begins, by lowering it to the wheels and taking it to the side for separate cooling; a fuel burner operating both on liquid and gaseous fuels of own production; a collection of coke - a solid coke (carbon) residue remaining at the bottom of the reactor after cooling, removed through the bottom (side) hatch of the reactor.
  • Second option used in the so-called continuous operation with one heating unit also contains a similar reactor, but with a lateral feed mechanism in the form of a screw feeder and with a screw mechanism for unloading carbon residue through the side hatch, a furnace with a massive lining, a burner, a coke (carbon residue) collector ) In the carbon residue collector, the solid coke (carbon) residue remaining at the bottom of the reactor after cooling during continuous operation is discharged using a screw.
  • the heating unit through the network of pipelines of the gas-vapor mixture and through the catalyst column is connected to the unit for separating the products of the destructive distillation of polymer raw materials into components, the design of which is common to the first and second variants of the invention, the analogue and which consists of a water-cooled heat exchanger connected in series, in which, " implemented a scheme of countercurrent movement of phases "with a downward flow of a vapor-gas mixture of hydrocarbons, with tubes; hydrocarbon cube-collector with a boiler made in the form of a cylindrical container located horizontally; a dewaxing device, consisting of a packed lower part with tubes and a reflux condenser installed in the upper part and made in the form of a shell-and-tube heat exchanger; distillation column for separating fractions of diesel fuel and gasoline, consisting of a reflux condenser, a nozzle (concentration section with mass transfer nozzles), a feed section (through which the vapor-gas mixture is loaded) and a cube (di
  • the features of the closest analogue which coincide with the essential features of the second invention, are the presence in the device for destructive distillation of waste polyethylene and polypropylene, at least two heating units that are connected in parallel, each of which contains a destructive distillation reactor configured to top load polymer raw materials through the unit for loading and removing solid carbon residue through the lower side hatch of the reactor, each of the reactors contains a furnace, which is made with the possibility NOSTA detaching from the reactor and connecting thereto, a fuel burner; a unit for separating the products of the destructive distillation of polymer raw materials into components, which consists of series-connected: a water cooling heat exchanger with a downward flow of a steam-gas mixture of hydrocarbons, a hydrocarbon collector cube, made in the form of a cylindrical tank located horizontally, equipped with a boiler heated by exhaust gases, and mounted on a cube dewaxing apparatus, consisting of a bottom with tubes and with mass transfer nozzles filled with catalyst, and dephlegmator constructed as a tube bundle heat
  • the technical result of the first and second inventions is to increase the productivity and efficiency of the method of destructive distillation of waste polyethylene and polypropylene and the operation of the device for its implementation, improving the quality of distillation products, improving the safety of the device and the process of destructive distillation, reducing harmful emissions into the environment, reducing energy consumption.
  • the reasons that impede the receipt of the specified technical result when using the closest analogue of the first invention are its following disadvantages.
  • the disadvantage of this method is the presence of the operation of transporting and attaching a furnace heated to 1000 ° C, which has a large lining mass, to the second cold reactor, allegedly with the aim of saving fuel and heating time. It is not safe for service personnel to even approach the firebox, not to mention moving it from one reactor to another and subsequent connection to it.
  • the disadvantage of this method is the implementation of a single load of the full volume of the reactor feedstock, followed by the destruction of the loaded this volume of raw materials from the beginning to the end of the process. The entire volume of the loaded feed goes into a molten state and after that takes up only a quarter of the total reactor volume.
  • the disadvantage of this method is also the sticking of the carbon residue to the bottom of the reactor due to the lack of use in the reactor non-stick layer of lubricant-diluent (for example, refractory heavy paraffins).
  • the disadvantage is the discharge of exhaust gases at a temperature of 470-500 ° C in the atmosphere, when when operating temperatures are reached in the cube of the dewaxer and in the cube of the distillation column, the supply of fuel gases to the boiler is turned off by closing the gates before entering the cube of the distillation column and after exiting.
  • the supply of fuel gases with a temperature of 600-900 ° C from the boiler of the hydrocarbon recovery cube to the cube of the distillation column of the closest analogue does not in any way affect a significant (on average 50-60%) decrease in the amount of substandard fractional products formed during the start-up period and does not reduce costs heat and energy. This technique only complicates the design of the fractionation unit, only increasing its cost, without solving the indicated problem.
  • the closest analogue With a continuous operating mode, the closest analogue provides for the maintenance of a regular level in the cube collector with a constant discharge. But constant draining in a small trickle will lead to “freezing” of the resulting product in the refrigerator and its complete blockage, which will lead to an emergency.
  • a disadvantage of the known device is the implementation of a movable furnace with a massive lining (heated up to 1000 ° C). Such a solution poses a danger due to high-temperature radiation, residual vapors of degradation products since no devices have been proposed that provide protection against exposure to high temperature and harmful gases. Moreover, the furnace with such a lining will cool down for at least 8 hours.
  • a disadvantage of the known device is the presence of an explosive column of catalyst filled with titanium chips to ensure the cleaning of the gas mixture at the very early stage of its release.
  • the disadvantage is the lack of protection of the surface of the boiler from the bottom of the collection cube from sticking of particles of heavy carbon components. Due to the explosion hazard, the disadvantage is the use of a heterogeneous catalyst - titanium in the catalytic disposal process according to the closest analogue, since titanium does not affect the separation and breaking of molecular bonds of hydrocarbons. In contrast, the chemical properties of titanium indicate that the use of this metal as a catalyst in the form of strips of titanium with a width of 5-20 mm, a thickness of 0.5-1.5 mm in the process of hydrocarbon utilization is impractical and very dangerous.
  • titanium is very resistant to corrosion, thanks to the oxide film, but when ground to a powder, as well as in fine chips or wire, titanium is pyrophoric. Titanium dust tends to explode (flash point 400 ° C), and titanium chips are fire hazardous. Titanium readily reacts even with weak acids in the presence of complexing agents, for example, it interacts with hydrofluoric acid HF due to the formation of a complex anion [TiFef ⁇ Titanium is most susceptible to corrosion in organic media, since in the presence of water a dense passive film of oxides and titanium hydride.
  • titanium The most noticeable increase in the corrosion resistance of titanium is noticeable with an increase in the water content in an aggressive medium from 0.5 to 8.0%, which is confirmed by electrochemical studies of the electrode potentials of titanium in solutions of acids and alkalis in mixed aqueous-organic media. Heated titanium also reacts with halogens. So, for example, if a polymer containing chlorine accidentally enters the reactor, titanium will react with it at a temperature of 550 ° C and form titanium tetrachloride TiC, which, when combined with water vapor contained in the gas stream, turns into a highly fuming colorless liquid (which due to the hydrolysis of TiC / with the formation of tiny droplets of HC1 and suspension of titanium hydroxide.
  • titanium When disposing of polymers containing nitrogen N2, with an increase in temperature above 400 ° C, titanium forms titanium nitride.
  • titanium hydride (T1H2) forms when titanium reacts with hydrogen.
  • titanium absorbs about 30% hydrogen, which occupies the octahedral lattice voids. Hydrogen adsorbed at elevated temperatures does not remain only on the surface. Hydrogen diffuses into titanium at very high speeds.
  • Titanium selects hydrogen from broken polymer chains, preventing the formation of structures of the constituent parts of the products of the destructive distillation of polymer raw materials.
  • a design drawback of a water-cooled heat exchanger with a downward flow of a steam-gas mixture of hydrocarbons is a constructive solution for collecting vapors into the overall cooling system of the device, since the collection of steam in it leads to heating cooling water and to a decrease in cooling efficiency.
  • a continuous screw loading device with a continuous operation option eliminates the tightness of the reactor, which is the main condition for the process of utilization of thermal destruction and its safety. Structurally, it is also impossible to use a screw to clean the cylindrical reactor from the carbon residue formed after the process of its destruction and unloading.
  • the carbon residue accumulated during operation of the reactor that is not removed along the sides of the reactor and between the heat pipes will not allow to provide the necessary temperature indicators and the heating rate of 1.5-4 ° C / min of the contents of the thermal destruction reactor.
  • the carbon residue accumulating at the bottom of the reactor will gradually turn into a coke block, which will contribute to overheating of the bottom and bottom of the reactor.
  • the technical problem to which the invention-method and invention-device are directed is to expand the arsenal of structurally and technologically advanced technical means for carrying out the thermal degradation of polymer wastes with the production of destructive distillation products.
  • the task of the first invention is solved in that a method of destructive distillation of polyethylene and polypropylene waste, comprising loading polyethylene and polypropylene waste preliminarily purified by flotation from impurities containing polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, cellulose, organic compounds, rubber; connecting and heating the furnace of the first destructive distillation reactor with a fuel burner; heating and maintaining the temperature in the cube-collector of hydrocarbons with exhaust gases, moreover, maintaining the temperature in the cube-collector of hydrocarbons of the dewaxing is done by turning off and by connecting the supply of exhaust gases to the boiler; regulation of the outlet temperature of the vapor-gas mixture of hydrocarbons from the dewaxing device by supplying cooling water to the dewaxing unit of the dewaxing device, the selection of paraffin fractions; fractionation of the remaining products of destructive distillation in a distillation column to obtain the vapor phase of the gasoline fraction and the liquid phase of the diesel fraction, controlling the temperature of the remaining vapor-
  • refractory paraffin is used as a layer of non-stick lubricant.
  • the resulting products of destructive distillation are used as burner fuel.
  • the loading of the reactor volume is evacuated by a vacuum pump.
  • the supply of carbon dioxide is carried out from tanks connected to the reactors with carbon dioxide.
  • a device for the destructive distillation of waste polyethylene and polypropylene comprising at least two heating units that are connected in parallel, each of which contains a destructive distillation reactor configured to top load the polymer feed through the loading unit and with the possibility of removing solid carbonaceous residue through the lower side hatch of the reactor, each of the reactors contains a furnace, which is configured to be disconnected I from the reactor and connecting thereto, and a fuel burner; a unit for separating the products of the destructive distillation of polymer raw materials into components, which consists of serially connected: a water-cooled heat exchanger with a downward flow of a gas-vapor mixture of hydrocarbons, a hydrocarbon collector cube, made in the form of a cylindrical tank, located horizontally, equipped with a boiler heated by exhaust gases, mounted on the cube of the dewaxing apparatus, consisting of a lower part with tubes and mass transfer nozzles filled with a catalyst, and of a reflux condenser made in the form of a shell-
  • the catalyst is made in the form of thin strips twisted in a spiral (chips).
  • the firebox is made with a lining of Hitermic HT high-temperature soft ceramic cardboard.
  • the firebox is made with a refractory ceramic wool lining.
  • the exhaust valves of the automatic level controller are arranged to open after the fractions reach a level of 2 / 3-1 / 2 of the corresponding volumes.
  • a branch pipe for extinguishing steam by a fire in a pipeline for discharging steam into the atmosphere after a water cooling heat exchanger with a downward flow of a steam-gas mixture of hydrocarbons will improve the safety of the device and the process of destructive distillation.
  • the use of a catalyst - shavings from a titanium-free nickel-containing alloy with at least 20% nickel will accelerate the distillation process, increase the rate of the destruction process by three times compared to the closest analogue device and ensure the creation of shorter hydrocarbon chains, since the dehydrogenation reaction occurs in the presence of nickel ( nickel is a catalyst for this reaction), at a temperature of 300-360 ° C free hydrogen begins to be released.
  • FIG. 1 shows a diagram of a device for the destructive distillation of waste polyethylene and polypropylene
  • FIG. 2 droplet eliminator is shown.
  • a device for the destructive distillation of waste polyethylene and polypropylene contains two heating units that are connected in parallel, and a unit for separating the products of the destructive distillation of polymer raw materials into component parts (blocks are not indicated in Fig.).
  • Each of the heating units (not shown in FIG.) Contains destructive distillation reactors 1 and 2, which include a vacuum feed loader 3 with the possibility of disconnecting, moving, and connecting it through a gate at the feed inlet (not shown in FIG.)
  • the firebox 5 with a lining made of high-temperature soft ceramic cardboard “Hitermic NT” (not shown in FIG.), Mounted on airbags 6, and configured to disconnect from reactors 1, 2 and attach to them, and equipped with a burner 7.
  • Each reactor 1, 2 is connected to bypasses 8 and 9 to relieve excess pressure during loading and cooling of reactors 1, 2 with a piping system of a gas-vapor mixture 10, which is directly adjacent to reactors 1, 2 with a vacuum pump 11 connected to reactors 1, 2 through shut-off valves 12, 13 with a pipe 14 for installation with the possibility of its attachment-detachment to each of the reactors 1, 2.
  • Valves 15 are installed in parallel with the bypasses 8, 9.
  • the separation of the products of destructive distillation contains a system of pipelines of exhaust gases 16, the system of pipelines of water cooling 17.
  • the unit for separation of products of destructive distillations in Fig.
  • the unit for the separation of destructive distillation products (not shown in FIG.
  • the unit for the separation of products of destructive distillation also includes a heat exchanger 28 for cooling the diesel fraction; a tubular vertically mounted continuously operating heat exchanger 29 with a downward movement of gasoline vapor and hydrocarbon gas (gas fraction).
  • the unit for separating the products of destructive distillation (not shown in Fig.) Includes a collector of a paraffin fraction 30, a collector of a fraction of diesel fuel 31, a collector of a gasoline fraction 32, a gas separator 33, a gas separator 34, a gas fraction collector (gas holder) installed in the piping system of the gas-vapor mixture of hydrocarbons 10 35.
  • the separation unit (not shown in FIG.) Includes the circulating water tank 36 installed in the cooling system 17.
  • the reactors 1, 2 are connected by pipes 37, 38 with bypasses 8 and 9 installed on them and valves 15 ohm of the gas-vapor mixture pipeline 39.
  • Gates 40, 41 are installed in the piping system 16 of the exhaust gases before and after the collection cube 19.
  • the water cooling heat exchanger 18 is equipped with a pipe 42 for venting steam into the atmosphere with a shut-off valve 43 and with a discharge pipe 44 with a shut-off valve 45 to extinguish a fire steam.
  • a paraffin fraction cooler 47 is installed at the end of the collection cube 19 from the inlet side of the exhaust gas pipe 16 hatch 46 is made; under the cube-collector 19, a paraffin fraction cooler 47 is installed.
  • a trap of heavy paraffins 48 In the upper part of the cube-collector 19, a droplet eliminator is installed under the dewaxing device 21 to prevent foaming (not shown in Fig.
  • a filter-damper 51 of the vapor-gas mixture is connected to the outlet sec uu supply 26 fractionator 23 tangentially to create a vortex gas-vapor mixture flow in distillation column 23.
  • the stripping section 27 in distillation column 23 for rectification plates installed (Fig. not shown).
  • the distillation section 27 is equipped with an automatic level control 52 with an exhaust valve 53, which can open after a fraction of diesel fuel reaches a certain level, for example 2/3 of the volume of section 27.
  • Similar automatic level controls 52 with an exhaust valve 53 are installed under the collection cube 19 in front of the refrigerator paraffin fraction 47 and after the gas separator 33.
  • shut-off valves 54 dinena container with carbon dioxide 55.
  • a boiler 58 is installed in the exhaust gas system 16.
  • the heavy paraffin trap 48 which is capable of being taken and fed through the heavy paraffin draining 59, they enter the heavy paraffin collector 60.
  • a collection tank for separated water 61 is located after the gas separator 33.
  • a branch pipe 62 from the exhaust gas system 16 is provided to prevent overheating of the collection cube 19 and discharge of the exhaust gas into the atmosphere.
  • a section of pipeline 63 with valves 64 and 65 is provided in the exhaust gas system 16, as well as sections of the exhaust gas pipe 66, 67 with valves 68 and 69 are provided.
  • the method of destructive distillation of waste polyethylene and polypropylene on a device for its implementation is as follows.
  • Raw materials are prepared by purification, flotation of polyethylene and polypropylene wastes and their liberation from impurities containing polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, cellulose, chlorine, sulfur, derivatives of terifthalic acid compounds and organic compounds.
  • 2 place a layer of non-stick lubricant, for example, heavy (refractory) paraffin.
  • the reactor 1 is loaded with a vacuum loader 3 in several stages according to the cycle: “full loading with raw materials, vacuumization of the loaded volume, heating to 1 10-260 ° C to liquefy the loaded raw materials” until the liquefied raw materials reach the mark of 0.7 of the full load of reactor 1, which Heats up with a speed of 2-3 ° C / min. Vacuumization is carried out using a vacuum pump 11, opening the valve 12 and closing the valve 13. After loading the reactor 1 when the liquefied raw materials reach the mark of 0.7 from the full load height, the vacuum pump 11 is turned off, closing the valve 12.
  • An outlet pipe 62 from the exhaust gas piping system 16 is provided to prevent overheating of the collection cube 19 above 350 ° C by discharging the exhaust gas to the boiler 58.
  • the reactor 2 is disconnected by valves 9 and 15 from the piping system of the gas-vapor mixture 10.
  • the vapor-gas mixture of hydrocarbons extracted from the reactor 1 enters through a constantly working water-cooled heat exchanger 18 (made with the possibility of preventing overheating of the vapor-gas mixture) into the collection cube 19, the volume of which has been experimentally calculated (from the loadable a third part of the raw material will comprise paraffins scope of the cube should be at least two fractions obtained paraffin).
  • the gas-vapor mixture of hydrocarbons enters the dewaxing unit 21, where there is a separation the first fraction - the paraffin fraction by cooling in the reflux condenser 22 of the dewaxing apparatus 21 with a dosed supply of cooling water through a system of water cooling pipelines 17 to the reflux condenser 22.
  • the paraffin in a liquid state through a funnel 49 and a rounded outlet tube 50 of the droplet eliminator (not indicated) is supplied to collection cube 19.
  • Maintenance of the level of liquid paraffin and its discharge from the collection cube 19 to the collection of paraffin fraction 30 through the paraffin fraction cooler 47 is carried out by an automatic level controller 52 with an outlet a lapan 53, which opens after the fraction reaches a certain level, for example 2/3 or 1/2 of the volume of the collection cube 19.
  • Heavy paraffins sedimenting in the trap of heavy paraffins 48 in the collection cube 19 are collected and transferred to the refrigerator 59, and then to collection of heavy paraffins 60.
  • the gas-vapor mixture through a system of pipelines 10 enters the filter-damper 51 of the gas-vapor mixture and passes through the catalyst (shavings from a titanium-free nickel-containing alloy with at least 20% nickel).
  • the catalyst in the presence of nickel, a dehydrogenation reaction occurs (nickel is the catalyst for this reaction), free hydrogen will begin to be released at a temperature of 300-360 ° ⁇ , which will accelerate the process of vapor distillation and ensure the creation of shorter hydrocarbon chains.
  • the filter-damper 51 connected to the feed section of the (feed) 26 distillation column 23 tangentially, the vapor-gas mixture flow swirls, part of the condensed diesel fuel particles in hot form (180 ° C) falls down on the distillation plates (in Fig.
  • the volatile part of the mixture rises into the concentration section 25 with mass transfer nozzles (not shown in Fig.), Where mass transfer occurs (washing particles one by one), light fractions rise into the reflux condenser 24 of the distillation column 23, residual particles of the diesel fraction due to the supply of cooling water capture the oncoming heavy particles of diesel fuel fraction and are lowered into distillation section 27 with distillation plates (not shown in FIG.), where particles of diesel fuel fraction are accumulated.
  • the distillation section 27 is equipped with an automatic level control 52 with an exhaust valve 53, which opens after reaching the fraction of diesel fuel a certain level, for example 2/3 or 1/2 of the volume of section 27.
  • the collected diesel fraction through the heat exchanger for cooling the diesel fraction 28 enters the collection of the diesel fraction 31.
  • the vapor-gas mixture without paraffin and diesel fraction enters a continuously working heat exchanger 29 with a cooling water at a temperature of 20-25 °, passing through which it is divided into a gasoline fraction, which enters through a gas separator 33 into a collection of gasoline fraction 32, and a gas fraction, which consists of at least about innadtsati gases May.
  • gas freed from gas condensate by a pump (not shown in FIG.), for example, is fed to the fuel burners 7 of reactors 1, 2.
  • a gas separator 34 allows not only to dry the gas, but also to obtain an additional product - gas condensate being vysooktanovoy additive for gasoline fraction. Maintaining the liquid level and draining it from the gas separator 33 to the gasoline fraction collector 32 is carried out by an automatic level controller 52 with an exhaust valve 53 after the liquid reaches a certain level, for example, 2/3 or 1/2 of the volume of the gas separator 33.
  • the water cooling piping system 17 is closed and equipped with electric valves (not shown in FIG.) before the heat exchangers 18, 22, 24.
  • the loading is also carried out in several stages according to the cycle: "full loading with raw materials, vacuumization of the loaded volume, heating to 1 10-260 ° C to dilute the loaded raw materials” until the liquefied raw materials reach the mark of 0.7 from the height of the full load of reactor 2, with closed valves 54 , 65, 15 and open - 69, as well as with a connected vacuum pump 11. Vacuumization is carried out using a vacuum pump 1 1, opening valve 13 (valve 12 remains closed). After loading the reactor 2 when the liquefied raw materials reach the mark of 0.7 from the height of the full load, the vacuum pump 11 is turned off. When loading when the pressure in the reactor 2 is greater than 0.5 atm. Bypass 9 automatically relieves pressure.
  • the gas-vapor mixture is dispensed via bypass 8 into the piping system 10.
  • the reactor 1 is completely cooled, it is cleaned of the carbon residue using an industrial sandblasting apparatus and / or vacuum cleaner (not shown in Fig.) through the lower side hatch 4 of reactor 1.
  • the hatch is closed 4, the vacuum loader of raw materials 3 is connected, the furnace 5 is brought in, the valve 12 is opened from the vacuum pump 11 and acceleration of the reactor 1 is started for the next cycle according to the same scheme.
  • Industrial waste from synthetic polymeric materials mainly from polyethylene and polypropylene, polluting environment, destructive distillation are converted into six useful and high-quality products, ready for use: gas mixture, gas condensate, gasoline fraction, diesel fraction, paraffin fraction (low-melting and refractory paraffins), carbon residue, not containing sulfur and heavy metals.
  • gas mixture gas condensate
  • gasoline fraction gasoline fraction
  • diesel fraction paraffin fraction (low-melting and refractory paraffins)
  • carbon residue not containing sulfur and heavy metals.
  • the utilization of this industrial waste is 100 percent, and one liter of liquid fractions is obtained from one kilogram of waste.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству переработки промышленных и бытовых отходов из полиэтилена и полипропилена деструктивной перегонкой. Способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена включает загрузку в реактор деструктивной перегонки предварительно очищенных флотацией отходов полиэтилена и полипропилена от примесей, нагрев топки реактора перегонки топливной горелкой; поддержание температуры в кубе-сборнике углеводородов отходящими газами, регулирование температуры выхода парогазовой смеси углеводородов, отбор парафиновых фракций; фракционирование оставшихся продуктов перегонки в ректификационной колоне, регулирование температуры выхода оставшейся парогазовой смеси из ректификационной колонны; охлаждение оставшейся парогазовой смеси, разделение ее на бензиновую и газовую фракции и загрузку сырья в следующий реактор деструктивной перегонки, где перед загрузкой сырья донную часть каждого реактора покрывают слоем антипригарной смазки; подсоединение топок реакторов осуществляют с помощью воздушных подушек, загрузку реакторов в несколько этапов по циклу: «загрузка реактора сырьем, вакуумизация загруженного объема реактора, нагрев реактора до 110-260°С для разжижения загруженного сырья».

Description

СПОСОБ ДЕСТРУКТИВНОЙ ПЕРЕГОНКИ ОТХОДОВ ПОЛИЭТИЛЕНА И ПОЛИПРОПИЛЕНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Область техники
Изобретения относятся к способам переработки промышленных и бытовых отходов из синтетических полимерных материалов, преимущественно, из полиэтилена и полипропилена деструктивной перегонкой с последующей утилизацией продуктов распада, а также к устройствам для осуществления термической и термокаталитической деструкции отходов из синтетических полимерных материалов.
Предшествующий уровень техники первого изобретения
Известен принятый в качестве ближайшего аналога первого изобретения способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, описанный в патенте РФ N° 2621097 на изобретение «Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена», C08J 11/04; В29В17/; С10В53/00; С10В53/07; C10G1/00, 2017. Способ непрерывного режима выполняют следующим образом. Заранее измельченный (или гранулированный), очищенный методом флотации от примесей полихлорвинила, полиэтилентерефталата, целлюлозы, тряпок, резины и прочего, загружают непрерывно шнековым питателем в реактор термической деструкции (деструктивной перегонки), оборудованный топкой и топливной горелкой, которая может работать как на жидком, так и на газообразном топливе собственного производства. Включают топливную горелку и выводят установку в рабочий температурный режим. Для ускорения выхода установки на заданный режим топливные (отходящие) газы, образующиеся при сгорании топлива, направляют в кипятильник куба депарафинизатора (куба-сборника углеводородов) и куба ректификационной колонны. Рабочие температуры поддерживают в следующих диапазонах: в реакторе термической деструкции - в диапазоне 450-480°С (регулируется за счет изменения подачи топлива); в кубе-сборнике углеводородов - в диапазоне 300-360°С; температура выхода парогазовой смеси из депарафинизатора - в диапазоне 180-300°С (регулируется подачей воды в дефлегматор депарафинизатора); в кубе ректификационной колонны - в диапазоне 160-220°С (регулируется изменением температуры парогазовой смеси после депарафинизатора и в верхней части ректификационной колонны); температура выхода парогазовой смеси из ректификационной колонны - в диапазоне 35-100°С (регулируется подачей воды в дефлегматор). При достижении рабочих температур в кубе-сборнике углеводородов и в кубе ректификационной колонны отключают подачу в кипятильник топливных газов путем закрытия шиберов до входа в куб и после выхода, сбрасывая отходящие газы при температуре 470-500°С в атмосферу. Отбор углеродистого остатка-кокса из реактора производят непрерывно с помощью шнека. Слив печного топлива из куба ректификационной колонны производят непрерывно. Нагревают содержимое реактора термической деструкции со скоростью 1,5-4°С/минуту топливными газами с температурой 600-900°С, которые проходят через жаровые трубы реактора термической деструкции и поступают в кипятильник куба-сборника углеводородов депарафинизатора, а затем в кипятильник куба ректификационной колонны. В реакторе термической деструкции при температуре 260-300°С начинается процесс деструкции пластмасс. Продукты деструкции пластмасс в виде парогазовой смеси углеводородов из реактора термической деструкции пропускают в колонку катализатора, которая представляет собой трубчатый аппарат с фланцами, загруженный катализатором - титановыми спиралями в кассете, а затем в теплообменник над в кубом-сборником углеводородов депарафинизатора парогазовой смеси. При достижении температуры паров значений 360°С в теплообменник над кубом-сборником углеводородов депарафинизатора парогазовой смеси подается оборотная вода для охлаждения парогазовой смеси углеводородов. Изменяя расход воды в теплообменнике, поддерживают температуру в кубе-сборнике углеводородов депарафинизатора в диапазоне 300-360°С. Парогазовая смесь углеводородов поступает в куб- сборник углеводородов депарафинизатора, где из нее в жидкую фазу переходят высококипящие углеводороды. Затем парогазовая смесь поступает в депарафинизатор, который представляет собой колонный аппарат, нижняя часть которого загружена массообменной насадкой - катализаторами из титановой стружки, а в верхней части установлен кожухотрубный теплообменник депарафинизатора, выполняющий роль дефлегматора. В межтрубное пространство теплообменника депарафинизатора подается оборотная вода, а в трубках теплообменника депарафинизатора проходит конденсация углеводородов (парафинов). Сконденсированные парафины возвращаются назад в куб-сборник углеводородов. Изменяя подачу воды в кожухотрубный теплообменник депарафинизатора, выполняющего роль дефлегматора, поддерживают температуру паров на выходе из депарафинизатора в диапазоне 180-300°С. Затем пары углеводородов поступают в ректификационную колонну, где разделяются на бензиновую и дизельную фракции. Дизельная фракция снизу ректификационной колонны через теплообменник ректификационной колонны, охлаждаемый оборотной водой, поступает в сборник дизельного топлива. Бензиновая фракция в газообразном виде и углеводородный газ сверху ректификационной колонны поступают в теплообменник охлаждения газа и конденсации паров воды и бензина. Бензиновая фракция в виде пара и углеводородный газ (газовая фракция) сверху ректификационной колонны поступают в теплообменник для охлаждения газовой фракции и конденсации паров бензина и воды. Качество дизельного топлива (температура вспышки, фракционный состав) регулируют температурой нижней части ректификационной колонны, которая составляет 160-220°С. Качество бензиновой фракции (плотность, фракционный состав и конец кипения) регулируют температурой на выходе из ректификационной колоны. Температуру верха ректификационной колоны в диапазоне 35-100°С поддерживают подачей воды в дефлегматор ректификационной колонны. Дефлегматор представляет собой кожухотрубный теплообменник, в межтрубное пространство которого подается оборотная вода, а в трубном пространстве дефлегматора происходит конденсация высококипящих углеводородов. В теплообменнике для охлаждения газа и конденсации паров бензина и присутствующей воды, который охлаждается оборотной водой, конденсируются пары бензиновой фракции. В газоводоотделителе происходит отделение воды и углеводородного газа (газовой фракции) от бензина. Углеводородный газ, который не конденсируется, направляют на горелку реактора термической деструкции, а избыточный углеводородный газ собирают в сборнике газа (газгольдере). Вода и бензин поступают в соответствующие сборники. Тяжелую фракцию - печное топливо (в основном парафины) накапливают в кубе депарафинизатора и в конце процесса термической деструкции, когда прекращается образование углеводородного газа, выводят через теплообменник печного топлива, который охлаждается водой системы охлаждения, в сборник печного топлива (он же сборник парафинов - парафиновых фракций). Процесс деструкции пластмасс заканчивают при температуре 450-480°С. Отключают подачу топлива на горелку. Твердый углеродистый коксовый остаток, который остался на дне реактора термической деструкции, после охлаждения реактора выгружают через нижний люк реактора термической деструкции в сборник кокса. Топку, имеющую большую массу футеровки, отсоединяют от реактора путем опускания ее на колеса и отвода в сторону для раздельного охлаждения ее и реактора (который охлаждают воздухом, подаваемым от газодувки топливной горелки).
При периодическом режиме использованы два реактора. Пока в работающем первом реакторе термической деструкции протекает процесс термической деструкции, следующий неработающий реактор термической деструкции загружают отходами пластмасс и готовят к запуску. Еще горячую топку, имеющую большую массу футеровки, подсоединяют к этому холодному, еще не нагретому реактору. Как только отключают подачу топлива на горелку работающего первого реактора термической деструкции, сразу же включают горелку неработающего до этого реактора термической деструкции, в котором начинается процесс деструкции. При этом поддерживают режимы температур на том же уровне, что и в предыдущем цикле. После проведения процесса термической деструкции в этом реакторе термической деструкции его переводят в режим охлаждения, а другой реактор термической деструкции загружают отходами пластмасс и проводят новый цикл: «термическая деструкция - охлаждение - выгрузка твердого углеродистого остатка - загрузка отходов пластмасс».
Признаками ближайшего аналога, совпадающими с существенными признаками первого изобретения, является наличие в способе деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена загрузки в первый реактор деструктивной перегонки предварительно очищенных флотацией отходов полиэтилена и полипропилена от примесей, содержащих полихлорвинил, полиэтилентерефталат, целлюлозу, органические соединения, резину; подсоединения и нагрева топки первого реактора деструктивной перегонки топливной горелкой; нагрева и поддержания температуры в кубе-сборнике углеводородов отходящими газами, регулирования температуры выхода парогазовой смеси углеводородов из депарафинизатора подачей воды системы охлаждения в дефлегматор депарафинизатора, отбора парафиновых фракций; фракционирования оставшихся продуктов деструктивной перегонки в ректификационной колоне с получением паровой фазы бензиновой фракции и жидкой фазы дизельной фракции, регулирования температуры выхода оставшейся парогазовой смеси из ректификационной колонны подачей воды системы охлаждения в дефлегматор ректификационной колонны; охлаждения оставшейся парогазовой смеси в колонне постоянно работающего теплообменника, разделения ее на бензиновую и газовую фракции; загрузки сырья в следующий реактор деструктивной перегонки; отключения подачи топлива на горелку первого реактора; опускания топки первого реактора и его охлаждения, подсоединения топки следующего реактора и нагрева горелкой; выгрузки углеродистого остатка из охлажденных реакторов деструктивной перегонки.
Предшествующий уровень техники второго изобретения
Известно принятое в качестве ближайшего аналога второго изобретения устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, описанное в патенте РФ N°2621097 на изобретение «Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена», C08J11/04; В29В17/; С10В53/00; С10В53/07; C10G1/00, 2017. В описании представлены два варианта устройства. В качестве ближайшего аналога принято устройство, используемое в названом в ближайшем аналоге периодическим режимом работы, которое снабжено, по меньшей мере, двумя блоками нагрева, соединенными параллельно, каждый из которых содержит реактор термической деструкции (деструктивной перегонки) с верхней загрузкой сырья (через узел загрузки) и нижней выгрузкой кокса через люк. В свою очередь каждый из реакторов деструктивной перегонки, либо один из них, содержит топку с массивной футеровкой, съемную и мобильную, которая выполнена с возможностью отсоединения от реактора, в котором закончился процесс термической деструкции (деструктивной перегонки), и присоединения к реактору, в котором начинается процесс деструктивной перегонки, путем опускания ее на колеса и отводом в сторону для раздельного охлаждения; топливную горелку, работающую как на жидком, так и на газообразном топливе собственного производства; сборник кокса - твердого коксового (углеродистого) остатка, оставшегося на дне реактора после его охлаждения, удаляемого через нижний (боковой) люк реактора. Второй вариант, используемый в так называемом непрерывном режиме работы с одним блоком нагрева, также содержит аналогичный реактор, но с боковым механизмом загрузки сырья в виде шнекового питателя и со шнековым механизмом выгрузки углеродистого остатка через боковой люк, топку с массивной футеровкой, горелку, сборник кокса (углеродистого остатка). В сборник углеродистого остатка твердый коксовый (углеродистый) остаток, оставшийся на дне реактора после его охлаждения при непрерывном режиме работы, выгружают с помощью шнека. Блок нагрева через сеть трубопроводов парогазовой смеси и через колонку катализатора соединен с блоком разделения продуктов деструктивной перегонки полимерного сырья на составные части, конструкция которого общая для первого и второго варианта изобретения- аналога и который состоит из последовательно соединенных теплообменника с водяным охлаждением, в котором, «реализована схема противоточного движения фаз» с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов, с трубками; куба-сборника углеводородов с кипятильником, выполненного в виде цилиндрической емкости, расположенной горизонтально; депарафинизатора, состоящего из насадочной нижней части с трубками и дефлегматора, установленного в верхней части, и выполненного в виде кожухотрубного теплообменника; ректификационной колонны для разделения фракций дизельного топлива и бензина, состоящей из дефлегматора, насадочной части (концентрационной секции с массообменными насадками), секции питания (через которую происходит загрузка парогазовой смеси) и куба (отгонной секции) ректификационной колонны, с установленным там кипятильником, обогреваемым топливными (отходящими) газами, для отпаривания легкой фракции парогазовой смеси, теплообменника для охлаждения дизельной фракции; трубчатого вертикально установленного теплообменника с нисходящим движением паров бензина и углеводородного газа, массообменные насадки заполнены гетерогенным катализатором в виде полосок из титана, скрученных в спирали, причем каждая спираль предварительно скручена в одну или в разные стороны, образуя во втором случае спирали левого и правого вращения, полоски из титана размещены в кубе-сборнике, в трубках теплообменника, в котором конденсируются высококипящие углеводороды из парогазовой смеси, в трубках дефлегматора депарафинизатора и в трубках дефлегматора ректификационной колонны, полоски из титана, скрученные в спирали, содержатся в масообменных насадках в депарафинизаторе и в ректификационной колонне; до и после куба- сборника на трубопроводе отходящих газов установлены шибера; предусмотрены сборники продуктов перегонки: бензина, дизельного топлива, газа (газгольдер), печного топлива (с парафиновой фракцией); а также газоводоотделитель, емкость топлива для горелки; теплообменник для охлаждения печного топлива; сборник воды (отделенной); емкость оборотной воды. Объем емкости куба-сборника углеводородов установлен экспериментально .
Признаками ближайшего аналога, совпадающими с существенными признаками второго изобретения, является наличие в устройстве для деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, по меньшей мере, двух блоков нагрева, которые соединены параллельно, каждый из которых содержит реактор деструктивной перегонки, выполненный с возможностью верхней загрузки полимерного сырья через узел загрузки и удаления твердого углеродистого остатка через нижний боковой люк реактора, каждый из реакторов содержит топку, которая выполнена с возможностью отсоединения от реактора и присоединения к нему, топливную горелку; блока разделения продуктов деструктивной перегонки полимерного сырья на составные части, который состоит из последовательно соединенных: теплообменника водяного охлаждения с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов, куба-сборника углеводородов, выполненного в виде цилиндрической емкости, расположенной горизонтально, снабженного кипятильником, нагреваемым отходящими газами, а также установленного на кубе депарафинизатора, состоящего из нижней части с трубками и с массообменными насадками, заполненными катализатором, и из дефлегматора, выполненного в виде кожухотрубного теплообменника, установленного в верхней части депарафинизатора; ректификационной колонны для разделения фракций дизельного топлива и бензина, состоящей из дефлегматора, установленного в верхней части колонны, концентрационной секции с массообменными насадками, заполненными катализатором, секции питания и отгонной секции, теплообменника для охлаждения дизельной фракции; трубчатого вертикально установленного теплообменника с нисходящим движением паров бензина и углеводородного газа (газовой фракции); газоводоотделителя, системы трубопроводов парогазовой смеси углеводородов, системы трубопроводов отходящих газов с шиберами, установленными до и после куба-сборника углеводородов; системы охлаждения, установленных на трубопроводе парогазовой смеси углеводородов сборников продуктов деструктивной перегонки: фракции дизельного топлива, бензиновой фракции, газовой фракции (газгольдера), сборников парафиновых фракций; установленной в системе охлаждения емкости оборотной воды; сборника углеродистого остатка, сборника отделенной воды.
Техническим результатом первого и второго изобретений является повышение производительности и эффективности способа деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена и работы устройства для его осуществления, повышение качества продуктов перегонки, повышение безопасности работы устройства и процесса деструктивной перегонки, снижение вредных выбросов в окружающую среду, снижение энергоемкости.
Причинами, препятствующими получению указанного технического результата при использовании ближайшего аналога первого изобретения, являются следующие его недостатки. Недостатком известного способа является наличие операции перевозки и присоединения раскаленной до 1000°С топки, имеющей большую массу футеровки, ко второму холодному реактору якобы с целью экономии топлива и времени на разогрев. К топке обслуживающему персоналу небезопасно даже приблизиться, не говоря уже о перемещении ее от одного реактора к другому и последующем подсоединении к нему. Недостатком известного способа является осуществление однократной загрузки полного объема реактора исходным сырьем с последующей деструкцией загруженного этого объема сырья от начала до конца технологического процесса. Весь объем загруженного сырья переходит в расплавленное состояние и занимает после этого всего четверть полного объема реактора. Поскольку процесс деструкции согласно ближайшему аналогу дальше идет до конца без остановки - имеет место неэффективное использование реактора, работающего всего на одну четвертую его мощности. Недостатком известного способа также является прикипание углеродистого остатка к днищу реактора из-за отсутствия использования в реакторе антипригарного слоя смазки-разжижателя (например, тугоплавких тяжелых парафинов). Недостатком является также сброс отходящих газов при температуре 470-500°С в атмосферу, когда при достижении рабочих температур в кубе депарафинизатора и в кубе ректификационной колонны отключают подачу в кипятильник топливных газов путем закрытия шиберов до входа в куб ректификационной колонны и после выхода. Подача топливных газов с температурой 600-900°С из кипятильника куба-сборника углеводородов в куб ректификационной колонны ближайшего аналога никак не влияет на значительное (в среднем на 50-60%) уменьшение количества некондиционных фракционных продуктов, образующихся в пусковой период и не уменьшает затраты тепла и энергии. Данный приём только усложняет конструкцию узла фракционирования, лишь удорожая её, не решая обозначенной задачи. При непрерывном режиме работы в ближайшем аналоге предусмотрено обеспечение регламентного уровня в кубе- сборнике постоянным сливом. Но постоянный слив маленькой струйкой приведёт к «замерзанию» получаемого продукта в холодильнике и его полной закупорке, что приведет к возникновению аварийной ситуации.
Причинами, препятствующими получению указанного технического результата при использовании ближайшего аналога второго изобретения, являются следующие его недостатки. Недостатком известного устройства является выполнение перемещаемой топки с массивной футеровкой (раскаляемой до 1000°С). Такое решение представляет опасность из-за высокотемпературного излучения, остаточных испарений продуктов деструкции поскольку не предложены устройства, обеспечивающие защиту от воздействия высокой температуры и вредных газов. Причем остывать топка с такой футеровкой будет не менее 8 часов. Недостатком известного устройства является наличие взрывоопасной колонки катализатора, заполненной титановой стружкой для обеспечения очистки парогазовой смеси на самом раннем этапе ее выхода. Зашлаковывание поверхностей титановой стружки приведет к уменьшению проходимости парогазовой смеси в колонке катализатора из-за свойств титана. Недостатком является отсутствие защиты поверхности кипятильника из нижней части куба-сборника от налипания частиц тяжелых углеродистых составляющих. Из-за взрывоопасности недостатком является использование гетерогенного катализатора - титана в каталитическом процессе утилизации по ближайшему аналогу, поскольку титан никак не воздействует на разделение и разрыв молекулярных связей углеводородов. Напротив, химические свойства титана показывают, что использование данного металла в качестве катализатора в виде полосок из титана шириной 5-20 мм, толщиной 0,5- 1,5 мм в процессе утилизации углеводородов нецелесообразно и очень опасно. По своим свойствам титан очень устойчив к коррозии, благодаря оксидной плёнке, но при измельчении в порошок, а также в тонкой стружке или проволоке титан пирофорен. Титановая пыль имеет свойство взрываться (температура вспышки 400°С), а титановая стружка пожароопасная. Титан легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiFef · Титан наиболее подвержен коррозии в органических средах, так как в присутствии воды на поверхности титанового изделия образуется плотная пассивная пленка из оксидов и гидрида титана. Наиболее заметное повышение коррозионной стойкости титана заметно при повышении содержания воды в агрессивной среде с 0,5 до 8,0 %, что подтверждается электрохимическими исследованиями электродных потенциалов титана в растворах кислот и щелочей в смешанных водно-органических средах. Также нагретый титан взаимодействует с галогенами. Так, например, при случайном попадании в реактор полимера, содержащего хлор, титан вступит с ним во взаимодействие при температуре 550°С и образует тетрахлорид титана TiC , который при соединении с содержащимися в газовом потоке парами воды, превращается в сильно дымящую бесцветную жидкость (что объясняется гидролизом TiC/ с образованием мельчайших капелек НС1 и взвеси гидроксида титана. При утилизации полимеров, содержащих азот N2, с увеличением температуры выше 400°С, титан образует нитрид титана. При химическом взаимодействии титана с водой по схеме Ti + 2Н2О = Т1О2 + 2Н2, протекают одновременно два процесса - поглощение титаном водорода и образование окисных соединений. Окисление титана в воде протекает интенсивно; увеличение содержания кислорода в титане в результате взаимодействия с водой более чем в десять раз превышает окисление на воздухе при тех же температурах, содержание водорода в титане после контакта с водой возрастает в 3-4 раза. При взаимодействии титана с водородом образуется гидрид титана (Т1Н2). Кроме того, титан поглощает около 30% водорода, который занимает октаэдрические пустоты решетки. Адсорбированный при повышенных температурах водород не остается только на поверхности. Водород диффундирует в титан с очень большими скоростями. Диффузия водорода в титан происходит через щели и другие места нарушения структуры металла. За этим быстрым процессом следует медленная диффузия водорода и его растворение в металле с образованием твердого раствора. После того как образование твердого раствора будет закончено, значительное количество водорода может быть адсорбировано на поверхности межкристаллитных щелей, что приведет к поглощению водорода в количестве, большем стехиометрического. Окисные соединения полностью остаются в металле и приводят к ухудшению его качества. Исходя из вышесказанного катализатор из титановой стружки в процессе утилизации полимерных отходов, является простым, но опасным наполнителем для данного процесса, создающим запорное сопротивление потоку деструкционных газов. Титан отбирает водород из разрушенных цепочек полимеров, препятствуя образованию структур составных частей продуктов деструктивной перегонки полимерного сырья. Недостатком конструкции теплообменника с водяным охлаждением с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов является конструктивное решение сбора паров в общую систему охлаждения устройства, поскольку сбор пара в ней ведет к нагреву охлаждающей воды и к снижению эффективности охлаждения. Устройство непрерывной шнековой загрузки при варианте непрерывного режима работы исключает обеспечение герметичности реактора, являющейся, главным условием проведения процесса утилизации термической деструкцией и его безопасности. Конструктивно невозможно также использовать шнек для очистки цилиндрического реактора от углеродистого остатка, образующегося после процесса деструкции и выгрузки его. Шнек, например, диаметром 300 мм, входящий в реактор (например, диаметром 1500 мм) между жаровыми трубами диаметром 300 мм не может полностью выгрузить углеродистый остаток, так как шнек - это не пылесос. Накапливающийся в процессе эксплуатации реактора не удаленный по бокам реактора и между жаровыми трубами углеродистый остаток не позволит обеспечить необходимые температурные показатели и скорость нагрева 1,5- 4°С/минуту содержимого реактора термической деструкции. К тому же, накапливающийся на дне реактора углеродистый остаток постепенно превратится в коксовую глыбу, которая будет способствовать перегреву днища и нижней части реактора. Превышающие температуры доведут металл до состояния ковки, что может стать причиной провисания днища, невозможности отъезда разогретой до 1000°С топки, разрыва сварочных швов жаровых труб и нижней части реактора по всему днищу реактора, что приведёт к взрыву.
Технической задачей, на решение которой направлены изобретение- способ и изобретение-устройство, является расширение арсенала конструктивно и технологически усовершенствованных технических средств для осуществления термической деструкции полимерных отходов с получением продуктов деструктивной перегонки.
Раскрытие изобретений
Поставленная задача первого изобретения решена тем, что способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, включающий загрузку в первый реактор деструктивной перегонки предварительно очищенных флотацией отходов полиэтилена и полипропилена от примесей, содержащих полихлорвинил, полиэтилентерефталат, целлюлозу, органические соединения, резину; подсоединение и нагрев топки первого реактора деструктивной перегонки топливной горелкой; нагрев и поддержание температуры в кубе- сборнике углеводородов отходящими газами, причем поддержание температуры в кубе-сборнике углеводородов депарафинизатора осуществляют отключением- подключением подачи отходящих газов в кипятильник; регулирование температуры выхода парогазовой смеси углеводородов из депарафинизатора подачей воды системы охлаждения в дефлегматор депарафинизатора, отбор парафиновых фракций; фракционирование оставшихся продуктов деструктивной перегонки в ректификационной колоне с получением паровой фазы бензиновой фракции и жидкой фазы дизельной фракции, регулирование температуры выхода оставшейся парогазовой смеси из ректификационной колонны подачей воды системы охлаждения в дефлегматор ректификационной колонны; охлаждение оставшейся парогазовой смеси в колонне постоянно работающего теплообменника, разделение ее на бензиновую и газовую фракции; загрузку сырья в следующий реактор деструктивной перегонки; отключение подачи топлива на горелку первого реактора; опускание топки первого реактора и его охлаждение, подсоединение топки следующего реактора и нагрев его топливной горелкой; выгрузку твердого углеродистого остатка из охлажденных реакторов деструктивной перегонки, согласно первому изобретению перед загрузкой сырья донную часть каждого реактора покрывают слоем антипригарной смазки; подсоединение топок реакторов осуществляют с помощью воздушных подушек, загрузку реакторов применяют вакуумную, в несколько этапов по циклу: «загрузка реактора сырьем, вакуумизация загруженного объема реактора, нагрев реактора до 110-260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки реактора; после перехода загруженного первого реактора в рабочий режим деструктивной перегонки осуществляют загрузку следующего реактора в несколько этапов по тому же циклу «загрузка реактора сырьем, вакуумизация загружаемого объема реактора, нагрев реактора до 110-260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки следующего реактора; охлаждение реакторов осуществляют подачей углекислого газа; очистку через нижний боковой люк охлажденного реактора осуществляют промышленным пескоструйным аппаратом или пылесосом; снижение температуры отходящих газов, сбрасываемых в атмосферу, осуществляют путем пропускания их через бойлеры. Согласно первому изобретению в качестве слоя антипригарной смазки используют тугоплавкий парафин. Согласно первому изобретению, в качестве топлива горелки используют полученные продукты деструктивной перегонки. Согласно первому изобретению вакуумизацию загружаемого объема реактора осуществляют вакуумным насосом. Согласно первому изобретению подачу углекислого газа осуществляют от подсоединенных к реакторам емкостей с углекислым газом.
Поставленная техническая задача второго изобретения решена тем, что устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, включающее, по меньшей мере, два блока нагрева, которые соединены параллельно, каждый из которых содержит реактор деструктивной перегонки, выполненный с возможностью верхней загрузки полимерного сырья через узел загрузки и с возможностью удаления твердого углеродистого остатка через нижний боковой люк реактора, каждый из реакторов содержит топку, которая выполнена с возможностью отсоединения от реактора и присоединения к нему, и топливную горелку; блок разделения продуктов деструктивной перегонки полимерного сырья на составные части, который состоит из последовательно соединенных: теплообменника водяного охлаждения с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов, куба- сборника углеводородов, выполненного в виде цилиндрической емкости, расположенной горизонтально, снабженного кипятильником, нагреваемым отходящими газами, установленного на кубе депарафинизатора, состоящего из нижней части с трубками и массообменными насадками, заполненными катализатором, и из дефлегматора, выполненного в виде кожухотрубного теплообменника, установленного в верхней части депарафинизатора; ректификационной колонны для разделения фракций дизельного топлива и бензина, состоящей из дефлегматора, установленного в верхней части колонны, концентрационной секции с массообменными насадками, заполненными катализатором; секции питания и отгонной секции; теплообменника для охлаждения дизельной фракции; трубчатого вертикально установленного теплообменника с нисходящим движением паров бензина и углеводородного газа (газовой фракции); газоводоотделителя, системы трубопроводов парогазовой смеси углеводородов, системы трубопроводов отходящих газов с шиберами, установленными до и после куба-сборника углеводородов; системы охлаждения, установленных на трубопроводе парогазовой смеси углеводородов сборников продуктов деструктивной перегонки: фракции дизельного топлива, бензиновой фракции, газовой фракции (газгольдера), сборников парафиновых фракций; установленной в системе охлаждения емкости оборотной воды; сборника углеродистого остатка, сборника отделенной воды, согласно второму изобретению каждая топка изготовлена с футеровкой на основе огнеупорных высокотемпературных керамических волокон и установлена на воздушных подушках; узел загрузки каждого реактора выполнен вакуумным; реакторы соединены с системой трубопроводов парогазовой смеси отрезками трубопроводов с установленными на них байпасами; в системе трубопроводов парогазовой смеси установлен вакуумный насос с возможностью его присоединения-отсоединения к каждому из реакторов; в системе трубопроводов парогазовой смеси установлена емкость с углекислым газом с возможностью ее присоединения-отсоединения к каждому из реакторов; теплообменник водяного охлаждения с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов снабжен трубопроводом сброса пара в атмосферу с отводным патрубком для тушения паром пожара; каждый реактор соединен с трубопроводами системы парогазовой смеси отдельными участками, снабженными задвижками, до и после которых врезаны перепускные трубы с клапанами-регуляторами давления в системе для дозированного выпуска парогазовой смеси; в системе трубопроводов отходящих газов установлены бойлеры; в верхней части куба-сборника под теплообменником водяного охлаждения расположен уловитель парафиновой фракции, выполненный с возможностью ее отбора и подачи через холодильник парафиновой фракции в сборник парафиновой фракции; в верхней части куба-сборника под депарафинизатором установлен каплеуловитель в виде воронки с удлиненной отводной трубкой для предотвращения пенообразования в кубе-сборнике; в торце куба-сборника со стороны входа отходящих газов выполнен люк для соединения куба-сборника с холодильником для слива тяжелых парафинов в сборник тяжелых парафинов, после дефлегматора депарафинизатора установлен фильтр-успокоитель парогазовой смеси, соединенный на выходе с секцией питания ректификационной колоны по касательной для создания вихревого движения потока парогазовой смеси в ректификационной колонне; в отгонной секции ректификационной колонны установлены, по меньшей мере, три ректификационные тарелки; под кубом-сборником перед холодильником парафиновой фракции, после отгонной секции перед теплообменником охлаждения дизельной фракции, после газоводоотделителя установлены автоматические регуляторы уровня с выпускным клапаном; в качестве катализатора в массообменных насадках использованы безтитановые никельсодержащие сплавы с не менее 20% никеля; устройство на выходе из газоводоотделителя дополнительно снабжено газовым сепаратором. Согласно второму изобретению на трубопроводе парогазовой смеси на выходе из узла загрузки каждого реактора врезан отрезок трубопровода с задвижками для установки на нем вакуумного насоса с возможностью его присоединения- отсоединения к каждому реактору. Согласно второму изобретению, катализатор выполнен в виде тонких полосок, скрученных в спирали (стружки). Согласно второму изобретению, топка изготовлена с футеровкой из высокотемпературного мягкого керамического картона «Hitermic НТ». Согласно второму изобретению, топка изготовлена с футеровкой из огнеупорной керамической ваты. Согласно второму изобретению, выпускные клапана автоматического регулятора уровня выполнены с возможностью открывания после достижения фракциями уровня 2/3-1/2 соответствующих объемов.
Между совокупностью существенных признаков изобретений и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно- следственная связь. Совокупность указанных выше существенных признаков изобретения-способа и изобретения-устройства является необходимым и достаточным условием для достижения технического результата. В частности, выполнение загрузки реакторов вакуумным загрузчиком в несколько этапов по циклу: «загрузка реактора сырьем, вакуумизация загруженного объема реактора, нагрев реактора до 1 10-260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки реактора позволяет в три раза увеличить производительность реактора. Исключить появление некондиционных продуктов или снизить их до 2-3%, а также уменьшить на 80% затраты тепла и энергии на повторную «разгонку», дает подключение к блоку разделения продуктов деструктивной перегонки полимерного сырья на составные части предварительно загруженного и уже разогретого до 300°С второго реактора после окончания работы и выключения нагрева первого реактора. Такая операция при цикличном повторе, существенно уменьшит совокупное время процессов в сутки, что минимум в два раза увеличит производительность устройства в месяц по сравнению с ближайшим аналогом- способом. Подключение бойлеров подогрева бытовой воды позволяет снизить температуру отходящих газов, сбрасываемых в атмосферу, и обеспечить горячей водой. Наличие отводного патрубка для тушения паром пожара на трубопроводе сброса пара в атмосферу после теплообменника водяного охлаждения с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов позволит повысить безопасности работы устройства и процесса деструктивной перегонки. Использование катализатора - стружки из безтитанового никельсодержащего сплава с не менее 20% никеля позволит ускорить процесс перегонки, увеличить скорость процесса деструкции в три раза по сравнению с ближайшим аналогом-устройством и обеспечить создание более коротких цепочек углеводородов, так как в присутствии никеля происходит реакция дегидрирования (никель - катализатор этой реакции), при температуре 300-360°С начинает выделяться свободный водород. Изготовление топки с футеровкой на основе огнеупорных высокотемпературных керамических волокон, в частности из высокотемпературного мягкого керамического картона «Hitermic НТ» позволит значительно уменьшить ее вес. Использование вакуумного насоса при загрузке позволит снизить температуру, при которой происходит плавление сырья и уплотнение загруженного сырья. Установка после дефлегматора депарафинизатора фильтра-успокоителя позволит стабилизировать поток парогазовой смеси. Установка топок на воздушных подушках позволяет компенсировать их тепловое расширение. Создания вихревого движения потока парогазовой смеси по спирали в ректификационной колонне позволит создать плавное его вхождение в контакт с массообменной насадкой и увеличить площадь их контакта. Наличие в отгонной секции ректификационной колонны ректификационных тарелок позволит обеспечить более полное выпаривание и разделение фракций. Использование углекислого газа позволит понизить температуру в охлаждаемом реакторе, выравнивать в нем давление и снизить время его охлаждения. Использование вакуумной загрузки позволит обеспечить бесперебойную и дозированную подачу сырья, соблюдение санитарных норм и норм безопасности производства.
Краткое описание чертежей
Изобретения проиллюстрированы графическим материалом, где на фиг. 1 приведена схема устройства для деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, на фиг. 2 - приведен каплеуловитель.
Устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена содержит два блока нагрева, которые соединены параллельно, и блок разделения продуктов деструктивной перегонки полимерного сырья на составные части (на фиг. блоки не обозначены). Каждый из блоков нагрева (на фиг. не обозначены) содержит реакторы 1 и 2 деструктивной перегонки, которые включают вакуумный загрузчик сырья 3 с возможностью его отсоединения, перемещения, и подсоединения через шибера на входе сырья (на фиг. не показаны) в каждый реактор 1, 2, нижний боковой люк 4, топку 5 с футеровкой из высокотемпературного мягкого керамического картона «Hitermic НТ» (на фиг. не обозначена), установленную на воздушных подушках 6, и выполненную с возможностью отсоединения от реакторов 1, 2 и присоединения к ним, и снабженную горелкой 7. Каждый реактор 1, 2 соединен с байпасами 8 и 9 для стравливания избыточного давления при загрузке и охлаждении реакторов 1, 2 с системой трубопроводов парогазовой смеси 10, которая непосредственно возле реакторов 1 , 2 соединена с вакуумным насосом 11 , соединенным с реакторами 1, 2 через запорные клапаны 12, 13 трубопроводом 14 для установки с возможностью его присоединения-отсоединения к каждому из реакторов 1, 2. Параллельно байпасам 8, 9 установлены задвижки 15. Блок разделения продуктов деструктивной перегонки (на фиг. не обозначен) содержит систему трубопроводов отходящих газов 16, систему трубопроводов водяного охлаждения 17. Блок разделения продуктов деструктивной перегонки (на фиг. не обозначен) включает последовательно соединенные теплообменник водяного охлаждения 18 с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов, куб-сборник углеводородов 19, выполненный в виде цилиндрической емкости, расположенной горизонтально, снабженный кипятильником 20, нагреваемым отходящими газами системы 16, установленного на кубе-сборнике 19 депарафинизатора 21, состоящего из нижней части с трубками и с массообменными насадками (на фиг. не обозначены), и из дефлегматора 22, установленного в верхней части депарафинизатора 21. Блок разделения продуктов деструктивной перегонки (на фиг. не обозначен) включает ректификационную колонну 23 для разделения фракций дизельного топлива и бензина, состоящую из дефлегматора 24 ректификационной колонны 23 в верхней ее части, концентрационной секции 25 с массообменными насадками (на фиг. не показаны), секции питания 26 и отгонной секции 27. Блок разделения продуктов деструктивной перегонки (на фиг. не обозначен) также включает теплообменник 28 для охлаждения дизельной фракции; трубчатый вертикально установленный постоянно работающий теплообменник 29 с нисходящим движением паров бензина и углеводородного газа (газовой фракции). Блок разделения продуктов деструктивной перегонки (на фиг. не обозначен) включает сборник парафиновой фракции 30, сборник фракции дизельного топлива 31, сборник бензиновой фракции 32, установленные в системе трубопроводов парогазовой смеси углеводородов 10 газоводоотделитель 33, газовый сепаратор 34, сборник газовой фракции (газгольдер) 35. Блок разделения (на фиг. не обозначен) включает установленную в системе охлаждения 17 емкость оборотной воды 36. Реакторы 1, 2 соединены патрубками 37, 38 с установленными на них байпасами 8 и 9 и задвижками 15 отрезком трубопровода парогазовой смеси 39. В системе трубопроводов 16 отходящих газов до и после куба-сборника 19 установлены шибера 40, 41. Теплообменник водяного охлаждения 18 снабжен трубопроводом 42 для сброса пара в атмосферу с запорным клапаном 43 и с отводящим патрубком 44 с запорным клапаном 45 для тушения паром пожара. В торце куба-сборника 19 со стороны входа трубопровода 16 отходящих газов выполнен люк 46; под кубом-сборником 19 установлен холодильник парафиновой фракции 47. В верхней части куба-сборника 19 под теплообменником водяного охлаждения 18 расположен уловитель тяжелых парафинов 48. В верхней части куба-сборника 19 под депарафинизатором 21 для предотвращения пенообразования установлен каплеуловитель (на фиг. не обозначен) в виде воронки 49 с удлиненной (для исключения брызг) и закругленной отводной трубкой 50. После депарафинизатора 21 на трубопроводе 10 установлен фильтр-успокоитель 51 парогазовой смеси, соединенный на выходе со входом секции питания 26 ректификационной колоны 23 по касательной для создания вихревого движения потока парогазовой смеси в ректификационной колонне 23. В отгонной секции 27 ректификационной колонны 23 установлены ректификационные тарелки (на фиг. не показаны). Отгонная секция 27 снабжена автоматическим регулятором уровня 52 с выпускным клапаном 53, который имеет возможность открывания после достижения фракцией дизельного топлива определенного уровня, например 2/3 объема секции 27. Аналогичные автоматические регуляторы уровня 52 с выпускным клапаном 53 установлены под кубом-сборником 19 перед холодильником парафиновой фракции 47 и после газоводоотделителя 33. В системе трубопроводов парогазовой смеси 10 к каждому реактору 1, 2 для повышения в нем давления после охлаждения через запорные клапаны 54 подсоединена емкость с углекислым газом 55. По ходу отходящих газов после реакторов 1, 2 подсоединен автономный трубопровод отходящих газов 56, на котором установлен бойлер 57, используемый во время загрузки. После куба- сборника 19 в системе отходящих газов 16 установлен бойлер 58. После уловителя тяжелых парафинов 48, выполненного с возможностью их отбора и подачи через холодильник слива тяжелых парафинов 59 они поступают в сборник тяжелых парафинов 60. После газоводоотделителя 33 расположена емкость сбора отделенной воды 61. Отводной патрубок 62 от системы отходящих газов 16 предусмотрен для предотвращения перегревания куба- сборника 19 и сброса отходящих газов в атмосферу. Для отсоединения, например, работающего реактора 1 от неработающего реактора 2 и наоборот в системе отходящих газов 16 предусмотрен отрезок трубопровода 63 с задвижками 64 и 65, а также предусмотрены отрезки трубопровода отходящих газов 66, 67 с задвижками 68 и 69. Вариант осуществления изобретений
Способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена на устройстве для его осуществления выполняют следующим образом. Производят подготовку сырья путем очистки, флотации отходов полиэтилена и полипропилена и освобождения их от примесей, содержащих полихлорвинил, полиэтилентерефталат, целлюлозу, хлор, серу, производные соединений терифталевой кислоты и органических соединений. Перед загрузкой сырья на дно каждого реактора 1, 2 помещают слой антипригарной смазки, например, тяжелый (тугоплавкий) парафин. Присоединяют топку 5 к реактору 1 с помощью воздушных подушек 6, питаемых компрессором (на фиг. не показан), и запускают горелку 7, работающую, например, на собственном полученном газе или на продуктах дизельной, и/или парафиновой фракции. Загружают реактор 1 вакуумным загрузчиком 3 в несколько этапов по циклу: «полная загрузка сырьем, вакуумизация загружаемого объема, нагрев до 1 10- 260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки реактора 1, который нагревается со скоростью 2-3°С/мин. Вакуумизацию осуществляют с помощью вакуумного насоса 11 , открывая клапан 12 и закрывая клапан 13. После загрузки реактора 1 при достижении разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки вакуумный насос 11 отключают, закрывая клапан 12. Отходящие газы с температурой 400-450°С по системе трубопроводов отходящих газов 16 от реактора 1 при открытой задвижке 64 и закрытых, 65, 68, 69 поступают в куб-сборник 19, после которого - в бойлер 58, а затем сбрасываются в атмосферу при 140-142°С. Отводной патрубок 62 от системы трубопроводов отходящих газов 16 предусмотрен для предотвращения перегревания выше 350°С куба-сборника 19 путем сбрасывания отходящих газов на бойлер 58. Реактор 2 отсоединен задвижками 9 и 15 от системы трубопроводов парогазовой смеси 10. Выделяемая из реактора 1 парогазовая смесь углеводородов поступает через постоянно работающий теплообменник 18 с водяным охлаждением (выполненный с возможностью предотвращения перегрева парогазовой смеси) в куб-сборник 19, объем которого рассчитан опытным путем (из загружаемого количества сырья третью часть будут составлять парафины, объем куба должен быть не менее двух долей получаемого парафина). Далее парогазовая смесь углеводородов поступает в депарафинизатор 21, где происходит отделение первой фракции - фракции парафинов путем охлаждения в дефлегматоре 22 депарафинизатора 21 при дозированной подаче охлаждающей воды по системе трубопроводов водяного охлаждения 17 в дефлегматор 22. Далее парафин в жидком состоянии через воронку 49 и закругленную отводную трубку 50 каплеуловителя (на фиг. не обозначен) поступает в куб-сборник 19. Поддержание уровня жидкого парафина и его слив из куба-сборника 19 в сборник парафиновой фракции 30 через холодильник парафиновой фракции 47 осуществляется автоматическим регулятором уровня 52 с выпускным клапаном 53, открывающимся после достижения фракцией определенного уровня, например 2/3 или 1/2 объема куба-сборника 19. Тяжелые парафины, оседающие в осадок в уловителе тяжелых парафинов 48 в кубе-сборнике 19 отбираются и поступают в холодильник 59, а затем в сборник тяжелых парафинов 60. Дальше парогазовая смесь по системе трубопроводов 10 поступает в фильтр-успокоитель 51 парогазовой смеси и проходит через катализатор (стружка из безтитанового никельсодержащего сплава с не менее 20% никеля). В присутствии никеля происходит реакция дегидрирования (никель - катализатор этой реакции), при температуре 300-360°С начнет выделяться свободный водород, что позволит ускорить процесс перегонки паров и обеспечить создание более коротких цепочек углеводородов. После фильтра-успокоителя 51, подключенного к секции питания (загрузочной) 26 ректификационной колоны 23 по касательной, поток парогазовой смеси приобретает вихревое движение, часть сконденсированных частиц дизельного топлива в горячем виде (180°С) опускается вниз на ректификационные тарелки (на фиг. не показаны) в отгонной секции 27, нагревая их. Летучая часть смеси поднимается в концентрационную секцию 25 с массообменными насадками (на фиг. не показаны), где происходит массообмен (омывание частиц одна другой), легкие фракции поднимаются в дефлегматор 24 ректификационной колонны 23, остаточные частицы фракции дизельного топлива благодаря подаче охлаждающей воды захватывают встречные тяжелые частицы фракции дизельного топлива и опускаются в отгонную секцию 27 с ректификационными тарелками (на фиг. не показаны), где накапливаются частицы фракции дизельного топлива. Отгонная секция 27 снабжена автоматическим регулятором уровня 52 с выпускным клапаном 53, открывающимся после достижения фракцией дизельного топлива определенного уровня, например 2/3 или 1/2 объема секции 27. Собранная фракция дизельного топлива через теплообменник для охлаждения дизельной фракции 28 поступает в сборник фракции дизельного топлива 31. Далее парогазовая смесь без парафиновой и дизельной фракции поступает в постоянно работающий теплообменник 29 с охлаждающей водой при температуре 20-25°, проходя через который разделяется на бензиновую фракцию, которая поступает через газоводоотделитель 33 в сборник бензиновой фракции 32, и газовую фракцию, которая состоит, по меньшей мере, из одиннадцати газов, мае. %: метан 67,336; этан 10,290; пропан 9,955; И-бутан 1,263; Н-бутан 1,494; И-пентан 0,341 ; Н-пентан 0,179; гексан+высшие 0,351 ; двуокись углерода 8,500; кислород 0,028; азот 0,263. Газы имеют разную плотность, поэтому конденсация некоторых из них неизбежна, что может создать взрывоопасную ситуацию при непосредственном направлении смеси газов на горелку 7 реакторов 1, 2. Поэтому смесь газов газовой фракции после фракционирования направляют в газгольдер 35 через газовый сепаратор 34. А уже затем из газгольдера 35 освобождённый от газового конденсата газ насосом (на фиг. не показан), например, подают на топливные горелки 7 реакторов 1, 2. Газовый сепаратор 34 позволяет не только осушить газ, но и получать дополнительный продукт - газовый конденсат, являющийся высооктановой присадкой для бензиновой фракции. Поддержание уровня жидкости и ее слив из газоводоотделителя 33 в сборник бензиновой фракции 32 осуществляется автоматическим регулятором уровня 52 с выпускным клапаном 53 после достижения жидкости определенного уровня, например, 2/3 или 1/2 объема газоводоотделителя 33. Система трубопроводов водяного охлаждения 17 выполнена замкнутой и снабжена электрическими задвижками (на фиг. не обозначены) перед теплообменниками 18, 22, 24. После теплообменника 29 вода собирается в емкости оборотной воды 36. После теплообменника водяного охлаждения 18 образовавшийся пар по трубопроводу 42, снабженному запорным клапаном 43, сбрасывается в атмосферу. Предусмотрено тушение паром пожара при закрывании клапана 43 и открывании запорного клапана 45 на отводящем патрубке 44. Отделенная вода от газоводоотделителя 33 собирается в емкость для сбора отделенной воды 61, а затем очищается. Загрузку реактора 2 вакуумным загрузчиком 3 (который переместили от реактора 1) начинают примерно через 1 ,0-1, 5 часа после начала работы реактора 1. Присоединяют топку 5 к реактору 2 с помощью воздушной подушки 6, питаемой компрессором (на фиг. не показан), и запускают горелку 7, работающую, например, на собственном полученном газе или на продуктах дизельной, и/или парафиновой фракции. Загрузку также осуществляют в несколько этапов по циклу: «полная загрузка сырьем, вакуумизация загружаемого объема, нагрев до 1 10-260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки реактора 2, при закрытых задвижках 54, 65, 15 и открытой - 69, а также при подсоединенном вакуумном насосе 11. Вакуумизацию осуществляют с помощью вакуумного насоса 1 1 , открывая клапан 13 (клапан 12 остается закрытым). После загрузки реактора 2 при достижении разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки вакуумный насос 11 отключают. При загрузке при достижении давления в реакторе 2 больше 0,5 атм. байпас 9 автоматически сбрасывает давление. При начале падения температуры до 400-440°С в реакторе 1 отключают его горелку 7, закрывают задвижки 15, 64 при закрытой задвижке 12, опускают топку 5 и реактор 1 ставят в режим охлаждения. При охлаждении реактора 1 ниже 260°С в нем возникает отрицательное давление, поэтому подключают емкость с углекислым газом 55, при этом клапан 54 автоматически срабатывает, пуская углекислый газ, что позволяет ускорить процесс охлаждения реактора 1 до 1-1,5 часа. Отходящие газы от реактора 1 при открытой задвижке 68 и закрытых 64, 15 поступают в бойлер 57, а затем сбрасываются в атмосферу при 140-142°С. При этом в реакторе 1 происходит остаточное выделение паров парогазовой смеси из углеродистого остатка, давление повышается, и при достижении давления в пределах 0,5 атм. парогазовая смесь через байпас 8 дозировано сбрасывается в систему трубопроводов 10. После полного остывания реактора 1 производят его очистку от углеродистого остатка с помощью промышленного пескоструйного аппарата и/или пылесоса (на фиг. не показаны) через нижний боковой люк 4 реактора 1. Затем закрывают люк 4, подсоединяют вакуумный загрузчик сырья 3, подводят топку 5, открывают клапан 12 от вакуумного насоса 11 и начинают разгон реактора 1 для очередного цикла по той же схеме.
Промышленная применимость
Промышленные отходы из синтетических полимерных материалов, преимущественно, из полиэтилена и полипропилена, загрязняющие окружающую среду, деструктивной перегонкой преобразуются в шесть полезных и качественных продуктов, готовых к применению: газовая смесь, газовый конденсат, бензиновая фракция, дизельная фракция, парафиновая фракция (легкоплавкие и тугоплавкие парафины), углеродистый остаток, не содержащих серу и тяжёлые металлы. Утилизация этих промышленных отходов 100-процентная, а из одного килограмма отходов получают один литр жидких фракций.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЙ
1. Способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, включающий загрузку в первый реактор деструктивной перегонки предварительно очищенных флотацией отходов полиэтилена и полипропилена от примесей, содержащих полихлорвинил, полиэтилентерефталат, целлюлозу, органические соединения, резину; подсоединение и нагрев топки первого реактора деструктивной перегонки топливной горелкой; нагрев и поддержание температуры в кубе-сборнике углеводородов отходящими газами, причем поддержание температуры в кубе- сборнике углеводородов депарафинизатора осуществляют отключением- подключением подачи отходящих газов в кипятильник; регулирование температуры выхода парогазовой смеси углеводородов из депарафинизатора подачей воды системы охлаждения в дефлегматор депарафинизатора, отбор парафиновых фракций; фракционирование оставшихся продуктов деструктивной перегонки в ректификационной колоне с получением паровой фазы бензиновой фракции и жидкой фазы дизельной фракции, регулирование температуры выхода оставшейся парогазовой смеси из ректификационной колонны подачей воды системы охлаждения в дефлегматор ректификационной колонны; охлаждение оставшейся парогазовой смеси в колонне постоянно работающего теплообменника, разделение ее на бензиновую и газовую фракции; загрузку сырья в следующий реактор деструктивной перегонки; отключение подачи топлива на горелку первого реактора; опускание топки первого реактора и его охлаждение, подсоединение топки следующего реактора и нагрев его топливной горелкой; выгрузку твердого углеродистого осадка из охлажденных реакторов деструктивной перегонки, отличающийся тем, что перед загрузкой сырья донную часть каждого реактора покрывают слоем антипригарной смазки; подсоединение топок реакторов осуществляют с помощью воздушных подушек, загрузку реакторов применяют вакуумную, в несколько этапов по циклу: «загрузка реактора сырьем, вакуумизация загруженного объема реактора, нагрев реактора до 1 10-260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки реактора; после перехода загруженного первого реактора в рабочий режим деструктивной перегонки осуществляют загрузку следующего реактора в несколько этапов по тому же циклу «загрузка реактора сырьем, вакуумизация загружаемого объема реактора, нагрев реактора до 110-260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки следующего реактора; охлаждение реакторов осуществляют подачей углекислого газа; очистку через нижний боковой люк охлажденного реактора осуществляют промышленным пескоструйным аппаратом или пылесосом; снижение температуры отходящих газов, сбрасываемых в атмосферу, осуществляют путем пропускания их через бойлеры.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве слоя антипригарной смазки используют тугоплавкий парафин.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве топлива горелки используют полученные продукты деструктивной перегонки.
4. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что вакуумизацию загружаемого объема реактора осуществляют вакуумным насосом.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу углекислого газа осуществляют от подсоединенных к реакторам емкостей с углекислым газом.
6. Устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, включающее, по меньшей мере, два блока нагрева, которые соединены параллельно, каждый из которых содержит реактор деструктивной перегонки, выполненный с возможностью верхней загрузки полимерного сырья через узел загрузки и с возможностью удаления твердого углеродистого осадка через нижний боковой люк реактора, каждый из реакторов содержит топку, которая выполнена с возможностью отсоединения от реактора и присоединения к нему, и топливную горелку; блок разделения продуктов деструктивной перегонки полимерного сырья на составные части, который состоит из последовательно соединенных: теплообменника водяного охлаждения с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов, куба- сборника углеводородов, выполненного в виде цилиндрической емкости, расположенной горизонтально, снабженного кипятильником, нагреваемым отходящими газами, установленного на кубе депарафинизатора, состоящего из нижней части с трубками и массообменными насадками, заполненными катализатором, и из дефлегматора, выполненного в виде кожухотрубного теплообменнике, установленного в верхней части депарафинизатора; ректификационной колонны для разделения фракций дизельного топлива и бензина, состоящей из дефлегматора, установленного в верхней части колонны, концентрационной секции с массообменными насадками, заполненными катализатором; секции питания и отгонной секции; теплообменника для охлаждения дизельной фракции; трубчатого вертикально установленного теплообменника с нисходящим движением паров бензина и углеводородного газа (газовой фракции); газоводоотделителя, системы трубопроводов парогазовой смеси углеводородов, системы трубопроводов отходящих газов с шиберами, установленными до и после куба-сборника углеводородов; системы охлаждения, установленных на трубопроводе парогазовой смеси углеводородов сборников продуктов деструктивной перегонки: фракции дизельного топлива, бензиновой фракции, газовой фракции, сборников парафиновых фракций; установленной в системе охлаждения емкости оборотной воды; сборника углеродистого осадка, сборника отделенной воды, отличающееся тем, что каждая топка выполнена с футеровкой на основе огнеупорных высокотемпературных керамических волокон и установлена на воздушных подушках; узел загрузки каждого реактора выполнен вакуумным; реакторы соединены с системой трубопроводов парогазовой смеси отрезками трубопроводов с установленными на них байпасами; в системе трубопроводов парогазовой смеси установлен вакуумный насос с возможностью его присоединения-отсоединения к каждому из реакторов; в системе трубопроводов парогазовой смеси установлена емкость с углекислым газом с возможностью ее присоединения-отсоединения к каждому из реакторов; теплообменник водяного охлаждения с нисходящим потоком парогазовой смеси углеводородов снабжен трубопроводом сброса пара в атмосферу с отводным патрубком для тушения паром пожара; каждый реактор соединен с трубопроводами системы парогазовой смеси отдельными участками, снабженными задвижками, до и после которых врезаны перепускные трубы с клапанами-регуляторами давления в системе для дозированного выпуска парогазовой смеси; в системе трубопроводов отходящих газов установлены бойлеры; в верхней части куба-сборника под теплообменником водяного охлаждения расположен уловитель парафиновой фракции, выполненный с возможностью ее отбора и подачи через холодильник парафиновой фракции в сборник парафиновой фракции; в верхней части куба-сборника под депарафинизатором установлен каплеуловитель в виде воронки с удлиненной отводной трубкой для предотвращения пенообразования в кубе-сборнике; в торце куба-сборника со стороны входа отходящих газов выполнен люк для соединения куба-сборника с холодильником для слива тяжелых парафинов в сборник тяжелых парафинов, после дефлегматора депарафинизатора установлен фильтр-успокоитель парогазовой смеси, соединенный на выходе с секцией питания ректификационной колоны по касательной для создания вихревого движения потока парогазовой смеси в ректификационной колонне; в отгонной секции ректификационной колонны установлены, по меньшей мере, три ректификационные тарелки; под кубом-сборником перед холодильником парафиновой фракции, после отгонной секции перед теплообменником охлаждения дизельной фракции, после газоводоотделителя установлены автоматические регуляторы уровня с выпускным клапаном; в качестве катализатора в массообменных насадках использованы безтитановые никельсодержащие сплавы с не менее 20% никеля; устройство на выходе из газоводоотделителя дополнительно снабжено газовым сепаратором.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что на трубопроводе парогазовой смеси на выходе из узла загрузки каждого реактора врезан отрезок трубопровода с задвижками для установки на нем вакуумного насоса с возможностью его присоединения-отсоединения к каждому реактору.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что катализатор выполнен в виде тонких полосок, скрученных в спирали в виде стружки.
9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что топка изготовлена с футеровкой из высокотемпературного мягкого керамического картона «Hitermic НТ».
10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что топка изготовлена с футеровкой из огнеупорной керамической ваты.
11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что выпускные клапана автоматического регулятора уровня выполнены с возможностью открывания после достижения фракциями уровня 2/3-1/2 соответствующих объемов.
PCT/RU2019/000475 2019-01-22 2019-07-03 Способ и устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена, полипропилена WO2020096482A1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19881868.4A EP3916041A4 (en) 2019-01-22 2019-07-03 METHOD AND DEVICE FOR THE DESTRUCTIVE DISTILLATION OF POLYETHYLENE AND POLYPROPYLENE WASTE
CA3126385A CA3126385C (en) 2019-01-22 2019-07-03 Method and device for the destructive distillation of polyethylene and polypropylene waste
US17/294,269 US11884783B2 (en) 2019-01-22 2019-07-03 Method and device for the destructive distillation of polyethylene and polypropylene waste
UAA202104240A UA127580C2 (ru) 2019-01-22 2019-07-03 Способ и устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена, полипропилена
CN201980089875.4A CN113316608B (zh) 2019-01-22 2019-07-03 用于聚乙烯和聚丙烯废料的干馏的方法及设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101720A RU2721701C1 (ru) 2019-01-22 2019-01-22 Способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена и устройство для его осуществления
RU2019101720 2019-01-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020096482A1 true WO2020096482A1 (ru) 2020-05-14

Family

ID=70611955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000475 WO2020096482A1 (ru) 2019-01-22 2019-07-03 Способ и устройство для деструктивной перегонки отходов полиэтилена, полипропилена

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11884783B2 (ru)
EP (1) EP3916041A4 (ru)
CN (1) CN113316608B (ru)
CA (1) CA3126385C (ru)
RU (1) RU2721701C1 (ru)
UA (1) UA127580C2 (ru)
WO (1) WO2020096482A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111686670A (zh) * 2020-06-28 2020-09-22 安徽威驰化工有限责任公司 一种2-乙氧基丙烯的冷处理装置及方法
CN115193148A (zh) * 2022-09-14 2022-10-18 山东华治环保技术有限公司 一种高效去杂的润滑油过滤器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167118U1 (ru) * 2015-06-22 2016-12-20 Александр Николаевич Бондаренко Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
WO2016209194A1 (ru) * 2015-06-22 2016-12-29 Александр Николаевич БОНДАРЕНКО Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
RU2621097C2 (ru) 2015-06-22 2017-05-31 Александр Николаевич Бондаренко Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2426715C2 (ru) * 2009-08-19 2011-08-20 Открытое Акционерное Общество "Gtl" Способ и установка для гомогенного окисления метаносодержащего газа
US10487275B2 (en) * 2016-11-21 2019-11-26 Saudi Arabian Oil Company Process and system for conversion of crude oil to petrochemicals and fuel products integrating vacuum residue conditioning and base oil production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167118U1 (ru) * 2015-06-22 2016-12-20 Александр Николаевич Бондаренко Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
WO2016209194A1 (ru) * 2015-06-22 2016-12-29 Александр Николаевич БОНДАРЕНКО Способ термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
RU2621097C2 (ru) 2015-06-22 2017-05-31 Александр Николаевич Бондаренко Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
EP3312223A1 (en) * 2015-06-22 2018-04-25 "Green Clarity" SIA Method for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111686670A (zh) * 2020-06-28 2020-09-22 安徽威驰化工有限责任公司 一种2-乙氧基丙烯的冷处理装置及方法
CN115193148A (zh) * 2022-09-14 2022-10-18 山东华治环保技术有限公司 一种高效去杂的润滑油过滤器

Also Published As

Publication number Publication date
UA127580C2 (ru) 2023-10-18
US20220002515A1 (en) 2022-01-06
RU2721701C1 (ru) 2020-05-21
EP3916041A4 (en) 2023-08-02
EP3916041A1 (en) 2021-12-01
US11884783B2 (en) 2024-01-30
CN113316608A (zh) 2021-08-27
CA3126385A1 (en) 2020-05-14
CA3126385C (en) 2023-08-01
CN113316608B (zh) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101280875B1 (ko) 로터리 킬른 타입의 고분자 폐기물 유화장치
CN109477010B (zh) 用于将废弃塑料转化成燃料的系统和工艺
CA2879973C (en) System and process for converting plastics to petroleum products
JP6924305B2 (ja) 炉
KR20070032634A (ko) 폐기물 물질의 액체 연료로의 전환 방법 및 이를 위한 장치
WO2006012800A1 (fr) Appareil de fabrication d’huile à partir de déchets plastiques dans la production industrielle en continu
RU2621097C2 (ru) Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
CN102433160A (zh) 一种生物质气化装备的控制方法
RU2721701C1 (ru) Способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена и устройство для его осуществления
CN103328774A (zh) 通过利用火炬气在化工厂中产生能量的方法和系统
WO2020113293A1 (en) Thermochemical treatment system for plastic and/or elastomeric waste
EP3312223B1 (en) Method for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste
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
KR102539139B1 (ko) 폐플라스틱 열분해 공정 왁스분해용 촉매반응기, 및 그 촉매반응기를 갖는 폐플라스틱 열분해 시스템 및 방법
KR102544370B1 (ko) 폐플라스틱 열분해 공정 왁스분해용 촉매조성물, 및 그 제조방법
US20220251392A1 (en) Thermolysis system and method for obtaining recovered carbon black and fuel from disused tires
KR102503270B1 (ko) 폐합성고분자 열분해 시스템
KR20130022308A (ko) 폐타이어 열분해 오일 추출장치
WO2020190168A1 (ru) Способ пиролиза углеводородов и устройство его осуществления
RU128879U1 (ru) Установка термической переработки полимерных отходов
CN2730881Y (zh) 可连续工业化大规模生产的废塑料油化装置
RU2804969C1 (ru) Способ получения жидких углеводородов из отходов термопластов и устройство для его осуществления
JP3146195U (ja) 廃油・廃プラスチック油化還元装置
KR20050022696A (ko) 폐플라스틱 유화시스템

Legal Events

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

Ref document number: 19881868

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3126385

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019881868

Country of ref document: EP

Effective date: 20210823