[go: up one dir, main page]

RS56769B1 - Postupak za degradaciju sintetičkih polimera i uređaj za izvođenje pomenutog postupka - Google Patents

Postupak za degradaciju sintetičkih polimera i uređaj za izvođenje pomenutog postupka

Info

Publication number
RS56769B1
RS56769B1 RS20180045A RSP20180045A RS56769B1 RS 56769 B1 RS56769 B1 RS 56769B1 RS 20180045 A RS20180045 A RS 20180045A RS P20180045 A RSP20180045 A RS P20180045A RS 56769 B1 RS56769 B1 RS 56769B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
reactor
melt
condenser
short
approximately
Prior art date
Application number
RS20180045A
Other languages
English (en)
Inventor
Achim Methling
Original Assignee
Achim Methling Josef Ranftl Gbr
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 Achim Methling Josef Ranftl Gbr filed Critical Achim Methling Josef Ranftl Gbr
Publication of RS56769B1 publication Critical patent/RS56769B1/sr

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1862—Stationary reactors having moving elements inside placed in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by depolymerisation to the original monomer, e.g. dicyclopentadiene to cyclopentadiene
    • 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
    • C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/12—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by dry-heat treatment only
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00054—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2219/00056—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2219/00058—Temperature measurement
    • B01J2219/00063—Temperature measurement of the reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00159—Controlling the temperature controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
    • B01J2219/00166—Controlling or regulating processes controlling the flow controlling the residence time inside the reactor vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00168—Controlling or regulating processes controlling the viscosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00184—Controlling or regulating processes controlling the weight of reactants in the reactor vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • 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
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • 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
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08—Copolymers of ethene
    • 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
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

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

Description

Opis pronalaska
[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za degradaciju, tj. razgradnju sintetičkih poliolefina, prema zahtevu 1, na ureĎaj, odn. postrojenje za izvoĎenje pomenutog postupka prema zahtevu 16, i na proizvodno ulje koje je proizvedeno tim postupkom prema zahtevu 23.
Opis pronalaska
[0002] Današnji svet više nije moguće zamisliti bez plastika baziranih na sintetičkim polimerima, kao što su, na primer, poliolefini. Poliolefini, kao što su polietilen (PE) ili polipropilen (PP), se masovno upotrebljavaju kao ambalažni materijali u industriji robe široke potrošnje. Mada se čine veliki napori na ponovnoj upotrebi, odn. recikliranju takvih plastika, još uvek postoji potreba za efikasnim iskorišćavanjem, odn. ponovnom upotrebom poliolefina preraĎenih u ambalažne materijale.
[0003] Tako je npr. u zemljama Evropske Unije, Norveškoj i Švajcarskoj, na primer, bilo reciklirano 51,3% (12,8 Mt) plastike krajnjih potrošača proizvedene u 2008. godini, dok je preostala količina (12,1 Mt) najvećim delom bila odložena na deponijama za smeće ili je manjim delom bila otpremljena u postrojenja za spaljivanje bez proizvodnje energije. Rekuperisani plastični otpad je bio otpremljen bilo na proizvodnju energije (7,4 Mt ili 30% plastičnog otpada krajnjih korisnika) ili na recikliranje (5,3 Mt ili 21,3% plastičnog otpada krajnjih korisnika). Proizvodnja energije u postrojenjima za spaljivanje otpada je dostigla 6,8 megatona plastičnog otpada (ovo odgovara 27,3% plastičnog otpada krajnjih korisnika). Proizvodnja energije spaljivanjem plastičnog otpada u postrojenjima za spaljivanje otpada se takoĎe završava tzv. “End-of-life” upotrebom. Pri tome je ovde primarni problem odlaganje.
[0004] IzmeĎu 2006. i 2008. godine, udeo ponovne upotrebe plastičnih otpada se povećao, pri čemu se udeo za recikliranje više povećao od udela za proizvodnju energije.
[0005] Udeo proizvodnje energije i recikliranja plastičnih otpada se znatno razlikuje izmeĎu evropskih zemalja. Tako su u Norveškoj, Švedskoj, Nemačkoj, Danskoj, Belgiji i Švajcarskoj ostvarene stope proizvodnje energije dostigle izmeĎu 85% i 99,5%. Ovo je ostvareno naročito zbog opsežnih ograničenja u vezi odlaganja plastičnih otpada na deponijama u ovim zemljama.
[0006] Kao što je pomenuto, veliki udeo plastičnih otpada se ne odvodi samo do postrojenja za spaljivanje otpada za energetske svrhe, već se takoĎe reciklira. Stopa recikliranja značajno zavisi od različitih tipova plastike. Tako se reciklira 40% boca i industrijskih folija i preko 90% gajbica i kutija. Nasuprot tome, u EU se reciklira manje od 10% preostale mešane plastike. Ukupna stopa recikliranja ambalažnih materijala u domaćinstvima i komercijalno je bila 29% u 2008. godini u EU, a stopa ponovne upotrebe je bila procenjena na približno 58%.
[0007] Otpadna plastika koja sadrži najmanje 92% polimerne plastike se doprema u postrojenja za recikliranje polimerne plastike u baliranom obliku. Ove bale se vode kroz procesne korake otvaranja bala, sečenja, izdvajanja metalnih/mineralnih sastojaka, izdvajanja biogenih supstanci, izdvanja supstanci koje sadrže lignin, izdvajanja hlorovane plastike, ispiranja, sušenja i razdvajanja na polietilenske frakcije i polipropilenske frakcije. Čiste polietilenske frakcije i čiste polipropilenske frakcije se preraĎuju u kvalifikovanim preduzećima za recikliranje da bi se dobili ponovo samleveni materijali, koji se onda otpremaju nazad u industrijski ciklus. Otpadna plastika koja se ne mogu razdvojiti na izdvojive materijale i koja nije podesna za procese recikliranja materijala, ali koja ipak ima sadržaj poliolefina veći od 90%, trenutno se uopšte ponovo ne upotrebljava ili je to samo neadekvatno.
[0008] Opšti problem pri ponovnoj upotrebi plastičnih otpada je kompozicija upotrebljene plastike. Tako se plastični proizvodi koji se upotrebljavaju u potrošačkom sektoru, kao što su, na primer, boce, obično se sastoje od različitih polietilena, kao što su, na primer, tvrdi polietilen (HDPE), ili polietilen tereftalat (PET), pri čemu se plastični otpadi koji se sastoje od čistih polimera već recikliraju i ponovo upotrebljavaju u velikoj meri.
[0009] Nasuprot tome, recikliranje plastičnih otpada koji se sastoje od smeša različitih polimera je problematično, kao što je slučaj, na primer, sa polietilenom ili polipropilenom. LDEP (polietilen male gustine), HDPE (polietilen velike gustine) i PP (polipropilen) obrazuju/predstavljaju oko polovine globalnih plastičnih otpada.
[0010] Čak i pošto se ponovna upotreba plastičnih otpada u obliku recikliranja ili sagorevanja radi proizvodnje energije povećala prethodnih godina, još uvek postoji potreba za poboljšanjem postupaka za upotrebu plastičnih otpada, a naročito pošto se svetska potrošnja enormno povećala zahvaljujući zemljama u razvoju. TakoĎe, racionalna ponovna upotreba plastičnih otpada je neophodna, pošto su polazni materijali od nafte ili prirodnog gasa, koji se obično upotrebljavaju za proizvodnju plastike, ograničeni.
[0011] Shodno tome, u prošlosti su već bili opisani različiti pristupi za degradaciju, odn. konverziju plastičnih otpada u ugljovodonike na kojima je bazirana plastika.
[0012] US pat. br. 4,584,421 opisuje postupak u kome se plastika, odn. rezanci plastike podvrgavaju termičkoj dekompoziciji, odn. termičkoj degradaciji u prisustvu podesnog katalizatora, kao što je, na primer, zeolitni katalizator, i u ovom slučaju se konvertuju u tečno ugljovodonično ulje. U ovom postupku se rezanci plastike prvo tope, a onda se termički razgraĎuju na temperaturi izmeĎu 440° i 470°C, pa se gasoviti proizvodi termičke degradacije uvode u sloj katalizatora na temperaturama izmeĎu 350° i 470°Celzijusa. U ovom slučaju se izvodi druga termička dekompozicija, a odvija se proizvodnja ulja koje sadrži niže ugljovodonike, a naročito C5do C29ugljovodonike. Molekulska težina nižih ugljovodonika proizvedenih od rezanaca plastike je u opsegu izmeĎu 135 i 190.
[0013] EP 1745115 B1 opisuje sledeći postupak i ureĎaj za dobijanje frakcionisanih ugljovodonika od plastičnih materijala. U ovde opisanom postupku se prvo kompaktirana masa plastičnih otpada, a naročito polipropilenska, polietilenska i polistirenska plastika sa udelima čvrste i meke plastike zagreva u sudu za rastapanje, pri čemu se formiraju prva tečna faza i prva gasovita faza. Tečna faza i prva gasovita faza se onda transportuju u sud za uparavanje u kome se one dalje zagrevaju, razvijajući drugu tečnu fazu i drugu gasovitu fazu. Druga tečna faza se dalje prevodi u grejač za ponovno zagrevanje i tamo se dalje zagreva dodatnim uvoĎenjem toplote tako da dolazi do formiranja treće gasovite faze. Druga gasovita faza iz suda za uparavanje i treća gasovita faza iz grejača za ponovno zagrevanje se prevode u toranj za kreking, u kome se vrši dalje razlaganje (kreking) ugljovodonika sa dugim lancem na ugljovodonike sa kratkim lancem. Prinos proizvodnog ulja formiranog od plastičnih otpada je izmeĎu 75 i 90%, pri čemu pomenuti prinos zavisi od uvedenih vrsta plastike.
[0014] DE 197 22 586 A1 je poznat sledeći postupak koji opisuje postupak i opremu za dobijanje parafina i/ili mikrovoskova od otpadne plastike. Ovaj postupak služi isključivo za proizvodnju parafina i/ili mikrovoskova.
[0015] Aktuelni poznati postupci za degradaciju sintetičkih polimera od plastičnih otpada, meĎutim, nisu optimalni sa stanovišta korisnosti, odn. primenljivosti proizvedenog proizvodnog ulja i potrebno im je poboljšanje. Preradom otpadne plastike koja nije prethodno sortirana, prečišćena i prethodno aglomerisana se trenutno ne može upravljati ili se može upravljati samo uz velike teškoće sa stanovišta prerade u industrijskim postrojenjima. Pored toga, dobijanje jasno definisanih, čistih i lako upotrebljivih finalnih proizvoda od otpadne plastike koja nije prethodno preraĎena još nije bilo industrijski ostvareno.
[0016] Zbog toga je cilj predmetnog pronalaska da se realizuje postupak za degradaciju plastičnih otpada sa povećanom efikasnosti i prinosom proizvodnje, a naročito sa poboljšanom primenjivosti proizvedenih proizvodnih ulja.
[0017] Ovaj cilj je ostvaren postupkom koji ima karakteristike prema zahtevu 1.
[0018] Shodno tome, realizovan je postupak za degradaciju sintetičkih poliolefina, kao što su oni koji se mogu naći, na primer, u plastičnim otpadima, koji sadrži sledeće korake:
a) proizvodnje rastopa sintetičkih poliolefina, a naročito suvih sintetičkih poliolefina,
b) prečišćavanja rastopa poliolefina propuštanjem rastopa poliolefina kroz najmanje jedan filter za rastop,
c) prevoĎenja prečišćenog rastopa poliolefina u najmanje jedan prvi reaktor, pri čemu se prečišćeni rastop polielefina u najmanje jednom prvom reaktoru vodi iz donjeg područja u gornje područje reaktora uz zagrevanje na temperature izmeĎu 300 °C i 370 °C, a prvenstveno od 340 °C do 360 °C, te naročito poželjno 350 °C, pri čemu se poliolefini u najmanje jednom prvom reaktoru kidaju na oligomere,
d) prevoĎenja oligomerne smeše formirane u najmanje jednom prvom reaktoru u najmanje jedan drugi reaktor, pri čemu se oligomerna smeša u najmanje jednom drugom reaktoru vodi iz donjeg područja u gornje područje reaktora uz zagrevanje na temperature od 380°C do 450° Celzijusa, a prvenstveno od 400 °C do 430°C, a naročito na 410° Celzijusa, pri čemu se oligomeri u najmanje jednom drugom reaktoru degradiraju u ugljovodonike kratkog lanca u prisustvu najmanje jednog minerala gline kao katalizatora za depolimerizaciju,
e) odvoĎenja ugljovodonika kratkog lanca formiranih u najmanje jednom drugom reaktoru u najmanje jedan pretkondenzator, pri čemu se ugljovodonici kratkog lanca (C3->C22) koji izlaze iz najmanje jednog drugog reaktora hlade u najmanje jednom pretkondenzatoru; i
f) uvoĎenja ugljovodonika kratkog lanca koji su ohlaĎeni u najmanje jednom pretkondenzatoru u najmanje jedan glavni kondenzator, pri čemu se ugljovodonici kratkog lanca koji izlaze iz najmanje jednog pretkondenzatora prevode u tečno stanje u najmanje jednom glavnom kondenzatoru.
[0019] Naročito je poželjno kada se degradiraju smeše sintetičkih poliolefina, kao što su polietilen (PE) i polipropilen (PP). Odgovarajuće tome, predmetni postupak omogućava preradu nesortiranih plastičnih otpada krajnjih potrošača koji naročito potiču od nerazdvojivog mešovitog otpada. Posebna prednost predmetnog postupka se ogleda u tome što je odnos mešanja polietilena i polipropilena u predmetnom slučaju nebitan. Shodno tome, mogu se upotrebiti svi željeni odnosi mešanja svih tipova polietilena i svih tipova polipropilena; dok je kompleksno razdvajanje poliolefinskog otpada nepotrebno.
[0020] Sledeća prednost predmetnog postupka je ta što se zahvaljujući degradaciji poliolefina na ugljovodonike kratkog lanca koji imaju definisanu kompoziciju, formiraju nosači energije u obliku lož ulja i frakcija benzina, a u isto vreme se eliminišu plastični otpadi.
[0021] Pored toga, zahvaljujući proizvodnji definisanih frakcija lož ulja i benzina, akumulira se energija koja može biti iskorišćena po potrebi, na primer, sagorevanjem u pomoćnim grejnim sistemima motornih vozila ili kombinovanim postrojenjima za proizvodnju toplote i električne energije. Nasuprot tome, mada se spaljivanjem otpada eliminiše najveći deo plastičnih otpada, ovaj postupak je troškovno intenzivan, a jedini generisani nusproizvod je energija.
[0022] Predmetnim postupkom se ostvaruje proizvodnja sintetičkih ulja (olefine) i benzina, odnosno komercijalnih proizvoda koji pripadaju oblasti benzina kao pogonskih goriva i lož ulja. Kao što je opisano, proizvodi u vidu sintetičkog ulja i benzina se ciljano proizvode od frakcija plastičnog otpada poliolefinskog (PE/PP) tipa hemijskom reakcijom niskotemperaturne pirolize, odn. termolize koja se odvija pod blagim uslovima, uz korišćenje optimizovanog upravljanja vremenom zadržavanja, optimizovanog upravljanja temperaturom i optimizovanog upravljanja temperaturom vršnog dela reaktora.
[0023] Sintetički polimeri, odn. ulazni materijali koji se upotrebljavaju se sastoje od smeše od više od 95% polietilena i polipropilena. Ovi plastični otpadi, u jednom primeru izvoĎenja predmetnog postupka, se prvo usitnjavaju, a onda se podvrgavaju izdvajanju metala, nemetala i teških materijala. U sledećim koracima, izdvajaju se hlorovane plastike (eliminacija hlora), eliminiše se eventualno prisutna celuloza, pa se vrše ispiranje, presovanje, sušenje i kompaktiranje. Otpadni materijali koji se proizvedu takvom preradom, kao što su minerali, metali, vlakna, papir i plastike se odlažu na odgovarajući način ili se biogeni otpadni materijali odvode sa vodom za ispiranje.
[0024] Gore opisane tretirane otpadne plastike su onda prisutne samo kao slobodni očišćeni rezanci plastike koji se podvrgavaju prethodnoj aglomeraciji, čime se ostvaruje konzistencija koja dopušta njihovo uvoĎenje u predmetni postupak.
[0025] U jednom primeru izvoĎenja predmetnog postupka, preraĎeni prethodno aglomerisani poliolefini se tope u ekstruderu, a naročito u dvopužnom ekstruderu, na temperaturama do 300 °C. Pripremljeni poliolefini se uvode kontinualno u ekstruder, uz korišćenje dozatora kao ureĎaja za dopremanje, pri čemu dozator omogućava maseno kontrolisano dopremanje poliolefini u ekstruder. U ureĎaju za dopremanje poliolefini se istovremeno dalje suše i predgrevaju. Dopremanjem pripremljenih poliolefina u ekstruder se u ovom slučaju upravlja u zavisnosti od degradacije polimera u najmanje jednom prvom i najmanje jednom drugom reaktoru, na primer, uz korišćenje merenja nivoa punjenja (npr. u obliku ureĎaja za merenje težine).
[0026] Kao rezultat zagrevanja i topljenja polimera koji se vrše u ekstruderu, u isto vreme dolazi do odstranjivanja eventualno zaostale vlage prisutne u poliolefinima, kao i do degaziranja.
[0027] U sledećoj varijanti predmetnog postupka viskoznost rastopa poliolefina na izlazu iz ekstrudera je od 1,5×10<6>do 2×10<6>mPas (300°C), a prvenstveno je 1,5×10<6>mPas (300°C).
[0028] Viskoznosti polimernog rastopa su bile odreĎene merenjima protoka rastopa pomoću reometra, uzimajući u obzir termičku degradaciju na odgovarajućim temperaturama. Generalno postoji veza izmeĎu protoka rastopa (MVR) i viskoznosti rastopa η*. ;[0029] Viskoznost rastopa η* je data sa
pri čemu τsje napon smicanja i γsje brzina smicanja. Napon smicanja τsse izračunava iz
gde su r = radijus, d = prečnik, l = dužina, m = opterećenje, g = gravitaciono ubrzanje.
[0030] Brzina smicanja je data sa
gde je MVR = protok rastopa.
[0031] Geometrija upotrebljenog instrumenta za testiranje je Z: cilindar (dZ=9,550 mm), D: mlaznica (dD=2,095 mm, ID=8,0 mm).
[0032] Polimerni rastop koji izlazi iz ekstrudera se onda transportuje kroz zagrevani vod, a prvenstveno u prvu pumpu za rastop. Posle toga se polimerni rastop vodi kroz najmanje jedan filter za rastop u kome se iz polimernog rastopa prvenstveno odstranjuju zaostali tragovi nečistoća, a naročito minerali, metali, vlakna. Još poželjnije, najmanje jedan filter za rastop je postavljen izmeĎu najmanje jednog izlaza ekstrudera i najmanje jednog ulaznog otvora u najmanje jedan prvi reaktor. Drugim rečima, filter za rastop može biti predviĎen izmeĎu izlaza ekstrudera i zagrevane cevi koja ulazi u najmanje jedan prvi reaktor. Najmanje jedan filter za rastop prvenstveno koristi filterski materijal u obliku Cr/Ni čelične mreže koja ima veličinu pora (širinu meša) izmeĎu 100 i 400 μm, koja se bira u zavisnosti od veličine čestica nečistoća koje treba da se odstrane iz polimernog rastopa. Generalno bi takoĎe bila moguća upotreba filterskih ploča (sito ploča) ili filterskih patrona, npr. napravljenih od nerĎajućeg čelika kao filterskog materijala.
[0033] Kontrola, odn. upravljanje filterskom funkcijom filtera za rastop prvenstveno se vrši pomoću senzora pritiska koji je postavljen uzvodno od filtera za rastop, koji dalje može biti povezan sa upravljanjem postrojenja.
[0034] U sledećem primeru izvoĎenja predmetnog postupka, polimerni rastop koji izlazi iz filtera za rastop se uvodi pomoću podesne pumpe za rastop u donje područje najmanje jednog prvog reaktora, pri čemu polimerni rastop ima viskoznost od 1,5×10<6>do 2×10<6>mPas (300°C), a prvenstveno od 1,5×10<6>mPas (300°C) na ulazu u prvi reaktor, a naročito u donje područje prvog reaktora.
[0035] Pumpe za rastop koje se upotrebljavaju u predmetnom postupku još poželjnije su zupčaste pumpe čijom temperaturom se može upravljati, koje se mogu zagrevati i koje mogu ostati na zadatom temperaturskom nivou. TakoĎe, pumpe za rastop prvenstveno imaju nepovratnu barijeru da bi se na taj način sprečilo vraćanje polimernog rastopa u postrojenje. Još poželjnije je da su pumpe za rastop napravljene od nerĎajućeg čelika, a prvenstveno je da se podmazuju polimernim rastopom.
[0036] Najmanje jedan prvi reaktor može biti, na primer, u obliku mešanog reaktora, koji sadrži mnoštvo temperaturskih područja, a naročito mnoštvo aksijalnih zona zagrevanja koje imaju najmanje jedan organ za mešanje. U najmanje jednom prvom reaktoru se vrši kontrolisano i blago prethodno kidanje i kondicioniranje polimera upravljanjem parametrima reakcije kao što su temperatura, pritisak, vreme zadržavanja i viskoznost. Pored toga, prvi reaktor je povezan sa ureĎajem za merenje težine (koji je, na primer, postavljen na ureĎaj za merenje težine, odn. na komoru za merenje težine), tako da se upravljanju postrojenja u svakom vremenskom trenutku aktuelni može proslediti nivo punjenja prvog reaktora. Ovo omogućava kontinualni rad celog postrojenja, a shodno tome, i kontinualni postupak.
[0037] Organ za mešanje koji se upotrebljava u najmanje jednom prvom reaktoru može biti prisutan u različitim primerima izvoĎenja. Tako je moguće koristiti organ za mešanje u obliku spiralnog mešača, mešača u obliku sidra, pužnog mešača ili njihove kombinacije, a prvenstveno u obliku kombinacije spiralnog mešača i pužnog mešača. MeĎutim, prvenstveno se upotrebljava organ za mešanje koji je kombinacija spiralnog mešača i pužnog mešača, to jest vratilo mešača sa spiralnim mešačem i pužnim mešačem.
[0038] Mešač koji se upotrebljava je prilagoĎen postupku. Tako je pogon prilagoĎen odgovarajućim viskoznostima. Svojstva materijala se biraju tako da mešač bude prilagoĎen rastopima poliolefina i odgovarajućim temperaturskim opsezima. Dimenzije mešača se prvenstveno biraju tako da budu prilagoĎene reaktorima. Lopatice kombinovanog mešača sa spiralom i pužem omogućavaju generisanje uzgona pored zida reaktora i potiskivanja naniže u centru reaktora. Mešač podstiče ulazak i raspodelu dovedene energije i znatno povećava brzinu konverzije.
[0039] Najmanje jedan prvi reaktor prvenstveno ima odnos visine:prečnika (H:D) od 7:1, a prvenstveno 5,5:1. Izabrane dimenzije reaktora omogućavaju efikasno dovoĎenje energije, izbegavanje velikih temperaturskih razlika, odn. fluktuacija, i ujednačen temperaturski profil u celom reaktoru.
[0040] Još je poželjnije da prečišćeni polimerni rastop ulazi u donje područje (zonu dna) prvog reaktora na temperaturu od 220°C do 300°C, a prvenstveno 300°C, a pri usponu u prvom reaktoru se zagreva u temperaturskom gradijentu na temperature izmeĎu 330°C i 360 °C, a prvenstveno na 350°C, u vršnom delu prvog reaktora.
[0041] U najmanje jednom prvom reaktoru, prvenstveno se izvodi prethodno kidanje, odn. degradacija polimera koji imaju tipičnu molekulsku težinu >10<5>kg/mol na oligomere koji imaju molekulsku težinu izmeĎu 10<2>i 10<4>kg/mol, a prvenstveno od 10<3>do 10<4>kg/mol.
[0042] U jednoj varijanti, oligomerna smeša koja napušta gornje područje (zonu vrha) prvog reaktora može imati viskoznost izmeĎu 500 i 1500 mPas (350°C), a prvenstveno izmeĎu 500 i 1000 mPas (350°C), te naročito poželjno izmeĎu 600 i 800 mPas (350°C). Tipična vrednost viskoznosti oligomerne smeše u vršnom delu prvog reaktora je od 650 do 700 mPas (350°C). Smanjenje viskoznosti do koga dolazi tokom stepenastog zagrevanja polimera koji se nalazi u prvom reaktoru generiše uzgon smeše proizvoda (oligomerne smeše) koja se formira pored zida prvog reaktora i istovremeno spuštanje u jezgru (takozvano strujanje u petlji ili laminarno strujanje rastopa). Ovaj efekat može biti pojačan pomoću organa za mešanje.
[0043] Kao što je već pomenuto, prethodnim kidanjem koje se odvija u najmanje jednom prvom reaktoru se upravlja parametrima reakcije temperaturom, pritiskom, vremenom zadržavanja i viskoznosti. Tako je temperatura u gornjem području najmanje jednog prvog reaktora od 340°C do 360 °C, a prvenstveno maksimalno 350°C. Kontrolisanim i blagim prethodnim kidanjem i kondicioniranjem polimera da bi se formirali oligomeri u najmanje jednom prvom reaktoru se izbegavaju nestabilna radna stanja u toku narednog kidanja u sledećem drugom reaktoru. Isto tako blago postepeno zagrevanje polimernog rastopa u prvom reaktoru sprečava penjenje polimernog rastopa.
[0044] U toku prethodnog kidanja polimera na odgovarajuće oligomere u najmanje jednom prvom reaktoru mogu se formirati male količine gasovitih ugljovodonika koje se u jednom primeru izvoĎenja, odstranjuju pomoću baklje i shodno tome sagorevaju, ili se u drugom primeru mogu upotrebiti za generisanje energije, na primer, u gasnoj turbini. Gasoviti proizvodi depolimerizacije koji se formiraju u prvom reaktoru se takoĎe mogu uvesti preko zagrevanog voda u pretkondenzator koji je detaljnije opisan u nastavku.
[0045] U sledećoj poželjnoj varijanti predmetnog postupka, oligomerni rastop koji se formira u najmanje jednom prvom reaktoru se odstranjuje iz gornjeg područja, npr. vršnog dela prvog reaktora i uvodi se pomoću pumpe za rastop preko cevi, a prvenstveno preko zagrevane cevi, na kontrolisan način u najmanje jedan drugi reaktor, a naročito u donje područje (zonu dna) drugog reaktora.
[0046] U poželjnom primeru izvoĎenja predmetnog postupka, oligomerna smeša koja napušta najmanje jedan prvi reaktor se meša sa najmanje jednim mineralom gline kao katalizatorom za depolimerizaciju pre nego što se uvede u najmanje jedan drugi reaktor. Za ovu svrhu se najmanje jedan mineral gline uvodi u oligomerni rastop koji izlazi iz prvog reaktora preko voda koji se uliva u cev izmeĎu prvog i drugog reaktora. Vod kojim se uvodi mineral gline prvenstveno ima spojni element, a prvenstveno u obliku koji se naziva “spojni element u obliku slova Y”. Vod kojim se uvodi mineral gline se završava pomenutim spojnim elementom prvenstveno u centru ili zoni jezgra cevi izmeĎu prvog i drugog reaktora. Kao što će kasnije biti detaljno objašnjeno, najmanje jedan mineral gline se uvodi u oligomerni rastop koji napušta prvi reaktor u smeši minerala gline, parafina i mikrovoskova koja se proizvede u posebnom sudu za mešanje. Prvenstveno se upotrebljava 2-3% minerala gline po toni plastike.
[0047] U jednoj varijanti predmetnog postupka, najmanje jedan mineral gline se bira iz grupe koja se sastoji od slojevitih silikata, a naročito montmorilonita, ilita, bentonita, kaolinita, smektita, hlorita, vermikulita i liskuna. TakoĎe se može upotrebiti ono što se naziva mešanim slojevitim mineralima, kao što su, npr. kaolinit/smektit, hlorit/vermikulit, ili veoma često naizmenični slojevi ilita/smektita ili ilita/montmorilonita. Poželjni minerali gline su bentonit i montmorilonit.
[0048] Isto tako je moguće da se koristi prethodno tretirani mineral gline. Prethodno tretiranje se može izvršiti korišćenjem kiseline, a naročito neorganske kiseline, kao što su sumporna kiselina, azotna kiselina ili fosforna kiselina, pri čemu je naročito poželjna sumporna kiselina.
[0049] Najmanje jedan drugi reaktor ima (kao što ima i prvi reaktor) prvenstveno odnos visine:prečnika (H:D) od 7:1, a prvenstveno od 5,5:1.
[0050] Još poželjnije, oligomerni rastop koji se uvodi u najmanje jedan drugi reaktor ima temperaturu izmeĎu 300°C i 370 °C, a prvenstveno od 350° Celzijusa. Oligomerni rastop se vodi od dna naviše u najmanje jednom drugom reaktoru blago sa temperaturskim gradijentom koji ima temperature izmeĎu 380°C i 450 °C, a prvenstveno 410 °C. Odgovarajuće tome, temperatura u vršnom delu reaktora je prvenstveno u području izmeĎu 380°C i 450 °C, a prvenstveno izmeĎu 400 °C i 410 °C.
[0051] Poželjno je da se oligomeri kidaju na ugljovodonike kratkog lanca koji imaju molekulsku težinu od <500 kg/mol u najmanje jednom drugom reaktoru. U ovom slučaju, oligomeri se kidaju na ugljovodonike kratkog lanca koji su u gasovitom stanju pod reakcionim uslovima drugog reaktora, a prvenstveno u gornjem području najmanje jednog drugog reaktora, tj. u vršnom delu pomenutog reaktora. Tipični ugljovodonici kratkog lanca koji se formiraju u drugom reaktoru su C3->C22, a prvenstveno C3-C25 ugljovodonici, te naročito nezasićeni ugljovodonici koji se pojavljuju u frakcijama različitih udela, kao što će kasnije biti detaljnije objašnjeno.
[0052] Oligomerni rastop koji ulazi u najmanje jedan drugi reaktor iz najmanje jednog prvog reaktora može imati viskoznost izmeĎu 500 i 1.500 mPas (350°C), a prvenstveno izmeĎu 500 i 1.000 mPas (350°C), te naročito poželjno izmeĎu 600 i 800 mPas (350°C), veoma naročito poželjno izmeĎu 650 i 700 mPas (350°C).
[0053] Ugljovodonična frakcija koja je formirana na gornjem kraju najmanje jednog drugog reaktora, to jest u vršnom delu pomenutog reaktora, može imati viskoznost izmeĎu 50 i 300 mPas (410°C), a prvenstveno izmeĎu 100 i 250 mPas (410°C), te naročito poželjno izmeĎu 150 i 200 mPas (410°C).
[0054] Zahvaljujući smanjenju viskoznosti oligomerne smeše koja se nalazi u najmanje jednom drugom reaktoru - kao što je već opisano za prvi reaktor - pored zida drugog reaktora se u oligomernoj smeši stvara uzgon, a u isto vreme i potiskivanje naniže iste u jezgru reaktora (što se naziva strujanjem u petlji), pri čemu se ovaj efekat pojačava pomoću mešača. Organi za mešanje koji se upotrebljavaju u najmanje jednom drugom reaktoru prvenstveno odgovaraju organima za mešanje u najmanje jednom prvom reaktoru, baš kao i odnos visine prema prečniku.
[0055] Još je poželjnije da se temperature u najmanje jednom prvom reaktoru i najmanje jednom drugom reaktoru prilagoĎavaju kompoziciji odgovarajuće upotrebljene polazne polimerne smeše, pri čemu temperaturska razlika izmeĎu drugog reaktora i prvog reaktora može biti izmeĎu 20 i 100°C, a prvenstveno izmeĎu 30 i 70 °C, te naročito poželjno izmeĎu 40 i 60 °C.
[0056] Isto tako je moguće i zamislivo da se ne upotrebljavaju samo najmanje jedan prvi i najmanje jedan drugi reaktor, već da se takoĎe upotrebe više od dva, npr. tri ili četiri reaktora rasporeĎenih meĎusobno paralelno.
[0057] U sledećoj varijanti predmetnog postupka, gasoviti ugljovodonici kratkog lanca (npr. C3 do >C22) koji se formiraju u vršnom delu najmanje jednog drugog reaktora se prvenstveno brzo odvode preko cevi, a prvenstveno zagrevane cevi, u najmanje jedan pretkondenzator, pa se gasoviti ugljovodonici koji se ohlade u pretkondenzatoru uvode u najmanje jedan glavni kondenzator radi daljeg hlaĎenja i kondenzacije. Pretkondenzator može biti izveden u obliku spiralnog cevnog izmenjivača toplote.
[0058] U najmanje jednom pretkondenzatoru, gasoviti ugljovodonici se još poželjnije hlade na temperature izmeĎu 300 i 400 °C, a prvenstveno 330 i 370 °C, te naročito poželjno na 350 °C, da bi se sprečile dalje nepoželjne sekundarne reakcije, kao što su, na primer, dalje reakcije degradacije. Spontanim hlaĎenjem gasovitih proizvoda depolimerizacije u pretkondenzatoru na 350 °C, proces depolimerizacije se završava, a time se sprečava značajan pomak spektra proizvoda prema tečnoj frakciji.
[0059] Zahvaljujući hlaĎenju gasovitih ugljovodonika u pretkondenzatoru, može doći do izdvajanja parafina (tj. preovlaĎujuće viših zasićenih ugljovodonika koji imaju dužinu lanca veću od C22), koji se prvenstveno odvode u tečnom ili pastoznom obliku isto tako preko zagrevane cevi u najmanje jedan sud za mešanje.
[0060] U najmanje jednom sudu za mešanje (prvenstveno izvedenom kao mašina za mešanje), tečni parafini izdvojeni u pretkondenzatoru se još poželjnije primešavaju, odn. mešaju sa reaktantom (ovde oligomerna smeša) iz donjeg područja najmanje jednog drugog reaktora. Parafini i oligomeri se prvenstveno mešaju u sudu za mešanje uz korišćenje podesnog mešača, kao što je, na primer, spiralni mešač. Pored toga u sud za mešanje se uvodi najmanje jedan mineral gline. Mineral gline, npr. bentonit, se primešava u obliku praha u smešu parafina, oligomera, odn. mikrovoskova. Kao što je već gore opisano, ova pastozna smeša minerala gline, parafina i oligomera se uvodi preko zagrevane cevi i pumpe za rastop u cev izmeĎu prvog i drugog reaktora, uz korišćenje specijalnog spojnog elementa u obliku slova Y.
[0061] Temperatura smeše u sudu za mešanje se prvenstveno održava na temperaturama izmeĎu 300 °C i 400 °C, a prvenstveno izmeĎu 330 °C i 370 °C, te naročito poželjno na 350 °C.
[0062] MeĎutim, takoĎe je moguće da se smeša oligomera i parafina (bez minerala gline) koja prvenstveno ima temperaturu od 350 °C, pored toga recirkuliše do najmanje jednog drugog reaktora uz korišćenje pumpe za rastop u reakcionoj zoni, tj. prvenstveno u donjem području/ zoni dna ili još u sredini gornjeg područja najmanje jednog drugog reaktora, i ponovo se podvrgava procesu kidanja. Smeša oligomera-parafina se prvenstveno upotrebljava kao sredstvo za dispergovanje u najmanje jednom drugom reaktoru.
[0063] U jednoj varijanti sledećeg postupka, gasoviti ugljovodonici koji se uvode u glavni kondenzator iz najmanje jednog drugog reaktora preko pretkondenzatora se kondenzuju na temperaturama izmeĎu 15 i 30°C, a prvenstveno na 20°C, pri čemu praktično dolazi do potpune likvefakcije gasovitih ugljovodonika. Nekondenzabilni gasovi mogu sagorevati, npr. odvoĎenjem gasova iz glavnog kondenzatora i uvoĎenjem preko gasomera u baklju, ili se mogu iskoristiti za dalju energetsku upotrebu u postrojenju, ili za druge svrhe, npr. pomoću gasne turbine.
[0064] Glavni kondenzator je prvenstveno izveden kao nagnuti spiralni cevni izmenjivač toplote. Nagib od 10-30°, a prvenstveno od 20° glavnog kondenzatora je izabran radi optimalnog razdvajanja gasovite i tečne faze i njenog odvoĎenja naniže. Temperature u vrhu glavnog kondenzatora su podešene na 20 °C do 25 °C. Zbog toga će zaostali gasovi i isparljivi sastojci proizvoda depolimerizacije sa dužinama lanaca od C3 do C6 izlaziti iz glavnog kondenzatora na njegovom vrhu kao gasoviti sastojci. Ovaj otpadni gas se - kao što je objašnjeno gore - odvodi preko zagrevane cevi u postrojenje baklje i tamo sagoreva. Proizvod koji struji iz glavnog kondenzatora naniže u sud za sakupljanje proizvoda je sintetičko proizvodno ulje i sastoji se od zasićenih i nezasićenih ugljovodonika sa opsegom ključanja od 40 °C do 350 °C, a prvenstveno od 60 do 350°C.
[0065] Shodno tome, proizvedeno proizvodno ulje sadrži ugljovodonične frakcije tečnog gasa (C3-C6), benzina (C7-C10), kerozina (C11-C13), gasnog ulja (C14-C19), teškog gasnog ulja (C20-C22) i parafina/mikrovoskova (>C22).
[0066] Kvantitativni udeli frakcija se razlikuju u zavisnosti od upotrebljenog otpadnog polimera i temperature termolize upotrebljene u najmanje jednom drugom reaktoru.
[0067] Generalno se može kazati da je na nižim temperaturama termolize, npr. od 385°C ili 400°C, udeo nižih ugljovodonika (C3-C13) veći nego na višim temperaturama, npr. od 415°C, kod kojih je to udeo viših ugljovodonika (>C14), pri čemu kompozicija polazne smeše polimera ima uticaja na kvantitativne udele.
[0068] Zbog toga predmetni postupak omogućava da se izborom temperature termolize u drugom reaktoru upravlja raspodelom proizvoda prema željenoj grupi proizvoda.
[0069] Kondenzat dobijen od polipropilena (PP) prvenstveno sadrži oligomerne jedinice propena koje se formiraju pri degradaciji PP kidanjem C - C veza. PP kondenzat iz glavnog kondenzatora može tipično sadržati sledeće frakcije: tečni gas C3-C6, benzin C7-C10, kerozin C11-C13, gasno ulje C14-C19, teško gasno ulje C20-C22 i parafine/mikrovoskove >C22. Proizvodi se u ovom slučaju nalaze u okviru širokog spektra dužina lanaca od C3-C30. Shodno tome, npr. polipropilen (PP), kao polazni polimer, prvenstveno se kida na C3 monomere (C3), C3 dimere (C6), C3 trimere (C8-C10), C3 pentamere (C14-C16), C3 heptamere (C20-C22) i C3 nonamere (C26-C28). Glavni proizvod kidanja je 2,4-dimetil-hept-1-en (C9).
[0070] Kao što je već pomenuto, kvantitativna kompozicija proizvodnog ulja je odreĎena polaznim polimerima, kao i temperaturama termolize u drugom reaktoru.
[0071] Shodno tome, PP proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 385°C ima, npr. sledeću kompoziciju: približno 8-12 tež. % parafina/mikrovoskova >C22; približno 8-12 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 22-27 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 12-17 tež. % kerozina C11-C13; približno 27-32 tež. % benzina C7-C10 i približno 8-12 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0072] PP proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 400°C ima, npr. sledeću kompoziciju: približno 22-27 tež. % parafina/mikrovoskova >C22; približno 8-12 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 18-22 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 12-17 tež. % kerozina C11-C13; približno 22-27 tež. % benzina C7-C10 i približno 3-7 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0073] PP proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 415°C ima, npr. sledeću kompoziciju: približno 28-32 tež. % parafina/mikrovoskova >C22; približno 8-12 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 22-27 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 8-12 tež. % kerozina C11-C13; približno 18-22 tež. % benzina C7-C10 i manje od približno 5 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0074] Kondenzat dobijen od polietilena (PE) prvenstveno sadrži ugljovodonike sa opsegom dužina lanaca od C3-C30. PE kondenzat tipično sadrži n-alkane i n-alkene (olefine) u odnosu 50:50. Shodno tome, ugljovodonici su uvek prisutni i u zasićenom, i u nezasićenom obliku, kao što su npr. C10: n-undecen i undec-1-en.
[0075] PE proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 400°C ima, npr. sledeću kompoziciju: tragove parafina/mikrovoskova >C22; tragove teškog gasnog ulja C20-C22; približno 28-32 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 18-22 tež. % kerozina C11-C13; približno 42-47 tež. % benzina C7-C10 i približno 5-10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0076] PE proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 410°C ima, npr. sledeću kompoziciju: tragove parafina/mikrovoskova >C22; manje od 5 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 42-47 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 12-17 tež. % kerozina C11-C13; približno 28-32 tež. % benzina C7-C10 i približno 5-10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0077] PE proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 415°C ima, npr. sledeću kompoziciju: tragove parafina/mikrovoskova >C22; manje od 5 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 42-47 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 12-17 tež. % kerozina C11-C13; približno 28-32 tež. % benzina C7-C10 i približno 5-10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0078] PE proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 420°C ima, npr. sledeću kompoziciju: približno 3-7 tež. % parafina/mikrovoskova >C22; približno 8-12 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 42-47 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 12-17 tež. % kerozina C11-C13; približno 22-27 tež. % benzina C7-C10 i približno 5-10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0079] U sledećem poželjnom primeru izvoĎenja, kondenzat, odn. proizvodno ulje koje napušta glavni kondenzator se odvodi na destilaciju radi razdvajanja kondenzata na frakcije koje imaju različite tačke ključanja. U ovom slučaju, glavni kondenzator je izostavljen i zamenjen je destilacionom kolonom (frakciona destilacija). Ovde se razdvajaju frakcije “lož ulja” i benzina. Frakcione kolone su uobičajene tehnologije i masovno se koriste. Dimenzionisanje frakcionih kolona je prvenstveno prilagoĎeno opsezima ključanja pojedinačnih frakcija, pri čemu su visina kolone, zapremina, broj ploča i/ili vršni kondenzator kolone varijabilni.
[0080] Kondenzat, odn. proizvodno ulje koje napušta glavni kondenzator se može sakupiti u sabirnom sudu, a onda se prvenstveno može odvesti u destilaciju ili rektifikaciju, čime se realizuje razdvajanje proizvodnog ulja na frakciju sličnu benzinu i na frakciju sličnu lož ulju.
[0081] Cilj predmetnog pronalaska je isto tako ostvaren i postrojenjem za izvoĎenje predmetnog postupka prema zahtevu 16.
[0082] Shodno tome, postrojenje za izvoĎenje opisanog postupka sadrži
- najmanje jedan ekstruder za topljenje sintetičkih polimera,
- najmanje jedan filter za rastop za prečišćavanje rastopa poliolefina koji je postavljen nizvodno od ekstrudera,
- najmanje jedan prvi reaktor za degradaciju polimera na oligomere koji je postavljen nizvodno od filtera za rastop,
- najmanje jedan drugi reaktor koji je postavljen nizvodno od najmanje jednog prvog reaktora za degradaciju oligomera formiranih u najmanje jednom prvom reaktoru na gasovite ugljovodonike,
- najmanje jedan pretkondenzator koji je postavljen nizvodno od najmanje jednog drugog reaktora za prethlaĎenje gasovitih ugljovodonika kratkog lanca koji napuštaju drugi reaktor, i
- najmanje jedan glavni kondenzator koji je postavljen nizvodno od najmanje jednog pretkondenzatora za kondenzaciju gasovitih ugljovodonika koji su prethodno ohlaĎeni u jednom pretkondenzatoru.
[0083] Reakcioni uslovi koji su opisani za predmetni postupak, kao i izvoĎenja pojedinačnih delova, odn. komponenata sledećeg postrojenja koje su povezane sa njim se mogu primeniti na odgovarajući način, tako da se zahvaljujući tome u nastavku izbegava njihovo ponavljanje.
[0084] U jednoj varijanti sledećeg postrojenja, najmanje jedan prvi reaktor i najmanje jedan drugi reaktor imaju najmanje dve zone zagrevanja kojima se može upravljati, a prvenstveno najmanje tri do pet zona zagrevanja kojima se može upravljati. Zone zagrevanja se podešavaju pomoću grejača koji su postavljeni u zidovima reaktora. U svakoj zoni zagrevanja su predviĎeni temperaturski senzori koji prenose odgovarajuće aktuelne temperature u odgovarajućoj zoni zagrevanja upravljanju postrojenja. Broj zona zagrevanja može biti izabran u zavisnosti od temperature, a naročito zavisi od kompozicije rastopa poliolefina koji treba da se razgradi. TakoĎe, broj zona zagrevanja u najmanje jednom prvom reaktoru može biti identičan ili različit od broja zona zagrevanja u najmanje jednom drugom reaktoru. Pomoću zona zagrevanja je moguće podešavanje temperaturskog gradijenta u reaktorima, pri čemu se temperatura unutar reaktora povećava od dna prema vrhu.
[0085] Dalje, najmanje jedan prvi reaktor i najmanje jedan drugi reaktor imaju organ za mešanje u obliku spiralnog mešača, mešača u obliku sidra, pužnog mešača ili njihove kombinacije, pri čemu oba reaktora prvenstveno imaju organ za mešanje u obliku kombinacije spiralnog mešača i pužnog mešača
[0086] U poželjnom primeru izvoĎenja, unutrašnji zidovi i unutrašnje komponente najmanje jednog prvog reaktora i/ili najmanje jednog drugog reaktora imaju najmanje jednu keramičku oblogu. Pokazalo se da je takva keramička obloga poželjna, pošto se zahvaljujući njoj može znatno smanjiti proces koksovanja. Kod reaktora napravljenih od nerĎajućeg čelika, pod istim procesnim uslovima dolazi do formiranja ugljenika na unutrašnjim zidovima reaktora, mada je ono smanjeno upotrebom specijalnih organa za mešanje. Dodatno je otkriveno da legirajući elementi čelika podstiču nepoželjni proces katalitičke dekompozicije na ugljovodoničnim molekulima kratkog lanca, C3-C22 ugljovodonika, da bi se formirali ugljenik i vodonik. Da bi se izbegao ovaj efekat, može biti obezbeĎena kompletna inertizacija zahvaljujući keramičkoj unutrašnjoj oblozi izloženih komponenata postrojenja. Komponente koje treba da budu obložene, pored unutrašnjih zidova prvog i/ili drugog reaktora, su površine odgovarajućih organa za mešanje koji se koriste u reaktorima, cev izmeĎu prvog i drugog reaktora, cev izmeĎu drugog reaktora i pretkondenzatora, unutrašnji zidovi pretkondenzatora i rashladni elementi u pretkondenzatoru. Keramička obloga prvenstveno ima debljinu izmeĎu 1 i 5 mm, a prvenstveno izmeĎu 1 i 2 mm. Keramička obloga je hemijski inertna, temperaturski stabilna do 550°C i provodna je za toplotu. Na ovaj način su isključeni kontakti u oblastima kritičnih temperatura izmeĎu polimernog rastopa i kreking gasova sa površinom nerĎajućeg čelika. Keramičku oblogu pored toga karakteriše dug radni vek, otpornost na mehanička naprezanja (otporna je na ogrebotine i udarce), a ona sprečava i taloženje nečistoća. Ovo dodatno produžava periode izmeĎu intervala održavanja i pojednostavljuje čišćenje obloženih komponenata u kontekstu održavanja. Poželjne keramičke obloge su na bazi silicijum karbida. Tako npr. silicijum karbid sa primesama Si karakterišun visoka tvrdoća, termička provodnost, hemijska otpornost i otpornost protiv korozije.
[0087] Vršni delovi reaktora u prvom i/ili drugom reaktoru prvenstveno imaju oblik “mehura” proširenog prečnika, da bi se omogućilo da proizvodi depolimerizacije bolje istruje iz rastopa, kao i prikupljanje i umirivanje strujanja gasovitih proizvoda depolimerizacije pre odvoĎenja u pretkondenzator. Pored toga, obezbeĎena je mogućnost da čestice rastopa, koje su eventualno zahvaćene tokom odvoĎenja gasovitih proizvoda depolimerizacije, mogu produžiti nazad u rastop.
[0088] Pored toga, poželjno je kada su najmanje jedan prvi reaktor i najmanje jedan drugi reaktor pokriveni najmanje jednim zaštitnim gasom, a naročito azotom, tako da se proces degradacije polimera može odvijati pod atmosferom zaštitnog gasa.
[0089] Predmetno postrojenje, a zato i predmetni postupak mogu raditi pod pritiskom izmeĎu 0,4 i 5 bar, a prvenstveno izmeĎu 1 i 4 bar. Posebna prednost se daje radu postrojenja pod standardnim pritiskom od 1 bar, tako da mogu izbeći stavljanje pod pritisak i troškovi za opremu koji su sa time povezani.
[0090] Pored toga, predmetno postrojenje sadrži i cevovod, čijom temperaturom se upravlja i koji je termički izolovan.
[0091] U jednoj varijanti predmetnog postrojenja, izmeĎu najmanje jednog drugog reaktora i najmanje jednog glavnog kondenzatora, je postavljen najmanje jedan pretkondenzator, npr. u obliku spiralnog cevnog izmenjivača toplote za prethlaĎenje gasovitih ugljovodonika koji napuštaju najmanje jedan drugi reaktor.
[0092] TakoĎe je poželjno da je najmanje jedan pretkondenzator povezan sa najmanje jednim sudom za mešanje za prihvat parafina formiranih u najmanje jednom pretkondenzatoru tokom prethlaĎenja gasovitih ugljovodonika koji napuštaju najmanje jedan drugi reaktor.
[0093] TakoĎe, predmetno postrojenje prvenstveno ima najmanje jednu upravljačku jedinicu za upravljanje dotokom poliolefina u najmanje jedan ekstruder. Ova najmanje jedna upravljačka jedinica prvenstveno sadrži odgovarajući ureĎaj za merenje težine radi praćenja nivoa punjenja najmanje jednog prvog reaktora i najmanje jednog drugog reaktora. Merenje dotoka sintetičkih polimera koji treba da se razgrade u ekstruder vrši se prvenstveno na osnovu izmerene brzine degradacije u najmanje jednom prvom reaktoru i u najmanje jednom drugom reaktoru.
[0094] Upravljačka jedinica takoĎe omogućava upravljanje temperaturom postrojenja. U ovom slučaju se mere i prate pritisak ispred filtera za rastop, temperature duž vrelih deonica, tj. duž zagrevanih cevi izmeĎu pojedinačnih reaktora, pojedinačnih temperaturskih zona u najmanje jednom prvom reaktoru i u najmanje jednom drugom reaktoru, kao i u sudu za mešanje. Na osnovu izmerenih vrednosti se definišu upravljanje i regulacija za sve grejne sisteme. Upravljačka jedinica zbog toga omogućava funkcionisanje, odn. rad postrojenja sa temperaturskim profilima koji mogu biti slobodno izabrani, a koji se mogu podesiti u zavisnosti od upotrebljene smeše polimera.
[0095] Isto tako je moguće da izmeĎu najmanje jednog prvog reaktora i najmanje jednog drugog reaktora, bude postavljen najmanje jedan prigušni sud koji deluje kao sigurnosni sud. Najmanje jedan prigušni sud se još poželjnije hladi da bi se u slučaju opasnosti obezbedilo brzo hlaĎenje polimernog rastopa koji se nalazi u najmanje jednom prvom reaktoru i u najmanje jednom drugom reaktoru kada se isto odvodi u prigušni sud. Za ovu svrhu, izmeĎu postrojenja i prigušnog suda je instaliran jedan pritisni ventil koji se otvara u slučaju deflagracije i time oslobaĎa put za gasove ili takoĎe event. za polimerni rastop itd. u sudu.
[0096] U sledećem poželjnom primeru izvoĎenja predmetnog postrojenja i predmetnog postupka se upotrebljavaju kompenzatori, npr. u obliku fleksibilnih komponenata, npr. napravljeni od nerĎajućeg čelika. Kompenzatori se mogu zagrevati. Shodno tome, kompenzatori mogu imati, npr. grejne omotače u obliku manžeta koje se mogu ukloniti, kao i dodatne zaptivke u obliku zaštitnih omotača koji se mogu ukloniti.
[0097] Kao što je već gore opisano, predmetni postupak, a naročito kada se izvodi frakciona destilacija, omogućava proizvodnju frakcije lož ulja i frakcije benzina.
[0098] Proizvedeno lož ulje je karakterisano posebno malim udelom sumpora i tačkom paljenja koja je viša u poreĎenju sa standardnim lož uljem. Shodno tome, tačka paljenja lož ulja dobijenog od smeše PE/PP (50:50) (prema EN ISO 2719) je izmeĎu 70°C i 90 °C, a prvenstveno je izmeĎu 75°C i 90°C, i udeo sumpora (prema EN ISO 20846, EN ISO 20884) je izmeĎu 1 i 20 mg po kilogramu, a prvenstveno je izmeĎu 1 i 15 mg/kg.
[0099] U poreĎenju sa lož uljem koje je proizvedeno pomoću ovog postupka, standardno lož ulje dobijeno iz nafte ima tačku paljenja od 55 do 60 °C.
[0100] Frakcija lož ulja dobijena predmetnim postupkom ima veliki udeo C13-C18, a naročito nezasićenih ugljovodonika, dok standardno lož ulje koje se dobija iz nafte ima povećani udeo C11-C13 ugljovodonika.
[0101] Shodno tome, udeo C13-C18 ugljovodonika u frakciji lož ulja dobijenoj predmetnim postupkom može biti izmeĎu 5 i 20 delova/ tež. %, prvenstveno 8 i 18 delova / tež. %. Udeo C13-C16 ugljovodonika čak može biti izmeĎu 10 i 20 delova / tež. %, a prvenstveno je izmeĎu 11 i 18 delova / tež. %.
[0102] Dobijena frakcija lož ulja se može koristiti naročito za stacionarne motore sa unutrašnjim sagorevanjem ili u elektranama.
[0103] Frakcija benzina proizvedena pomoću predmetnog postupka ima veliki udeo nižih, uglavnom nezasićenih C6-C12 ugljovodonika, a prisutne su samo male količine viših ugljovodonika. Udeo C9 ugljovodonika u frakciji benzina može biti, npr. 30-40, a prvenstveno 34-38 delova / tež. %. Olefinski sadržaj prvenstveno ima vrednosti veće od 90%.
[0104] Poželjna oblast upotrebe frakcije benzina dobijene predmetnim postupkom je oblast masovne proizvodnje hemikalija odn. takozvanih “bulk”-hemikalija. Na primer, frakcija benzina, zahvaljujući visokom udelu nezasićenih nižih ugljovodonika, se može koristiti u industriji polimera.
[0105] Pronalazak je u nastavku detaljnije opisan sa pozivom na ilustrativni primer izvoĎenja, uz korišćenje slika nacrta. Na nacrtu:
Slika 1 prikazuje algoritam procesa prema najmanje jednom primeru izvoĎenja predmetnog postupka;
Slika 2a predstavlja šematski prikaz strukture prvog primera izvoĎenja predmetnog postrojenja;
Slika 2b predstavlja šematski prikaz strukture drugog primera izvoĎenja predmetnog postrojenja;
Slika 3 prikazuje kompoziciju proizvodnog ulja dobijenog od polipropilena (PP) za različite temperature termolize;
Slika 4 prikazuje kompoziciju proizvodnog ulja dobijenog od polietilena (PE) za različite temperature termolize;
Slika 5 prikazuje dijagram kvantitativne kompozicije frakcije lož ulja proizvedene predmetnim postupkom;
Slika 6 prikazuje dijagram kvantitativne kompozicije frakcije benzina proizvedene predmetnim postupkom,
Slika 7a prikazuje primer izvoĎenja cevi sa spojnim elementom S za dopremanje smeše koja sadrži mineral gline u rastop u cevi izmeĎu prvog i drugog reaktora, i
Slika 7b prikazuje horizontalnu projekciju spojnog elementa S na ravan posmatranja A-A.
Prvi primer izvoĎenja
[0106] Slika 1 prikazuje algoritam procesa u prvom primeru izvoĎenja predmetnog postupka. Osnova postupka je poliolefinska smeša koja ima udeo >95% polietilena i polipropilena, koja se usitnjava i prečišćava odstranjivanjem otpadnih materijala, kao što su minerali, metali, vlakna, papir i plastika. Postupci za to su poznati stručnjacima iz odgovarajuće oblasti. Otpadni materijali se odvode sa vodom za ispiranje, u slučaju da su oni biogeni otpadni materijali, ili se podvrgavaju drugim merama odstranjivanja.
[0107] PE/PP smeša koja se preraĎuje se kontinualno dovodi u ekstruder E pomoću ureĎaja Z za dopremanje. U ekstruderu E, PE/PP smeša se topi zagrevanjem na 300°C, pri čemu se istovremeno iz smeše polimera odstranjuje zaostala vlaga, a vrši se i degaziranje.
[0108] PE/PP smeša rastopljena u ekstruderu E se transportuje preko zagrevanog voda ili preko filtera SF za rastop, u kome se PE/PP rastop oslobaĎa od tragova zaostalih minerala, metala i vlakana.
[0109] PE/PP rastop visoke čistoće koji izlazi iz filtera SF za rastop se onda uvodi kontrolisano pomoću pumpe za rastop, koja kao i sve druge pumpe za rastop koje se koriste u ovom postupku takoĎe deluje kao nepovratna barijera, u donje područje (područje dna) prvog mešanog reaktora R1 sa temperaturom od 300°C. Prvi mešani reaktor R1 ima maksimalni kapacitet od 120 l i odnos visine prema prečniku od 5,5:1. Mešani reaktor R1 je opremljen sa pet zona zagrevanja HZ1-HZ5 kojima se može odvojeno upravljati i sadrži organ za mešanje, koji je kombinacija spiralnog mešača i pužnog mešača. Mešač je opremljen sa temperaturskim mernim senzorom, odnosno mnoštvom temperaturskih mernih senzora u vratilu mešača. Izlaz na dnu prvog reaktora R1 se zagreva, a nivo punjenja prvog reaktora R1 se meri pomoću ureĎaja za merenje težine.
[0110] U prvom mešanom reaktoru R1, PE/PP polimerna smeša se blago i ravnomerno vodi iz donjeg područja (područja dna) u gornje područje (područje vrha) reaktora, a tokom ovoga se stepenasto zagreva na 350°C. Početna viskoznost PE/PP polimerne smeše u donjem području (području dna) reaktora R1 je 1,5·10<6>MPas (300°C). Zahvaljujući stupnjevitom zagrevanju polimerne smeše u reaktoru R1 tokom uzdizanja duž zidova reaktora, polimerna smeša se razgraĎuje na oligomere pod blagim uslovima.
[0111] Oligomerna smeša koja dolazi sa vršnog dela mešanog reaktora R1 ima temperaturu od 350°C i početnu viskoznost od 671 MPas (350 °C). Pored degradacije PE/PP polimera u odgovarajuće oligomere u mešanom reaktoru R1 isto tako može doći do formiranja malih količina gasovitih ugljovodonika, koji se u aktuelnom slučaju odvode do baklje.
[0112] Iz mešanog reaktora R1, reaktant (oligomerna smeša) se transportuje preko zagrevane cevi uz korišćenje pumpe za rastop na 350°C u donje područje (područje dna) mešanog reaktora R2.
[0113] U mešanom reaktoru R2 se reaktant, pod blagim uslovima i ravnomerno, vodi iz donjeg područja (područja dna) reaktora R2 u gornje područje (područje vrha) reaktora R2 i zagreva se maksimalno do 410°C. Viskoznost koja se smanjuje tokom ovoga dovodi do uzdizanja oligomerne smeše pored zida i istovremenog kretanja naniže u jezgru.
[0114] Oligomerna smeša PE i PP se dalje kida da bi se formirali ugljovodonici kratkog lanca na precizno ciljan način u gornjem području (području vrha) reaktora R2, tj. u vršnom delu reaktora. PE/PP oligomerna smeša koja se uvodi u mešani reaktor R2 iz mešanog reaktora R1 ima početnu viskoznost od 671 MPas (350 °C). Zbog dalje razgradnje, odn. dalje degradacije polimera, viskoznost unutar mešanog reaktora R2 se smanjuje do viskoznosti kod vršnog dela reaktora od 200 MPas (410°C). Brzina konverzije oligomerne smeše u gasovite ugljovodonike u drugom mešanom reaktoru R2 je približno 50 l/h.
[0115] Gasoviti ugljovodonici koji se formiraju u gornjem području mešanog reaktora R2 se uvode direktno u pretkondenzator VK, odn. predseparator i tamo se hlade na 350°C. Brzo smanjenje temperature gasovitih ugljovodonika sa 410°C na 350°C zaustavlja dalje nepoželjne sekundarne reakcije, a naročito reakcije degradacije, prekidanjem termičkog formiranja slobodnih radikala.
[0116] Parafini koji se zatim izdvajaju u pretkondenzatoru VK, tj. pretežno alkani koji imaju opštu empirijsku formulu CnH2n+2, pri čemu je n izmeĎu 18 i 32, a prvenstveno je >22, se odvode iz pretkondenzatora VK u sud M za mešanje, u kome se parafini mešaju sa reaktantom (oligomernom smešom) iz donjeg područja (područja dna) mešanog reaktora R2. Temperatura u sudu M za mešanje se zagrevanjem održava na 350°C. Smeša oligomernog reaktanta i parafina se dozira uz korišćenje pumpe za rastop preko zagrevane cevi direktno u reakcionu zonu (vršni deo) mešanog reaktora R2. Ovaj korak procesa sprečava dalju degradaciju olefinskih molekula, pojavu parafina u proizvodnom ulju, a naročito povratak degradabilnih oligomera/parafina u proces degradacije, i povećava prinos proizvodnog ulja.
[0117] Gasoviti ugljovodonici produžavaju iz pretkondenzatora VK u glavni kondenzator HK i tamo se kondenzuju da bi se formiralo proizvodno ulje koje ima izlaznu temperaturu od približno 20 °C. Gasovi koji se ne kondenzuju prolaze ka baklji preko gasomera radi merenja zapreminskih protoka. Isto tako je moguće da ovi gasovi ne sagore, već da se pomoću gasne turbine iskoriste za energetske potrebe u postrojenju.
[0118] I mešani reaktor R1, i mešani reaktor R2 su pokriveni azotom, tako da se depolimerizacija polazne PE/PP smeše odvija u potpunosti pod atmosferom azota i ne dolazi do nepoželjne oksidacije.
[0119] Dalje, izmeĎu mešanog reaktora R1 i mešanog reaktora R2 je postavljen prigušni sud koji služi kao hlaĎeni sigurnosni sud. Pritisni ventil, koji je instaliran izmeĎu postrojenja i suda, se otvara u slučaju deflagracije i oslobaĎa put za gasove ili takoĎe event. za polimerni rastop itd. ka prigušnom sudu.
[0120] Sintetičko proizvodno ulje dobijeno iz glavnog kondenzatora se razdvaja u sledstvenoj frakcionoj destilaciji na frakciju benzina i frakciju lož ulja.
[0121] Na Slici 2a je šematski prikaz strukture postrojenja prema prvom primeru izvoĎenja. U vezi funkcionisanja postrojenja se u suštini vrši poziv na gore citirani opis algoritma procesa sa Slike 1.
[0122] U prvom primeru izvoĎenja, ne samo prvi mešani reaktor R1, već takoĎe i drugi mešani reaktor R2 ima pet zona zagrevanja, pri čemu ovaj broj takoĎe može varirati.
Drugi primer izvoĎenja
[0123] Slika 2b predstavlja šematski prikaz drugog primera izvoĎenja postrojenja prema pronalasku.
[0124] Kao što je gore opisano, pripremljeni rezanci otpadne plastike se podvrgavaju prethodnoj aglomeraciji, čime se ostvaruje konzistencija koja omogućava uvoĎenje u postrojenje. Ova prethodno aglomerisana otpadna plastika AG se stavlja u dozator D sa pužnim pogonom i ureĎajem WGE za merenje težine. Pužni pogon i ureĎaj WGE za merenje težine su povezani sa centralnim SPS postrojenja (tj. programabilnim logičkim kontrolerom postrojenja) ne samo kao davači signala, već i kao prijemnici signala. U ovom dozatoru se istovremeno vrše dalje sušenje i predgrevanje. Ispod dozatora je postavljen zagrevani dvopužni ekstruder E, koji zagreva, kompaktira i topi sirovinu sa 20 °C do >200 °C. Preko zagrevane cevi se pastozni sirovi materijal dalje zagreva i transportuje do pumpe SP za rastop. Ova pumpa SP za rastop potiskuje sirovi materijal u postrojenje, a istovremeno sprečava strujanje rastopa nazad u ekstruder E. Neposredno nizvodno od pumpe SP za rastop je postavljen filter SF za rastop sa izmenljivim filterom od tkanine sa finim otvorima. Funkcionalnost filtera za rastop se prati pomoću uzvodno postavljenog senzora pritiska, koji je dalje povezan sa SPS postrojenja.
[0125] Tako prečišćeni rastop plastike se uvodi u područje dna u prvom reaktoru R1. Rastop plastike na ulazu u reaktor R1 ima temperaturu od 300 °C i viskoznost od 150 Pas. Reaktor R1 stoji na ureĎaju WGE za merenje težine, koji sve vreme izveštava SPS postrojenja o aktuelnom nivou punjenja reaktora R1. Reaktor R1 je obložen keramičkom oblogom da bi se sprečio direktan kontakt izmeĎu rastopa i metalnog zida reaktora. Reaktor R1 je konstruisan kao vitki reaktor koji ima odnos prečnika/dužine od 1:5,5 do 1:7.
[0126] Na cilindričnom zidu reaktora R1 je montirano od 3 do 5 grejača koji rade nezavisno. U svakoj pripadajućoj zoni zagrevanja su postavljeni temperaturski senzori koji izveštavaju SPS postrojenja o odgovarajućoj aktuelnoj efektivnoj temperaturi na zidu reaktora R1 u ovoj zoni zagrevanja. SPS postrojenja upravlja grejačima tako da se u cilindričnom delu reaktora R1, od dna do vrha, formira kontinualno rastući gradijent temperature. Ova konstantno rastuća temperatura u reaktoru R1 dovodi do toga da laminarna struja rastopa kontinualno struji naviše.
[0127] Laminarnu struju rastopa usmerenu naviše podržava mešač, čiji kraci su konstruisani tako da podstiču strujanje naviše. Ovakvom šemom strujanja se odlaže eventualna depolimerizacija sve do područja vrha reaktora R1. Eventualni gasoviti proizvodi depolimerizacije koji su se već formirali se odmah transportuju laminarnom strujom u područje vrha, a shodno tome sprečeno je penjenje rastopa.
[0128] Na vrhu reaktora R1, rastop dostiže temperaturu od 340 °C do 360 °C i viskoznost od 1,5 Pas. Ovakvim temperaturskim režimom i dopremanjem bentonitnog katalizatora tek u reaktor R2, u reaktoru R1 se samo mali deo rastopa konvertuje u gasovite proizvode depolimerizacije. Preostali rastop se podvrgava prethodnom krekovanju. Gasoviti proizvodi depolimerizacije koji se formiraju u reaktoru R1 se prosleĎuju preko zagrevane cevi u pretkondenzator.
[0129] Iz područja vrha reaktora R1, rastop se prosleĎuje u reaktor R2 preko zagrevane cevi i pumpe SP za rastop. Rastop ulazi u zonu dna reaktora R2 sa temperaturom od 350 °C i viskoznosti od 1,5 Pas.
[0130] Na ulazu rastopa u reaktor R2, pomenuti rastop se meša pomoću specijalno konstruisanog spojnog elementa sa smešom bentonitnog katalizatora, parafinima i mikrovoskovima koji dolaze iz suda M za mešanje. Ovaj specijalno konstruisani spojni element je izveden kao “cev u obliku slova Y”, pri čemu se dovodi smeša koja iz suda M za mešanje dolazi u zonu jezgra cevi, u koju se dovodi rastop iz reaktora R1 (vidi u ovom kontekstu takoĎe Slike 7a, b).
[0131] Reaktor R2 stoji na ureĎaju WGE za merenje težine koji sve vreme izveštava SPS postrojenja o aktuelnom nivou punjenja reaktora 2. Reaktor R2 je isto tako obložen keramičkim slojem da bi se sprečio direktan kontakt izmeĎu rastopa i metalnog zida reaktora. Reaktor 2 je konstruisan kao vitki reaktor koji ima odnos prečnika/dužine od 1:5,5 do 1:7.
[0132] Na cilindričnom zidu reaktora 2 je postavljeno od tri do pet grejača koji rade nezavisno. U svakoj zoni zagrevanja su postavljeni temperaturski senzori koji izveštavaju SPS postrojenja o odgovarajućoj aktuelnoj efektivnoj temperaturi na zidu reaktora R2 u ovoj zoni zagrevanja. SPS postrojenja upravlja grejačima tako da se u cilindričnom delu reaktora R2, od dna do vrha, formira kontinualno rastući gradijent temperature. Ova konstantno rastuća temperatura u spoljašnjem području reaktora R2 dovodi do toga da laminarna struja rastopa kontinualno struji naviše. Laminarnu struju rastopa usmerenu naviše podržava mešač, čiji kraci su konstruisani tako da podstiču strujanje naviše u spoljašnjem području reaktora R2 i naniže u unutrašnjem području reaktora R2. Ovako realizovanim strujanjem se depolimerizacija odlaže do područja vrha reaktora R2. Gasoviti proizvodi depolimerizacije koji su se već formirali se odmah transportuju laminarnom strujom u područje vrha, a shodno tome sprečeno je penjenje rastopa.
[0133] Na vrhu reaktora R2 rastop dostiže temperaturu od 400 °C do 410 °C i viskoznost od 0,1 Pas. Frakcije rastopa koje eventualno nisu depolimerizovae se transportuju pod dejstvom specijalno konstruisanog mešača u centar reaktora R2 naniže prema području dna reaktora 2, a onda ponovo učestvuju u depolimerizaciji pri spoljašnjem laminarnom strujanju naviše.
[0134] Informacije iz ureĎaja WGE za merenje težine reaktora R1, R2 se pretvaraju u SPS postrojenja u komande za pogone dozatora D, dvopužnog ekstrudera E i pumpi SP za rastop, tako da predmetno postrojenje može raditi kontinualno.
[0135] Zone vrha reaktora R1, R2 su konstrusane kao “mehur” proširenog prečnika, da bi se omogućilo da proizvodi depolimerizacije bolje istruje iz rastopa, kao i prikupljanje i umirivanje strujanja gasovitih proizvoda depolimerizacije pre odvoĎenja u pretkondenzator. Pored toga, obezbeĎena je mogućnost da čestice rastopa, koje su eventualno zahvaćene tokom odvoĎenja gasovitih proizvoda depolimerizacije, mogu produžiti nazad u rastop.
[0136] Gasoviti proizvodi depolimerizacije sa dužinom lanca C3 do >C22 koji se formiraju u reaktoru R2 se sprovode preko zagrevane cevi u pretkondenzator VK. Pretkondenzator VK je konstruisan kao spiralni cevni izmenjivač toplote. U ovom pretkondenzatoru VK se iskondenzuju isparljivi sastojci proizvoda depolimerizacije sa dužinama lanaca većim od C22. Kao meĎuproizvodi relevantni za sistem, ovi parafini, mikrovoskovi i ugljovodonični lanci iznad C22 se sprovode naniže, kao pastozna ili tečna faza, preko zagrevane cevi, u sud M za mešanje.
[0137] Još uvek isparljivi sastojci proizvoda depolimerizacije sa dužinama lanaca od C3 do C22 na vrhu pretkondenzatora VK se vode u glavni kondenzator HK koji leži iznad njega. Ovaj glavni kondenzator HK je konstruisan kao nagnuti spiralni cevni izmenjivač toplote. Nagib od 20 °C glavnog kondenzatora je izabran radi optimalnog razdvajanja gasovite i tečne faze, kao i njenog odvoĎenja naniže. Temperature u vrhu glavnog kondenzatora HK su podešene na 20 °C do 25 °C. Zbog toga će zaostali gasovi i isparljivi sastojci proizvoda depolimerizacije sa dužinama lanaca od C3 do C6 izlaziti iz glavnog kondenzatora na njegovom vrhu kao gasoviti sastojci. Ovaj otpadni gas se odvodi preko zagrevane cevi u postrojenje baklje i tamo sagoreva. Proizvod koji struji iz glavnog kondenzatora HK naniže u sud P za sakupljanje proizvoda je sintetičko proizvodno ulje i sastoji se od zasićenih i nezasićenih ugljovodonika sa opsegom ključanja od 40 °C do 350 °C i sadrži ugljovodonične frakcije od C7 do C22.
[0138] Sud M za mešanje je konstruisan kao mašina za mešanje koja radi pri konstantnoj temperaturi od 340 °C do 350°C zagrevanjem/hlaĎenjem, na kojoj se kondenzat iz pretkondenzatora VK održava u pastoznom stanju. Praškasti bentonitni katalizator BK se primešava u ovaj pastozni kondenzat uz konstantno mešanje. Ova pastozna smeša kondenzata i bentonitnog kondenzatora se uvodi u reaktor 2 preko zagrevane cevi i pumpe SP za rastop. Ovo uvoĎenje se vrši preko već gore opisanog specijalnog spojnog elementa u obliku slova Y (vidi takoĎe Slike 7a, b).
[0139] Slike 7a, b detaljno prikazuju strukturu specijalnog spojnog elementa S u obliku slova Y i njegovo postavljanje u cevovod izmeĎu prvog reaktora R1 i drugog reaktora R2. Specijalni spojni element S je izveden u obliku lepeze. Ova specifična konstrukcija u obliku lepeze spojnog elementa S omogućava optimalno mešanje oligomerne smeše sa smešom iz suda M za mešanje koja sadrži mineral gline.
[0140] Slika 3 je dijagram na kome je prikazana kompozicija kondenzata, odn. proizvodnih ulja dobijenih od PP u zavisnosti od temperature termolize upotrebljene u drugom reaktoru R2.
[0141] Komponente dobijene pri degradaciji PP su praktično isključivo oligomerne jedinice propena i obrazuju se pri degradaciji polipropilena kidanjem C - C veza. Proizvodi se nalaze u širokom spektru dužine lanaca od C3-C30. U svim eksperimentima, kao glavni proizvod kidanja je pronaĎen, nezavisno od temperature termolize, 2,4-dimetil-hept-1-en.
[0142] U celini, komponente se mogu podeliti na 6 frakcija: tečni gas (C3-C6), benzin (C7-C10), kerozin (C11-C13), gasno ulje (C14-C19), teško gasno ulje (C20-C22) i parafini/mikrovoskovi (>C22).
[0143] Kao što se može videti sa dijagrama na Slici 3, pri relativno visokim temperaturama termolize se u kondenzatu pojavljuje više materija sa višom tačkom ključanja (viših ugljovodonika). Istovremeno opada udeo materija sa nižom tačkom ključanja (niži ugljovodonici). Ovo je naročito izraženo za frakcije benzina i vakuumskog gasnog ulja (parafini/mikrovoskovi).
[0144] Dok na 385°C frakcija benzina dominira sa približno 30% i frakcija vakuumskog gasnog ulja je zanemarljivo mala, na 410°C frakcija parafina/mikrovoskova dominira sa sličnim udelom, dok je frakcija benzina samo upola manja. Srednje frakcije kerozina, gasnog ulja i teškog gasnog ulja ostaju približno konstantne. Variranjem temperature termolize je zato moguće do izvesne mere upravljati raspodelom proizvoda prema željenoj grupi proizvoda.
[0145] Shodno tome, PP proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 385°C ima npr. sledeću kompoziciju: približno 10 tež. % parafina/mikrovoskova >C22; približno 10 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 25 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 15 tež. % kerozina C11-C13; približno 30 tež. % benzina C7-C10 i približno 10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0146] PP proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 400°C ima npr. sledeću kompoziciju: približno 25 tež. % parafina/mikrovoskova >C22; približno 10 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 20 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 15 tež. % kerozina C11-C13; približno 25 tež. % benzina C7-C10 i približno 5 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0147] PP proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 415°C ima npr. sledeću kompoziciju: približno 30 tež. % parafina/mikrovoskova >C22; približno 10 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 25 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 10 tež. % kerozina C11-C13; približno 20 tež. % benzina C7-C10 i manje od približno 5 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0148] Dijagram koji je prikazan na Slici 4 se odnosi na kompoziciju kondenzata, odn. proizvodnih ulja dobijenih od PE. Proizvodi dobijeni od PE imaju širok spektar dužina lanaca od C3-C30. Kvantitativna analiza dobijenih kondenzata pokazuje da raspodela kalorijskih vrednosti pojedinačnih frakcija uz korišćenje PE varira u zavisnosti od temperature termolize na kojoj su kondenzati bili dobijeni. Kao što se može videti sa Slike 4, udeo gasnog ulja (C14-C19) se povećava sa povećanjem temperature, dok se smanjuje udeo frakcija nižih ugljovodonika, kao što su kerozin (C11-C13) i benzin (C7-C10).
[0149] Kondenzat koji je dobijen od polietilena (PE) prvenstveno sadrži ugljovodonike u području dužina lanaca od C3-C30. PE kondenzat tipično sadrži n-alkane i n-alkene (olefine) u odnosu 50:50. Shodno tome, ugljovodonici su uvek prisutni paralelno, i u zasićenom, i nezasićenom obliku, kao što su npr. C10:n-undecen i undec-1-en.
[0150] PE proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 400°C ima npr. sledeću kompoziciju: tragove parafina/mikrovoskova >C22; tragove teškog gasnog ulja C20-C22; približno 30 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 20 tež. % kerozina C11-C13; približno 45 tež. % benzina C7-C10 i približno 5-10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0151] PE proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 410°C ima npr. sledeću kompoziciju: tragove parafina/mikrovoskova >C22; manje od 5 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 45 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 15 tež. % kerozina C11-C13; približno 30 tež. % benzina C7-C10 i približno 5-10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0152] PE proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 415°C ima npr. sledeću kompoziciju: tragove parafina/mikrovoskova >C22; manje od 5 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 45 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 15 tež. % kerozina C11-C13; približno 30 tež. % benzina C7-C10 i približno 5-10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0153] PE proizvodno ulje dobijeno na temperaturi termolize od 420°C ima npr. sledeću kompoziciju: približno 5 tež. % parafini/mikrovoskovi >C22; približno 10 tež. % teškog gasnog ulja C20-C22; približno 45 tež. % gasnog ulja C14-C19; približno 15 tež. % kerozina C11-C13; približno 25 tež. % benzina C7-C10 i približno 5-10 tež. % tečnog gasa C3-C6.
[0154] Svaka od Slika 5 i 6 sadrži kvantitativne kompozicije frakcije lož ulja i frakcije benzina dobijene posle frakcione destilacije.
[0155] Shodno tome, frakcija lož ulja dobijena predmetnim postupkom ima veliki udeo C13-C18, a naročito nezasićenih ugljovodonika (Slika 5). U predmetnom primeru, udeo C13 ugljovodonika je naročito velik sa približno 18 tež. %. C14-C18 ugljovodonici su takoĎe predstavljeni sa udelima izmeĎu 8 i 12 tež. %, dok su ugljovodonici sa C<11 bili detektabilni samo u veoma malim količinama, ili se uopšte nisu mogli detektovati.
[0156] Slika 6 prikazuje kvantitativnu kompoziciju ilustrativne frakcije benzina. Shodno tome, frakcija benzina sadrži, u značajnim količinama, C6-C12 ugljovodonike, pri čemu je udeo C8-C11 ugljovodonika povećan. Shodno tome, udeo C9 ugljovodonika je npr. približno 36 tež. %.

Claims (15)

Patentni zahtevi
1. Postupak za degradaciju sintetičkih poliolefina,
koji sadrži korake
a) proizvodnje rastopa sintetičkih poliolefina, a naročito suvih sintetičkih poliolefina,
b) prečišćavanja rastopa poliolefina propuštanjem rastopa poliolefina kroz najmanje jedan filter (SF) za rastop,
c) prevoĎenja prečišćenog rastopa poliolefina u najmanje jedan prvi reaktor (R1), pri čemu se prečišćeni rastop poliolefina u najmanje jednom prvom reaktoru (R1) vodi iz donjeg područja (područja dna) u gornje područje (područje vrha) reaktora (R1) uz zagrevanje na temperature izmeĎu 300°C i 370°C, a prvenstveno od 330°C do 360°C, te naročito poželjno 350°C, pri čemu se poliolefini u najmanje jednom prvom reaktoru (R1) kidaju na oligomere,
d) prevoĎenja oligomerne smeše formirane u najmanje jednom prvom reaktoru (R1) u najmanje jedan drugi reaktor (R2), pri čemu se oligomerna smeša u najmanje jednom drugom reaktoru (R2) vodi iz donjeg područja (područja dna) u gornje područje (područje vrha) reaktora (R2) uz zagrevanje od 380°C do 450°C, a prvenstveno od 400°C do 430°C, a naročito na 410°C, pri čemu se oligomeri u najmanje jednom drugom reaktoru (R2) degradiraju u ugljovodonike kratkog lanca u prisustvu najmanje jednog minerala gline kao katalizatora za depolimerizaciju, e) odvoĎenja ugljovodonika kratkog lanca koji imaju C3-C22 formiranih u najmanje jednom drugom reaktoru (R2) u najmanje jedan pretkondenzator (VK), pri čemu se ugljovodonici kratkog lanca koji izlaze iz najmanje jednog drugog reaktora (R2) hlade u najmanje jednom pretkondenzatoru (VK); i
f) uvoĎenja ugljovodonika kratkog lanca koji su ohlaĎeni u najmanje jednom pretkondenzatoru (VK) u najmanje jedan glavni kondenzator (HK), pri čemu se ugljovodonici kratkog lanca koji izlaze iz najmanje jednog pretkondenzatora (VK) prevode u tečno stanje u najmanje jednom glavnom kondenzatoru (HK).
2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što se poliolefinske smeše polietilena (PE) i polipropilena (PP) degradiraju.
3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time što se poliolefini tope u najmanje jednom ekstruderu (E), a naročito u dvopužnom ekstruderu, na temperaturama do 300°C, a naročito na temperaturama izmeĎu 200°C i 300°C.
4. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time što se poliolefini koji imaju tipičnu molekulsku težinu veću od 10<5>kg/mol degradiraju u oligomere koji imaju molekulsku težinu izmeĎu 10<2>i 10<4>kg/mol, a prvenstveno od 10<3>do 10<4>kg/mol, u najmanje jednom prvom reaktoru (R1).
5. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time što se oligomerna smeša koja napušta najmanje jedan prvi reaktor (R1) meša sa najmanje jednim mineralom gline kao katalizatorom za depolimerizaciju pre nego što se uvede u najmanje jedan drugi reaktor (R2).
6. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time što je najmanje jedan mineral gline izabran iz grupe koja sadrži slojevite silikate, a naročito montmorilonit, ilit, bentonit, kaolinit, smektit, hlorit, vermikulit i liskun.
7. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time što se oligomeri kidaju na gasovite ugljovodonike kratkog lanca koji imaju molekulsku težinu manju od 500 kg/mol u najmanje jednom drugom reaktoru (R2).
8. Postrojenje za izvoĎenje postupka prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji sadrži
- najmanje jedan ekstruder (E) za topljenje poliolefina,
- najmanje jedan filter (SF) za rastop za prečišćavanje rastopa poliolefina koji je postavljen nizvodno od najmanje jednog ekstrudera (E),
- najmanje jedan prvi reaktor (R1) za degradaciju poliolefina na oligomere koji je postavljen nizvodno od najmanje jednog filtera (SF) za rastop,
- najmanje jedan drugi reaktor (R2) koji je postavljen nizvodno od najmanje jednog prvog reaktora (R1) za degradaciju oligomera formiranih u najmanje jednom prvom reaktoru (R1) u ugljovodonike kratkog lanca,
- najmanje jedan pretkondenzator (VK) koji je postavljen nizvodno od najmanje jednog drugog reaktora (R2) za prethlaĎenje gasovitih ugljovodonika kratkog lanca koji napuštaju drugi reaktor (R2), i
- najmanje jedan glavni kondenzator (HK) koji je postavljen nizvodno od najmanje jednog pretkondenzatora (VK) za kondenzaciju ugljovodonika kratkog lanca koji su prethlaĎeni u najmanje jednom pretkondenzatoru (VK).
9. Postrojenje prema zahtevu 8, naznačen time što i najmanje jedan prvi reaktor (R1), i najmanje jedan drugi reaktor (R2) imaju najmanje dve zone zagrevanja kojima se može upravljati, a prvenstveno najmanje pet zona zagrevanja kojima se može upravljati.
10. Postrojenje prema zahtevu 8 ili 9, naznačen time što i najmanje jedan prvi reaktor (R1) i najmanje jedan drugi reaktor (R2) imaju organ za mešanje u obliku spiralnog mešača, mešača u obliku sidra, pužnog mešača ili njihove kombinacije, a prvenstveno u obliku kombinacije spiralnog mešača i puža.
11. Postrojenje prema bilo kom od zahteva 8 do 10, naznačen time što unutrašnji zidovi i unutrašnje komponente najmanje jednog prvog reaktora (R1) i/ili najmanje jednog drugog reaktora (R2) imaju najmanje jednu keramičku oblogu.
12. Postrojenje prema bilo kom od zahteva 8 do 11, naznačen time što i najmanje jedan prvi reaktor (R1), i najmanje jedan drugi reaktor (R2) imaju odnos visina:prečnik (H:D) od 7:1, a prvenstveno od 5,5:1.
13. Postrojenje prema bilo kom od zahteva 8 do 12, naznačen time što je najmanje jedan pretkondenzator (VK) povezan sa najmanje jednim sudom (M) za mešanje za prihvat parafina formiranih u najmanje jednom pretkondenzatoru (VK) tokom prethlaĎenja ugljovodonika kratkog lanca koji napuštaju drugi reaktor (R2).
14. Postrojenje prema bilo kom od zahteva 8 do 13, naznačen sa najmanje jednom upravljačkom jedinicom za upravljanje dotokom poliolefina do najmanje jednog ekstrudera (E) i za upravljanje temperaturom postrojenja.
15. Proizvodno ulje proizvedeno u postupku prema bilo kom od zahteva 1 do 7 koje sadrži frakcije tečnog gasa (C3-C6), benzina (C7-C10), kerozina (C11-C13), gasnog ulja (C14-C19), teškog gasnog ulja (C20-C22) i parafina/mikrovoskova (>C22).
RS20180045A 2013-04-04 2014-03-27 Postupak za degradaciju sintetičkih polimera i uređaj za izvođenje pomenutog postupka RS56769B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310205996 DE102013205996A1 (de) 2013-04-04 2013-04-04 Verfahren zum Abbau von synthetischen Polymeren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung
PCT/EP2014/056166 WO2014161767A2 (de) 2013-04-04 2014-03-27 Verfahren zum abbau von synthetischen polymeren und eine vorrichtung zu dessen durchführung
EP14719643.0A EP2981572B1 (de) 2013-04-04 2014-03-27 Verfahren zum abbau von synthetischen polymeren und eine vorrichtung zu dessen durchführung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS56769B1 true RS56769B1 (sr) 2018-04-30

Family

ID=50588641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20180045A RS56769B1 (sr) 2013-04-04 2014-03-27 Postupak za degradaciju sintetičkih polimera i uređaj za izvođenje pomenutog postupka

Country Status (14)

Country Link
US (1) US10494572B2 (sr)
EP (1) EP2981572B1 (sr)
JP (1) JP6362673B2 (sr)
CN (1) CN105102519B (sr)
DE (1) DE102013205996A1 (sr)
DK (1) DK2981572T3 (sr)
ES (1) ES2656909T3 (sr)
HR (1) HRP20180086T1 (sr)
HU (1) HUE037906T2 (sr)
NO (1) NO3010618T3 (sr)
PL (1) PL2981572T3 (sr)
PT (1) PT2981572T (sr)
RS (1) RS56769B1 (sr)
WO (1) WO2014161767A2 (sr)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3229291A1 (en) 2013-01-17 2014-07-24 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Catalytic depolymerisation of polymeric materials
PL3247775T3 (pl) * 2015-01-19 2020-12-14 Bluealp Innovations B.V. Sposób i instalacja do przetwarzania odpadów zawierających tworzywa sztuczne w paliwa o właściwościach paliw do silników wysokoprężnych/oleju opałowego
PL412155A1 (pl) * 2015-04-28 2016-11-07 23 Coras Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Aparat do przetwarzania odpadów z tworzyw poliolefinowych na paliwa płynne i sposób przetwarzania odpadów z tworzyw poliolefinowych na paliwa płynne
US10472487B2 (en) * 2015-12-30 2019-11-12 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Reactor for continuously treating polymeric material
US20170232416A1 (en) * 2015-12-30 2017-08-17 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Reactor For Continuously Treating Polymeric Material
PT3414302T (pt) 2016-02-13 2022-09-27 Greenmantra Recycling Tech Ltd Asfalto modificado por polímero com um aditivo de cera
CN108884264A (zh) 2016-03-24 2018-11-23 绿色颂歌再生科技有限公司 作为用于聚合物的熔体流动改性剂和加工助剂的蜡
CN114479173A (zh) 2016-09-29 2022-05-13 绿色颂歌再生科技有限公司 用于处理聚苯乙烯材料的反应器
KR102058435B1 (ko) 2017-11-20 2019-12-23 주식회사 오투 폐플라스틱의 완전 연소를 위한 전처리 물질 및 전처리 방법
WO2019104430A1 (en) 2017-11-28 2019-06-06 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Encapsulation of modifiers in depolymerized products
US11667058B2 (en) 2018-03-25 2023-06-06 Radical Plastics, Inc. Utilization of fine mineral matter in the conversion of non-biodegradable plastic and in remediation of soils polluted with non-biodegradable plastic
FR3080622B1 (fr) * 2018-04-27 2020-11-20 Arkema France Procede de recyclage de thermoplastique par depolymerisation courte
JP2021525816A (ja) 2018-05-31 2021-09-27 グリーンマントラ リサイクリング テクノロジーズ リミテッド 解重合ポリスチレンを介して得られるスチレン系ポリマーの使用
US10723858B2 (en) 2018-09-18 2020-07-28 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Method for purification of depolymerized polymers using supercritical fluid extraction
EP3946717B1 (en) * 2019-04-05 2025-12-10 Pyrowave Inc. Microwave pyrolysis reactor
US11691873B2 (en) 2019-10-29 2023-07-04 Radical Plastics Inc. Compositions and methods of using fine mineral matter as a catalyst for chemical recycling
KR102212871B1 (ko) * 2019-11-13 2021-02-04 유한회사 삼성피앤티 폐합성수지 재생용 충전재 조성물 및 그의 제조방법
TWI721664B (zh) * 2019-11-22 2021-03-11 東海大學 降解導電聚合物的方法
FR3108617B1 (fr) * 2020-03-26 2023-04-14 Ifp Energies Now Procédé de conversion de plastiques usagés en présence d’un solvant résultant de la conversion de pneus usagés
US20220010217A1 (en) * 2020-07-11 2022-01-13 Uop Llc Conversion of plastics to monomers by integration of low-temperature and high-temperature pyrolysis
BE1028717B1 (nl) * 2020-08-06 2022-05-16 Indaver Nv Werkwijze voor het kraken van een polyolefinehoudend materiaal
WO2022060849A1 (en) * 2020-09-17 2022-03-24 Radical Plastics, Inc. Soil remediation by conversion of non-biodegradable plastic to biodegradable plastic using fine mineral matter
KR20230124902A (ko) * 2020-11-18 2023-08-28 래디컬 플라스틱스, 인크. 열적 또는 접촉 분해 또는 현장내 중질유 접촉 분해의 생성물 품질을 업그레이드시키기 위한 미세 광물질
JP7512870B2 (ja) * 2020-12-01 2024-07-09 株式会社プロテリアル 粘度推定装置、粘度推定方法、粘度推定プログラム、記録媒体および成型品の製造方法
TWI830098B (zh) 2020-12-22 2024-01-21 義大利商巴塞爾聚烯烴義大利股份有限公司 使塑膠廢料解聚合之方法
DE102021105810A1 (de) 2021-03-10 2022-09-15 Kurt Reschner Verfahren und Anlage zur Depolymerisation von Kunststoffmaterial
DE102022116573A1 (de) * 2022-07-04 2024-01-04 adeamus GmbH Reaktoreneinheit zur Kunststoffthermolyse, Kunststoffthermolyseanlage sowie Verfahren zu deren Betrieb
NL2035483B1 (en) * 2023-07-26 2025-02-10 Spex Tech B V A process for recycling a polyolefin containing waste material stream and an apparatus suitable therefor
WO2026008347A1 (en) * 2024-07-01 2026-01-08 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Process for improving melt flow rate of a polyolefin recyclate composition
CN120025594B (zh) * 2025-02-19 2025-10-17 三杰节能新材料股份有限公司 废弃聚氨酯泡沫高效降解与回收方法及装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4096069A (en) * 1977-02-02 1978-06-20 Postavnichev Vladimir Konstant Filter for polymer melts and solutions
US4584421A (en) 1983-03-25 1986-04-22 Agency Of Industrial Science And Technology Method for thermal decomposition of plastic scraps and apparatus for disposal of plastic scraps
JPS63178195A (ja) 1987-01-20 1988-07-22 工業技術院長 ポリオレフイン系プラスチツクから低沸点炭化水素油を製造する方法
US4851601A (en) * 1988-01-19 1989-07-25 Mobil Oil Corporation Processing for producing hydrocarbon oils from plastic waste
JPH0717914B2 (ja) * 1989-08-28 1995-03-01 モービル オイル コーポレーション 低沸点炭化水素油の製造方法
JPH0776688A (ja) * 1993-07-16 1995-03-20 Nippon Steel Corp プラスチックの油化処理方法
US5386055A (en) * 1993-08-11 1995-01-31 The University Of Akron Depolymerization process
JPH07205147A (ja) * 1994-01-13 1995-08-08 Hitachi Zosen Sangyo Kk プラスチック廃棄物処理装置
JPH095147A (ja) 1995-06-23 1997-01-10 Shimadzu Corp 電子天びん
JP3585637B2 (ja) * 1996-03-29 2004-11-04 三井化学株式会社 合成重合体の接触分解装置及びそれを用いる油状物の製造方法
JPH09279157A (ja) * 1996-04-17 1997-10-28 Mitsui Petrochem Ind Ltd プラスチックの油化方法および装置
DE19722586B4 (de) * 1997-05-30 2006-05-11 Mitteldeutsches Bitumenwerk Gmbh Verfahren zur Gewinnung von Paraffinen und/oder Mikrowachsen aus Altkunststoffen
PL188936B1 (pl) 1999-04-26 2005-05-31 Zmuda Henryk Sposób przekształcania odpadów poliolefinowych w węglowodory oraz instalacja do realizacji tego sposobu
ES2168033B1 (es) 1999-04-29 2003-05-01 Univ Valencia Politecnica Proceso para el craqueo catalitico de residuos plasticos.
US6822126B2 (en) * 2002-04-18 2004-11-23 Chevron U.S.A. Inc. Process for converting waste plastic into lubricating oils
EP3112385B1 (en) * 2003-07-09 2020-01-08 Arlanxeo Netherlands B.V. Process for the production of a polymer comprising monomeric units of ethylene, an -olefin and a vinyl norbornene
PL1745115T3 (pl) 2004-01-24 2011-05-31 Nick Wolfgang Sposób i urządzenie do odzyskiwania frakcjonowanych węglowodorów z surowców wtórnych zawierających tworzywa sztuczne i/lub z części odpadowych zawierających olej
BRPI0508115A (pt) * 2004-03-14 2007-07-17 Ozmotech Pty Ltd processo para a conversão termocatalìtica de materiais orgánicos residuais em combustìveis reutilizáveis, processo e usina para a conversão de materiais de plástico em combustìveis diesel, produto de combustìvel substancialmente à base de carbono e combustìvel
WO2005094990A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Indian Oil Corporation Limited A catalyst composition for catalytic cracking of waste plastic
US8187428B2 (en) * 2006-05-25 2012-05-29 Blest Co., Ltd. Liquefying apparatus
CN101134913B (zh) * 2006-08-31 2011-05-18 中国石油化工股份有限公司 一种烃类催化转化方法
US20080179257A1 (en) * 2007-01-25 2008-07-31 Stephen Clarke Process for the Thermal Treatment of Pharmaceutical Waste Material
US8513478B2 (en) * 2007-08-01 2013-08-20 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process to produce polyalphaolefins
FR2931482A1 (fr) * 2008-05-23 2009-11-27 Sylvie Lestrade Procede de craquage en continu de dechets de polyolefines
EP2161299A1 (de) * 2008-09-04 2010-03-10 Adam Handerek Thermokatalytische Depolymerisation von Kunststoffabfällen, Anlage für thermokatalytische Depolymerisation von Kunststoffabfällen und Reaktor für thermokatalytische Depolymerisation von Kunststoffabfällen
US8895796B2 (en) 2009-06-19 2014-11-25 Innovative Energy Solutions, Inc. Thermo-catalytic cracking for conversion of higher hydrocarbons into lower hydrocarbons

Also Published As

Publication number Publication date
NO3010618T3 (sr) 2018-07-28
EP2981572B1 (de) 2017-10-25
WO2014161767A2 (de) 2014-10-09
JP6362673B2 (ja) 2018-07-25
CN105102519A (zh) 2015-11-25
DE102013205996A1 (de) 2014-10-09
US20160040074A1 (en) 2016-02-11
PT2981572T (pt) 2018-01-29
ES2656909T3 (es) 2018-02-28
US10494572B2 (en) 2019-12-03
JP2016523986A (ja) 2016-08-12
HRP20180086T1 (hr) 2018-02-23
CN105102519B (zh) 2018-06-15
HUE037906T2 (hu) 2018-09-28
WO2014161767A3 (de) 2014-12-31
PL2981572T3 (pl) 2018-03-30
DK2981572T3 (da) 2018-01-29
EP2981572A2 (de) 2016-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RS56769B1 (sr) Postupak za degradaciju sintetičkih polimera i uređaj za izvođenje pomenutog postupka
CN105219406B (zh) 一种设备和用于转化含烃材料的方法
US20190275486A1 (en) Plant and process for pyrolysis of mixed plastic waste
AU2020406865B2 (en) A method for pyrolysing plastic material and a system therefor
CN102439122A (zh) 用于实施化学过程的方法和设备
AU2021335231B2 (en) Plastic conversion feed system
Zinchik et al. Evaluation of fast pyrolysis feedstock conversion with a mixing paddle reactor
CN1250677C (zh) 可连续工业化大规模生产的废塑料油化装置
PL185814B1 (pl) Sposób pozyskiwania surowców chemicznych i ciekłycSposób pozyskiwania surowców chemicznych i ciekłych składników paliw ze starych i odpadowych tworzywh składników paliw ze starych i odpadowych tworzyw sztucznych oraz zastosowanie depolimeryzatu wytwo sztucznych oraz zastosowanie depolimeryzatu wytworzonego tym sposobemrzonego tym sposobem
CN116783242A (zh) 固体混合塑料的解聚工艺
WO2013036151A2 (en) Method for the manufacture of liquid hydrocarbons and plant for the manufacture of liquid hydrocarbons
SK50042012A3 (sk) Method of thermal decomposition of organic material and device for implementing this method
EP2393875B1 (en) The method of thermocatalytic depolymerization of waste plastics, a system for thermocatalytic depolymerization of waste plastics and a reactor for thermocatalytic depolymerization of waste plastics
CN2730881Y (zh) 可连续工业化大规模生产的废塑料油化装置
JP4912042B2 (ja) コークスの製造方法
WO2025181270A1 (en) Pyrolysis product composition comprising char particles
WO2025240467A1 (en) Thin film and thin layer pyrolysis conversion system for organic matter feedstock
HK40077788B (zh) 从含塑料的废物和有机液体中裂解长链烃
HU230966B1 (hu) Kapcsolási elrendezés és eljárás települési szilárd hulladék és/vagy műanyag hulladék termolitikus bontására
EA043337B1 (ru) Способ пиролиза жидких и газообразных углеводородов и устройство для его осуществления