RU2480491C1

RU2480491C1 - Method of processing rubber-containing and polymer wastes

Info

Publication number: RU2480491C1
Application number: RU2012113322/04A
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Науменко
Original assignee: Евгений Николаевич Науменко
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-04-27

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to a method of processing rubber-containing and polymer wastes, involving liquefaction of the wastes under the effect of heat and pressure in a hydrocarbon solvent, fractionation of the liquid processing products and separating solid substances, wherein waste processing is combined with oil processing, wherein liquefaction of wastes is carried out by dissolving in oil heated to 500°C, said oil coming from the heating furnace of an oil processing apparatus and continuously passing through the wastes, while feeding the liquid products of waste processing in a mixture with oil into the fractionation column of the oil processing apparatus.

EFFECT: low power consumption, faster waste processing process, high quality of obtained pyrolysis products, high environmental friendliness of processing rubber-containing and polymer wastes.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области химической переработки углеводородного сырья и может быть использовано для низкотемпературного пиролиза изношенных автомобильных шин и других вторичных полимерсодержащих материалов с получением продуктов пиролиза, используемых в промышленности в качестве энергоносителей и сырья для дальнейшей химической переработки.The invention relates to the field of chemical processing of hydrocarbon raw materials and can be used for low-temperature pyrolysis of worn automobile tires and other secondary polymer-containing materials to produce pyrolysis products used in industry as energy carriers and raw materials for further chemical processing.

Известен способ переработки резиносодержащих отходов, в котором перед термодеструкцией при температуре 250-380°С в среде высококипящих углеводородов отходы предварительно и последовательно обрабатывают продуктом конденсации парогазовой смеси до достижения степени набухания 5-60% и суспензией деструктированной резины в высококипящих углеводородах (см. патент RU №2057012, МПК - 6 В29В 17/00, C08J 11/04).A known method of processing rubber-containing waste, in which before thermal degradation at a temperature of 250-380 ° C in a medium of high boiling hydrocarbons, the waste is preliminarily and sequentially treated with a condensation product of a vapor-gas mixture to achieve a degree of swelling of 5-60% and a suspension of degraded rubber in high boiling hydrocarbons (see RU patent No. 2057012, IPC - 6 В29В 17/00, C08J 11/04).

Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты и трудозатры, обусловленные многооперационностью процесса последовательной обработки сырья продуктом конденсации парогазовой смеси до достижения необходимой степени его набухания.The disadvantages of this method are the high energy and labor costs, due to the multi-operation process of sequential processing of raw materials by the condensation product of the vapor-gas mixture to achieve the desired degree of swelling.

Известен способ переработки резиносодержащих отходов в компоненты моторного топлива, в химическое сырье, заключающийся в термоожижении отходов при 270-420°С давлении 1-6 МПа в среде углеводородного растворителя, в качестве которого используют один или смеси алкилбензолов (толуола, ксилолов, и других), являющихся эффективными донорами водорода в присутствии редкоземельного металла или интерметаллидов на основе редкоземельных металлов (см. п. RU №2110535, МПК - 6 C08J 11/04, C08J 11/08).A known method of processing rubber-containing waste into components of motor fuel, into chemical raw materials, which consists in heat-liquefying waste at 270-420 ° C, pressure 1-6 MPa in a hydrocarbon solvent medium, which is used as one or a mixture of alkylbenzenes (toluene, xylene, and others) which are effective hydrogen donors in the presence of a rare-earth metal or rare-earth-based intermetallic compounds (see p. RU No. 2110535, IPC - 6 C08J 11/04, C08J 11/08).

Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты, использование дефицитных материалов и трудность их извлечения из массы технического углеводорода, снижающие экономичность способа.The disadvantages of this method are the high energy consumption, the use of scarce materials and the difficulty of extracting them from the mass of industrial hydrocarbon, reducing the efficiency of the method.

Наиболее близким из известных решений является способ переработки резиносодержащих и органических промышленных и бытовых отходов, включающий термокаталитическое ожижение отходов при 220-360°С, давлении 1-3 МПа в углеводородном водорододонорном растворителе в присутствии инициатора - свободного йода и/или йодсодержащих соединений с последующим отделением жидких продуктов и их ректификацией с получением целевых продуктов (см. п. RU №2156270, МПК - 7 C10G 1/10, C08J 11/20).The closest known solution is a method for processing rubber-containing and organic industrial and household waste, including thermocatalytic liquefaction of waste at 220-360 ° C, a pressure of 1-3 MPa in a hydrocarbon hydrogen donor solvent in the presence of an initiator - free iodine and / or iodine-containing compounds, followed by separation liquid products and their distillation to obtain the target products (see p. RU No. 2156270, IPC - 7 C10G 1/10, C08J 11/20).

Недостатками известного способа являются высокие удельные энергозатраты, повышенная трудоемкость процесса переработки отходов.The disadvantages of this method are the high specific energy consumption, increased complexity of the waste processing process.

Целью изобретения является снижение энергозатрат, ускорение процесса переработки отходов, повышение качества получаемых продуктов пиролиза, повышение экологической чистоты процесса переработки резиносодержащих и полимерных отходов.The aim of the invention is to reduce energy consumption, speeding up the waste processing process, improving the quality of the resulting pyrolysis products, improving the environmental cleanliness of the processing of rubber and polymer waste.

Цель достигается тем, что в способе переработки резиносодержащих и полимерных отходов, включающем ожижение отходов под действием нагрева и давления в углеводородном растворителе, ректификацию жидких продуктов переработки и отделение твердых веществ, переработку отходов совмещают с переработкой нефти, при этом ожижение отходов осуществляют растворением их нагретой до 500°С нефтью, поступающей из печи нагрева установки для переработки нефти и непрерывно проходящей через отходы с подачей жидких продуктов переработки отходов в смеси с нефтью в ректификационную колонну установки для переработки нефти.The goal is achieved in that in a method for processing rubber-containing and polymer wastes, including liquefaction of wastes under the influence of heating and pressure in a hydrocarbon solvent, rectification of liquid products of processing and separation of solids, processing of waste is combined with oil processing, while the liquefaction of the waste is carried out by dissolving it heated 500 ° C with oil coming from the heating furnace of the oil refinery and continuously passing through the waste with the supply of liquid waste products mixed with Ftu to the distillation column of an oil refinery.

Непрерывная подача нагретой нефти в реактор с резиносодержащими и полимерными отходами обеспечивает при незначительных энергозатратах под действием температуры и давления в присутствии нефти постепенное растворение отходов с получением трех составляющих: синтетической нефти - 50 мас.%, технического углерода - 30 мас.%, металлокорда - 20 мас.% (при использовании автошин). Отведение жидкого продукта - синтетической нефти вместе с нефтью в ректификационную колонну установки для переработки нефти для разделения на фракции позволяет получить более качественные продукты: бензин, дизельное топливо, мазут.The continuous supply of heated oil to the reactor with rubber-containing and polymer wastes ensures, with low energy consumption under the influence of temperature and pressure, in the presence of oil, the waste is gradually dissolved to obtain three components: synthetic oil - 50 wt.%, Carbon black - 30 wt.%, Steel cord - 20 wt.% (when using tires). The diversion of a liquid product - synthetic oil, together with oil, into a distillation column of an oil refining unit for fractionation allows to obtain better products: gasoline, diesel fuel, fuel oil.

Совмещение переработки отходов и переработки нефти и использование в качестве тепловой энергии разогретой нефти позволяет снизить энергозатраты, затраты на оборудование и создать способ экологически безопасный, за счет исключения прямого контакта продуктов переработки с окружающей средой.The combination of waste processing and oil refining and the use of heated oil as heat can reduce energy costs, equipment costs and create an environmentally friendly way by eliminating direct contact of the refined products with the environment.

На фиг.1 изображена схема установки, с помощью которой осуществляют заявляемый способ переработки резиносодержащих и полимерных отходов.Figure 1 shows a diagram of the installation, using which carry out the inventive method of processing rubber and polymer waste.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Совмещают переработку резиносодержащих и полимерных отходов и переработку нефти путем установки, как минимум, двух реакторов пиролиза отходов 1, 2 между печью 3 для нагрева нефти и ректификационной колонной 4 установки для переработки нефти. Нефть, предварительно нагретую в теплообменниках 5,6, нагревают до 500°С в печи 3 установки для переработки нефти и по трубопроводу 7 подают в реактор для пиролиза отходов 1, пропуская ее через резинотехнические отходы, например, автошины, и полимерсодерщащие отходы, загруженные в реактор в решетчатых кассетах. В реакторе под действием температуры и давления в присутствии нефти происходит переработка автошин и полимеров на три составляющие: синтетическую нефть - 50 мас.%, технический углерод - 30 мас.%, металлокорд - 20 мас.%. (количественный состав трех составляющих зависит от конструкции автошин, состава отходов). Нефть, проходя через реактор для пиролиза, омывает сырье, нагревая и растворяя его, и уносит жидкие продукты пиролиза в ректификационную колонну 4 установки для переработки нефти. В ректификационной колонне жидкие продукты пиролиза вместе с нагретой нефтью пройдут разделение на фракции: бензин, дизтопливо, мазут. По окончании процесса сжижения отходов подачу нефти в реактор для пиролиза 1 прекращают, из реактора удаляют остаточный технический углерод и металлокорд и осуществляют загрузку новой партии отходов, при этом подачу нагретой нефти из печи 3 переводят на другой реактор пиролиза отходов 2 или в случае отсутствия отходов для утилизации нагретую нефть подают по трубопроводу сразу в ректификационную колонну.Combine the processing of rubber and polymer waste and oil refining by installing at least two waste pyrolysis reactors 1, 2 between the furnace 3 for heating oil and the distillation column 4 of the oil refining unit. Oil preheated in heat exchangers 5,6 is heated to 500 ° C in the furnace 3 of the oil processing plant and piped 7 is fed to the reactor for pyrolysis of waste 1, passing it through rubber waste, such as tires, and polymer-containing waste loaded into reactor in trellised cartridges. In the reactor under the influence of temperature and pressure in the presence of oil, tires and polymers are processed into three components: synthetic oil - 50 wt.%, Carbon black - 30 wt.%, Metal cord - 20 wt.%. (the quantitative composition of the three components depends on the design of tires, the composition of the waste). Oil, passing through the pyrolysis reactor, washes raw materials, heating and dissolving it, and carries liquid pyrolysis products into the distillation column 4 of the oil refining unit. In the distillation column, the liquid pyrolysis products together with the heated oil will be divided into fractions: gasoline, diesel fuel, fuel oil. At the end of the waste liquefaction process, the oil supply to the pyrolysis reactor 1 is stopped, residual carbon black and metal cord are removed from the reactor and a new batch of waste is loaded, while the heated oil is fed from furnace 3 to another waste pyrolysis reactor 2 or, in the absence of waste, for Heated oil is fed through the pipeline directly to the distillation column.

Весь процесс пиролиза отходов протекает в замкнутом объеме без каких-либо выбросов в атмосферу и является экологически чистым и технологически безопасным, за счет отсутствия открытых источников нагрева.The entire process of waste pyrolysis takes place in a confined space without any emissions into the atmosphere and is environmentally friendly and technologically safe due to the lack of open heat sources.

Предлагаемый способ переработки резиносодержащих и полимерных отходов, обеспечивающий значительное снижение затрат за счет совмещения переработки отходов с переработкой нефти, ускорения процесса переработки сырья, обеспечивающий высокое качество продуктов переработки при экологически чистом процессе переработки, найдет промышленное применение.The proposed method for processing rubber-containing and polymeric wastes, which provides a significant reduction in costs due to combining waste processing with oil refining, accelerating the processing of raw materials, ensuring high quality processing products with an environmentally friendly processing process, will find industrial application.

Claims

A method for processing rubber-containing and polymeric wastes, including liquefaction of wastes under the influence of heating and pressure in a hydrocarbon solvent, rectification of liquid processed products and separation of solids, characterized in that the processing of waste is combined with oil processing, while the liquefaction of the waste is carried out by dissolving it heated to 500 ° With oil coming from the heating furnace of the oil refinery and continuously passing through the waste with the supply of liquid waste products mixed with oil in distillation column installation for oil refining.