RU2262520C1 - Method for processing organic polymeric waste - Google Patents
Method for processing organic polymeric waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262520C1 RU2262520C1 RU2004119450A RU2004119450A RU2262520C1 RU 2262520 C1 RU2262520 C1 RU 2262520C1 RU 2004119450 A RU2004119450 A RU 2004119450A RU 2004119450 A RU2004119450 A RU 2004119450A RU 2262520 C1 RU2262520 C1 RU 2262520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- waste
- carried out
- temperature
- polymers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической переработке полимерных отходов в моторное топливо и химическое сырье, которое в дальнейшем может быть использовано в органическом и нефтехимическом синтезе.The invention relates to the chemical processing of polymer waste into motor fuel and chemical raw materials, which can be further used in organic and petrochemical synthesis.
В результате постоянного увеличения объемов промышленных и бытовых органических полимерных отходов проблема их переработки на данный момент является весьма актуальной. Наиболее перспективными являются методы химической переработки с целью получения высококачественного моторного топлива и сырья для органического и нефтехимического синтеза.As a result of the constant increase in the volumes of industrial and domestic organic polymer wastes, the problem of their recycling is currently very urgent. The most promising methods are chemical processing in order to obtain high-quality motor fuel and raw materials for organic and petrochemical synthesis.
Известен способ переработки, который включает измельчение вторичного полиэтилена, фракционирование в кипящем растворителе на растворимую золь- и нерастворимую гель-фракции с разделением и промывкой продуктов фракционирования и низкотемпературный пиролиз в вакууме отдельно для каждой фракции (патент RU №2106365, C 08 J 11/04, опубл. 10.03.98).A known processing method, which includes grinding secondary polyethylene, fractionation in a boiling solvent into soluble sol and insoluble gel fractions with separation and washing of fractionation products and low-temperature pyrolysis in vacuum separately for each fraction (patent RU No. 2106365, C 08 J 11/04 publ. 03/10/98).
Недостатком данного способа является его многостадийность, что усложняет технологический процесс. Способ позволяет получать ограниченный набор продуктов, преимущественно - тяжелые углеводородные фракции.The disadvantage of this method is its multi-stage, which complicates the process. The method allows to obtain a limited set of products, mainly heavy hydrocarbon fractions.
Известен также способ переработки полимеров для получения тяжелых углеводородных фракций (например, битуменов), заключающийся в термокаталитическом разложении полимеров в присутствии катализатора кислотного типа, в качестве которого может использоваться медьсодержащий или алюмосиликатный минерал (Патент US №6043289, C 08 J 11/10, опубл. 28.03.2000). Недостатком данного способа является отсутствие легких углеводородных фракций среди продуктов.There is also known a method of processing polymers to produce heavy hydrocarbon fractions (for example, bitumen), which consists in the thermocatalytic decomposition of polymers in the presence of an acid type catalyst, which can be used as a copper-containing or aluminosilicate mineral (US Patent No. 6043289, C 08 J 11/10, publ. . March 28, 2000). The disadvantage of this method is the lack of light hydrocarbon fractions among the products.
Известен способ переработки органических промышленных и бытовых полимерных отходов в моторное топливо и химическое сырье, включающий термоожижение отходов в алкилбензоле при температуре 270 - 420°С и повышенном давлении до 6 МПа в присутствии редкоземельного металла или интерметаллидов на основе редкоземельных металлов, или в присутствии гидрида титана, взятых в количестве 0,5-10% от массы реакционной смеси (Патент RU №2110535, C 08 J 11/04, опубл. 10.05.98).A known method of processing organic industrial and household polymer waste into motor fuel and chemical raw materials, including thermal liquefaction of waste in alkylbenzene at a temperature of 270 - 420 ° C and high pressure up to 6 MPa in the presence of a rare earth metal or intermetallic compounds based on rare earth metals, or in the presence of titanium hydride taken in an amount of 0.5-10% by weight of the reaction mixture (Patent RU No. 2110535, C 08 J 11/04, publ. 10.05.98).
Преимуществом этого способа является возможность использования в качестве растворителя продукта перегонки «сырого бензола», получаемого в результате высокотемпературного коксования каменных углей. Существенное ограничение способа заключается в необходимости применения в качестве катализатора дорогостоящих редкоземельных металлов, а также повышенное давление, что увеличивает себестоимость процесса.The advantage of this method is the possibility of using the crude benzene distillation product obtained as a result of high-temperature coking of fossil fuels as a solvent. A significant limitation of the method lies in the need to use expensive rare earth metals as a catalyst, as well as increased pressure, which increases the cost of the process.
Известен способ переработки органических отходов в моторное и химическое сырье, в котором осуществляют термоожижение отходов при температуре выше 270°С и при повышенном давлении 6,1 МПа путем растворения в алкилбензоле, отделение жидкой фракции и ее дистилляцию (Патент RU №2167168, C 08 J 11/04, опубл. 20.05.98).A known method of processing organic waste into motor and chemical raw materials, in which the waste is heat-liquefied at a temperature above 270 ° C and at an increased pressure of 6.1 MPa by dissolving in alkyl benzene, separating the liquid fraction and its distillation (Patent RU No. 2167168, C 08 J 11/04, publ. 05.20.98).
Преимуществом этого способа является относительно невысокий расход растворителя за счет возвращения части реакционной смеси в раствор в качестве растворителя. Недостатком данного способа является необходимость поддержания высокого давления, превышающего атмосферное в 6 раз.The advantage of this method is the relatively low solvent consumption due to the return of part of the reaction mixture to the solution as a solvent. The disadvantage of this method is the need to maintain a high pressure exceeding atmospheric 6 times.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки полимерных отходов, заключающийся в смешивании пластмассовых отходов с частицами катализатора в количестве 5-10% от пластмассовых отходов, термоожижении смеси отходов с катализатором путем расплавления и последующей термокаталитической деструкции в интервале температур 440-470°С с использованием в качестве катализатора систем типа оксид алюминия - оксид железа, оксид кремния - оксид железа и цеолитов (Патент US №4584421, опубл. 22.04.1986).The closest in technical essence to the proposed is a method of processing polymer waste, which consists in mixing plastic waste with catalyst particles in an amount of 5-10% of plastic waste, thermo-liquefying the waste mixture with the catalyst by melting and subsequent thermocatalytic destruction in the temperature range 440-470 ° C using as a catalyst systems such as alumina - iron oxide, silicon oxide - iron oxide and zeolites (US Patent No. 4584421, publ. 04/22/1986).
К достоинствам данного способа относится низкий выход кокса. Недостатками способа являются необходимость осуществления процесса при высокой температуре (выше 440°С) и технически сложный этап термоожижения полимеров, поскольку в присутствии воздуха целевой процесс термоожижения неизбежно сопровождается окислением полимеров до диоксида углерода и воды.The advantages of this method include a low yield of coke. The disadvantages of the method are the need to carry out the process at a high temperature (above 440 ° C) and the technically difficult stage of thermal fluidization of the polymers, since in the presence of air the target process of thermal fluidization is inevitably accompanied by the oxidation of the polymers to carbon dioxide and water.
Задача изобретения заключается в расширении арсенала уже имеющихся способов переработки полимерных отходов путем создания способа переработки полимерных отходов с использованием доступного и недорогого сырья для приготовления катализаторов, с упрощенной технологией термоожижения и предотвращением потери полимера вследствие окислительной деструкции.The objective of the invention is to expand the arsenal of existing methods of processing polymer waste by creating a method of processing polymer waste using affordable and inexpensive raw materials for the preparation of catalysts, with a simplified technology of thermal fluidization and preventing polymer loss due to oxidative degradation.
Поставленная задача решается способом, заключающимся в термоожижении полимеров и последующей термокаталитической деструкции, в котором в отличие от прототипа:The problem is solved by a method consisting in thermal fluidization of polymers and subsequent thermocatalytic destruction, in which, unlike the prototype:
- ожижение полимера осуществляют в среде алкилбензола, например в ксилоле, в массовом соотношении ксилол:полимер (3-5):1 при температуре 140-150°С и нормальном атмосферном давлении,- liquefaction of the polymer is carried out in an environment of alkylbenzene, for example in xylene, in a mass ratio of xylene: polymer (3-5): 1 at a temperature of 140-150 ° C and normal atmospheric pressure,
- катализатор вводят путем смешения с ожиженным полимером в массовом отношении полимер: катализатор, равном (1-2):1;- the catalyst is introduced by mixing with the liquefied polymer in a mass ratio polymer: catalyst equal to (1-2): 1;
- в качестве катализатора используют измельченную модифицированную кислотной обработкой глину;- the crushed clay modified by acid treatment is used as a catalyst;
- смесь высушивают при комнатной температуре;- the mixture is dried at room temperature;
- последующую термокаталитическую деструкцию застывшей смеси полимера и катализатора производят в реакторе проточного типа в токе инертного газа при температуре 350-400°С и нормальном атмосферном давлении.- subsequent thermocatalytic destruction of the hardened mixture of polymer and catalyst is carried out in a flow-type reactor in an inert gas stream at a temperature of 350-400 ° C and normal atmospheric pressure.
Сопоставительный анализ с известными техническими решениями показывает, что заявленный способ соответствует критерию «новизна» по следующим признакам.Comparative analysis with known technical solutions shows that the claimed method meets the criterion of "novelty" according to the following criteria.
Термоожижение измельченного полимера осуществляют в растворителе ряда алкилбензолов, например ксилоле, при температуре 140-150°С и нормальном атмосферном давлении, сушка смеси полимера и катализатора производится при комнатной температуре, термокаталитическое разложение застывшей смеси полимера и катализатора производят в токе аргона в реакторе проточного типа при температуре 350-400°С и нормальном атмосферном давлении.Thermal liquefaction of the crushed polymer is carried out in a solvent of a number of alkylbenzenes, for example xylene, at a temperature of 140-150 ° C and normal atmospheric pressure, the mixture of polymer and catalyst is dried at room temperature, the catalytic decomposition of the solidified polymer and catalyst mixture is carried out in an argon stream in a flow reactor at temperature 350-400 ° C and normal atmospheric pressure.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как позволяет получать жидкие продукты легких углеводородных фракций, в частности моторное топливо с высоким октановым числом, и продукты, пригодные для использования в органическом и нефтехимическом синтезе, путем использования предлагаемого технического решения, включающего такие признаки, как термоожижение при температуре 140-150°С и нормальном атмосферном давлении, сушку смеси полимера и катализатора при комнатной температуре и термокаталитическое разложение смеси полимера и катализатора при нормальном атмосферном давлении и температуре не ниже 350°С.The claimed technical solution meets the criterion of "inventive step", as it allows to obtain liquid products of light hydrocarbon fractions, in particular motor fuel with a high octane rating, and products suitable for use in organic and petrochemical synthesis, by using the proposed technical solution, including such features as thermal liquefaction at a temperature of 140-150 ° C and normal atmospheric pressure, drying a mixture of polymer and catalyst at room temperature and thermocatalytic some decomposition of the polymer mixture and the catalyst at atmospheric pressure at a temperature not lower than 350 ° C.
Предлагаемый способ не требует использования повышенного давления и высоких температур, присущих известным способам, что позволяет снизить энергозатраты.The proposed method does not require the use of high pressure and high temperatures inherent in the known methods, which allows to reduce energy consumption.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Для получения реакционной смеси полимер предварительно измельчают и переводят в растворимое состояние при температуре 140-150°С, используя в качестве растворителя ксилол, в массовом соотношении ксилол:полимер - 3:1. В полученный раствор полимера, без охлаждения, помещают измельченный катализатор в массовых соотношениях полимер: катализатор (1-2):1. Затем полученную суспензию высушивают при комнатной температуре, застывшую смесь загружают в реактор проточного типа. Температуру поднимают до 350-400°С и изотермически выдерживают смесь при нормальном атмосферном давлении в токе инертного газа до окончания выделения продуктов. Продукты деструкции собирают и конденсируют в охлаждаемом приемнике.To obtain the reaction mixture, the polymer is pre-crushed and transferred to a soluble state at a temperature of 140-150 ° C, using xylene as a solvent, in a xylene: polymer weight ratio of 3: 1. In the obtained polymer solution, without cooling, the crushed catalyst is placed in the mass ratios polymer: catalyst (1-2): 1. Then the resulting suspension is dried at room temperature, the solidified mixture is loaded into a flow-type reactor. The temperature is raised to 350-400 ° C and the mixture is isothermally maintained at normal atmospheric pressure in an inert gas flow until the end of the selection of products. Destruction products are collected and condensed in a cooled receiver.
Состав продуктов исследовали методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ). Октановое число бензиновой фракции оценивали исследовательским методом.The composition of the products was studied by gas-liquid chromatography (GLC). The octane number of the gasoline fraction was evaluated by a research method.
При деструкции полиэтилена по предлагаемому способу может быть получена смесь более 100 различных углеводородов С5 - С31. На бензиновую фракцию приходится не менее 25% от массы жидких продуктов.When the destruction of polyethylene by the proposed method can be obtained a mixture of more than 100 different hydrocarbons With 5 - With 31 . The gasoline fraction accounts for at least 25% of the mass of liquid products.
Пример. Отходы полиэтилена массой 2 г растворяли в смеси изомеров ксилола массой 6 г при кипячении. В ожиженный полимер добавляли 2 глины, предварительно обработанной серной кислотой. Смесь высушивали при комнатной температуре. Навеска смеси полиэтилена и катализатора помещалась в проточный реактор. Процесс деструкции осуществляли до окончания выделения продуктов при 400°С в токе аргона. На выходе из реактора был установлен приемник, снабженный обратным холодильником, для сбора жидких продуктов.Example. Waste polyethylene weighing 2 g was dissolved in a mixture of xylene isomers weighing 6 g during boiling. 2 clays pretreated with sulfuric acid were added to the liquefied polymer. The mixture was dried at room temperature. A portion of the mixture of polyethylene and catalyst was placed in a flow reactor. The destruction process was carried out until the end of the separation of products at 400 ° C in an argon flow. At the outlet of the reactor, a receiver equipped with a reflux condenser was installed to collect liquid products.
Октановое число бензиновой фракции (по исследовательскому методу) составило 79. Групповой состав бензиновой фракции представлен в таблице.The octane number of the gasoline fraction (according to the research method) was 79. The group composition of the gasoline fraction is presented in the table.
Групповой состав бензиновой фракции (tкип.<180°С) жидких продуктов термокаталитической деструкции полиэтиленаTable
The group composition of the gasoline fraction (t boiling <180 ° C) of liquid products of thermocatalytic destruction of polyethylene
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004119450A RU2262520C1 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Method for processing organic polymeric waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004119450A RU2262520C1 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Method for processing organic polymeric waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2262520C1 true RU2262520C1 (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35863116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004119450A RU2262520C1 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Method for processing organic polymeric waste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2262520C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496587C2 (en) * | 2011-12-15 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method of organic and polymer wastes processing |
| RU2589155C1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Method of processing organic polymer wastes |
| RU2789298C1 (en) * | 2021-09-23 | 2023-02-01 | Общество с ограниченной ответственностью "ВиПС Инжиниринг" | Method and device for production of hydrocarbons of polymer waste |
| WO2023048600A1 (en) * | 2021-09-23 | 2023-03-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ВиПС Инжиниринг" | Method and device for producing hydrocarbons from polymer waste |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU2110535C1 (en) * | 1997-10-29 | 1998-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОДЕСТ" | Method of treating organic industrial and domestic polymeric waste |
| US6043289A (en) * | 1997-04-22 | 2000-03-28 | Institut Francais Du Petrole | Catalyzed degradation of thermoplastic polyolefins and incorporation of the degradation products into heavy hydrocarbons |
| RU2167168C1 (en) * | 2000-08-17 | 2001-05-20 | Летечин Владимир Михайлович | Method of organic polymeric waste processing |
-
2004
- 2004-06-25 RU RU2004119450A patent/RU2262520C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US6043289A (en) * | 1997-04-22 | 2000-03-28 | Institut Francais Du Petrole | Catalyzed degradation of thermoplastic polyolefins and incorporation of the degradation products into heavy hydrocarbons |
| RU2110535C1 (en) * | 1997-10-29 | 1998-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОДЕСТ" | Method of treating organic industrial and domestic polymeric waste |
| RU2167168C1 (en) * | 2000-08-17 | 2001-05-20 | Летечин Владимир Михайлович | Method of organic polymeric waste processing |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496587C2 (en) * | 2011-12-15 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method of organic and polymer wastes processing |
| RU2589155C1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Method of processing organic polymer wastes |
| RU2789298C1 (en) * | 2021-09-23 | 2023-02-01 | Общество с ограниченной ответственностью "ВиПС Инжиниринг" | Method and device for production of hydrocarbons of polymer waste |
| WO2023048600A1 (en) * | 2021-09-23 | 2023-03-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ВиПС Инжиниринг" | Method and device for producing hydrocarbons from polymer waste |
| RU2845517C2 (en) * | 2022-07-14 | 2025-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) | Method for chemical processing of polyolefin wastes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9200207B2 (en) | Methods of producing liquid hydrocarbon fuels from solid plastic wastes | |
| Marcilla et al. | Thermal and catalytic pyrolysis of polyethylene over HZSM5 and HUSY zeolites in a batch reactor under dynamic conditions | |
| US4329516A (en) | Process for the production of methyl t-butyl ether | |
| WO1997019146A1 (en) | Process and apparatus for treatment of waste plastic hydrocarbons | |
| CN114106865B (en) | Processing method and system for waste plastics | |
| WO2013089839A1 (en) | Methods for deoxygenating biomass-derived pyrolysis oil | |
| JP2016065246A (en) | Systems and processes for catalytic pyrolysis of biomass and hydrocarbon feedstocks for the production of aromatics with optional olefin recycle, and catalysts having selected particle sizes for catalytic pyrolysis | |
| US20140027265A1 (en) | Fast catalytic pyrolysis with recycle of side products | |
| CN101386569A (en) | Method for the production of dimethyl ether | |
| WO2013032672A1 (en) | Method for producing fluid hydrocarbons | |
| MX2014007150A (en) | Methods for deoxygenating biomass-derived pyrolysis oil. | |
| CN102884027B (en) | Jet fuel and other heavy fuels is prepared from isobutanol | |
| AU2010320947A1 (en) | Method for generating hydrocarbons, in particular gasoline, from synthesis gas | |
| NO860523L (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF OLEFINES. | |
| Wang et al. | Preparation of monocyclic aromatic hydrocarbons from chlorine-containing mixed waste plastics via tandem catalysis coupled with hydrothermal pretreatment | |
| Tret’yakov et al. | The catalytic conversion of bioethanol to hydrocarbon fuel: a review and study | |
| WO2013191788A1 (en) | Methods and apparatuses for deoxygenating biomass-derived pyrolysis oil | |
| RU2262520C1 (en) | Method for processing organic polymeric waste | |
| US20250171695A1 (en) | Process For The Purification Of Waste Plastics Based Oil With The Help Of Basic Compounds | |
| SU812186A3 (en) | Method of producing hydrocarbons from coal | |
| RU2110535C1 (en) | Method of treating organic industrial and domestic polymeric waste | |
| Vargas et al. | Catalytic pyrolysis of plastic materials using natural zeolite catalysts synthesized from volcanic ash | |
| CN114105724B (en) | Method and system for producing low-carbon olefin and aromatic hydrocarbon from waste plastic oil | |
| RU2589155C1 (en) | Method of processing organic polymer wastes | |
| US7015255B1 (en) | Medium oil for slurry-bed reaction process and process of producing dimethyl ether |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Patent open for licensing | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140626 |