RU2274652C2

RU2274652C2 - Method for processing rubber-technical article waste and other polymeric waste

Info

Publication number: RU2274652C2
Application number: RU2004102754A
Authority: RU
Inventors: Надежда Владимировна Летечина (RU); Надежда Владимировна Летечина
Original assignee: Надежда Владимировна Летечина
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2006-04-20
Also published as: RU2004102754A

Abstract

FIELD: chemical technology.

SUBSTANCE: invention relates to a chemical method for processing waste of rubber-technical articles and domestic waste. Method involves depolymerization of the parent materials with addition of an organic solvent to obtain condensate and depolymerizate. Superheated organic solvent at temperature 200-500°C under pressure 0.1-0.3 bar is used as an organic solvent. Depolymerization is carried out by using gas torch forming in Laval's nozzle and representing products of high-temperature cracking of a mixture of organic solvent and depolymerizate. Part of depolymerizate is fed into furnace by high-pressure pump wherein it is heated to temperature 600-650°C and recovered to the depolymerization zone for high-temperature cracking through Laval's nozzle with separation for fractions. Invention provides simplifying technology and decreasing the cost in waste processing.

EFFECT: improved processing method.

1 dwg

Description

Изобретение относится к химической переработке отходов резиносодержащих изделий и бытовых полимерных отходов.The invention relates to the chemical processing of waste rubber products and household polymer waste.

Известен способ переработки пластмассового утильсырья или пластмассовых отходов с получением химического сырья и компонентов жидкого топлива путем деполимеризации исходных материалов с получением летучей фазы, которую разделяют на газовую и конденсат, подвергаемый стандартным нефтеперерабатывающим процессам, и деполимеризата, который подвергают жидкофазной гидрогенизации (патент RU 2127296, МПК C 10 G 1/00, 1999 г.) Недостатком способа является необходимость предварительного измельчения перерабатываемого продукта.A known method of processing plastic waste or plastic waste to obtain chemical raw materials and liquid fuel components by depolymerizing the starting materials to obtain a volatile phase, which is divided into gas and condensate, subjected to standard oil refining processes, and depolymerizate, which is subjected to liquid-phase hydrogenation (patent RU 2127296, IPC C 10 G 1/00, 1999) The disadvantage of this method is the need for preliminary grinding of the processed product.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является способ переработки органических промышленных и бытовых полимерных отходов, включающий термоожижение отходов при температуре 270-420°С и давлении 1-6 МПа в углеводородном растворителе (алкилбензолах), отделение жидкой фракции и ее дистилляцию с получением целевых продуктов (патент RU 2110535 С1, 10.05.1998 г.). К недостаткам способа относятся многостадийность процесса, сложность технологии, вызванная применением высокого давления.The closest in technical essence adopted for the prototype is a method of processing organic industrial and domestic polymer waste, including heat liquefaction of waste at a temperature of 270-420 ° C and a pressure of 1-6 MPa in a hydrocarbon solvent (alkylbenzenes), separation of the liquid fraction and its distillation with obtaining the target products (patent RU 2110535 C1, 05/10/1998). The disadvantages of the method include the multi-stage process, the complexity of the technology caused by the use of high pressure.

Задачей изобретения является упрощение технологии и снижение себестоимости переработки отходов.The objective of the invention is to simplify the technology and reduce the cost of waste processing.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе переработки отходов резинотехнических изделий и других полимерных отходов, включающем деполимеризацию исходных материалов с добавлением органического растворителя с получением в деполимеризаторе конденсата и деполимеризата, деполимеризацию проводят с добавлением перегретого органического растворителя с температурой 200-500°С при давлении 0,1-0,3 бара факелом пара, получающегося в сопле Лаваля, причем часть деполимеризата насосом высокого давления подают в печь, где нагревают до температуры 600-650°С, и через сопло Лаваля возвращают в зону деполимеризации на высокотемпературный крекинг, где продукты крекинга поднимаются наверх и с помощью насоса направляются в систему холодильников для разгона по фракциям, а отделение технического углерода от продуктов деполимеризации (разделение по фазам) проводят в центрифугах, установленных на входе в насос высокого давления.The problem is solved in that in the known method for processing waste rubber products and other polymeric waste, including depolymerization of the starting materials with the addition of an organic solvent to obtain condensate and depolymerizate in the depolymer, depolymerization is carried out with the addition of an overheated organic solvent with a temperature of 200-500 ° C at a pressure 0.1-0.3 bar with a steam torch obtained in a Laval nozzle, with a part of the depolymerizate being pumped to a high pressure pump into a furnace where it is heated to temperatures of 600-650 ° C, and through the Laval nozzle they return to the depolymerization zone for high-temperature cracking, where the cracking products rise up and are pumped to the refrigeration system for dispersal by fractions, and carbon black is separated from the depolymerization products (phase separation) in centrifuges installed at the inlet to the high pressure pump.

Добавление перегретого органического растворителя (в качестве которого можно использовать тяжелые мазутные фракции, кубовые остатки производства каучуков или битумную фракцию глубокой переработки нефти) с температурой 200-500°С при давлении 0,1-0,3 бара позволяет избежать предварительного измельчения отходов, что снижает себестоимость процесса переработки отходов.The addition of an overheated organic solvent (which can be used as heavy fuel oil fractions, bottoms of rubber production or bitumen fraction of deep oil refining) with a temperature of 200-500 ° C at a pressure of 0.1-0.3 bar allows you to avoid preliminary grinding of waste, which reduces the cost of the waste recycling process.

Использование факела пара, получающегося в сопле Лаваля, с частью возвращенного деполимеризата способствует переходу тепловой энергии в динамическую, что приводит к активизации процесса деполимеризации и соответственно сокращению времени деполимеризации, что снижает себестоимость процесса.The use of the steam torch obtained in the Laval nozzle with a part of the returned depolymerizate promotes the transition of thermal energy into dynamic energy, which leads to the activation of the depolymerization process and, accordingly, the reduction of depolymerization time, which reduces the cost of the process.

Отделение технического углерода от продуктов деполимеризации на входе в насос высокого давления позволяет производить более полное извлечение этого ценнейшего целевого продукта.The separation of carbon black from the products of depolymerization at the inlet to the high pressure pump allows for a more complete extraction of this valuable target product.

На чертеже приведена схема осуществления способа.The drawing shows a diagram of the implementation of the method.

Способ осуществляют следующим образом. Изношенные шины или другие отходы из резиносодержащих и полимерных материалов (полиэтилен, полистирол, полиэтилентерефталат, капрон, лавсан, поливинилхлорид и др.) загружают в деполимеризатор 1 с температурой в верхней зоне 200°С, из которой они попадают в зону деполимеризации, где температура повышается до 500°С за счет струи продуктов высокотемпературного крекинга, происходящего в сопле Лаваля 3. Продукты деполимеризации в смеси с органическим растворителем, например мазутом, кубовыми остатками или битумом, после разделения по фазам на центрифуге 2 насосом высокого давления 4 подают в трубчатую печь 5, где их нагревают до температуры 600-650°С, и через сопло Лаваля 3 возвращают в высокотемпературную зону деполимеризатора 1. Высокотемпературная струя смеси органического растворителя и деполимеризата, разогнанная соплом Лаваля 3, врезается в исходные материалы в зоне деполимеризации, где за счет разницы давлений вскипает и образует псевдокипящий слой с продуктами переработки. Тепловая энергия переходит в кинетическую, что приводит к разрыву молекул полимера с образованием конденсата и ускорению процесса деполимеризации, происходит «термодинамический» крекинг, то есть крекинг не только при наличии высокой температуры, но и кинетической энергии струи потока, что еще более ускоряет процесс. При этом продукты крекинга находятся в парообразном состоянии и поднимаются наверх, откуда в виде конденсата отсасываются вентилятором 6, направляются на систему холодильников 7 для разгона по фракциям, а очищенный с помощью фильтра 8 воздух выбрасывается в атмосферу.The method is as follows. Worn tires or other wastes from rubber-containing and polymeric materials (polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, nylon, lavsan, polyvinyl chloride, etc.) are loaded into depolymerization unit 1 with a temperature in the upper zone of 200 ° C, from which they enter the depolymerization zone, where the temperature rises up to 500 ° C due to the jet of high-temperature cracking products occurring in the Laval nozzle 3. Depolymerization products mixed with an organic solvent, for example fuel oil, bottoms or bitumen, after phase separation on In a tricycle 2, a high pressure pump 4 is fed into a tube furnace 5, where they are heated to a temperature of 600-650 ° C, and returned through the Laval nozzle 3 to the high-temperature zone of depolymerization unit 1. A high-temperature jet of a mixture of organic solvent and depolymerizate, accelerated by a Laval nozzle 3, cuts into starting materials in the depolymerization zone, where due to the pressure difference boils and forms a pseudo-boiling layer with processed products. Thermal energy passes into kinetic energy, which leads to the breakdown of polymer molecules with the formation of condensate and acceleration of the depolymerization process, there is a “thermodynamic” cracking, that is, cracking not only in the presence of high temperature, but also the kinetic energy of the stream stream, which further accelerates the process. In this case, the cracking products are in a vaporous state and rise upwards, from where they are sucked off by a fan 6 in the form of condensate, sent to a system of refrigerators 7 to disperse into fractions, and the air cleaned by filter 8 is released into the atmosphere.

Таким образом, использование заявляемого способа приводит к упрощению технологии переработки отходов резинотехнических изделий и других полимерных отходов, снижая при этом себестоимость переработки отходов.Thus, the use of the proposed method leads to a simplification of the technology for processing waste rubber products and other polymer waste, while reducing the cost of processing waste.

Claims

A method of processing waste rubber products and other polymeric waste, including depolymerization of starting materials with the addition of an organic solvent to produce condensate and depolymerizate, characterized in that an organic solvent is used as a superheated organic solvent with a temperature of 200-500 ° C at a pressure of 0.1-0 , 3 bar and depolymerization is carried out using a gas flare produced in a Laval nozzle and representing products of high-temperature cracking of an organic mixture solvent and depolymerizate, moreover, part of the depolymerizate is pumped to a furnace where it is heated to a temperature of 600-650 ° C and returned through the Laval nozzle to the depolymerization zone for high-temperature cracking, where the cracked products rise up and are sent to the refrigeration system by means of a pump to accelerate in fractions, and the separation of carbon black occurs in centrifuges installed at the inlet to the high-pressure pump.