RO118134B1

RO118134B1 - Procedeu pentru obtinerea unor materii prime chimice si componente combustibile lichide

Info

Publication number: RO118134B1
Application number: RO97-00648A
Authority: RO
Inventors: Rolf Holighaus; Klaus Niemann; Claus Strecker
Original assignee: Veba Oel Ag
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2003-02-28
Also published as: CZ101897A3; JPH10506662A; SK283104B6; BG63346B1; HUT77197A; PL185814B1; AU688145B2; NO971486D0; ZA958364B; EP0784661B1; FI971375A0; FI971375L; BG101423A; CN1159821A; PL319453A1; DE59502919D1; NO971486L; DK0784661T3; US5789636A; WO1996010619A1

Abstract

Inventia se refera la un procedeu pentru obtinerea de materii prime chimice si componente combustibile lichide din materiale sintetice uzate si deseuri de materiale sintetice, prin depolimerizare la temperatura ridicata. Procedeul consta in aceea ca, cel putin o parte a fluxului de depolimerizat este supusa unei faze de cocsificare prin asociere cu carbune, in raport in greutate depolimerizat : carbune de 1 : 10...200, de preferinta de 1 : 20...50, sau este supus oxidarii si valorificarii ca agent reducator sau epurarii prin eliminarea particulelor solide. Se adauga in cantitate de 1...20 parti, de preferinta 5...15 parti in greutate depolimerizat la 100 parti in greutate bitum. Depolimerizatul se introduce fie sub forma unei mase aduse la o temperatura de peste 200 degree C, care poate fi pompata, fie sub forma unui material solid, macinat sau concasat dupa racire.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu pentru obținerea de materii prime chimice și componente combustibile lichide din materiale sintetice uzate și deșeuri, precum și la utilizarea unui depolimerizat obținut prin acest procedeu în care produse sintetice uzate sau sub formă de deșeuri se depolimerizează, eventual cu un adaos de fază lichidă promotoare, de solvent sau de amestec de solvenți, procesul desfășurându-se la temperatură ridicată, iar produsele de depolimerizare rezultate sub formă gazoasă și care se pot condensa (Condensat) precum și un produs de blaz care cuprinde un produs de depolimerizare vâscos capabil de a fi pompat (Depolimerizat), se scot în fluxuri separate și, atât condensatul, cât și depolimerizatul se prelucrează în continuare independent unul de celălalt.

Se cunoaște un astfel de procedeu din brevetul DE-A-43311034. Produsele de depolimerizare sunt în principal, împărțite în trei fluxuri:

1) Un depolimerizat într-o proporție, între 15 și 85 % în greutate, raportat la amestecul de produse sintetice introduse, care în funcție de proprietățile sale și de cerințele de moment, este trimis, fie la o hidrogenare de blaz, la o gazeificare sub presiune, la o piroliză, fie către alte procese de valorificare:

în cadrul acestei fracțiuni este vorba, preponderent, de hidrocarburi grele, care fierb la peste 480°C, care conțin toate materialele inerte, cum ar fi folia de aluminiu, pigmenții, materialele de ramforsare, fibrele de sticlă, pe care le cuprind în compoziția lor materialele plastice uzate și deșeurile din acestea.

2) Un condensat, într-o proporție de 10 până la 80% gr.(în greutate), de preferință, între 20 și 50 % gr., raportat la amestecul de produse sintetice introduse care fierbe într-un interval, de la 25 la 520°C și poate conține până la 100 ppm clor legat chimic.

Acest condensat poate fi transformat într-un valoros ulei brut (Syncrude), prin tratare pe catalizatori comerciali depuși pe suport pe bază de Co-Mo sau Ni-Co sau poate fi introdus în procese tehnico-chimice sau de rafinare, care tolerează clorul, și în care el se folosește ca un produs hidrocarbonat.

3) Un gaz, într-o proporție de aproximativ 5 până la 20% gr., raportat la amestecul de produse sintetice introduse, care alături de metan, etan, propan și butan, mai poate conține acizi halogenați, în principal, acid clorhidric, precum și derivați halogenați ai hidrocarburilor ușoare, cu volatilitate ridicată.

Acidul clorhidric poate fi recuperat din acest amestec gazos, sub forma unei soluții de 30%, prin spălare cu apă. Restul de gaz poate fi tratat într-un proces de hidrogenare de blaz sau unul de hidrotratare, în vederea eliminării clorului legat chimic și apoi, de exemplu, poate fi alimentat la prelucrarea gazelor în rafinării.

în realizarea acestui procedeu parametrii de proces sunt astfel aleși, încât să rezulte o proporție pe cât posibil mai mare de condensat.

Anumite fluxuri de produs, mai ales condensatul, pot fi introduse, de exemplu, ca materii prime în instalațiile de etilenă pentru obținere de olefine, ca una din variante ale prelucrării lor ulterioare în vederea reutilizării ca materii prime.

Problema, pe care o rezolvă invenția, este de a defini un procedeu pentru obținerea de materii prime chimice și componente combustibile lichide în care se stabilesc rapoartele optime între depolimerizat și cărbune sau bitum, precum și temperatura optimă a masei de depolimerizat.

Procedeul pentru obținerea de materii prime chimice și componente combustibile, lichide, conform invenției, realizat din materiale sintetice uzate și deșeuri de materiale sintetice, prin depolimerizare la temperatură ridicată, eventual, cu un adaos de fază lichidă ajutătoare, solvent sau amestec de solvenți, cu evacuare separată a produselor de depolimerizare rezultate sub formă gazosă sau de condensat, precum și a unui produs de blaz în stare vâscoasă care conține produse de depolimerizare și prelucrarea în final, a condensatului și

RO 118134 Β1 a depolimerizatului în mod independent unul de celălalt, înlătură dezavantajele procedeelor 50 cunoscute prin aceea că, cel puțin o parte a fluxului de depolimerizat este supus unei faze de cocsificare prin asociere cu cărbune în raport în greutate depolimerizat: cărbune de 1 : 10...200, de preferință, de 1 : 20...50 sau se supune oxidării, cu valorificarea căldurii de reacție sau se valorifică drept agent reducător într-un proces de furnal sau se epurează prin eliminarea particulelor solide și se adaugă 1...20 părți, de preferință, 5...15 părți în greutate 55 depolimerizat la 100 părți în greutate bitum.

Depolimerizatul se introduce fie sub forma unei mase aduse la o temperatură de peste 200°C care poate fi pompată, fie sub forma unui material solid, măcinat sau concasat după răcire.

Un avantaj al procedeului, conform invenției, constă în aceea că, componentele 60 anorganice ale materialelor sintetice uzate și deșeuri, sunt concentrate în faza de blaz, în timp ce condensatul, care nu conține aceste componente, poate fi prelucrat în continuare în procese mai puțin pretențioase. Printr-o stabilire optimă a parametrilor de procedeu, temperatura și timpul de staționare, se poate pe de o parte astfel conduce procesul încât să se obțină un conținut relativ ridicat de condensat, iar pe de altă parte și depolimerizatul vâscos 65 din faza de blaz să aibă o consistență mai bună pentru pompare. Ca regulă generală se poate considera că pentru o creștere de temperatură de 10°C, la un timp de staționare mediu, randamentul în produse care trec în faza gazoasă crește în medie cu 50%. Dependența în funcție de timpul de staționare, pentru două valori de temperatură, este prezentată în fig.6.

Domeniul de temperaturi preferat, pentru depolimerizarea realizată prin procedeu 70 este situat, între 150 și 470°C. Foarte indicat este domeniul, între 250 și 450°C. Timpul de staționare poate varia între 0,1 și 20 h. în general s-a dovedit a fi suficient un timp de staționare, între 1 și 10 h.Presiunea este un parametru mai puțin critic. Astfel procedeul poate fi realizat, de preferință, sub o slabă depresiune, de exemplu, atunci când componentele volatile, din motive determinate de necesitățile de procedeu, trebuie să fie eliminate. Dar se 75 pot practica și presiuni relativ ridicate, dar acestea sunt legate de cheltuieli de utilaje relativ ridicate. în general, presiunea se poate fixa în intervalul de la 0,01 până la 300 bari, îndeosebi, între 0,1 până la 100 bari. De preferință, procedeul se conduce bine la presiune normală, sau de exemplu la o mică suprapresiune, de până la 2 bari, în care caz se reduc simțitor și cheltuielile cu utilajele. în cazul în care se dorește realizarea unei degazări cât mai 80 bune a fazei de condensat depolimerizat și creșterea conținutului de condensat, procesul se conduce, de preferință, la o mică subpresiune, de aproximativ 0,2 bar.

Depolimerizarea se poate efectua într-un reactor obișnuit, de exemplu, într-un reactor cu agitare, care este dimensionat pentru parametrii de proces, temperatura și presiunea. Tipurile de reactor utilizabile sunt prezentate în cererile de brevet germane (nepublicate) 85 P 44 17 721.6 și P 44 28 355.5. De preferință, conținutul reactorului, în scopul evitării supraîncălzirii, este trecut printr-un sistem de recirculare anexat reactorului. într-o formă de realizare preferată, acest sistem de recirculare cuprinde un cuptor/schimbător de căldură și o pompă de eficiență ridicată. Avantajul acestui procedeu constă în aceea că, că printr-un debit ridicat de recirculare prin cuptorul/schimbătorul de căldură din exterior, pe de o parte 90 se menține o creștere relativ redusă a temperaturii produsului care se recirculă, iar pe de altă parte coeficienții de transfer termic avantajoși din cuptor/schimbător de căldură determină temperaturi la perete scăzute. în felul acesta se previn supraîncălzirile locale și descompunerile și cocsificările necontrolate.Astfel încălzirea conținutului reactorului se realizează într-un mod blând. 95

Un debit de recirculare poate fi realizat prin utilizarea unor eficiente pompe centrifuge. Acestea însă prezintă dezavantajul, la fel ca și alte elemente constructive sensibile din sistemul de recirculare, că sunt susceptibile la eroziune mecanică.

RO 118134 Β1

Un dezavantaj poate fi contracarat prin aceea că partea din conținutul reactorului care este introdusă în sistemul de recirculare, înainte de a intra în conducta de absorbție este obligată să treacă printr-o zonă ascendentă în interiorul reactorului, zonă în care particulele solide cu o viteză de sedimentare mai mare se depun.

Reactorul este astfel construit că dispozitivul de absorbție pentru sistemul de recirculare este dispus într-o zonă ascendentă pentru conținutul, în majoritatea lui lichid, al reactorului. Printr-o stabilire adecvată a vitezei de ascensiune, determinată în principal de dimensionarea zonei de ascensiune și de dimensionarea formei de circulare, particulele cu viteză de sedimentare mai mare, care sunt responsabile de eroziune, pot fi îndepărtate din sistem. Zona de ascensiune din interiorul reactorului poate fi realizată sub forma unei țevi, care este dispusă în reactor, în principal, vertical (fig.1).

Zona de ascensiune poate fi, în loc de țeavă, realizată printr-un perete de separare dispus în interiorul reactorului și care desparte pe acesta în compartimente (fig.2).

Nici țeava, nici peretele de separare, nu sunt lipite de capacul reactorului, dar trec peste nivelul lichidului din reactor. Țeava, ca și peretele de separare sunt distanțate față de fundul reactorului, astfel, încât conținutul reactorului să poată intra în zona ascendentă fără dificultate și fără a crea zone de turbulență.

Eliminarea materialelor solide are loc pe la baza reactorului, împreună cu acea fracțiune de depolimerizat, care urmează a fi trimisă pentru prelucrare ulterioară. Pentru ca materialele inerte ce sedimentează, să poată fi eliminate din reactor cât mai complet posibil, dispozitivul de preluare al depolimerizatului este dispus, de preferință, în zona inferioară a reactorului.

Pentru ca evacuarea materialelor inerte din reactor să fie cât mai mult favorizată, reactorul este îngustat constructiv în partea lui inferioară, de exemplu, printr-o descendență conică, sau este construit sub forma unei pâlnii așezate pe vârful ei.

în fig. 1 este ilustrată o astfel de instalație, sub forma unui posibil exemplu de realizare. Reactorul 1 este alimentat printr-un dispozitiv de alimentare 18 și un dispozitiv de dozare 14, închis ermetic, de exemplu, în mod pneumatic, cu materialele plastice uzate și deșeuri, aflate într-un buncăr de depozitare 13. în calitate de dispozitiv de dozare se poate, de exemplu, folosi o supapă cu palete. Depolimerizatul împreună cu materialele inerte poate fi preluat prin dispozitivul 7 dispus la fundul reactorului. Alimentarea materialului uzat și evacuarea depolimerizatului se realizează, de preferință, în mod continuu, efectuându-se în așa fel încât, în reactor să se realizeze o înălțime de umplere 3 cât mai continuă. Prin dispozitivul 4 se efectuează eliminarea gazelor și produselor condensabile, acumulate în zona de vârf a reactorului. Prin conducta de evacuare 16 se evacuează conținutul reactorului destinat sistemului de recirculare, folosindu-se în acest scop pompa 5 prin care fluidul este condus spre cuptorul/schimbător de căldură 6, unde are loc o încălzire controlată, după care fluidul este recirculat în reactorul 1 prin refluxul 17. în reactorul 1 este dispusă țeava verticală 20, care are rolul de a realiza în interiorul reactorului o zonă de ascensiune pentru fluidul din interior.

Debitul de depolimerizat care este preluat din reactor este de 5 până la 40 ori mai mic decât debitul fluidului aflat în recirculare. Acest flux de depolimerizat este trecut, de exemplu, printr-o moară umedă 9, în care se realizează reducerea dimensiunilor materialului inert, din conținutul de lichid preluat,până la dimensiuni acceptabile utilizării ulterioare. Dar fluxul de depolimerizat poate fi trecut în continuare și printr-un dispozitiv de separare 8, în care el este separat de componentele inerte. în calitate de astfel de dispozitive de separare se pot folosi, de exemplu, hidrocicloane sau decantoare. Componentele inerte 11 pot fi astfel evacuate separat și conduse, de exemplu spre reutilizare. O fracțiune de depolimerizat, care

RO 118134 Β1 este trecut prin moara umedă, respectiv prin dispozitivul de separare, poate fi, eventual, recirculată în reactor, prin pompa 10. Fracțiunea rămasă se trimite spre valorificare ulterioară, de exemplu prin hidrogenare de blaz, piroliză sau gazeificare 12. O fracțiune de depolimerizat poate fi preluată, prin conducta 15, din sistemul de recirculare și trimisă spre 150 procesele de valorificare ulterioară.

în fig.2 este ilustrat un reactor realizat asemănător celui din fig. 1, în care însă zona de ascensiune este realizată nu printr-o țeavă, ci printr-o porțiune de reactor, care este determinată de un perete de despărțire 19.

în cazul în care se prelucrează materiale sintetice uzate și deșeuri de uz gospo- 155 dăresc, componentele inerte 11, care rezultă de la un dispozitiv de separare 8, sunt constituite în principal din aluminiu, care în felul acesta poate fi în continuare folosit în procesele de valorificare. Separarea și prelucrarea ulterioară a aluminiului, deschid posibilitatea de a valorifica ambalajele sudate. Această valorificare poate fi realizată concomitent cu cea a ambalajelor din materiale plastice obișnuite. Aceasta prezintă avantajul că se poate renunța 160 la operația de separare a ambalajelor. Ambalajele sudate sunt formate de obicei dintr-un strat de hârtie sau carton, sudat de o folie de material plastic și/sau aluminiu. în reactor materialul plastic este transformat în componente lichide, iar hârtia respectiv cartonul descompus în fibre primare, care din cauza tendinței reduse de sedimentare se amestecă cu faza lichidă. Aluminiul poate fi preponderent separat. Materialele plastice și hârtia sunt 165 trimise, după realizarea procesului de depolimerizare, spre etapele de valorificare brută ulterioare.

în fig.3 este ilustrată o instalație de depolimerizare cu două reactoare, care pot funcționa la diferite valori de temperatură.Primul reactor de depolimerizare 28 este prevăzut, de exemplu, cu un agitator 33, necesar pentru ca materialele sintetice uzate și deșeurile să 170 poată fi cât mai repede introduse prin supapa 31 și amestecate cu depolimerizatul fierbinte existent în vas. Cel de al doilea vas de reacție 1 corespunde reactorului din fig.1. în felul acesta fluxul de recirculare, constând în principal, dintr-o pompă 5 și un cuptor/schimbător de căldură 6 și destinat unei încălziri controlate, este sărac în componente solide. Depolimerizatul împreună cu componentele solide este evacuat prin fundul reactorului. Raportul 175 dintre componentele solide/lichid, din fluidul preluat de dispozitivul de evacuare 7 al vasului 1 poate fi, între 1:1 și 1:1000.

De preferință, dispozitivul de evacuare 7 este urmat de o zonă de cădere 21 prevăzută cu o ramificație 22 dispusă, în principal, perpendicular.

Zona de cădere 21 și ramificația 22 pot fi realizate sub forma unei țevi în formă de T. 180 Ramificația poate fi, suplimentar, prevăzută cu șicane 23.

Prin această ramificație poate fi deviat depolimerizatul constituit din componente organice, care în condițiile date este în principal lichid. Prin pompa 27 depolimerizatul este trimis spre valorificare ulterioară sau poate fi, cel puțin în parte, recirculat în reactorul 1 prin pompa 32. 185

Fracțiunea de depolimerizat deviată poate fi de o mie de ori mai mare decât cantitatea de componente solide separate. în cazuri extreme, și eventual temporar, prin această ramificație se poate să nu se devieze nimic. Prin stabilirea cantității de depolimerizat deviată prin ramificația 22, pot fi determinate rapoartele de fluxuri care sunt adecvate pentru realizarea unei separări sigure de componente solide. în același timp debitul deviat trebuie 190 astfel stabilit ca particulele solide să nu fie antrenate într-o cantitate semnificativă. De preferință raportul dintre cantitatea de componente solide evacuată și cantitatea de fluid deviată se situează, între 1:50 și 1:200.

RO 118134 Β1 într-o formă de realizare preferată, zona de cădere 21, respectiv țeava de decantare, este prevăzută la partea ei inferioară cu o supapă 24. Deasupra acestei supape este dispus un dispozitiv de alimentare 25 pentru uleiul de spălare.

în fig.5 este ilustrată o alternativă de realizare tehnică, în care după zona de cădere 21 este dispus dispozitivul de separare 26. La aceasta este atașat, de preferință, un dispozitiv de alimentare pentru uleiul de spălare 25.

Prin acest dispozitiv de alimentare 25 se introduce uleiul de spălare, având o densitate mai mare decât cea a depolimerizatului, într-o cantitate astfel aleasă încât să se formeze un curent slab, direcționat ascendent, în zona de cădere dintre dispozitivul de alimentare 25 și ramificația 22. în acest fel zona de cădere 21, respectiv țeava de decantare, aflată sub ramificația 22, este umplută tot timpul cu ulei de spălare proaspăt. în această porțiune din zona de cădere 21 se formează o așa numită stratificare staționară cu ulei de spălare, în cazul în care prin ramificația 22 nu se deviază nimic, uleiul de spălare urcă pe zona de cădere 21 și ajunge în reactorul 1.

în timp ce cea mai mare parte a componentelor organice din depolimerizat, este, de preferință, deviată prin ramificația 22, particulele solide, din depolimerizat, în principal de natură anorganică, și care au o viteză de sedimentare corespunzătoare, trec prin zona de cădere 21, umplută cu ulei de spălare. în acest fel componentele de depolimerizare organice, care sunt înglobate în particulele solide, sunt spălate, respectiv dizolvate în uleiul de spălare.

Diferența de densitate dintre depolimerizat și uleiul de spălare trebuie să fie de minim 0,1 g/ml, de preferință, 0,3 până la 0,4 g/ml. La o temperatură de 400°C depolimerizatul are o densitate de ordinul a 0,5 g/ml. Ca ulei de spălare poate fi utilizat un ulei de vid încălzit la 100°C, având o densitate de circa 0,8 g/ml.

Lungimea porțiunii din zona de cădere 21 umplută cu ulei de spălare se va dimensiona, astfel, încât particulele solide ajunse la capătul zonei de cădere 21 să nu mai conțină, cât mai mult posibil, componente organice din depolimerizat. Ea depinde de asemenea, și de natura, compoziția, temperatura, atât a masei de depolimerizat, cât și a uleiului de spălare. Un specialist în domeniu poate prin încercări simple să stabilească lungimea optimă a porțiunii umplute cu ulei de spălare, în cadrul zonei de cădere 2.

După cum se arată în fig.3, particulele solide sunt evacuate cu o parte din uleiul de spălare prin supapa 24. Supapa 24 are rolul de a separa presurizat porțiunile dinainte și de după ale instalației. De preferință, se utilizează o supapă cu palete. Dar se pot solosi și orice alt tip constructiv de supape, de exemplu, supapele cu piston. Produsul evacuat are un conținut de solide de la aproximativ 40 până la 60% gr.

în mod necesar după supapă 24 urmează un alt dispozitiv de separare 26 pentru separarea uleiului de spălare de particulele solide.

în calitate de dispozitiv de separare 26 se folosește, de preferință, un transportor cu racleți sau un transportor cu melc. Aceștia sunt dispuși înclinat în sus în direcția de evacuare. De preferință, unghiul de înclinare este, între 30 până la 60°, îndeosebi 45° față de orizontală.

în fig.5 se prezintă o altă variantă de realizare. în acest caz, particulele solide după ce trec prin zona de cădere 21 intră imediat în dispozitivul de separare 26. în dispozitivul de separare 26 se menține un nivel de lichid dorit 34 cu ajutorul unei perne de gaz, de exemplu, azot, și prin alimentare de ulei de spălare. Particulele solide de pe care s-a îndepărtat în majoritate uleiul de spălare sunt trecute prin supapa 24, de exemplu, o supapă cu palete sau o supapă cu piston.

RO 118134 Β1

245 în fig.3 este prezentat un extruder de stoarcere 26, care poate fi utilizat ca un dispozitiv de separare. Prin conducta 30 se poate introduce un ulei de spălare cu o densitate redusă, de exemplu, un ulei de distilare mediu. Cu acesta se spală particulele solide de uleiul mai greu. Uleiul mai ușor și mai puțin vâscos se scurge mai ușor de pe particulele solide, și în felul acesta se poate separa de acestea mai simplu și fără dificultate. Uleiul utilizat poate fi evacuat prin conducta 29, sau, cel puțin o parte din el, poate fi introdus în depolimerizatul deviat prin ramificația 22. în acest caz dispozitivul de separare funcționează, de preferință, la presiune atmosferică. Particulele solide astfel separate sunt evacuate prin conducta 11 și pot fi supuse unei revalorificări.

Dacă în calitate de materiale sintetice uzate și deșeuri se introduc astfel de produse de uz gospodăresc, atunci materialul solid evacuat prin conducta 21 este format preponderent din aluminiu metalic, care poate fi, în continuare, trimis spre valorificare.

în fig.3 se ilustrează la scară mărită un segment din fig.3 reprezentând forma constructivă de T a dispunerii zonei de cădere 21 și ramificația 22. Sunt, de asemenea, reprezentate șicanele 23, iar prin săgeți sunt ilustrate fluxurile de fluid.

După separare de gaz și condensat, depolimerizatul poate fi folosit ca atare, întrucât la peste 200°C el poate fi pompat și în această formă este o bună materie primă pentru etapele de procedeu următoare sau pentru alte utilizări.

Depolimerizatul poate fi însă, cu ajutorul unei așa numite benzi rulante de răcire, solidificat și în felul acesta adus într-o formă de utilizare solidă. în acest scop se pot utiliza benzile rulante din oțel inoxidabil. Acestea se deplasează de regulă antrenate de tambururi sau discuri de ghidare. Produsul poate fi, de exemplu, depus cu ajutorul unei duze late în partea anterioară a benzii de răcire. Partea de dedesubt a benzii este stropită cu un agent de răcire, fără a umezi și produsul. Datorită acestei răciri a benzii scade temperatura produsului de pe bandă, care se întărește. Suplimentar față de această răcire de dedesubt, se poate scădea temperatura și prin suflarea unui aer de răcire din partea de sus. Pelicula solidă de produs care se formează poate fi fărâmițată la capătul benzii, fie, de exemplu, cu un valț de concasare, fie cu o ramă de fărâmițare. Având în vedere posibilitățile de prelucrare sau depozitare ulterioare, s-a constatat că cea mai adecvată este o fărâmițare de dimensiunile palmei. De asemenea, bucățile pot fi, eventual, micșorate, de exemplu, prin măcinare.

Depolimerizatul poate fi introdus în fazele de prelucrare ulterioare sau trimis spre alte utilizări sub formă de material capabil de a fi pompat. în cazul în care este necesară o depozitare intermediară, aceasta se va realiza în cisterne, în care depolimerizatul se va ține la temperaturi care să-i mențină capacitatera de pompare și care de regulă se situează la peste 200°C. în cazul în care este necesară o depozitare mai îndelungată se recomandă efectuarea acesteia sub formă de produs solid. în formă fărâmițată depolimerizatul poate fi transportat, depozitat și supus proceselor și utilizărilor ulterioare, la fel ca și combustibilul fosil-cărbunele.

îndeosebi, se folosește un depolimerizat din care s-au îndepărtat în cea mai mare măsură particulele solide grosiere, în special, aluminiul metalic.

Procedeul, conform invenției, supune cel puțin o parte din fluxul de depolimerizat unui proces de coacere împreună cu cărbunele. Nu orice fel de cărbune este potrivit pentru obținere de cocs de calitate. Un astfel de cocs, de exemplu, cocsul de furnal, trebuie să fie pe cât posibil sub formă de bucăți mari și puțin sfărâmicioase. El trebuie să aibă o rezistență minimă, astfel, încât cocsul să nu se sfărâme sub propria greutate și să se astupe furnalul, în acest sens sunt adecvate sorturile de cărbune gras cocsificabil din regiunea Ruhr sau cărbunele gazeificabil. Aceste sorturi de cărbune cocsificabil sunt limitate și mai scumpe decât alte sorturi de cărbune cum ar fi, lignitul.

250

255

260

265

270

275

280

285

RO 118134 Β1 în mod neașteptat,s-a constatat că chiar și sorturile de cărbune cu o capacitate de cocsificare redusă, se aglomerează la coacere dacă se adaugă depolimerizat. Probabil că în timpul procesului de cocsificare la temperaturi ridicate, ce se efectuează de regulă, între 900 la 1400°C, în lipsa aerului, din depolimerizatul introdus se formează produse de coacere cu proprietăți liante, care favorizează coacerea cărbunelui. Același lucru este valabil și în cazul coacerii cărbunelui brun la obținerea cocsului brut, de exemplu, în procesul cuptoarelor cu vatră. Efectul pozitiv al coacerii se realizează, în cazul în care raportul dintre depolimerizat și cărbune este, între 1:100 și 1:10. Foarte avantajos s-a dovedit a fi raportul, între 1:50 și 1:20.

Procedeul, conform invenției, supune cel puțin o parte din fluxul de depolimerizat unei valorificări termice. Prin valorificarea termică se înțelege oxidarea unui substrat cu utilizarea căldurii degajate. Datorită potențialului energetic ridicat, a conținutului relativ scăzut, în comparație cu materialele sintetice uzate și deșeurile, de clor și a unei omogenități pronunțate, depolimerizatul reprezintă un combustibil potrivit pentru toate tipurile de centrale termice și pentru fabricile de ciment. în acest caz, depolimerizatul poate fi folosit fie în formă fluidă, la temperaturi peste 200°C, prin sisteme de injecție, de exemplu, ca înlocuitor pentru păcură de încălzire, fie în formă de produs solid, fărâmițat sau măcinat.

Procedeul, conform invenției, folosește cel puțin o parte din fluxul de depolimerizat ca agent de reducere în procesele de furnal. în acest caz depolimerizatul poate fi utilizat ca înlocuitor al uleiurilor grele combustibile, care se introduc în astfel de procese cu același scop. Și în acest caz, ca și folosirea depolimerizatului în procesele termice, deosebit de avantajos se manifestă conținutul relativ scăzut de clor, mai mic de 0,5 % gr.

Depolimerizatul se poate introduce, cu avantajele enunțate, ca agent de legare la cocsificarea cărbunelui, ca agent de reducere în procesele de furnal precum și drept combustibil în instalații de ardere, centrale termice sau instalații de ciment.

De asemenea, depolimerizatul poate fi introdus drept component suplimentar în bitumuri sau produse pe bază de bitum. Bitumurile modificate cu polimeri se folosesc pe scară largă în diferite domenii, în special, pentru izolarea podurilor în construcții și la realizarea străzilor. Datorită materialelor polimere existente în polimerizat sunt îmbunătățite astfel de proprietăți ale bitumurilor cum ar fi, scurgerea la rece, elasticitatea și rezistența la abraziune. Datorită unei reactivități remanente depolimerizatul, la încălzire cu bitumul sau cu produsele ce conțin bitum, formează legături chimice. Acestui fapt i se datorează , în parte, efectul de ameliorare a calității amintit anterior.

Prin această modificare pot fi modificate, atât flexibilitatea la rece, cât și rezistența materialului pe bază de bitum. Prin amestecare cu polimeri pot fi îmbunătățite, de asemenea, și proprietățile elastice ale bitumului și adezivitatea acestuia față de umplutură de natură minerală. Desfășurarea unor reacții chimice cu bitumul cu formarea unor legături chimice are, de asemenea, avantajul că, de exemplu, la depozitare la cald a materialului nu se produce, sau cel puțin este foarte mult limitată, o separare a componentelor. Această reactivitate remanentă a depolimerizatului, poate fi crescută prin introducere de grupe funcționale, de exemplu, așa cum se prezintă în procedeele din cererile de brevet EP 0327698, 0436803 și 0537638. Astfel de bitumuri sau produse pe bază de bitum modificate, pot conține eventual și agenți de reticulare (EP 0537638A1).

în practică s-a evidențiat un conținut de 1 până la 20 părți în greutate depolimerizat la 100 părți în greutate bitum. Deosebit de avantajos este un conținut de 5 până la 15 părți în greutate depolimerizat la 100 părți în greutate bitum.

Se dau, în continuare, două exemple de realizare a procedeului, conform invenției:

RO 118134 Β1

340

Exemplul 1. Depolimerizarea materialelor sintetice uzate într-un vas de reacție de 80 m³, prevăzut cu un sistem de recirculare cu un debit de 150 m³/h, se introduc continuu, pneumatic, 5 t/h de particule de material sintetic diferit și aglomerat cu un diametru mediu al particulelor de 8 mm. Amestecul de material rezultat din sistemul de recuperare german al deșeurilor de uz gospodăresc, cunoscut sub denumirea Sistemul Dual Germania (DSD) și care are un conținut mediu de 8% PVC.

Amestecul de material sintetic este depolimerizat în reactor, la temperaturi între 350 și 450°C. Se obțin patru fracțiuni, a căror distribuție cantitativă, este prezentată în tabelul 1 care urmează, în funcție de temperatura de reacție :

345

Tabelul 1

T °c	I	II	III	IV
Gaz %-greutate	Condensat %-greutate	Depolimerizat %-greutate	HCI %-greutate
360	4	13	81	2
380	8	27	62	3
400	11	39	46	4
420	13	47	36	4

350

Fluxul de depolimerizat III evacuează continuu. Viscozitatea depolimerizatului este de 200 mPa ,la temperatura de 175°C.

Exemplul 2. Depolimerizatul rezultat din prelucrarea materialelor sintetice deșeuri din materiale de uz gospodăresc, conform DSD, descris în exemplul 1, se adaugă în diferite rapoarte cantitative unui cărbune cocsificabil. Amestecurile sunt supuse unui proces de coacere într-un cuptor de coacere experimental.

Se obțin sorturi de cocs având proprietățile din tabelul 2:

355

360

Tabelul 2

Nr.experiment	1	2	3	4
Raportul cărbune/depolimerizat	100:0	99:1	98:2	95:5
Indicele CRI	29	28	27	27
Indicele CSR	59	61	62	63
Rezistența cocsului M40 (în %)	73	76	77	78
Rezistența la sfărâmare M10(4)	8	7	6	5

365

Datele prezentate arată că prin adăugare de depolimerizat crește rezistența cocsului (m40) și scade tendința la sfărâmare (M10). De asemenea, se reduce reactivitatea de gazeificare (Indicele CRI) concomitent cu o îmbunătățire a rezistenței cocsului după gazeificare (Indicele CRI), odată cu introducerea depolimerizatului.

CRI - Coke Reaction Index

CSR - Coke Strenght after Reaktion Index

M40 - MICUM - Test 40

M10-MICUM Test 10.

Claims

380 1. Procedeu pentru obținerea unor materii prime chimice și componente combustibile lichide din materiale sintetice uzate și deșeuri de materiale sintetice, prin depolimerizare la temperatură ridicată, eventual cu un adaos de fază lichidă ajutătoare, solvent sau amestec de solvenți, cu evacuare separată a produselor de depolimerizare rezultate sub formă gazoasă sau de condensat, precum și a unui produs de blaz în stare vâscoasă care conține 385 produse de depolimerizare și prelucrarea, în final, a condensatului și a depolimerizatului în mod independent unul de celălalt, caracterizat prin aceea că, cel puțin o parte a fluxului de depolimerizat este supus unei faze de cocsificare prin asociere cu cărbune în raport în greutate depolimerizat: cărbune de 1 : 10...200, de preferință, de 1 : 20...50 sau se supune oxidării, cu valorificarea căldurii de reacție sau se valorifică drept agent reducător într-un 390 proces de furnal sau se epurează prin eliminarea particulelor solide și se adaugă 1 ...20 părți, de preferință, 5...15 părți în greutate depolimerizat la 100 părți în greutate bitum.
2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, depolimerizatul se introduce fie sub forma unei mase aduse, la o temperatură de peste 200°C care poate fi pompată, fie sub forma unui material solid, măcinat sau concasat după răcire.