UA127580C2 - Спосіб і пристрій для деструктивної перегонки відходів поліетилену, поліпропілену - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу і пристрою переробки промислових та побутових відходів з поліетилену і поліпропілену деструктивною перегонкою, де спосіб деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену включає завантаження в реактор деструктивної перегонки попередньо очищених флотацією відходів поліетилену та поліпропілену від домішок, нагрівання топки реактора перегонки паливним пальником; підтримання температури в кубі-збірнику вуглеводнів газами, регулювання температури виходу парогазової суміші вуглеводнів, відбір парафінових фракцій; фракціонування продуктів перегонки, що залишилися, в ректифікаційній колоні, регулювання температури виходу парогазової суміші, що залишилася з ректифікаційної колони; охолодження парогазової суміші, що залишилася, поділ її на бензинову і газову фракції і завантаження сировини в наступний реактор деструктивної перегонки, де перед завантаженням сировини донну частину кожного реактора покривають шаром антипригарного мастила; під'єднання топок реакторів здійснюють за допомогою повітряних подушок, завантаження реакторів в кілька етапів за циклом: "завантаження реактора сировиною, вакуумізація завантаженого обсягу реактора, нагрівання реактора до 110-260 °С для розрідження завантаженої сировини".

Description

Область техніки

Винаходи відносяться до способів переробки промислових та побутових відходів з синтетичних полімерних матеріалів, переважно, з поліетилену і поліпропілену деструктивною перегонкою з подальшою утилізацією продуктів розпаду, а також до пристроїв для здійснення термічної і термокаталітичної деструкції відходів з синтетичних полімерних матеріалів.

Попередній рівень техніки першого винаходу.

Відомий прийнятий в якості найближчого аналога першого винаходу спосіб деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену, описаний в патенті РФ М" 2621097 на винахід "Пристрій для термічної деструкції відходів поліетилену та поліпропілену", СО8 11/04; В298177;

С10853/00; С10853/07; С1001/00, 2017. Спосіб безперервного режиму виконують наступним чином. Заздалегідь подрібнений (або гранульований), очищений методом флотації від домішок поліхлорвінілу, поліетилентерефталату, целюлози, ганчірок, гуми та іншого, завантажують безперервно шнеком в реактор термічної деструкції (деструктивної перегонки), обладнаний топкою і паливним пальником, яка може працювати як на рідкому, так і на газоподібному паливі власного виробництва. Включають паливний пальник і виводять установку в робочий температурний режим. Для прискорення виходу установки на заданий режим паливні (відходящі) гази, що утворюються при згорянні палива, направляють в кип'ятильник куба депарафінізатора (куба-збірника вуглеводнів) і куба колони ректифікації. Робочі температури підтримують в наступних діапазонах: в реакторі термічної деструкції - в діапазоні 450-480 (регулюється за рахунок зміни подачі палива); в кубі-збірнику вуглеводнів - в діапазоні 300- 360 "С; температура виходу парогазової суміші з депарафінізатора - в діапазоні 180-300 "С (регулюється подачею води в дефлегматор депарафінізатора); в кубі ректифікаційної колони - в діапазоні 160-220 С (регулюється зміною температури парогазової суміші після депарафінізатора і в верхній частині колони ректифікації); температура виходу парогазової суміші з ректифікаційної колони - в діапазоні 35-100 С (регулюється подачею води в дефлегматор). При досягненні робочих температур в кубі-збірнику вуглеводнів і в кубі ректифікаційної колони відключають подачу в кип'ятильник паливних газів шляхом закриття шиберів до входу в куб і після виходу, скидаючи гази при температурі 470-500 "С в атмосферу.

Відбір вуглецевого залишку-коксу з реактора роблять безперервно за допомогою шнека. Злив

Зо пічного палива з куба колони ректифікації робляють безперервно. Нагрівають вміст реактора термічної деструкції зі швидкістю 1,5-4 "С / хвилину паливними газами з температурою 600- 900 С, які проходять через жарові труби реактора термічної деструкції і надходять в кип'ятильник куба-збірника вуглеводнів депарафінізатора, а потім в кип'ятильник куба ректифікаційної колони. У реакторі термічної деструкції при температурі 260-300 "С починається процес деструкції пластмас. Продукти деструкції пластмас у вигляді парогазової суміші вуглеводнів з реактора термічної деструкції пропускають в колонку каталізатора, яка представляє собою трубчастий апарат з фланцями, завантажений каталізатором - титановими спіралями в касеті а потім в теплообмінник над в кубом-збірником вуглеводнів депарафінізатора парогазової суміші. При досягненні температури парів значення 360 "С в теплообмінник над кубом-збірником вуглеводнів депарафінізатора парогазової суміші подається оборотна вода для охолодження парогазової суміші вуглеводнів. Змінюючи витрати води в теплообміннику, підтримують температуру в кубі-збірнику вуглеводнів депарафінізатора в діапазоні 300-360 "С. Парогазова суміш вуглеводнів надходить в куб-збірник вуглеводнів депарафінізатора, де з неї в рідку фазу переходять висококиплячі вуглеводні. Потім парогазова суміш надходить в депарафінізатор, який являє собою колонний апарат, нижня частина якого завантажена масообмінною насадкою - каталізаторами з титанової стружки, а у верхній частині встановлено кожухотрубний теплообмінник депарафінізатора, що виконує роль дефлегматора.

У міжтрубний простір теплообмінника депарафінізатора подається оборотна вода, а в трубках теплообмінника депарафінізатора проходить конденсація вуглеводнів (парафінів).

Сконденсовані парафіни повертаються назад в куб-збірник вуглеводнів. Змінюючи подачу води в кожухотрубний теплообмінник депарафінізатора, що виконує роль дефлегматора, підтримують температуру парів на виході з депарафінізатора в діапазоні 180-300 "С. Потім пари вуглеводнів потрапляють в колону ректифікації, де розділяються на бензинову і дизельну фракції. Дизельна фракція знизу колони ректифікації через теплообмінник ректифікаційної колони, що охолоджується оборотною водою, надходить до збірки дизельного палива.

Бензинова фракція в газоподібному вигляді і вуглеводневий газ зверху колони ректифікації надходять в теплообмінник охолодження газу і конденсації водяної пари і бензину. Бензинова фракція у вигляді пари і вуглеводневий газ (газова фракція) зверху колони ректифікації надходять в теплообмінник для охолодження газової фракції і конденсації парів бензину і води. бо Якість дизельного палива (температура спалаху, фракційний склад) регулюють температурою нижньої частини колони ректифікації, яка становить 160-220 "С. Якість бензинової фракції (щільність, фракційний склад і кінець кипіння) регулюють температурою на виході з ректифікаційної колони. Температуру верху ректифікаційної колони в діапазоні 35-100 С підтримують подачею води в дефлегматор ректифікаційної колони. Дефлегматор є кожухотрубний теплообмінник, в міжтрубний простір якого подається оборотна вода, а в трубному просторі дефлегматора відбувається конденсація висококиплячих вуглеводнів. В теплообміннику для охолодження газу і конденсації парів бензину і присутньої води, який охолоджується оборотною водою, конденсуються пари бензинової фракції. У газоводовідокремлювачі відбувається відділення води і вуглеводневого газу (газової фракції) від бензину. Вуглеводневий газ, який не конденсується, направляють на пальник реактора термічної деструкції, а надлишковий вуглеводневий газ збирають у збірнику газу (газгольдері).

Вода і бензин надходять до відповідних збірників. Важку фракцію - пічне паливо (в основному парафіни) накопичують в кубі депарафінізатора і в кінці процесу термічної деструкції, коли припиняється утворення вуглеводневого газу, виводять через теплообмінник пічного палива, який охолоджується водою системи охолодження, в збірку пічного палива (він же збірник парафінів - парафінових фракцій). Процес деструкції пластмас закінчують при температурі 450- 480 "С. Відключають подачу палива на пальник. Твердий вуглецевий коксовий залишок, який залишився на дні реактора термічної деструкції, після охолодження реактора вивантажують через нижній люк реактора термічної деструкції в збірник коксу. Топку, що має велику масу футерування, від'єднують від реактора шляхом опускання її на колеса та відводу для роздільного охолодження її і реактора (який охолоджують повітрям, що подається від газодувки паливного пальника).

При періодичному режимі використані два реактора. Поки в працюючому першому реакторі термічної деструкції протікає процес термічної деструкції, наступний непрацюючий реактор термічної деструкції завантажують відходами пластмас і готують до запуску. Ще гарячу топку, що має велику масу футерування, під'єднують до цього холодного, ще не нагрітого реактору. Як тільки відключають подачу палива на пальник працюючого першого реактора термічної деструкції, відразу ж включають пальник непрацюючого до цього реактора термічної деструкції, в якому починається процес деструкції. При цьому підтримують режими температур на тому ж

Зо рівні, що і в попередньому циклі. Після проведення процесу термічної деструкції в цьому реакторі термічної деструкції його переводять в режим охолодження, а інший реактор термічної деструкції завантажують відходами пластмас і проводять новий цикл: "термічна деструкція - охолодження - вивантаження твердого вуглецевого залишку - завантаження відходів пластмас".

Ознаками найближчого аналога, що збігаються з суттєвими ознаками першого винаходу, є наявність в способі деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену завантаження в перший реактор деструктивної перегонки попередньо очищених флотацией відходів поліетилену та поліпропілену від домішок, що містять поліхлорвініл, поліетилентерефталат, целюлозу, органічні сполуки, гуму; під'єднання і нагріву топки першого реактора деструктивної перегонки паливним пальником; нагрівання і підтримки температури в кубі-збірнику вуглеводнів газами, регулювання температури виходу парогазової суміші вуглеводнів з депарафінізатора подачею води системи охолодження в дефлегматор депарафінізатора, відбору парафінових фракцій; фракціонування продуктів, що залишилися деструктивною перегонкою в ректифікаційній колоні з отриманням парової фази бензинової фракції і рідкої фази дизельної фракції, регулювання температури виходу парогазової суміші, що залишилася, із ректифікаційної колони подачею води системи охолодження в дефлегматор ректифікаційної колони; охолодження парогазової суміші, що залишилася, в колоні постійно працюючого теплообмінника, поділу її на бензинову і газову фракції; завантаження сировини в наступний реактор деструктивної перегонки; відключення подачі палива на пальник першого реактора; опускання топки першого реактора і його охолодження, під'єднання топки наступного реактора і нагріву пальником; вивантаження вуглецевого залишку з охолоджених реакторів деструктивної перегонки.

Попередній рівень техніки другого винаходи

Відомий прийнятий в якості найближчого аналога другого винаходу пристрій для деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену, описаний в патенті РФ М" 2621097 на винахід "Пристрій для термічної деструкції відходів поліетилену та поліпропілену", сСо8211/04; В829817/; С10853/00; С10853/07; С10С1/00, 2017. В описі представлені два варіанти пристрою. Як найближчий аналог прийнято пристрій, що використовується в названому в найближчому аналогу періодичним режимом роботи, яка забезпечена, щонайменше, двома блоками нагрівання, з'єднаними паралельно, кожен з яких містить реактор термічної деструкції бо (деструктивної перегонки) з верхнім завантаженням сировини (через вузол завантаження) і нижнім вивантаженням коксу через люк. У свою чергу кожен з реакторів деструктивної перегонки, або один з них, містить топку з масивною футеровкою, знімну і мобільну, яка виконана з можливістю від'єднання від реактора, в якому закінчився процес термічної деструкції (деструктивної перегонки), і приєднання до реактору, в якому починається процес деструктивної перегонки, шляхом опускання її на колеса і відведенням в сторону для роздільного охолодження; паливний пальник, що працює як на рідкому, так і на газоподібному паливі власного виробництва; збірник коксу - твердого коксового (вуглецевого) залишку, що залишився на дні реактора після його охолодження, що видаляється через нижній (бічний) люк реактора.

Другий варіант, використовуваний в так званому безперервному режимі роботи з одним блоком нагріву, також містить аналогічний реактор, але з боковим механізмом завантаження сировини у вигляді шнекового живильника і зі шнековим механізмом вивантаження вуглецевого залишку через бічний люк, топку з масивною футеровкою, пальник, збірник коксу (вуглецевого залишку). До збірника вуглецевого залишку, твердий коксовий (вуглецевий) залишок, що залишився на дні реактора після його охолодження при безперервному режимі роботи, вивантажують за допомогою шнека. Блок нагріву через мережу трубопроводів парогазової суміші і через колонку каталізатора з'єднаний з блоком поділу продуктів деструктивної перегонки полімерної сировини на складові частини, конструкція якого загальна для першого і другого варіанту винаходу-аналога і який складається з послідовно з'єднаних теплообмінника з водяним охолодженням, в якому, "реалізована схема протиточного руху фаз" з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів, з трубками; куба-збірника вуглеводнів з кип'ятильником, виконаного у вигляді циліндричної ємності, розташованої горизонтально; депарафінізатора, що складається з насадок нижній частині з трубками і дефлегматора, встановленого у верхній частині, і виконаного у вигляді кожухотрубного теплообмінника; ректифікаційної колони для поділу фракцій дизельного палива і бензину, що складається з дефлегматора, насадкової частини (концентраційної секції з масообмінними насадками), секції живлення (через яку відбувається завантаження парогазової суміші) і куба (відгонної секції) ректифікаційної колони, з встановленим там кип'ятильником, що обігрівається паливними (відходящими) газами, для відпарювання легкої фракції парогазової суміші, теплообмінника для охолодження дизельної фракції; трубчастого вертикально встановленого теплообмінника з

Зо низхідним рухом парів бензину і вуглеводневого газу, массообмінні насадки заповнені гетерогенним каталізатором у вигляді смужок з титану, скручених в спіралі, причому кожна спіраль попередньо скручена в одну або в різні боки, утворюючи в другому випадку спіралі лівого і правого обертання, смужки з титану розміщені в кубі-збірнику, в трубках теплообмінника, в якому конденсуються висококиплячі вуглеводні з парогазової суміші, в трубках дефлегматора депарафінізатора і в трубках дефлегматора ректифікаційної колони, смужки з титану, скручені в спіралі, містяться в масообмінних насадках в депарафінізаторі і в ректифікаційній колоні; до і після куба-збірника на трубопроводі газів, що відходять, встановлені шибери; передбачені збірники продуктів перегонки: бензину, дизельного палива, газу (газгольдер), пічного палива (з парафіну та фракцією); а також газоводовідокремлювач, ємність палива для пальника; теплообмінник для охолодження пічного палива; збірник води (відокремленої); ємність оборотної води. Обсяг ємності куба-збірки вуглеводнів встановлено експериментально.

Ознаками найближчого аналога, що збігаються з суттєвими ознаками другого винаходу, є наявність в пристрої для деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену, щонайменше, двох блоків нагріву, які з'єднані паралельно, кожен з яких містить реактор деструктивної перегонки, виконаний з можливістю верхнього завантаження полімерної сировини через вузол завантаження і видалення твердого вуглецевого залишку через нижній боковий люк реактора, кожен з реакторів містить топку, яка виконана з можливістю від'єднання від реактора і приєднання до нього, паливний пальник; блоку поділу продуктів деструктивної перегонки полімерної сировини на складові частини, який складається з послідовно з'єднаних: теплообмінника водяного охолодження з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів, куба-збірника вуглеводнів, виконаного у вигляді циліндричної ємності, розташованої горизонтально, забезпеченого кип'ятильником, що нагрівається газами, а також встановленого на кубі депарафінізатора, що складається з нижньої частини з трубками і з масообмінними насадками, заповненими каталізатором, і з дефлегматора, виконаного у вигляді кожухотрубного теплообмінника, встановленого у верхній частині депарафінізатора; ректифікаційної колони для поділу фракцій дизельного палива і бензину, що складається з дефлегматора, встановленого у верхній частині колони, концентраційної секції з масообмінними насадками, заповненими каталізатором, секції живлення і відгонної секції, теплообмінника для охолодження дизельної бо фракції; трубчастого вертикально встановленого теплообмінника з низхідним рухом парів бензину і вуглеводневого газу (газової фракції); газоводовідокремлювача, системи трубопроводів парогазової суміші вуглеводнів, системи трубопроводів газів, що відходять з шиберами, встановленими до і після куба-збірника вуглеводнів; системи охолодження, встановлених на трубопроводі парогазової суміші вуглеводнів збірників продуктів деструктивної перегонки: фракції дизельного палива, бензинової фракції, газової фракції (газгольдера), збірника парафінових фракцій; встановленої в системі охолодження ємності оборотної води; збірника вуглецевого залишку, збірника відокремленої води.

Технічним результатом першого і другого винаходів є підвищення продуктивності і ефективності способу деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену і роботи пристрою для його здійснення, підвищення якості продуктів перегонки, підвищення безпеки роботи пристрою і процесу деструктивної перегонки, зниження шкідливих викидів в навколишнє середовище, зниження енергоємності.

Причинами, що перешкоджають отриманню зазначеного технічного результату при використанні найближчого аналога першого винаходу, є такі його недоліки. Недоліком відомого способу є наявність операції перевезення і приєднання розпеченій до 1000 "С топки, що має велику масу футерування, до другого холодного реактора нібито з метою економії палива і часу на розігрів. До топки обслуговуючому персоналу небезпечно навіть наблизитися, не кажучи вже про переміщення її від одного реактора до іншого і подальшому приєднанні до нього.

Недоліком відомого способу є здійснення одноразового завантаження повного обсягу реактора вихідною сировиною з подальшою деструкцією завантаженого цього обсягу сировини від початку до кінця технологічного процесу. Весь обсяг завантаженої сировини переходить в розплавлений стан і займає після цього всього чверть повного обсягу реактора. Оскільки процес деструкції згідно найближчого аналогу далі йде до кінця без зупинки - має місце неефективне використання реактора, що працює всього на одну четверту його потужності. Недоліком відомого способу також є прикипання вуглецевого залишку до днища реактора через відсутність використання в реакторі антипригарного шару мастила-розріджувача (наприклад, тугоплавких важких парафінів). Недоліком є також скидання газів, що відходять при температурі 4700-5007 в атмосферу, коли при досягненні робочих температур в кубі депарафінізатора і в кубі ректифікаційної колони відключають подачу в кип'ятильник паливних газів шляхом закриття

Зо шиберів до входу в куб колони ректифікації і після виходу. Подача паливних газів з температурою 600-900 "С з кип'ятильника куба-збірника вуглеводнів в куб колони ректифікації найближчого аналога ніяк не впливає на значне (в середньому на 50-60 95) зменшення кількості некондиційних фракційних продуктів, що утворюються в пусковий період і не зменшує витрати тепла і енергії. Даний прийом тільки ускладнює конструкцію вузла фракціонування, лише здорожчуючи її, не вирішуючи поставленого завдання. При безперервному режимі роботи в найближчому аналогу передбачено забезпечення регламентного рівня в кубі-збірнику постійним зливом. Але постійний слив маленькою цівкою призведе до "замерзання" одержуваного продукту в холодильнику і його повної закупорки, що призведе до виникнення аварійної ситуації.

Причинами, що перешкоджають отриманню зазначеного технічного результату при використанні найближчого аналога другого винаходу, є такі його недоліки. Недоліком відомого пристрою є виконання переміщуваної топки з масивною футеровкою (розжарюється до 1000 7С). Таке рішення становить небезпеку через високотемпературне випромінювання, залишкових випарів продуктів деструкції оскільки не запропоновані пристрої, що забезпечують захист від дії високої температури і шкідливих газів. Причому остигати топка з такою футеровкою буде не менше 8 годин.

Недоліком відомого пристрою є наявність вибухонебезпечної колонки каталізатора, заповненої титановою стружкою для забезпечення очищення парогазової суміші на самому ранньому етапі її виходу. Зашлакування поверхонь титанової стружки призведе до зменшення прохідності парогазової суміші в колонці каталізатора через властивості титану.

Недоліком є відсутність захисту поверхні кип'ятильника з нижньої частини куба-збірники від налипання частинок важких вуглецевих складових. Через вибухонебезпечность недоліком є використання гетерогенного каталізатора - титану в каталітичному процесі утилізації по найближчому аналогу, оскільки титан не впливає на розподіл і розрив молекулярних зв'язків вуглеводнів. Навпаки, хімічні властивості титану показують, що використання даного металу в якості каталізатора у вигляді смужок з титану шириною 5-20 мм, товщиною 0,5-1,5 мм в процесі утилізації вуглеводнів недоцільно і дуже небезпечно. За своїми властивостями титан дуже стійкий до корозії, завдяки оксидній плівці, але при подрібненні в порошок, а також в тонкій стружці або дроті титан пірофорен. Титановий пил має властивість вибухати (температура спалаху 400 "С), а титанова стружка пожежонебезпечна. Титан легко реагує навіть зі слабкими бо кислотами в присутності комплексоутворювачів, наприклад, з плавіковою кислотою НЕ він взаємодіє завдяки утворенню комплексного аніону ПіБеї : Титан найбільш схильний до корозії в органічних середовищах, так як в присутності води на поверхні титанового виробу утворюється щільна пасивна плівка з оксидів і гідриду титану. Найбільш помітне підвищення корозійної стійкості титану помітно при підвищенні вмісту води в агресивному середовищі з 0,5 до 8,0 95, що підтверджується електрохімічними дослідженнями електродних потенціалів титану в розчинах кислот і лугів в змішаних водно-органічних середовищах. Також нагрітий титан взаємодіє з галогенами. Так, наприклад, при випадковому попаданні в реактор полімеру, що містить хлор, титан вступить з ним у взаємодію при температурі 550 "С і утворює тетрахлорид титану ТіС, який при з'єднанні в газовому потоці парами води, що містяться, перетворюється в сильно димлящу безбарвну рідину (що пояснюється гідролізом ТіС / з утворенням дрібних крапельок НОСІ і суспензії гідроксиду титану. При утилізації полімерів, що містять азот М2, зі збільшенням температури вище 400" С, титан утворює нітрид титану. При хімічній взаємодії титану з водою по схемі Ті2НгО - Т102-42Н2, протікають одночасно два процеси - поглинання титаном водню і утворення окисних сполук. Окислення титану в воді протікає інтенсивно; збільшення вмісту кисню в титані в результаті взаємодії з водою більш ніж в десять разів перевищує окислення на повітрі при тих же температурах, вміст водню в титані після контакту з водою зростає в 3-4 рази. При взаємодії титану з воднем утворюється гідрид титану (Т1Н2).

Крім того, титан поглинає близько 30 95 водню, який займає октаєдричні порожнечі решітки.

Адсорбований при підвищених температурах водень не залишається тільки на поверхні. Водень дифундує в титан з дуже великими швидкостями. Дифузія водню в титан відбувається через щілини і інші місця порушення структури металу. За цим швидким процесом слідує повільна дифузія водню і його розчинення в металі з утворенням твердого розчину. Після того як утворення твердого розчину буде закінчено, значна кількість водню може бути адсорбована на поверхні міжкристалічних щілин, що призведе до поглинання водню в кількості, більшій стехіометричної. Окисні сполуки повністю залишаються в металі і призводять до погіршення його якості.

Виходячи з вищесказаного каталізатор з титанової стружки в процесі утилізації полімерних відходів, є простим, але небезпечним наповнювачем для даного процесу, що створює запірний опір потоку деструкційних газів. Титан відбирає водень із зруйнованих ланцюжків полімерів,

Зо перешкоджаючи утворенню структур складових частин продуктів деструктивної перегонки полімерної сировини. Недоліком конструкції теплообмінника з водяним охолодженням з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів є конструктивне рішення збору парів в загальну систему охолодження пристрою, оскільки збір пара в ній веде до нагрівання охолоджуючої води і до зниження ефективності охолодження. Пристрій безперервної шнекового завантаження при варіанті безперервного режиму роботи виключає забезпечення герметичності реактора, що є, головною умовою проведення процесу утилізації термічною деструкцією і його безпеки. Конструктивно неможливо також використовувати шнек для очищення циліндричного реактора від вуглецевого залишку, що утворюється після процесу деструкції і вивантаження його. Шнек, наприклад, діаметром 300 мм, що входить в реактор (наприклад, діаметром 1500 мм) між жаровими трубами діаметром 300 мм не може повністю вивантажити вуглецевий залишок, так як шнек - це не пилосос. Накопичення в процесі експлуатації реактора не видалена з боків реактора і між жаровими трубами вуглецевий залишок не дозволить забезпечити необхідні температурні показники і швидкість нагріву 1,5-4 "С / хвилину вмісту реактора термічної деструкції. До того ж, вуглецевий залишок, що накопичується на дні реактора поступово перетвориться в коксову брилу, яка буде сприяти перегріву днища і нижньої частини реактора. Температури, що перевищуються доведуть метал до стану кування, що може стати причиною провисання днища, неможливості від'їзду розігрітої до 1000 "С топки, розриву зварювальних швів жарових труб і нижньої частини реактора по всьому днищу реактора, що призведе до вибуху.

Технічною задачею, на вирішення якої спрямовано винахід-спосіб і винахід-пристрій, є розширення арсеналу конструктивно і технологічно вдосконалених технічних засобів для здійснення термічної деструкції полімерних відходів з отриманням продуктів деструктивної перегонки.

Розкриття винаходів.

Поставлена задача першого винаходу вирішена тим, що спосіб деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену, що включає завантаження в перший реактор деструктивної перегонки попередньо очищених флотаціей відходів поліетилену та поліпропілену від домішок, що містять поліхлорвініл, поліетилентерефталат, целюлозу, органічні сполуки, гуму; під'єднання і нагрів топки першого реактора деструктивної перегонки бо паливним пальником; нагрів і підтримання температури в кубі-збірнику вуглеводнів газами,

причому підтримку температури в кубі-збірнику вуглеводнів депарафінізатора здійснюють відключенням-підключенням подачі газів, що відходять в кип'ятильник; регулювання температури виходу парогазової суміші вуглеводнів з депарафінізатора подачею води системи охолодження в дефлегматор депарафінізатора, відбір парафінових фракцій; фракціонування продуктів, що залишилися після деструктивної перегонки в ректифікаційній колоні з отриманням парової фази бензинової фракції і рідкої фази дизельної фракції, регулювання температури виходу парогазової суміші, що залишилася з ректифікаційної колони, подачею води системи охолодження в дефлегматор ректифікаційної колони; охолодження парогазової суміші, що залишилася в колоні постійно працюючого теплообмінника, поділ її на бензинову і газову фракції; завантаження сировини в наступний реактор деструктивної перегонки; відключення подачі палива на пальник першого реактора; опускання топки першого реактора і його охолодження, під'єднання топки наступного реактора і нагрів його паливним пальником; вивантаження твердого вуглецевого залишку з охолоджених реакторів деструктивної перегонки, згідно з першим винаходом перед завантаженням сировини донної частини кожного реактора покривають шаром антипригарного мастила; під'єднання топок реакторів здійснюють за допомогою повітряних подушок, завантаження реакторів застосовують вакуумну, в кілька етапів по циклу: "завантаження реактора сировиною, вакуумізації завантаженого обсягу реактора, нагрівання реактора до 110-260 С для розрідження завантаженої сировини" до досягнення розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження реактора; після переходу завантаженого першого реактора в робочий режим деструктивної перегонки здійснюють завантаження наступного реактора в кілька етапів з того ж циклу "завантаження реактора сировиною, вакуумізації завантаженого обсягу реактора, нагрівання реактора до 110- 260"С для розрідження завантаженої сировини" до досягнення розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження наступного реактора; охолодження реакторів здійснюють подачею вуглекислого газу; очистку через нижній боковий люк охолодженого реактора здійснюють промисловим піскоструминним апаратом або пилососом; зниження температури газів, що відходять, що скидаються в атмосферу, здійснюють шляхом пропускання їх через бойлери. Відповідно до першого винаходу як шар антипригарного мастила використовують тугоплавкий парафін. Відповідно до першого винаходу, як паливо пальника

Зо використовують отримані продукти деструктивної перегонки. Відповідно до першого винаходу вакуумізації завантажуємого обсягу реактора здійснюють вакуумним насосом. Відповідно до першого винаходу подачу вуглекислого газу здійснюють від приєднаних до реакторів ємностей з вуглекислим газом.

Поставлена технічна задача другого винаходу вирішена тим, що пристрій для деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену, що включає, щонайменше, два блоки нагріву, які з'єднані паралельно, кожен з яких містить реактор деструктивної перегонки, виконаний з можливістю верхнього завантаження полімерної сировини через вузол завантаження і з можливістю видалення твердого вуглецевого залишку через нижній боковий люк реактора, кожен з реакторів містить топку, яка виконана з можливістю від'єднання від реактора і приєднання до нього, і паливний пальник; блок поділу продуктів деструктивної перегонки полімерної сировини на складові частини, які складаються з послідовно з'єднаних: теплообмінника водяного охолодження з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів, куба-збірника вуглеводнів, виконаного у вигляді циліндричної ємності, розташованої горизонтально, забезпеченої кип'ятильником, що нагрівається газами, встановленого на кубі депарафінізатора, що складається з нижньої частини з трубками і масообмінними насадками, заповненими каталізатором, і з дефлегматора, виконаного у вигляді кожухотрубного теплообмінника, встановленого у верхній частині депарафінізатора; ректифікаційної колони для поділу фракцій дизельного палива і бензину, що складається з дефлегматора, встановленого у верхній частині колони, концентраційної секції з масообмінними насадками, заповненими каталізатором; секції живлення відгонної секції; теплообмінника для охолодження дизельної фракції; трубчастого вертикально встановленого теплообмінника з низхідним рухом парів бензину і вуглеводневого газу (газової фракції); газоводовідокремлювача, системи трубопроводів парогазової суміші вуглеводнів, системи трубопроводів газів, що відходять з шиберами, встановленими до і після куба-збірника вуглеводнів; системи охолодження, встановленої на трубопроводі парогазової суміші вуглеводнів збірників продуктів деструктивної перегонки: фракції дизельного палива, бензинової фракції, газової фракції (газгольдера), збірника парафінових фракцій; встановленого в системі охолодження ємності оборотної води; збірника вуглецевого залишку, збірника відокремленої води, згідно з другим винаходом кожна топка виготовлена з футеровкою на основі вогнетривких високотемпературних керамічних 60 волокон і встановлена на повітряних подушках; вузол завантаження кожного реактора виконаний вакуумним; реактори з'єднані з системою трубопроводів парогазової суміші відрізками трубопроводів з встановленими на них байпасами; в системі трубопроводів парогазової суміші встановлено вакуумний насос з можливістю його приєднання-від'єднання до кожного з реакторів; в системі трубопроводів парогазової суміші встановлена ємність з вуглекислим газом з можливістю її приєднання-від'єднання до кожного з реакторів; теплообмінник водяного охолодження з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів забезпечений трубопроводом скидання пари в атмосферу з відвідним патрубком для гасіння парою пожежі; кожен реактор з'єднаний з трубопроводами системи парогазової суміші окремими ділянками, забезпеченими засувками, до і після яких врізані перепускні труби з клапанами-регуляторами тиску в системі для дозованого випуску парогазової суміші; в системі трубопроводів газів, що відходять встановлені бойлери; у верхній частині куба-збірника під теплообмінником водяного охолодження розташований уловлювач парафінової фракції, виконаний з можливістю її відбору і подачі через холодильник парафінової фракції в збірник парафінової фракції; у верхній частині куба-збірника під депарафінізатором встановлений краплеуловлювач у вигляді воронки з подовженою відвідною трубкою для запобігання піноутворення в кубі-збірнику; в торці куба-збірника з боку входу газів, що відходять виконаний люк для з'єднання куба-збірника з холодильником для зливу важких парафінів в збірник важких парафінів, після дефлегматора депарафінізатора встановлений фільтр-заспокоювач парогазової суміші, з'єднаний на виході з секцією хживлення ректифікаційної колони по дотичній для створення вихрового руху потоку парогазової суміші в ректифікаційній колоні; в відгонній секції колони ректифікації встановлені, щонайменше, три ректифікаційні тарілки; під кубом- збірником перед холодильником парафінової фракції, після відгонної секції перед теплообмінником охолодження дизельної фракції, після газоводовідокремлювача встановлені автоматичні регулятори рівня з випускним клапаном; в якості каталізатора в масообмінних насадках використані безтітанові нікельвмістні сплави з не менше 20 95 нікелю; пристрій на виході з газоводовідокремлювача додатково забезпечено газовим сепаратором. Відповідно до другого винаходу на трубопроводі парогазової суміші на виході з вузла завантаження кожного реактора врізаний відрізок трубопроводу із засувками для встановлення на ньому вакуумного насоса з можливістю його приєднання-від'єднання до кожного реактору. Відповідно до другого

Зо винаходу, каталізатор виконаний у вигляді тонких смужок, скручених в спіралі (стружки).

Відповідно до другого винаходу, топка виготовлена з футеровкою з високотемпературного м'якого керамічного картону "Ніепгтіс НТ". Відповідно до другого винаходу, топка виготовлена з футеровкою з вогнетривкої керамічної вати. Відповідно до другого винаходу, випускні клапана автоматичного регулятора рівня виконані з можливістю відкривання після досягнення фракціями рівня 2/3-1/2 відповідних обсягів.

Між сукупністю суттєвих ознак винаходів і технічним результатом, що досягається існує наступний причинно-наслідковий зв'язок.

Сукупність зазначених вище істотних ознак винаходу-способу і винаходу-пристрої є необхідною і достатньою умовою для досягнення технічного результату. Зокрема, виконання завантаження реакторів вакуумним завантажувачем в кілька етапів по циклу: "завантаження реактора сировиною, вакуумізації завантаженого обсягу реактора, нагрівання реактора до 110- 260"С для розрідження завантаженої сировини" до досягнення розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження реактора дозволяє в три рази збільшити продуктивність реактора. Виключити появу некондиційних продуктів або знизити їх до 2-3 95, а також зменшити на 80 95 витрати тепла і енергії на повторну "розгонку", дає підключення до блоку поділу продуктів деструктивної перегонки полімерної сировини на складові частини попередньо завантаженого і вже розігрітого до 300 "С другого реактора після закінчення роботи і виключення нагріву першого реактора. Така операція при циклічному повторі, істотно зменшить сукупний час процесів в добу, що мінімум в два рази збільшить продуктивність пристрою в місяць в порівнянні з найближчим аналогом-способом. Підключення бойлерів підігріву побутової води дозволяє знизити температуру газів, що відходять, та скидаються в атмосферу, і забезпечити гарячою водою. Наявність відвідного патрубка для гасіння парою пожежі на трубопроводі скидання пари в атмосферу після теплообмінника водяного охолодження з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів дозволить підвищити безпеку роботи пристрою і процесу деструктивної перегонки. Використання каталізатора - стружки з безтитанового нікель сплаву з не менше 20 95 нікелю дозволить прискорити процес перегонки, збільшити швидкість процесу деструкції в три рази в порівнянні з найближчим аналогом- пристроєм і забезпечити створення більш коротких ланцюжків вуглеводнів, так як в присутності нікелю відбувається реакція дегідрування (нікель - каталізатор цієї реакції), при температурі бо 300-360 "С починає виділятися вільний водень. Виготовлення топки з футеровкою на основі вогнетривких високотемпературних керамічних волокон, зокрема з високотемпературного м'якого керамічного картону "Ніептіс НТ" дозволить значно зменшити її вагу. Використання вакуумного насоса при завантаженні дозволить знизити температуру, при якій відбувається плавлення сировини і ущільнення завантаженої сировини. Установка після дефлегматора депарафінізатора фільтра-заспокоювача дозволить стабілізувати потік парогазової суміші.

Установка топок на повітряних подушках дозволяє компенсувати їх теплове розширення.

Створення вихрового руху потоку парогазової суміші по спіралі в ректифікаційній колоні дозволить створити плавне його входження в контакт з масообмінною насадкою і збільшити площу їх контакту. Наявність в відгонній секції колони ректифікації ректифікаційних тарілок дозволить забезпечити більш повне випарювання і поділ фракцій. Використання вуглекислого газу дозволить знизити температуру в охолоджуваному реакторі, вирівнювати в ньому тиск і знизити час його охолодження. Використання вакуумного завантаження дозволить забезпечити безперебійну і дозовану подачу сировини, дотримання санітарних норм і норм безпеки виробництва.

Короткий опис креслень

Винаходи проілюстровані графічним матеріалом, де на фіг. 1 наведена схема пристрою для деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену, на фіг. 2 - наведено краплеуловлювач.

Пристрій для деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену містить два блоки нагріву, які з'єднані паралельно, і блок поділу продуктів деструктивної перегонки полімерної сировини на складові частини (на фіг. блоки не позначені). Кожен з блоків нагріву (на фіг. не позначені) містить реактори 1 і 2 деструктивної перегонки, які включають вакуумний завантажувач сировини З з можливістю його від'єднання, переміщення, і приєднання через шибери на вході сировини (на фіг. не показані) в кожен реактор 1, 2, нижній боковий люк 4, топку 5 з футеровкою з високотемпературного м'якого керамічного картону "Нігегтіс НТ" (на фіг. не визначена), встановлену на повітряних подушках 6, і виконану з можливістю від'єднання від реакторів 1, 2 і приєднання до них, і забезпечену пальником 7. Кожен реактор 1, 2 з'єднаний з байпасами 8 і 9 для стравлювання надлишкового тиску при завантаженні і охолодженні реакторів 1, 2 з системою трубопроводів парогазової суміші 10, яка безпосередньо біля

Зо реакторів 1, 2 з'єднана з вакуумним насосом 11, сполученим з реакторами 1, 2 через запірні клапани 12, 13 трубопроводом 14 для установки з можливістю його приєднання-від'єднання до кожного з реакторів 1, 2. Паралельно байпасам 8, 9 встановлені засувки 15. Блок поділу продуктів деструктивної перегонки (на фіг. не позначений) містить систему трубопроводів газів, що відходять 16, систему трубопроводів водяного охолодження 17. Блок поділу продуктів деструктивної перегонки (на фіг. не позначений) включає послідовно з'єднані теплообмінник водяного охолодження 18 з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів, куб-збірник вуглеводнів 19, виконаний у вигляді циліндричної ємності, розташованої горизонтально, забезпечений кип'ятильником 20, що нагрівається газами системи 16, встановленого на кубі- збірнику 19 депарафінізатора 21, що складається з нижньої частини з трубками і з масообмінними насадками (на фіг. не позначені), і з дефлегматора 22, встановленого у верхній частині депарафінізатора 21. Блок поділу продуктів деструктивної перегонки (на фіг. не позначений) включає колону ректифікації 23 для поділу фракцій дизельного палива і бензину, що складається з дефлегматора 24 ректифікаційної колони 23 у верхній її частині, концентраційної секції 25 з масообмінними насадками (на фіг. не показані), секції харчування 26 і відгонної секції 27. Блок поділу продуктів деструктивної перегонки (на фіг. не позначений) також включає теплообмінник 28 для охолодження дизельної фракції; трубчастий вертикально встановлений постійно працюючий теплообмінник 29 з низхідним рухом парів бензину і вуглеводневого газу (газової фракції). Блок поділу продуктів деструктивної перегонки (на фіг. не позначений) включає збірник парафінової фракції 30, збірник фракції дизельного палива 31,

Збірник бензинової фракції 32, встановлені в системі трубопроводів парогазової суміші вуглеводнів 10 газоводовідокрелювач 33, газовий сепаратор 34, збірник газової фракції (газгольдер) 35. Блок поділу (на фіг. не позначений) включає встановлену в системі охолодження 17 ємність оборотної води 36. Реактори 1, 2 з'єднані патрубками 37, 38 з встановленими на них байпасами 8 і 9 та засувками 15 відрізком трубопроводу парогазової суміші 39. в системі трубопроводів 16 газів, що відходять до і після куба-збірки 19 встановлені шибери 40, 41. Теплообмінник водяного охолодження 18 забезпечений трубопроводом 42 для скидання пари в атмосферу з запірним клапаном 43 і з відводним патрубком 44 з запірним клапаном 45 для гасіння парою пожежі. У торці куба-збірника 19 з боку входу трубопроводу 16 газів, що відходять виконаний люк 46; під кубом-збірником 19 встановлений холодильник 60 парафінової фракції 47. У верхній частині куба-збірника 19 під теплообмінником водяного охолодження 18 розташований уловлювач важких парафінів 48. У верхній частині куба-збірника 19 під депарафінізатором 21 для запобігання піноутворення встановлений краплеуловлювач (на фіг. не позначений) у вигляді воронки 49 з подовженою (для виключення бризок) і закругленою відвідною трубкою 50. Після депарафінізатора 21 на трубопроводі 10 встановлений фільтр- заспокоювач 51 парогазової суміші, з'єднаний на виході зі входом секції живлення 26 ректифікаційної колони 23 по дотичній для створення вихрового руху потоку парогазової суміші в ректифікаційній колоні 23. В відгонній секції 27 ректифікаційної колони 23 встановлені ректифікаційні тарілки (на фіг. не показані). Відганяюча секція 27 забезпечена автоматичним регулятором рівня 52 з випускним клапаном 53, який має можливість відкривання після досягнення фракцією дизельного палива певного рівня, наприклад 2/3 об'єму секції 27.

Аналогічні автоматичні регулятори рівня 52 з випускним клапаном 53 встановлені під кубом- збірником 19 перед холодильником парафіну та фракції 47 і після газоводовідокремлювача 33.

В системі трубопроводів парогазової суміші 10 до кожного реактора 1, 2 для підвищення в ньому тиску після охолодження через запірні клапани 54 приєднана ємність з вуглекислим газом 55. По ходу газів, що відходять після реакторів 1, 2 приєднаний автономний трубопровід газів, що відходять 56, на якому встановлений бойлер 57, який використовується під час завантаження. Після куба-збірника 19 в системі газів, що відходять 16 встановлений бойлер 58.

Після уловлювача важких парафінів 48, виконаного з можливістю їх відбору та подачі через холодильник зливу важких парафінів 59 вони надходять до збірки важких парафінів 60. Після газоводовідокремлювача 33 розташована ємність збору відокремленої води 61. Відвідний патрубок 62 від системи газів, що відходять 16 передбачений для запобігання перегрівання куба-збірника 19 і скидання газів, що відходять в атмосферу. Для від'єднання, наприклад, працюючого реактора 1 від непрацюючого реактора 2 і навпаки в системі газів, що відходять 16 передбачений відрізок трубопроводу 63 із засувками 64 і 65, а також передбачені відрізки трубопроводу газів, що відходять 66, 67 із засувками 68 і 69.

Варіант здійснення винаходів.

Спосіб деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену на пристрої для його здійснення виконують наступним чином. Проводять підготовку сировини шляхом очищення, флотації відходів поліетилену та поліпропілену і звільнення їх від домішок, що містять

Зо поліхлорвініл, поліетилентерефталат, целюлозу, хлор, сірку, похідні сполук терефталевої кислоти і органічних сполук. Перед завантаженням сировини на дно кожного реактора 1, 2 поміщають шар антипригарного мастила, наприклад, важкий (тугоплавкий) парафін.

Приєднують топку 5 до реактору 1 за допомогою повітряних подушок 6, що підживляються компресором (на фіг. не показаний), і запускають пальник 7, що працює, наприклад, на власному отриманому газі або на продуктах дизельної, і/або парафіну та фракції. Завантажують реактор 1 вакуумним завантажувачем 3 в кілька етапів по циклу: "повне завантаження сировиною, вакуумізації завантажуємого обсягу, нагрів до 110-260С для розрідження завантаженої сировини" до досягнення розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження реактора 1, який нагрівається зі швидкістю 2-3 "С/хв. Вакуумізацію здійснюють за допомогою вакуумного насоса 11, відкриваючи клапан 12 і закриваючи клапан 13. Після завантаження реактора 1 при досягненні розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження вакуумний насос 11 відключають, закриваючи клапан 12. Відходять гази з температурою 400-450 "С по системі трубопроводів газів, що відходять 16 від реактора 1 при відкритій засувці 64 і закритих, 65, 68, 69 надходять в куб-збірник 19, після якого - в бойлер 58, а потім скидаються в атмосферу при 140-142 С. Відвідний патрубок 62 від системи трубопроводів газів, що відходять 16 передбачений для запобігання перегрівання вище 350 "С куба-збірника 19 шляхом скидання газів, що відходять на бойлер 58. Реактор 2 від'єднаний засувками 9 і 15 від системи трубопроводів парогазової суміші 10. Парогазова суміш, що виділяється з реактора 1 вуглеводнів надходить через діючий теплообмінник 18 з водяним охолодженням (виконаний з можливістю запобігання перегріву парогазової суміші) в куб-збірник 19, обсяг якого розрахований досвідченим шляхом (з завантажуємої кількості сировини третю частину становитимуть парафіни, обсяг куба повинен бути не менше двох часток одержуваного парафіну). Далі парогазова суміш вуглеводнів надходить в депарафінізатор 21, де відбувається відділення першої фракції - фракції парафінів шляхом охолодження в дефлегматоре 22 депарафінізатора 21 при дозованій подачі охолоджуючої води по системі трубопроводів водяного охолодження 17 в дефлегматор 22. Далі парафін в рідкому стані через лійку 49 і закруглену відвідну трубку 50 краплеуловлювача (на фіг. не позначений) надходить в куб- збірник 19. Підтримання рівня рідкого парафіну і його слив з куба-збірника 19 до збірника парафінової фракції 30 через холодильник парафінової Фракції 47 здійснюється автоматичним бо регулятором рівня 52 з випускним клапаном 53, що відкривається після досягнення фракцією певного рівня, наприклад 2/3 або 1/2 обсягу куба-збірника 19. Важкі парафіни, які осідають в осад в фіксатор важких парафінів 48 в кубі-збірнику 19 відбираються і надходять в холодильник 59, а потім до збірника важких парафінів 60. Далі парогазова суміш по системі трубопроводів 10 надходить в фільтр-заспокоювач 51 парогазової суміші і проходить через каталізатор (стружка з безтитанового нікель сплаву з не менше 20 95 нікелю). У присутності нікелю відбувається реакція дегідрування (нікель - каталізатор цієї реакції), при температурі 300-360 "С почне виділятися вільний водень, що дозволить прискорити процес перегонки парів і забезпечити створення більш коротких ланцюжків вуглеводнів. Після фільтра-заспокоювача 51, підключеного до секції живлення (завантажувальної) 26 ректифікаційної колони 23 по дотичній, потік парогазової суміші набуває вихровий рух, частина сконденсованих частинок дизельного палива в гарячому вигляді (180 "С) опускається вниз на ректифікаційні тарілки (на фіг. не показані) в відгонній секції 27, нагріваючи їх. Летюча частина суміші піднімається в концентраційну секцію 25 з масообмінними насадками (на фіг. не показані), де відбувається масообмін (омивання частинок одна другій), легкі фракції піднімаються в дефлегматор 24 ректифікаційної колони 23, залишкові частинки фракції дизельного палива завдяки подачі охолоджуючої води захоплюють зустрічні важкі частки фракції дизельного палива і опускаються в відгонну секцію 27 з ректифікаційними тарілками (на фіг. не показані), де накопичуються частинки фракції дизельного палива. Відганяюча секція 27 забезпечена автоматичним регулятором рівня 52 з випускним клапаном 53, що відкривається після досягнення фракцією дизельного палива певного рівня, наприклад 2/3 або 1/2 об'єму секції 27. Зібрана фракція дизельного палива через теплообмінник для охолодження дизельної фракції 28 надходить до збірника фракції дизельного палива 31. Далі парогазова суміш без парафіну і дизельної фракції надходить в діючий теплообмінник 29 з охолоджувальною водою при температурі 20-25", проходячи через який поділяється на бензинову фракцію, яка надходить через газоводовідокремлювач 33 до збірника бензинової фракції 32, і газову фракцію, яка складається, щонайменше, з одинадцяти газів, мас. У: метан 67,336; етан 10,290; пропан 9,955; І-бутан 1,263; Н-бутан 1,494; І-пентан 0,341; Н-пентан 0,179; гексан ї- вищі 0,351; двоокис вуглецю 8,500; кисень 0,028; азот 0,263.

Гази мають різну щільність, тому конденсація деяких з них неминуча, що може створити вибухонебезпечну ситуацію при безпосередньому напрямку суміші газів на пальник 7 реакторів

Зо 1, 2. Тому суміш газів газової фракції після фракціонування направляють в газгольдер 35 через газовий сепаратор 34. А вже потім з газгольдера 35 звільнений від газового конденсату газ насосом (на фіг. не показаний), наприклад, подають на паливні пальники 7 реакторів 1, 2.

Газовий сепаратор 34 дозволяє не тільки осушити газ, а й отримувати додатковий продукт - газовий конденсат, що є висооктановою присадкою для бензинової фракції. Підтримка рівня рідини і її злив з газоводовідокремлювача 33 до збірника бензинової фракції 32 здійснюється автоматичним регулятором рівня 52 з випускним клапаном 53 після досягнення рідини певного рівня, наприклад, 2/3 або 1/2 обсягу газоводовідокремлювача 33. Система трубопроводів водяного охолодження 17 виконана замкнутою і забезпечена електричними засувками (на фіг. не позначені) перед теплообмінниками 18, 22, 24. Після теплообмінника 29 вода збирається в ємності оборотної води 36. Після теплообмінника водяного охолодження 18 пара, що утворилася по трубопроводу 42, забезпеченому запірним клапаном 43, скидається в атмосферу. Передбачено гасіння парою пожежі при закриванні клапана 43 і відкриванні запірного клапана 45 на зворотному патрубку 44. Відокремлена вода від газоводовідокремлювача 33 збирається в ємність для збору відокремленої води 61, а потім очищається. Завантаження реактора 2 вакуумним завантажувачем З (який перемістили від реактора 1) починають приблизно через 1,0-1,5 години після початку роботи реактора 1.

Приєднують топку 5 до реактору 2 за допомогою повітряної подушки б, що живиться компресором (на фіг. не показаний), і запускають пальник 7, що працює, наприклад, на власному отриманому газі або на продуктах дизельної, і/або парафіну та фракції. Завантаження також здійснюють в декілька етапів по циклу: "повне завантаження сировиною, вакуумізація завантажуємого обсягу, нагрів до 110-2607С для розрідження завантаженої сировини" до досягнення розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження реактора 2, при закритих засувках 54, 65, 15 і відкритою - 69, а також при приєднаному вакуумному насосі 11. Вакуумізацію здійснюють за допомогою вакуумного насоса 1-41, відкриваючи клапан 13 (клапан 12 залишається закритим). Після завантаження реактора 2 при досягненні розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження вакуумний насос 11 відключають. При завантаженні при досягненні тиску в реакторі 2 більше 0,5 атм. байпас 9 автоматично скидає тиск. При падінні температури до 400-440 С в реакторі 1 відключають його пальник 7, закривають засувки 15, 64 при закритій засувці 12, опускають топку 5 і реактор 1 ставлять в бо режим охолодження. При охолодженні реактора 1 нижче 260 "С в ньому виникає негативний тиск, тому підключають ємність з вуглекислим газом 55, при цьому клапан 54 автоматично спрацьовує, пускаючи вуглекислий газ, що дозволяє прискорити процес охолодження реактора 1 до 1-1,5 години. Відходять гази від реактора 1 при відкритій засувці 68 і закритих 64, 15 надходять в бойлер 57, а потім скидаються в атмосферу при 140-142 "С. При цьому в реакторі 1 відбувається залишкове виділення парів парогазової суміші з вуглецевого залишку, тиск підвищується, і при досягненні тиску в межах 0,5 атм. парогазова суміш через байпас 8 дозовано скидається в систему трубопроводів 10. Після повного охолодження реактора 1 проводять його очищення від вуглецевого залишку за допомогою промислового піскоструминного апарату і/або пилососа (на фіг. не показані) через нижній боковий люк 4 реактора 1. Потім закривають люк 4, під'єднують вакуумний завантажувач сировини 3, підводять топку 5, відкривають клапан 12 від вакуумного насоса 11 і починають розгін реактора 1 для чергового циклу по тій же схемі.

Промислова придатність.

Промислові відходи з синтетичних полімерних матеріалів, переважно, з поліетилену і поліпропілену, що забруднюють навколишнє середовище, деструктивною перегонкою перетворюються в шість корисних і якісних продуктів, готових до застосування: газова суміш, газовий конденсат, бензинова фракція, дизельна фракція, парафінова фракція (легкоплавкі і тугоплавкі парафіни), вуглецевий залишок, що не містять сірку і важкі метали. Утилізація цих промислових відходів 100-відсоткова, а з одного кілограма відходів отримують один літр рідких фракцій.

Claims (11)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену, що включає завантаження в перший реактор деструктивної перегонки попередньо очищених флотацією відходів поліетилену та поліпропілену від домішок, що містять поліхлорвініл, поліетилентерефталат, целюлозу, органічні сполуки, гуму; під'єднання і нагрів топки першого реактора деструктивної перегонки паливним пальником; нагрів і підтримання температури в кубі-збірнику вуглеводнів газами, що відходять, причому підтримку температури в кубі-збірнику вуглеводнів депарафінізатора здійснюють відключенням-підключенням подачі газів, що відходять в кип'ятильник; регулювання температури виходу парогазової суміші вуглеводнів з депарафінізатора подачею води системи охолодження в дефлегматор депарафінізатора, відбір парафінових фракцій; фракціонування продуктів деструктивної перегонки, що залишилися, в ректифікаційній колоні з отриманням парової фази бензинової фракції і рідкої фази дизельної фракції; регулювання температури виходу парогазової суміші, що залишилася з ректифікаційної колони, подачею води системи охолодження в дефлегматор ректифікаційної колони; охолодження парогазової суміші, що залишилася, в колоні постійно працюючого теплообмінника, поділ її на бензинову і газову фракції; завантаження сировини в наступний реактор деструктивної перегонки; відключення подачі палива на пальник першого реактора; опускання топки першого реактора і його охолодження, під'єднання топки наступного реактора і нагрів його паливним пальником; вивантаження твердого вуглецевого осаду з охолоджених реакторів деструктивної перегонки, який відрізняється тим, що перед завантаженням сировини донну частину кожного реактора покривають шаром антипригарного мастила; під'єднання топок реакторів здійснюють за допомогою повітряних подушок, застосовують вакуумне завантаження реакторів, в кілька етапів за циклом: "завантаження реактора сировиною, вакуумізація завантаженого обсягу реактора, нагрівання реактора до 110-260"С для розрідження завантаженої сировини" до досягнення розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження реактора; після переходу завантаженого першого реактора в робочий режим деструктивної перегонки здійснюють завантаження наступного реактора в кілька етапів з того ж циклу: "завантаження реактора сировиною, вакуумізація завантаженого обсягу реактора, нагрівання реактора до 110-260 С для розрідження завантаженої сировини" до досягнення розрідженою сировиною позначки 0,7 від висоти повного завантаження наступного реактора; охолодження реакторів здійснюють подачею вуглекислого газу; очистку через нижній боковий люк охолодженого реактора здійснюють промисловим піскоструминним апаратом або пилососом; зниження температури газів, що відходять, які скидаються в атмосферу, здійснюють шляхом пропускання їх через бойлери.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як шар антипригарного мастила використовують тугоплавкий парафін.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як паливо пальника використовують одержані 60 продукти деструктивної перегонки.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вакуумізацію завантаженого обсягу реактора здійснюють вакуумним насосом.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що подачу вуглекислого газу здійснюють від приєднаних до реакторів ємностей з вуглекислим газом.

6. Пристрій для деструктивної перегонки відходів поліетилену та поліпропілену, що включає щонайменше два блоки нагріву, які з'єднані паралельно, кожен з яких містить реактор деструктивної перегонки, виконаний з можливістю верхнього завантаження полімерної сировини через вузол завантаження і з можливістю видалення твердого вуглецевого осаду через нижній боковий люк реактора, кожен з реакторів містить топку, яка виконана з можливістю від'єднання від реактора і приєднання до нього, і паливний пальник; блок поділу продуктів деструктивної перегонки полімерної сировини на складові частини, який складається з послідовно з'єднаних: теплообмінника водяного охолодження з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів, куба-збірника вуглеводнів, виконаного у вигляді циліндричної ємності, розташованої горизонтально, забезпеченого кип'ятильником, що нагрівається газами, встановленого на кубі депарафінізатора, що складається з нижньої частини з трубками і масообмінними насадками, заповненими каталізатором, і з дефлегматора, виконаного у вигляді кожухотрубного теплообмінника, встановленого у верхній частині депарафінізатора; ректифікаційної колони для поділу фракцій дизельного палива і бензину, що складається з дефлегматора, встановленого у верхній частині колони, концентраційної секції з масообмінними насадками, заповненими каталізатором; секції живлення і відгонної секції; теплообмінника для охолодження дизельної фракції; трубчастого вертикально встановленого теплообмінника з низхідним рухом парів бензину і вуглеводневого газу (газової фракції); газо- водовідокремлювача, системи трубопроводів парогазової суміші вуглеводнів, системи трубопроводів газів, що відходять, з шиберами, встановленими до і після куба-збірника вуглеводнів; системи охолодження, встановлених на трубопроводі парогазової суміші вуглеводнів збірників продуктів деструктивної перегонки: фракції дизельного палива, бензинової фракції, газової фракції, збірників парафінових фракцій; встановленої в системі охолодження ємності оборотної води; збірника вуглецевого осаду, збірника відокремленої води, який відрізняється тим, що кожна топка виконана з футерівкою на основі вогнетривких Зо високотемпературних керамічних волокон і встановлена на повітряних подушках; вузол завантаження кожного реактора виконаний вакуумним; реактори з'єднані з системою трубопроводів парогазової суміші відрізками трубопроводів з встановленими на них байпасами; в системі трубопроводів парогазової суміші встановлено вакуумний насос з можливістю його приєднання-від'єднання до кожного з реакторів; в системі трубопроводів парогазової суміші встановлена ємність з вуглекислим газом з можливістю її приєднання-від'єднання до кожного з реакторів; теплообмінник водяного охолодження з низхідним потоком парогазової суміші вуглеводнів забезпечений трубопроводом скидання пари в атмосферу з відвідним патрубком для гасіння парою пожежі; кожен реактор з'єднаний з трубопроводами системи парогазової суміші окремими ділянками, забезпеченими засувками, до і після яких врізані перепускні труби з клапанами-регуляторами тиску в системі для дозованого випуску парогазової суміші; в системі трубопроводів газів, що відходять, встановлені бойлери; у верхній частині куба-збірника під теплообмінником водяного охолодження розташований уловлювач парафінової фракції, виконаний з можливістю її відбору і подачі через холодильник парафінової фракції в збірник парафінової фракції; у верхній частині куба-збірника під депарафінізатором встановлений краплеуловлювач у вигляді лійки з подовженою відвідною трубкою для запобігання піноутворення в кубі-збірнику; в торці куба-збірника з боку входу газів, що відходять виконаний люк для з'єднання куба-збірника з холодильником для зливу важких парафінів в збірник важких парафінів, після дефлегматора депарафінізатора встановлений фільтр-заспокоювач парогазової суміші, з'єднаний на виході з секцією живлення ректифікаційної колони по дотичній для створення вихрового руху потоку парогазової суміші в ректифікаційній колоні; в відгонній секції ректифікаційної колони встановлені щонайменше три ректифікаційні тарілки; під кубом- збірником перед холодильником парафінової фракції, після відгонної секції перед теплообмінником охолодження дизельної фракції, після газо-водовідокремлювача встановлені автоматичні регулятори рівня з випускним клапаном; як каталізатор в масообмінних насадках використані безтитанові нікельвмісні сплави з не менше 20 95 нікелю; пристрій на виході з газо- водовідокремлювача додатково забезпечено газовим сепаратором.

7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що на трубопроводі парогазової суміші на виході з вузла завантаження кожного реактора врізаний відрізок трубопроводу із засувками для встановлення на ньому вакуумного насоса з можливістю його приєднання-від'єднання до бо кожного реактора.

8. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що каталізатор виконаний у вигляді тонких смужок, скручених в спіралі у вигляді стружки.

9. Пристрій за п. б, який відрізняється тим, що топка виготовлена з футерівкою з високотемпературного м'якого керамічного картону "Ніепгтіс НТ".

10. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що топка виготовлена з футерівкою з вогнетривкої керамічної вати.

11. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що випускні клапани автоматичного регулятора рівня виконані з можливістю відкривання після досягнення фракціями рівня 2/3-1/2 відповідних обсягів. і і Кв В І : СОЯ р тв же з | «з | ; і в. а ; рек пав ДВ Мк я Ї яв ь і т Ї - ши в : а : : ж х : ! не уж Ї она о х п КО ж Ше едии і Іа І р ' Ал: тд . ЩІ пд м са в ре а т веж ! зв ше В ЖК екон ! ;

б. В з ЖВАВО оо І УК Шен ; т. шк вк 5 Ще ріж фен юс джен й ев і І - ші Ж І. ! ов чн У ОШд І В щ її я. Квт ла в! з М і : І-й АХ | і п рю дО КК Ву ру ! й тт. ж вії дз 5 г Я ті і 1» й ї гі і ІМ в м Ох чи зе ни ни те :

ЗУ. зекреини жЕ Шик Кері снення сотні

Фіг. 1 х, ж х мк пет т а і | ша хх в дня й

Фіг. 2