WO2015012676A1 - Proceso y equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos en un, solo paso - Google Patents

Proceso y equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos en un, solo paso Download PDF

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Luis NOREÑA FRANCO
Julio AGUILAR PLIEGO
Mirella GUTIÉRREZ ARZALUZ
Maricela SÁNCHEZ SÁNCHEZ
Luis Alberto VILLAREAL CÁRDENAS
Andrés ROSAS CAMACHO
Arturo CISNEROS FARÍAS
Enrique Saldivar Guerra
Ivan Alejandro DE LA PEÑA MIRELES
José Ramiro INFANTE MARTÍNEZ
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to the disposal of plastic waste and, more specifically, to a process and apparatus for decomposing plastic material and converting it into hydrocarbons and chemicals of value.
  • Plastics are materials widely used by man with various applications, including the manufacture of packaging, packaging, electronics, building materials, textiles, among others. As a result of its intensive use, large quantities of plastic waste are generated, mainly in urban centers. Mexico generates more than 2 million tons per year of plastic waste (INEGI, 201 1) mostly made up of plastics polystyrene (PS), polypropylene (PP), polyethylene (PE, LDPE, HDPE), polyethylene terephthalate (PET) and polyvinylchloride (PVC), which usually have as a destination landfills or outdoor dumps.
  • PS polystyrene
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVC polyvinylchloride
  • Recycling is usually done by grinding the waste to form pellets, flakes or other small particles with which products such as carpets or coatings
  • thermal treatments such as thermal cracking.
  • thermal cracking In these it is possible to reverse the polymerization of plastics, breaking chains and releasing monomers.
  • chain lengths of the monomers obtained by these techniques are not uniform, so they are not usually useful for the production of new plastic.
  • Another disadvantage of thermal cracking is the formation of coke and inorganic coal, which increases the maintenance costs of reactive equipment and adds impurities to the product, in addition to being energy intensive, which represents high operating costs.
  • catalytic cracking In order to improve the results of thermal cracking, catalytic cracking arose, which seeks to give some uniformity to the monomers obtained. Catalytic cracking normally occurs in two stages, one consisting primarily of thermal cracking and a second one in which the gaseous products of thermal cracking come into contact with a catalyst, either in a fluidized bed or packed bed reactor. However, two-stage catalytic cracking fails to overcome the formation of inorganic carbon in the reactor and mostly generates low-value waxy products.
  • US Patent No. 5,686,066 entitled “Process for recovering phthalic anhydride and hydrogen chloride from plastic materials” discloses a process that employs at least two gasifiers for thermal cracking and two reactors for catalytic cracking. The catalytic cracking reaction is carried out in the gas phase.
  • U.S. Patent No. 4,851, 601 entitled “Processing for producing hydrocarbon oils from plastic waste” discloses a two-stage cracking process, the first being thermal cracking in a container with stirring followed by catalytic cracking in a packed bed.
  • a ZSM-5 catalyst is used during catalytic cracking, the ZSM -5 has a particle size between 0.1 -10 mm, is used in conjunction with a binder such as alumina, silica or silica-alumina.
  • US publication US2010 / 036181 A1 entitled "Conversion of biomass feedstocks into hydrocarbon liquid transportation fuels” discloses a method consisting of gasifying the first matena that contains coal (mainly biomass or methane) to produce syngas, which then reacts through Fischer- Tropsch (FT) to give liquid fuels.
  • the method further contemplates a catalytic cracking reactor to convert the resulting long chains of F-T to smaller hydrocarbons and subsequently a hydrogenation reactor to obtain a greater amount of paraffinic hydrocarbons.
  • Plastic Material “discloses a process of gasification or partial oxidation in which the matter must necessarily include halogenated compounds (eg, PVC), which results in the production of syngas (CO + H2), halogenated compounds and slag as intermediates.
  • halogenated compounds eg, PVC
  • US Patent No. 6,866,830 entitled “System for Continuously Preparing Gasoline, Kerosene and Diesel Oil From Waste Plastic” discloses a method consisting of two catalytic reactions: 1) dehydrogenation and decomposition of waste plastics, a catalytic reaction using nickel (metallic catalyst of high price); and 2) fluidized catalytic cracking using a zeolite (solid aluminosilicate acid) as catalyst.
  • the method uses steam in fluidized catalytic cracking to remove the oil present in the catalyst particles. It also includes the regeneration of the zeolitic catalyst based on nickel, molybdenum and air.
  • Fuel For Conversion Of Waste Material To Liquid Fuel "describes a process that first pyrolizes (passes waste plastics to gas phase) thermally and subsequently the vapors catalytically transforms them in a second step.
  • the process includes a carbon remover at the bottom of the pyrolysis chamber This excess carbon is formed by first carrying out the complete thermal pyrolysis and then the catalytic conversion separately.
  • the temperature during the catalytic reaction is restricted to a range of 350 to 425 ° C.
  • US Publication No. 2012/310023 A1 entitled “Methods Of Producing Liquid Hydrocarbon Fuels From Solid Plastic Wastes” describes a method of producing liquid fuels in which: the waste plastic (solid or molten) is mixed with a metal hydride and a catalyst impregnated with a metal; the mixture is gasified (partial oxidation); and liquid fuels are produced.
  • the catalyst substrate can be selected from aluminum oxide, silicon oxide, zeolite, zirconium, magnesium oxide, titanium oxide, activated carbon, clays or a combination.
  • the impregnated metal can be selected from: Pt, Pd, Ir, Ru, Rh, Ni, Co, Fe, Mn, Mg, Ca, Mo, Ti, Zn, Al, Pt-Pd alloy, Pt alloy- Ru, Pt-Pd-Ru alloy, Pt-Co alloy, Co-Ni alloy, Co-Fe alloy, Ni-Fe alloy, Co-Ni-Fe alloy or a combination.
  • International publication WO 2009/145884 A1 entitled "Method For Converting Waste Plastic To Hydrocarbon Fuel Materials” describes a batch conversion method in which the melting of plastics is carried out in high temperature aerobic atmosphere (370-420 ° C ) to form an aqueous slurry paste and induce thermal cracking.
  • the method includes simple distillation of the slurry to generate hydrocarbons and the residue is recycled with the inlet slurry.
  • they use a catalyst (mention HZSM-5 commercial zeolite base) that is added to the slurry and recirculated along with the residue.
  • a second distillation of the product obtained in the first is performed.
  • a disadvantage in the thermal cracking processes of the state of the art is that they require very high temperatures to achieve the decomposition of the polymeric waste material.
  • An additional disadvantage of the current processes is that after carrying out the thermal cracking, the steam phase is passed through a bed to perform a catalytic cracking, that is to say in two stages.
  • a disadvantage of thermal cracking and catalytic cracking in 2 stages is that higher temperatures ( ⁇ 800 ° C) are required during thermal pyrolysis, and it also has the disadvantage of favoring the formation of coke, which is a low value residue and Contaminant for the catalyst used in the catalytic stage.
  • the current depolymerization processes are based on synthetic catalysts and not on the use of natural catalysts such as natural zeolite and / or waste catalysts (giving it a re-use and preventing it from being a contaminant). In addition to that they do not use contaminated waste plastics (for example with oils) because they produce coke or low value products.
  • thermo-catalytic to generate hydrocarbons (fuels and chemicals of high value).
  • Another object of the present invention is to provide a process and equipment for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste in a single step, in which the catalytic cracking in a liquid state requires lower temperatures in order to avoid breaking up chains of Low number of carbons.
  • Still another object of the present invention is to provide a process and equipment for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste having a more charged distribution of products towards the part of liquids (and if desired, waxes), since the objective Main is the obtaining of fuels and / or liquid chemicals.
  • Still another object of the present invention is to provide a process and equipment for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste which works at atmospheric pressures and avoids the use of reducing agents.
  • Another object of the present invention is to provide a process and equipment for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste, the process of which focuses on depolymerization of polyolefins, polystyrene and PET to obtain premium fuels (mainly gasoline and diesel), styrene and chemicals that can be marketed as materials for the chemical industry.
  • premium fuels mainly gasoline and diesel
  • styrene and chemicals that can be marketed as materials for the chemical industry.
  • Another object of the present invention is to use a natural zeolite catalyst as well as to reuse a synthetic waste zeolite for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste in a single step.
  • the present invention relates to a process for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste, in a single step, which It comprises: subjecting the plastic waste mat to pre-heat treatment in order to produce a liquid plastic mass, where the thermal pre-treatment of the plastic material is carried out in an atmosphere of inert gas at a temperature that varies between 1 10 ° C and 310 ° C; simultaneously feed the liquid plastic mass to a reaction apparatus; contacting the plastic mass with a bed of particles of inorganic porous material contained within the reaction apparatus at a temperature of 300 ° to 600 ° C; induce thermal-catalytic decomposition reactions at a temperature between 300 and 600 ° C to generate a mixture with hydrocarbons in the vapor phase; and separating the hydrocarbons from the vapor phase stream generated within the reaction medium to produce a liquid mixture of hydrocarbons.
  • an equipment for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste in a single step, comprising an apparatus for thermally treating the plastic waste material to produce a liquid plastic mass; an apparatus for carrying out the catalytic decomposition of the liquid plastic mass and producing a vapor phase hydrocarbon mixture; and an apparatus for separating hydrocarbons with between 5 and 44 carbon atoms from the vapor phase current generated within the apparatus that performs the catalytic decomposition to produce a liquid mixture of hydrocarbons.
  • Figure 1 is a block diagram showing the reaction steps of thermal-catalytic decomposition that generate a mixture with hydrocarbons in the vapor phase.
  • Figure 2 is a block diagram showing the stage of separation of hydrocarbons from the vapor phase stream.
  • Figure 3 is an illustration that schematically shows the equipment for carrying out the catalytic decomposition process continuously.
  • FIG. 4 is an illustration that schematically shows an embodiment of the equipment for carrying out the catalytic decomposition process continuously.
  • Figure 5 is an illustration that schematically shows an additional modality of the equipment for carrying out the catalytic decomposition process continuously.
  • the present invention comprises a process and equipment for decomposing the plastic material and converting it into hydrocarbons (fuels and / or chemicals of industrial utility).
  • Said decomposition has a catalytic nature, where the plastic material is subjected to a thermal pre-treatment accompanied by an inert gas to produce a liquid mass which is fed simultaneously to a packed bed reactor to bring the plastic material into contact. pre-treated and in a liquid state with particles of catalytic material to effect catalytic conversion in this way, taking care to control the different temperatures to obtain a mixture of hydrocarbons in the vapor phase, being able to subsequently obtain liquid products that can be used as chemicals or fuels
  • the plastic material used in the developed process can have any origin, however emphasis is placed on the ability of the process to convert plastic waste including plastic contaminated with oils and pigments, since these constitute a serious environmental problem. It also reveals a team in which the process can be carried out, without representing a limitation to the type of equipment required to perform the process. Both the process and the equipment objects of this invention are described below.
  • the process of the present invention comprises the steps of subjecting the plastic waste material (10) to thermal pre-treatment (10) in order to produce a liquid plastic mass, where the thermal pre-treatment of the plastic material It is carried out in an atmosphere of inert gas (11) at a temperature that varies between 10 ° C and 310 ° C and where the pre-treatment time depends on the type of plastic material and the mass of plastic to be fluidized.
  • the pretreatment under an inert gas atmosphere is intended to avoid any oxidation and consequently prevent premature degradation of undesirable compounds such as synthesis gas or low molecular weight compounds.
  • the process typically comprises an additional step of homogenizing the liquid plastic mass in order to produce a mixture of hydrocarbons with consistent composition during the process.
  • the liquid and homogenized plastic mass is simultaneously fed to a reaction apparatus (2) such as, for example, a closed vessel, reactor or the like.
  • the reaction apparatus is a packed bed reactor, a fluidized bed reactor, or a complete mixing reactor.
  • the plastic mass As the liquid plastic mass flows into the packed bed type reaction medium, the plastic mass is contacted with the bed of particles of inorganic porous material with catalytic activity in an oxygen-free medium at a temperature of 300 ° to 600 ° C. In this way thermal-catalytic decomposition reactions are induced that generate a mixture (12) with hydrocarbons in the vapor phase (see Figure 1).
  • Decomposition reactions occur at temperatures ranging from 300 ° C to 600 ° C, preferably at a temperature that varies between 450 ° C and 550 ° C.
  • the particle size of the bed of inorganic porous material may be between 30 and 10,000 microns, preferably between 50 and 2,000 microns, and more preferably between 60 and 1,500 microns.
  • This material can be composed of synthetic or natural aluminosilicates or the combination of both.
  • Aluminosilicates are porous materials with acidic active centers that give them very good catalytic activity, so they are active to effect the decomposition of the liquid mass in the process of the present invention.
  • natural aluminosilicates and synthetic waste are those that have the following characteristics: Si / Al molar ratios between 3 and 40 and pore diameters between 0.5 and 50 nm and specific surface area between 5 and 1000 m 2 / g.
  • the vapor phase generated by the thermal-catalytic decomposition reaction comprises hydrocarbons of between 1 and 44 carbon atoms in its structure, preferably between 1 and 4 carbon atoms in its structure (non-condensable) and between 5. and 44 atoms of carbon in its structure (condensables).
  • the condensable hydrocarbons obtained are mainly aliphatic.
  • a greater amount of aromatic hydrocarbons is obtained in the condensable fraction.
  • combinations of natural aluminosilicates and synthetic waste aluminosilicates can be used in the process, and the proportions of these as well as the operating conditions can be modified to adjust the composition of the final hydrocarbon mixture (see examples 1 to 3).
  • the process to decompose the plastic material and convert it into hydrocarbons and / or chemicals of industrial utility comprises the step of separating the hydrocarbons (3) with between 5 and 44 carbon atoms from the vapor phase stream (13) generated within the medium reaction to produce a liquid mixture (14) of hydrocarbons (see Figure 2).
  • the separation can be carried out by any physical or chemical method that allows condensation of this mixture, preferably by indirect heat exchange with a cooling fluid.
  • Non-condensable vapors can be used to generate energy electrical or thermal energy via combustion, or they can be treated to separate by known physical or chemical techniques (eg, liquefaction).
  • the liquid hydrocarbon mixture can be subjected to an additional stage of fractionation, preferably by distillation, to separate hydrocarbons and / or liquid chemicals with value as industrial chemicals or with characteristics that fall into the classification of: gasoline, turbine, kerosene, gas oil and / or fuel oil.
  • the equipment designed to carry out the catalytic decomposition process preferably works continuously.
  • the equipment for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste in a single step, comprises: an apparatus for thermally treating the plastic waste material (1) to produce a liquid plastic mass; an apparatus (2) for carrying out the catalytic decomposition of the liquid plastic mass and producing a vapor phase hydrocarbon mixture; and an apparatus for separating (3) hydrocarbons with between 5 and 44 carbon atoms from the vapor phase current generated within the apparatus that performs the catalytic decomposition to produce a liquid mixture of hydrocarbons.
  • the equipment for the production of hydrocarbons by catalytic decomposition of plastic waste can comprise a second separating apparatus for separating the condensable fraction from the gaseous product (see Figure 4).
  • the separated liquid passes to a fractionation apparatus, such as a fractionation column, in which a fractional distillation is carried out to separate the components of interest or liquid fuels such as gasoline, turbine, kerosene, gas-oil and / or fuel oil
  • the apparatus for thermally treating the material comprises means for feeding an inert gas to generate an atmosphere of inert gas and heating means for thermally treating the plastic waste material at a temperature that can be between 1 10 ° C and 3 0 ° C and produce in this way a liquid plastic mass.
  • the vapor phase hydrocarbon mixture can be selected from a packed bed reactor, a fluidized bed reactor, or a complete mixing reactor.
  • Figure 3 shows a preferred apparatus (30) for carrying out the catalytic decomposition according to the present invention which is a tubular packed bed reactor (31).
  • the tubular packed bed reactor comprises a heating source (32) to heat the reactor uniformly and to provide adequate heat to preserve the reaction temperature (preferably 300-600 ° C) in the packed bed.
  • the reactor can be indirectly heated with steam, combustion gases or any other hot fluid, although combustion gases are preferably used.
  • An inert gas (33) is used to maintain a reduced or oxygen free atmosphere within the reactor.
  • the pre-treated and liquid liquid plastic material (34) which is treated in the apparatus for heat treating the material is then fed and flows through the packed bed (35) into the reactor where it is brought into contact with the particles of Catalytic material to effect catalytic conversion in this way, taking care to control the different temperatures to obtain a mixture of hydrocarbons in the vapor phase, being able to subsequently obtain liquid products that can be used as chemicals or fuels.
  • a gaseous stream (36) is obtained, which can optionally be taken to a second module (40) consisting of a condenser to separate the condensable fraction (41) from the gaseous product (36) (see Figure 4) .
  • the separated liquid passes to a third module (50) consisting of a fractional column in which a fractional distillation is carried out to separate the components of interest or liquid fuels such as gasoline, turbine, kerosene, gas-oil and / or fuel- oil
  • the method was tested to decompose a low polyethylene mixture density, high density polyethylene and polypropylene in mass proportions of 26%, 38% and 36%, respectively, using a natural zeolite as a catalytic material, varying the conditions of reactor temperature and mass ratio of catalyst to flow of fed plastic material (W / F) as shown in the table below, together with the composition of condensable product:
  • the method was tested to decompose a mixture of low density polyethylene, high density polyethylene and polypropylene in the same proportions as in Example 1, using a synthetic zeolite as a catalytic material, varying the conditions of reactor temperature and mass ratio of Flow catalyst of fed plastic material (W / F) as shown in the table below, together with the condensable product composition:
  • the method was tested to decompose a mixture of low density polyethylene, high density polyethylene and polypropylene in the same proportions as in Example 1, using a mixture of synthetic and natural aluminosilicates as a catalytic material in a mass ratio of 2.85: 1.
  • the feed of the plastic and the mass ratio of catalyst to flux of fed plastic material (W / F) was varied as shown in the table below, together with the composition of condensable product:

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Abstract

La presente invención describe un proceso para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos, en un solo paso, que comprende: someter a pre-tratamiento térmico el material de desperdicio plástico a fin de producir una masa plástica liquida, en donde el pre-tratamiento térmico del material plástico se lleva a cabo en una atmósfera de gas inerte a una temperatura que varía entre 110°C y 310°C; alimentar simultáneamente la masa plástica líquida a un aparato de reacción; poner en contacto la masa plástica con un lecho de partículas de material poroso inorgánico contenido dentro del aparato de reacción a una temperatura de 300° a 600°C; inducir reacciones de descomposición térmica-catalítica a una temperatura de entre 300 y 600° C para generar una mezcla con hidrocarburos en fase vapor; y separar los hidrocarburos de la corriente de la fase vapor generada dentro del medio de reacción para producir una mezcla líquida de hidrocarburos. Además la presente invención describe un equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos, en un solo paso, comprendiendo un aparato para tratar térmicamente el material de desperdicio plástico para producir una masa plástica líquida; un aparato para llevar a cabo la descomposición catalítica de la masa plástica líquida y producir una mezcla de hidrocarburos en fase vapor; y un aparato para separar los hidrocarburos con entre 5 y 44 átomos de carbono de la corriente de la fase vapor generada dentro del aparato que lleva a cabo la descomposición catalítica para producir una mezcla líquida de hidrocarburos.

Description

PROCESO Y EQUIPO PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDROCARBUROS POR DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DE DESPERDICIOS PLÁSTICOS EN UN, SOLO PASO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona con la eliminación de desperdicios plásticos y, de manera más específica, a un proceso y aparato para descomponer material plástico y convertirlo en hidrocarburos y químicos de valor. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los plásticos son materiales ampliamente utilizados por el hombre con aplicaciones diversas, entre ellas la fabricación de envases, empaques, electrónicos, materiales para la construcción, textiles, entre otras. Como consecuencia de su uso intensivo, se generan grandes cantidades de desechos plásticos, principalmente en los centros urbanos. México genera más de 2 millones de toneladas por año de desechos plásticos (INEGI, 201 1 ) conformados en su mayoría de los plásticos poliestireno (PS), polipropileno (PP), polietileno (PE, LDPE, HDPE), polietilentereftalato (PET) y policloruro de vinilo (PVC), mismos que normalmente tienen como destino los rellenos sanitarios o tiraderos al aire libre.
Ante la problemática de su generación y acumulación se han desarrollado diversas técnicas para revalorizar estos desechos. El reciclaje de plásticos es la técnica más común, en donde el desecho se utiliza como materia prima para la elaboración de nuevos productos, sin embargo sus alcances están limitados por la gran variabilidad en las características de los desechos plásticos (color, densidad, textura, pérdida de propiedades físicas) lo que dificulta la obtención de una materia prima homogénea.
El reciclaje normalmente se realiza moliendo los desechos para formar pellets, hojuelas u otras partículas pequeñas con las que se fabrican productos como alfombras o recubrimientos. Existen otras técnicas cuyo objetivo es despoiimerizar los desechos plásticos en sus monómeros precursores. Tal es el caso de los tratamientos térmicos como el cracking térmico. En estos se logra revertir la polimerización de los plásticos, rompiendo cadenas y liberando monómeros. No obstante, las longitudes de cadena de los monómeros obtenidos por estas técnicas no son uniformes, por lo que no suelen ser útiles para la producción de plástico nuevo. Otra desventaja del cracking térmico es la formación de coque y carbón inorgánico, que incrementa los costos de mantenimiento de los equipos reactivos y añade impurezas al producto, además de que es intensivo en energía lo que representa altos costos operativos.
Con el fin de mejorar los resultados del cracking térmico surgió el cracking catalítico, en el que se busca dar cierta uniformidad a los monómeros obtenidos. El cracking catalítico ocurre normalmente en dos etapas, una que consiste primeramente de cracking térmico y una segunda en donde los productos gaseosos del cracking térmico se ponen en contacto con un catalizador, ya sea en un reactor de cama fluidizada o de cama empacada. No obstante, el cracking catalítico en dos etapas no logra superar la formación de carbón inorgánico en el reactor y genera en su mayoría productos cerosos de bajo valor.
Técnicas más recientes han dejado de enfocarse en el reciclaje de los plásticos para la producción de monómeros aplicando las técnicas antes descritas a la producción de combustibles. Un ejemplo es la patente estadounidense no. 7,531 ,703 que realiza un cracking catalítico en dos pasos empleando compuestos organometálicos (metalocenos) como catalizadores. Este método genera un combustible líquido de forma selectiva, sin embargo el costo de los catalizadores organometálicos -compuestos inorgánicos no porosos caracterizados por enlaces metal/carbono- no permiten un método rentable.
La patente estadounidense No. 5,686,066 titulada "Process for recovering phthalic anhydride and hydrogen chloride from plástic materials" divulga un proceso que emplea al menos dos gasificadores para el cracking térmico y dos reactores para el cracking catalítico. La reacción de cracking catalítico se lleva a cabo en fase gaseosa.
La patente estadounidense No.4,851 ,601 titulada "Processing for producing hydrocarbon oils from plástic waste" divulga un proceso de cracking en dos etapas, siendo la primera un cracking térmico en un recipiente con agitación seguido de un cracking catalítico en un lecho empacado. Se usa un catalizador ZSM-5 durante el cracking catalítico, el ZSM-5 tiene un tamaño de partícula entre 0.1 -10 mm, se usa en conjunto con un aglomerante tal como alúmina, sílica o silica-alúmina.
La publicación estadounidense US2010/036181 A1 titulada "Conversión of biomass feedstocks into hydrocarbon liquid transportation fuels" divulga un método que consiste en gasificar la matena primera que contiene carbón (principalmente biomasa o metano) para producir syngas, que luego reacciona por medio de Fischer-Tropsch (F-T) para dar combustibles líquidos. El método contempla además un reactor de cracking catalítico para convertir las cadenas largas resultantes de F-T a hidrocarburos más pequeños y posteriormente un reactor de hidrogenación para obtener una mayor cantidad de hidrocarburos parafínicos.
La publicación internacional WO20060 0324A1 titulada "A process for producing fuels from plástic waste by catalytic cracking" divulga un proceso para producir combustibles a partir de desperdicio plástico que opera a presión atmosférica. El plástico de desperdicio se funde por medio de un extrusor tipo tornillo. La etapa de pirólisis catalítica se lleva a cabo en un autoclave (reactor agitado) en donde el plástico fundido se vaporiza y los vapores pasan a través de un lecho empacado para producir olefinas.
La publicación internacional WO2005094990A1 titulada "A catalyst composition for catalytic cracking of waste plástic" divulga un catalizador sintético para uso en cracking catalítico y un proceso para el cracking catalítico de residuos plásticos. El proceso requiere que los residuos plásticos previamente triturados se mezclen con un cierto porcentaje en peso del catalizador sintético y dicha mezcla es la que se somete al cracking catalítico.
La patente estadounidense No 5,904,879 titulada "Partial Oxidation of Waste
Plástic Material" divulga un proceso de gasificación u oxidación parcial en la cual la materia debe incluir forzosamente compuestos halogenados (e.g., PVC), lo cual resulta en la producción de syngas (CO + H2), compuestos halogenados y escoria como intermediarios.
La patente estadounidense No. 6,866,830 titulada "System for Continuously Preparing Gasoline, Kerosene and Diesel Oil From Waste Plástic" divulga un método consistente en dos reacciones catalíticas: 1 ) deshidrogenación y descomposición de plásticos de desecho, reacción catalítica que usa níquel (catalizador metálico de alto costo); y 2) craqueo catalítico fluidizado usando una zeolita (sólido ácido aluminosilicato) como catalizador. El método usa vapor en el craqueo catalítico fluidizado para eliminar el aceite presente en las partículas de catalizador. Incluye además la regeneración del catalizador zeolítico a base de níquel, molibdeno y aire.
La publicación estadounidense No. 2007/179326 A1 titulada "Process And Plant
For Conversión Of Waste Material To Liquid Fuel" describe un proceso que primero piroliza (pasa los plásticos de desecho a fase gaseosa) térmicamente y posteriormente los vapores los transforma catalíticamente en un segundo paso. El proceso incluye un removedor de carbón en el fondo de la cámara de pirólisis. Este exceso de carbón se forma por llevar a cabo primero la pirólisis térmica completa y después la conversión catalítica por separado. La temperatura durante la reacción catalítica es restringida a un rango de 350 a 425°C.
La publicación estadounidense No. 2012/310023 A1 titulada "Methods Of Producing Liquid Hydrocarbon Fuels From Solid Plástic Wastes" describe un método de producción de combustibles líquidos en el cual: se mezcla el plástico de desecho (sólido o fundido) con un hidruro metálico y un catalizador impregnado con un metal; se gasifica (oxidación parcial) la mezcla; y se producen los combustibles líquidos. El sustrato del catalizador pudiendo ser seleccionado a partir de óxido de aluminio, óxido de silicio, zeolita, zirconio, óxido de magnesio, óxido de titanio, carbón activado, arcillas o una combinación. El metal impregnado pudiendo ser seleccionado a partir de: Pt, Pd, Ir, Ru, Rh, Ni, Co, Fe, Mn, Mg, Ca, Mo, Ti, Zn, Al, aleación de Pt-Pd, aleación de Pt-Ru, aleación de Pt-Pd-Ru, aleación de Pt- Co, aleación de Co-Ni, aleación de Co-Fe, aleación de Ni-Fe, aleación de Co-Ni-Fe o una combinación. La publicación internacional WO 2009/145884 A1 titulada "Method For Converting Waste Plástic To Hydrocarbon Fuel Materials" describe un método de conversión por lotes en el cual la fusión de plásticos se lleva a cabo en atmósfera aeróbica a alta temperatura (370-420°C) para formar una pasta acuosa o "slurry" e inducir cracking térmico. El método incluye la destilación simple del slurry para generar hidrocarburos y el residuo se recircula con el slurry de entrada. En la modalidad preferida, utilizan un catalizador (mencionan base zeolita comercial HZSM-5) que se añade al slurry y se recircula con junto con el residuo. En otra modalidad, se realiza una segunda destilación del producto obtenido en la primera.
Una desventaja en los procesos de cracking térmico del estado de la técnica es que requieren temperaturas muy elevadas para lograr la descomposición del material polimérico de desecho.
Una desventaja adicional que poseen los procesos actuales radica en que después de llevar a cabo el cracking térmico se hace pasar la fase vapor a través de un lecho para realizar un cracking catalítico, es decir en dos etapas. Una desventaja del cracking térmico y cracking catalítico en 2 etapas es que se requiere de mayores temperaturas (~800°C) durante la pirólisis térmica, y posee además el inconveniente de favorecer la formación de coque, mismo que es un residuo de bajo valor y contaminante para el catalizador empleado en la etapa catalítica.
Aún otra desventaja de los procesos del estado de la técnica radica en la ausencia de control en la distribución de la familia de productos.
Los procesos de despolimerización actuales se basan en catalizadores sintéticos y no en el uso de catalizadores naturales tales como zeolita natural y/o catalizadores de desecho (dándole un re-uso y evitando que sea un contaminante más). Además de que no usan plásticos de desecho contaminados (por ejemplo con aceites) debido a que producen coque o productos de bajo valor.
Teniendo en cuenta los defectos de la técnica anterior es un objeto de la presente lograr la descomposición del material plástico en un paso, induciendo reacciones termo-catalíticas para generar hidrocarburos (combustibles y químicos de alto valor).
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso y equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos en un solo paso, en el cual el cracking catalítico en estado líquido requiere de menores temperaturas a fin de evitar la ruptura a cadenas de bajo número de carbonos.
Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso y equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos que tiene una distribución de productos más cargada hacia la parte de líquidos (y si se desean, ceras), ya que el objetivo principal es la obtención de combustibles y/o químicos líquidos.
Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso y equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos el cual trabaje a presiones atmosféricas y evite el uso de agentes reductores.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso y equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos, cuyo proceso se enfoca en despolimerización de poliolefinas, poliestireno y PET para la obtención de combustibles premium (gasolina y diesel principalmente), estireno y químicos que pueden comercializarse como materiales para la industria química.
Finalmente otro objeto de la presente invención es utilizar un catalizador de zeolita natural así como reutilizar una zeolita sintética de desecho para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos en un solo paso.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un proceso para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos, en un solo paso, que comprende: someter a pre-tratamiento térmico el matenal de desperdicio plástico a fin de producir una masa plástica liquida, en donde el pre-tratamiento térmico del material plástico se lleva a cabo en una atmósfera de gas inerte a una temperatura que varía entre 1 10°C y 310°C; alimentar simultáneamente la masa plástica líquida a un aparato de reacción; poner en contacto la masa plástica con un lecho de partículas de material poroso inorgánico contenido dentro del aparato de reacción a una temperatura de 300° a 600°C; inducir reacciones de descomposición térmica-catalítica a una temperatura de entre 300 y 600° C para generar una mezcla con hidrocarburos en fase vapor; y separar los hidrocarburos de la corriente de la fase vapor generada dentro del medio de reacción para producir una mezcla líquida de hidrocarburos.
En aspecto adicional de la presente invención se relaciona con un equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos, en un solo paso, que comprende un aparato para tratar térmicamente el material de desperdicio plástico para producir una masa plástica líquida; un aparato para llevar a cabo la descomposición catalítica de la masa plástica líquida y producir una mezcla de hidrocarburos en fase vapor; y un aparato para separar los hidrocarburos con entre 5 y 44 átomos de carbono de la corriente de la fase vapor generada dentro del aparato que lleva a cabo la descomposición catalítica para producir una mezcla líquida de hidrocarburos. BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Los aspectos que se consideran característicos de la presente invención se establecerán con particularidad en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, la invención misma, tanto por su organización como por su método de operación, conjuntamente con otros objetos y ventajas de la misma, se comprenderán mejor en la siguiente descripción de ciertas modalidades, cuando se lea en relación con los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La Figura 1 es un diagrama en bloques que muestra las etapas de la reacción de descomposición térmica-catalítica que generan una mezcla con hidrocarburos en fase vapor.
La Figura 2 es un diagrama en bloque que muestra la etapa de separación de los hidrocarburos de la corriente de la fase vapor.
La Figura 3 es una ilustración que muestra esquemáticamente el equipo para llevar a cabo el proceso de descomposición catalítica de manera continua.
La Figura 4 es una ilustración que muestra esquemáticamente una modalidad del equipo para llevar a cabo el proceso de descomposición catalítica de manera continua.
La Figura 5 es una ilustración que muestra esquemáticamente una modalidad adicional del equipo para llevar a cabo el proceso de descomposición catalítica de manera continua.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende un proceso y un equipo para descomponer el material plástico y convertirlo en hidrocarburos (combustibles y/o químicos de utilidad industrial). Dicha descomposición tiene una naturaleza catalítica, en donde se somete al material plástico a un pre-tratamiento térmico acompañado de un gas inerte para producir una masa líquida la cual se alimenta de manera simultánea a un reactor de lecho empacado para poner en contacto el material plástico pre-tratado y en estado líquido con partículas de material catalítico para efectuar de esta forma la conversión catalítica, teniendo cuidado de controlar las diferentes temperaturas para obtener una mezcla de hidrocarburos en fase vapor, pudiéndose obtener posteriormente productos líquidos que pueden ser utilizados como químicos o combustibles.
Generalmente, el material plástico utilizado en el proceso desarrollado puede tener cualquier procedencia, sin embargo se hace énfasis en la capacidad del proceso para convertir desperdicios plásticos incluso plásticos contaminados con aceites y pigmentos, ya que estos constituyen un serio problema ambiental. Se revela también un equipo en el que el proceso puede ser llevado a cabo, sin representar esto una limitación al tipo de equipo requerido para realizar el proceso. Tanto el proceso como el equipo objetos de esta invención son descritos a continuación.
En una modalidad, el proceso de la presente invención comprende los pasos de someter a pre-tratamiento térmico (1 ) el material de desperdicio plástico (10) a fin de producir una masa plástica liquida, en donde el pre-tratamiento térmico del material plástico se lleva a cabo en una atmósfera de gas inerte (11 ) a una temperatura que varía entre 1 10°C y 310°C y en donde el tiempo de pre-tratamiento depende del tipo de material plástico y la masa de plástico a fluidificar. El pre-tratamiento bajo atmosfera de gas inerte tiene por objeto evitar cualquier oxidación y en consecuencia evitar una degradación prematura a compuestos indeseables tales como gas de síntesis o compuestos de bajo peso molecular. Cuando el material plástico de alimentación consiste de una mezcla de diferentes plásticos, el proceso típicamente comprende una etapa adicional de homogeneizar la masa plástica liquida a fin de producir una mezcla de hidrocarburos con composición consistente durante el proceso.
La masa plástica liquida y homogenizada se alimenta simultáneamente a un aparato de reacción (2) tal como, por ejemplo, un recipiente cerrado, reactor o similar. En una modalidad preferida, el aparato de reacción es un reactor de lecho empacado, un reactor de lecho fluidizado, o un reactor de mezcla completa. Conforme fluye la masa plástica liquida dentro del medio de reacción de tipo lecho empacado, la masa plástica se pone en contacto con el lecho de partículas de material poroso inorgánico con actividad catalítica en un medio libre de oxígeno a una temperatura de 300° a 600°C. De esta forma se inducen reacciones de descomposición térmica-catalítica que generan una mezcla (12) con hidrocarburos en fase vapor (véase Figura 1 ). Las reacciones de descomposición ocurren a temperaturas que van desde los 300°C hasta los 600°C, preferiblemente a una temperatura que varía entre 450°C y 550°C. El tamaño de partícula del lecho de material poroso inorgánico puede estar entre las 30 y 10,000 mieras, preferiblemente entre 50 y 2,000 mieras, y más preferiblemente entre 60 y 1 ,500 mieras. Este material puede estar compuesto por aluminosilicatos sintéticos o naturales o bien por la combinación de ambos. Los aluminosilicatos son materiales porosos con centros activos ácidos que les confieren muy buena actividad catalítica, por lo que son activos para efectuar la descomposición de la masa líquida en el proceso de la presente invención. Preferiblemente, los aluminosilicatos naturales y los sintéticos de desecho son aquellos que tienen las siguientes características: Relaciones molares de Si/Al de entre 3 y 40 y diámetros de poro de entre 0.5 y 50 nm y área superficial específica de entre 5 y 1000 m2/g.
La fase vapor generada por la reacción de descomposición térmica-catalítica comprende hidrocarburos de entre 1 y 44 átomos de carbono en su estructura, preferiblemente entre 1 y 4 átomos de carbono en su estructura (no condensables) y de entre 5. y 44 átomos de carbono en su estructura (condensables).
En una modalidad del proceso en la cual se emplean aluminosilicatos naturales, los hidrocarburos condensables obtenidos son principalmente alifáticos. En la modalidad del proceso donde se emplean aluminosilicatos sintéticos de desecho se obtiene una mayor cantidad de hidrocarburos aromáticos en la fracción condensable. Idealmente se pueden utilizar en el proceso combinaciones de aluminosilicatos naturales y aluminosilicatos sintéticos de desecho, pudiendo modificar las proporciones de estos así como las condiciones de operación para ajusfar la composición de la mezcla de hidrocarburos final (ver ejemplos 1 a 3).
El proceso para descomponer el material plástico y convertirlo en hidrocarburos y/o químicos de utilidad industrial comprende el paso de separar los hidrocarburos (3) con entre 5 y 44 átomos de carbono de la corriente de la fase vapor (13) generada dentro del medio de reacción para producir una mezcla líquida (14) de hidrocarburos (véase Figura 2). La separación se puede realizar por cualquier método físico o químico que permita la condensación de esta mezcla, preferentemente mediante el intercambio indirecto de calor con un fluido refrigerante. Los vapores no condensables pueden utilizarse para generar energía eléctrica o bien energía térmica vía combustión, o pueden ser tratados para separarse mediante técnicas físicas o químicas conocidas (p. ej., licuefacción). La mezcla líquida de hidrocarburos puede someterse a una etapa adicional de fraccionado, preferentemente por destilación, para separar hidrocarburos y/o químicos líquidos con valor como químicos industriales o bien con características que caen en la clasificación de: gasolina, turbosina, queroseno, gas-oil y/o fuel-oil.
El equipo diseñado para llevar a cabo el proceso de descomposición catalítica funciona preferentemente de manera continua. El equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos, en un solo paso, comprende: un aparato para tratar térmicamente el material de desperdicio plástico (1 ) para producir una masa plástica líquida; un aparato (2) para llevar a cabo la descomposición catalítica de la masa plástica líquida y producir una mezcla de hidrocarburos en fase vapor; y un aparato para separar (3) los hidrocarburos con entre 5 y 44 átomos de carbono de la corriente de la fase vapor generada dentro del aparato que lleva a cabo la descomposición catalítica para producir una mezcla líquida de hidrocarburos. En una modalidad, el equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos puede comprender un segundo aparato separador para separar la fracción condensable del producto gaseoso (véase Figura 4). Opcionalmente el líquido separado pasa a un aparato de fraccionamiento, tal como por ejemplo una columna fraccionamiento, en la que se realiza una destilación fraccionada para separar los componentes de interés o combustibles líquidos como la gasolina, turbosina, queroseno, gas-oil y/o fuel-oil.
El aparato para tratar térmicamente el material comprende medios para alimentar un gas inerte para generar una atmósfera de gas inerte y medios de calentamiento para tratar térmicamente el material de desperdicio plástico a una temperatura que puede estar entre 1 10°C y 3 0°C y producir de esta manera una masa plástica líquida.
En una modalidad particularmente preferida de la presente invención, el aparato para llevar a cabo la descomposición catalítica de la masa plástica líquida y producir una mezcla de hidrocarburos en fase vapor puede seleccionarse a partir de un reactor de lecho empacado, un reactor de lecho fluidizado, o un reactor de mezcla completa. La Figura 3 muestra un aparato (30) preferido para llevar a cabo la descomposición catalítica de acuerdo con la presente invención el cual es un reactor tubular de cama empacada (31 ). El reactor tubular de cama empacada comprende una fuente de calentamiento (32) para calentar el reactor de manera uniforme y proveer la cantidad de calor adecuada para preservar la temperatura de reacción (preferentemente 300-600°C) en la cama empacada. El reactor puede ser calentado indirectamente con vapor, gases de combustión o cualquier otro fluido caliente, aunque preferentemente se utilizan gases de combustión. Se utiliza un gas inerte (33) para mantener una atmósfera reducida o libre de oxígeno dentro del reactor. El material plástico (34) pre-tratado y en estado líquido que se trata en el aparato para tratar térmicamente el material luego se alimenta y fluye a través de la cama empacada (35) dentro del reactor donde es puesto en contacto con las partículas de material catalítico para efectuar de esta forma la conversión catalítica, teniendo cuidado de controlar las diferentes temperaturas para obtener una mezcla de hidrocarburos en fase vapor, pudiéndose obtener posteriormente productos líquidos que pueden ser utilizados como químicos o combustibles. A la salida del reactor se obtiene una corriente gaseosa (36), misma que opcionalmente puede ser llevada a un segundo módulo (40) consistente de un condensador para separar la fracción condensable (41 ) del producto gaseoso (36) (véase Figura 4). Opcionalmente el líquido separado pasa a un tercer módulo (50) consistente de una columna fraccionamiento en la que se realiza una destilación fraccionada para separar los componentes de interés o combustibles líquidos como la gasolina, turbosina, queroseno, gas-oil y/o fuel-oil.
EJEMPLOS ILUSTRATIVOS
-Ejemplo 1 -
El método se probó para descomponer una mezcla de polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad y polipropileno en proporciones másicas de 26%, 38% y 36%, respectivamente, utilizando una zeolita natural como material catalítico, variando las condiciones de temperatura de reactor y relación de masa de catalizador a flujo de material plástico alimentado (W/F) como se muestra en la tabla a continuación, junto con la composición de producto condensable:
Figure imgf000015_0001
-Ejemplo 2-
El método se probó para descomponer una mezcla de polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad y polipropileno en las mismas proporciones que en el Ejemplo 1 , utilizando una zeolita sintética como material catalítico, variando las condiciones de temperatura de reactor y relación de masa de catalizador a flujo de material plástico alimentado (W/F) como se muestra en la tabla a continuación, junto con la composición de producto condensable:
Temperatura 500°C 450°C 450°C 425°C
W/F 213 min 341 min 262 min 339 min
Composición de % masa
Figure imgf000016_0001
-Ejemplo 3-
El método se probó para descomponer una mezcla de polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad y polipropileno en las mismas proporciones que en el Ejemplo 1 , utilizando una mezcla de aluminosilicatos sintéticos y naturales como material catalítico en una relación másica de 2.85 : 1. Se varió la alimentación del plástico y la relación de masa de catalizador a flujo de material plástico' alimentado (W/F) como se muestra en la tabla a continuación, junto con la composición de producto condensable:
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000017_0001
-Ejemplo 4-
El método se probó para descomponer poliestireno expandible utilizando una zeolita natural como material catalítico, variando las condiciones de temperatura de reactor y relación de masa de catalizador a flujo de material plástico alimentado (W/F) como se muestra en la tabla a continuación, junto con la composición de producto condensable:
Figure imgf000017_0002
Aunque se ha mostrado y descrito en detalle a guisa de ejemplo una forma de realización específica de la presente„invención, se debe entender que la presente es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. Por lo tanto, la intención no es limitar la invención a la formar particular descrita, sino en vez de ello cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro de los alcances de la invención como se reclama por las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos, en un solo paso, caracterizado porque comprende:
i. someter a pre-tratamiento térmico el material de desperdicio plástico a fin de producir una masa plástica liquida, en donde el pre-tratamiento térmico del material plástico se lleva a cabo en una atmósfera de gas inerte a una temperatura que varía entre 1 10°C y 310°C;
¡i. alimentar simultáneamente la masa plástica líquida a un aparato de reacción;
¡ii. poner en contacto la masa plástica con un lecho de partículas de material poroso inorgánico contenido dentro del aparato de reacción a una temperatura de 300° a 600°C;
iv. inducir reacciones de descomposición térmica-catalítica a una temperatura de entre 300 y 600° C para generar una mezcla con hidrocarburos en fase vapor; y v. separar los hidrocarburos de la corriente de la fase vapor generada dentro del medio de reacción para producir una mezcla líquida de hidrocarburos.
2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además el paso de homogeneizar la masa plástica liquida a fin de producir una mezcla de hidrocarburos con composición consistente durante el proceso, cuando el material plástico de alimentación consiste de una mezcla de diferentes plásticos.
3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la masa plástica se pone en contacto con el lecho de partículas de material poroso inorgánico con actividad catalítica en un medio libre de oxígeno.
4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la fase vapor generada por la reacción de descomposición térmica-catalítica comprende hidrocarburos de entre 1 y 44 átomos de carbono en su estructura, preferiblemente entre 3 y 35 átomos de carbono en su estructura.
5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el proceso es continuo y se lleva a cabo en una atmósfera reducida o libre de oxígeno.
6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el tamaño de partícula del lecho de material poroso inorgánico puede estar entre las 30 y 10,000 mieras.
7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el lecho de material poroso inorgánico es seleccionado a partir de aluminosilicatos sintéticos o naturales, o por la combinación de ambos.
8. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el lecho de material poroso inorgánico es seleccionado a partir de los aluminosilicatos naturales y los sintéticos de desecho que tienen las siguientes características: Relaciones molares de Si/Al de entre 3 y 40 y diámetros de poro de entre 0.5 y 50 nm y área superficial específica de entre 15 y 1000 m2/g.
9. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizadoademás porque el lecho de material poroso inorgánico se selecciona a partir de aluminosilicatos naturales para producir hidrocarburos condensables alifáticos.
10. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el lecho de material poroso inorgánico se selecciona a partir de aluminosilicatos sintéticos de desecho para producir una mayor cantidad de hidrocarburos aromáticos en la fracción condensable.
1 1. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el lecho de material poroso inorgánico es una combinación de aluminosilicatos naturales y aluminosilicatos sintéticos de desecho, en donde la modificación de sus proporciones así como las condiciones de operación permiten ajustar la composición de la mezcla de hidrocarburos final.
12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de separar comprende separar los hidrocarburos con entre 5 y 44 átomos de carbono de la corriente de la fase vapor generada dentro del medio de reacción para producir una mezcla líquida de hidrocarburos.
13. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además el paso de fraccionar la mezcla líquida de hidrocarburos por destilación, para separar hidrocarburos y/o químicos líquidos con valor como químicos industriales o bien con características que caen en la clasificación de: gasolina, turbosina, queroseno, gas-oil y/o fuel-oil.
14. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el material plástico consiste principalmente de polipropileno, polietileno, poliestireno, polietilentereftalato o una mezcla de estos.
15. Un proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el material plástico consiste principalmente de polipropileno y polietileno.
16. Un proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el material plástico proviene de materiales de desecho.
17. Un equipo para la producción de hidrocarburos por descomposición catalítica de desperdicios plásticos, en un solo paso, caracterizado porque comprende:
i. un aparato para tratar térmicamente el material de desperdicio plástico para producir una masa plástica líquida;
ii. un aparato para llevar a cabo la descomposición catalítica de la masa plástica líquida y producir una mezcla de hidrocarburos en fase vapor; y
iii. un aparato para separar los hidrocarburos con entre 5 y 44 átomos de . carbono de la corriente de la fase vapor generada dentro del aparato que lleva a cabo la descomposición catalítica para producir una mezcla líquida de hidrocarburos.
18. El equipo de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque comprende además un segundo aparato separador para separar la fracción condensable del producto gaseoso.
19. El equipo de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque comprende además un aparato de fraccionamiento en la que se realiza una destilación fraccionada para separar los componentes de interés o combustibles líquidos como la gasolina, turbosina, queroseno, gas-oil y/o fuel-oil.
20. El equipo de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque el aparato para tratar térmicamente el material comprende medios para alimentar un gas inerte para generar una atmósfera de gas inerte y medios de calentamiento para tratar térmicamente el material de desperdicio plástico a una temperatura que puede estar entre 1 10°C y 310°C y producir de esta manera una masa plástica líquida.
21. El equipo de conformidad con la reivindicación 17 caracterizado además porque el aparato para llevar a cabo la descomposición catalítica de la masa plástica líquida y producir una mezcla de hidrocarburos en fase vapor puede seleccionarse a partir de un reactor de lecho empacado, un reactor de lecho fluidizado, o un reactor de mezcla completa.
22. El equipo de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el aparato preferido para llevar a cabo la descomposición catalítica es un reactor tubular de cama empacada.
23. El equipo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el reactor tubular de cama empacada comprende una fuente de calentamiento para calentar el reactor de manera uniforme y proveer la cantidad de calor adecuada para preservar la temperatura de reacción (preferentemente 300-600°C) en la cama empacada.
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