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含碳废物和生物质的再加工方法.pdf

  • 上传人:00062****4422
  • 文档编号:851476
  • 上传时间:2018-03-15
  • 格式:PDF
  • 页数:26
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN85109131

    申请日:

    1985.11.22

    公开号:

    CN85109131A

    公开日:

    1986.10.01

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    |||地址:联邦德国韦塞林格地址:联邦德国科隆|||原专利权人:莱茵褐煤动力燃料联合股份公司受让人:莱茵褐煤股份公司|||审定|||公开|||

    IPC分类号:

    C10G1/06; C10G1/10; C10G3/00

    主分类号:

    C10G1/06; C10G1/10; C10G3/00

    申请人:

    莱茵褐煤动力燃料联合股份公司

    发明人:

    阿克塞尔·吉尔; 赫曼·豪瓦; 卡尔·海茵茨·凯姆; 约奇姆·科尔夫; 奥托·尼沃思

    地址:

    联邦德国韦塞林格5047

    优先权:

    1984.11.22 联邦德国 P 34 42 506.3

    专利代理机构:

    中国国际贸易促进委员会专利代理部

    代理人:

    顾柏棣;辛敏忠

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    内容摘要

    本发明涉及含碳的废物和生物质进行再加工的工艺,在较高的温度及氢气压力至少为一巴时采用氢化处理的方法。

    权利要求书

    1: 对含碳废物和生物质进行再加工的方法,其特征在于,含碳废物和(或)生物质,可以用氢气和(或)含氢气体,以及(或)氢转换溶剂(氢供体溶剂)处理,温度为75-600℃,压力在1-600巴,最好是2-500巴,停留时间1分钟至8小时,最好为15分钟至6小时。
    2: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对于合成废物和(或)植物性物质,其还可能含有废纸和其它纤维素物质,以及(或)生物质,进行氢化处理。
    3: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对含碳合成废物的以及主要是合成性含碳废物的混合物,进行氢化处理,温度为200-600℃,最好为200-540℃;压力为30-500巴,最好为50-450巴;停留时间为1分钟至8小时,最好为15分钟至6小时。
    4: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,可在有氢供体溶剂的情况下运行,温度为75-500℃,最好为80-480℃;压力为1-300巴;停留时间为1分钟至8小时,最好为15分钟至6小时。
    5: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在有或没有氢化供体溶剂的条件下,在第一阶段氢化处理中,是有极性溶剂,特别是水时,压力为1-150巴,温度为75-500℃;第二阶段的温度为200-600℃,最好为200-540℃,压力为30-500巴,最好为50-450巴。
    6: 根据权利要求1-5所述的方法,其特征在于,基本上采用水解进行氢化处理。
    7: 根据权利要求1-6所述的方法,其特征在于,废物和 (或)生物质进行氢化处理时,要有原油和(或)原油成分物质,特别是原油残留物和(或)煤和(或)含煤分物质,和(或)油母页岩和(或)油母页岩成分,和(或)油沙萃取物,和(或)柏油或沥青,及(或)含沥青物质。
    8: 根据权利要求1-7所述的方法,其特征在于,在有催化剂的情况下进行氢化处理。
    9: 根据权利要求1-8所述的方法,其特征在于,进行氢化处理时,有所谓的一次性催化剂存在。
    10: 根据权利要求1-9所述的方法,其特征在于,来自煤加工时的粉尘和灰分,可与金属和(或)其在氢化中呈活性的化合物,在氢化处理中作为催化剂使用。
    11: 根据权利要求1-10所述的方法,其特征在于,膛式炉焦碳和(或)温克粉尘和灰分,如高温温克勒粉尘,及(或)高温煤气化粉尘,与金属和(或)其在氢化中呈活性的化合物混合,可在氢化处理中作为催化剂使用。
    12: 根据权利要求1-11所述的方法,其特征在于,是含铁的催化剂,可进一步与其它金属和(或)其化合物相混合,在工艺中使用。
    13: 根据权利要求1-12所述的方法,其特征在于,进行氢化处理时,在Ni和(或)Mo及(或)W、Co存在,其可附于催化载体上。
    14: 根据权利要求1-13所述的方法,其特征在于使用了膏油。
    15: 根据权利要求1-14所述的方法,其特征在于,对氢化处理的产物进行氢化精炼。
    16: 根据权利要求1-15所述的方法,其特征在于,含碳废物和(或)生物质,至少部分被溶解或成为悬浮物,然后进行氢化处理。
    17: 根据权利要求1-16所述的方法,其特征在于,在有来自氢化处理装置中的油时进行氢化处理。

    说明书


    含碳废物和生物质的再加工方法

        众所周知,世界范围内因废物的积累而形成了日益严重的环境问题。

        多年来处置废物是采用填地的方法,例如在废弃矿和偏远地区填地处置废物。长期以来对废物的化学结构及其对土壤和地下水的影响并未引起注意。近年来才在专门的地点处置有害废物,采取了措施防止其渗漏到地下。但是今后这些场地的环境污染仍是值得忧虑的。

        为此应尽力采取措施以便对废物进行再加工,一方面可以改善环境,另一方面可从废物中获得有用的产品。

        1978年12月25日的《油和气杂志》(第80页)上叙述了一个半生产性设备,对废塑料进行热解,可获得气体和燃料油。

        1979年4月的《碳氢化合物加工》(第183页)上,介绍了一种焚烧系统,特别适用于燃烧有害废物。

        对塑料的生物化学降解也进行了研究(如见1979年9月10日的《欧洲化学消息》第28页)。1979年8月13日的《化学工程》(第41页)上叙述了有害废物的固化方法,即采用固化物质(如水泥)与废物混合的方法。

        处理废物重要工艺的一份调查刊载在1979年10月1日的《化学和工程消息》(第34页)上,着重强调了生物质(如木头和饲料)的气化问题,其产物主要是一氧化碳和氢气。

        在第36页左边的栏目中,揭示了一项试验计划,研究有氢和阮内镍时,悬浮于水中的木头的转化情况。

        在1979年25卷的《欧洲化工》(第417页)上,叙述了混合废塑料的增塑和造型法。1980年4月XXXII的《化学工业》(第248页)上介绍了废物焚烧流化床工艺。

        《国际化学》1980年第四期第20页上介绍了用水和碱处理时,废物和生物质的转化。已知有其它的为数众多的出版物介绍了废物处理的内容。

        近年来特别是废物焚烧法有了发展,建造出大型的技术装置。虽然这些装置结合考虑了粉尘的去除和烟道气的净化,但是废物转化成二氧化碳(和水)的问题是不可避免的。特别是考虑到大气中CO2的积累问题,则CO2的生产就更为令人生厌。既使在良好的运转条件下,重金属、SO2、NOX和其它污染物质也将排到大气中。

        同时对热解正在进行工艺研究(如见1985年10月4日的《Verinigte    Wirtschafts-dienste    GMbH》第9页)。热解工艺的缺点是会形成大量气体和污染严重的结焦残留物。

        目前的技术状况表明,废物和生物质的再加工问题迄今未能满意地解决。

        本发明揭示了一项非显而易见的,但越发受到赞同的解决问题的方案。这一方法与目前的技术状况相比,特别是能大量产生有价值的液态产物,本发明涉及一项工艺,对含碳废物和生物质进行再加工,特点是废物和(或)生物质中的碳与氢、和(或)含氢气体、和(或)氢转化(供体)溶剂发生反应,温度为75-600℃;压力为1-600巴,最好为2-500巴;停留时间为1分钟至8小时,最好是15分钟至6小时。

        所发明的这项工艺,首先分离了无机成份如玻璃、金属、石头等物质,无须再进一步分离,这些废物就能转化成有价值的烃。它们是C1-C4的气态烃、轻油范围内的液态烃以及中间蒸馏物和重油,这些物质可作为加热用的油及柴油。根据这项发明,预先分离的废物也能发生转化,特别是以这样一种方法,即,含碳的合成物质,如塑料及塑料混合物、橡胶、废轮胎、纺织废物等,至少先与植物或生物质分离,再进行单独的氢化处理或与工业废物混合处理,如涂层和喷漆物质或有机化学物,工业生产废物、有机合成物碎片,汽车工业废物、污水污泥或使用过的油,其它废物如纸张、食品残留物、农场及木材废物、植物残留物等可分离出,或是在合成成份中达到一定比例。

        例如,依照这项发明,垃圾可以用这样的方法进行再加工,即,将塑料、橡胶、织物及其它合成材料进行大致分离,并分别进行氢化处理,或是与废轮胎或工业化学的物质和塑料废物,以及用过的油等等进行混合处理。

        根据这项发明,该工艺亦能很好地氢化处理单独的上述废物,以及与煤、含煤成分混合在一起的废物,如来自煤的残留油、煤馏油、热解油、原油中的残留油、其它原油成分、油母页岩及页岩油成分,油沙萃取油、柏油和沥青及类似物质,以及这些物质的混合物。

        上述无机物质与含碳废物进行分离,依据目前的技术状况是可以进行的。如不循环使用和再加工,这些无机物可以填地处置,根据目前的技术状况,对废物和生物质可以进行压轧,粉碎和分离。如果建造加工设备不受限制的话,这一发明工艺可以在有无机物质时运行。

        不能转化成碳氢化合物的废物成分,如以化合物形式存在的硫、氮、氢及卤化物,转化成气态的氢的化合物,如H2S,NH3,HCl,H2O等物质。根据目前的技术状况,这些化合物用气体净化的方法进行分离以及进一步再加工。

        同时,采用这项发明时,可避免产生废物焚烧而形成的有害化合物,如NOX,SOX,二恶英(dioxines)等物质。而且象很难燃烧的聚氯乙烯塑料,采用本项发明在不产生危害的情况下能够进行转化。

        本发明的这项对含碳废物的氢化技术,在没有催化剂时,能产生很好的结果。然而在存在一些催化剂时对转化和有选择地形成一些碳氢化合物能产生更好的结果。这些催化剂如Fe,MO,Ni,Co,W及其它金属和(或)其在氢化过程中为活性的化合物。这些催化剂可以是一种物质或者是至少二种物质的混合物,这些组分可载在催化载体上,如铝、硅、硅酸铝及沸石等工艺人员熟悉的载体,以及这些载体的混合物。某些沸石本身就有活性,可做催化剂使用。

        根据本发明可以使用的其他催化剂为一次性的催化剂,如膛式炉焦炭,温克勒-气化粉尘(如高温-温克勒粉尘),存在氢时煤气化得到的粉尘和灰份,此时还生成甲烷。而且含有铁氧化物,如所谓的红泥、活性黄土、钢铁工业的粉尘等都可做为催化剂。这些物质可以其本身形式,或与金属,在氢化过程中为活性的金属化合物结合在一起,特别是与重金属和(或)重金属化合物结合时,如与Fe,Cr,Zn,Mo,W,Mn,Ni,Co,以及与碱和碱土金属如Li,Na,K,Rb,Be,Mg,Ca,Sr或Ba,及其混合物和(或)化合物结合的形式使用。

        这些催化剂在使用前或使用中可被硫化。

        本发明的氢化处理工艺可在很大的温度和压力范围内进行,这决定于投料的不同,一般范围是75-600℃,压力为1-600巴。

        在有或没有催化剂时,合成废物的混合物,如塑料混合物、橡胶、废轮胎、纺织废物、工业化学废物、废油、使用过的油等物质的氢化处理,其压力为30-500巴,最好为50-450巴;温度为200-600℃,最好为200-540℃;停留时间为1分钟至8小时,最好为15分钟至6小时。在进料中可添加膏油,以及煤、含煤成分物质,原油、含原油的物质、油母页岩及油母页岩物质、油沙萃取物及含其成分物质、柏油和沥青、含沥青的物质及类似物质。进料可用溶剂进行预处理,萃取物随后也要进行氢化处理。

        氢化气体可有不同的质量,除氢气外,可以含有若干数量的CO,CO2,H2S,甲烷、乙烷及蒸气等。

        这些氢气质量,例如含碳物质在气化中产生的氢气质量是适用的。这些物质可以是原油和其它矿物油在加工过程中的残留物,或者是煤(例如褐煤)、木头、泥煤、或者是煤加工时的残留物,如煤氢化过程中的残留物。气化物质也可能是垃圾中的物质和植物部分。当然纯氢,例如电解产生的氢气也是很适用的。

        因此,根据本项发明,垃圾可以首先分离成植物部分及合成物质部分。其后,植物部分进行气化,产生的氢气用在合成物质部分用氢气处理的工艺中。

        植物部分可改用发酵法处理。

        一般地说,进行氢化处理的进料,基本上不含有无机物质,进料可以是干的、粉碎、研磨过的或是熔化的,以及与膏油或其它物质混合,加热到反应温度,再进行氢化处理(有或没有催化剂)。

        此时,在已是高温的混合设备中获得的可抽提的泥浆或糊状物,可以抽提到氢化反应器中。为了能获得可抽提的糊状物或泥浆,例如可以使用各种来源(如氢化工艺产生)的膏油。膏油也可以是非氢化器来源的。亦可添加水或蒸气。为得到可抽提的泥浆或糊状物,也可添加原油或含原油的物质,含煤的物质或沥青、柏油及类似物质。

        进料可以分别输入氢化反应器,采用输送机,例如螺旋输送机或其它输送设备。

        反应区包括一个或数个并联的或串联的反应器。反应器后最好连接一个热的收集罐,例如连接在贮物氢化过程之后。在热的收集罐中已经气化的部分与贮物相分离。

        将气化部分冷却,获得液态烃,再根据现有的技术进行加工,例如裂解、特别是氢化裂解、精炼和蒸馏。部分产物可循环再用于氢化装置,部分产物可作为膏油。在常温和常压下的气态产物,如氢气、甲烷、乙烷及C3-C4的烃经过净化,可使其与H2S,NH3,HCl,CO或CO2相分离。

        一般说来,氢气部分是再循环到氢化反应器中。气态烃经过蒸气重整,可转化成另外的氢气。在热的收集罐气相中获得的产物,特别是在通常条件下为液态的产物,可用如前所述的提炼装置进行处理。该提炼装置,一般是在氢化作用条件下运行。在此步骤中,少量的含有杂原子的化合物可被完全破坏掉,导致基本上不含有硫、氮及卤素的烃类产物。沸点较高的部分可至少投配到一个裂解装置中,特别是可投配到氢化裂解装置中。所获得的部分产物可以再循环到氢化反应器中以及作为膏油或溶剂使用。

        热的收集罐的贮物能以几种不同的方式完成,例如用真空蒸馏法。真空蒸馏贮存物可供给气化装置,导致产生氢气和一氧化碳。这些气体有利于在上述的气体净化和气体加工装置中加工。此外,真空蒸馏的残余物可在炼焦装置中加工,例如在延迟焦化装置或脱沥青装置中加工,或按目前的技术所能进行的其它加工。含有金属污染物的残余物及灰份,按目前的技术可作填地处理,或在冶金工业中进行加工,部分可作催化剂,在废物的氢化过程中使用。此外,热的收集罐的贮存物可进行超临界萃取法处理,如用丙烷、丁烷及高沸点的烃,这些物质可以在废物的氢化装置中提取。至少一部分萃取剂可在氢化反应器中使用。

        热的收集罐底部存积物和(或)真空蒸馏残余物,特别是脱沥青后的残余物,至少部分可作膏油使用。

        图1    示出本项发明工艺的实例及加工步骤。

        图2    示出本项发明工艺的例子,并有溶剂的预处理步骤。

        图3    为使用过的油的提炼和发明工艺的联合装置。

        图4    示出各种单一馏份的产量对温度的相对关系。

        实例

        通过图1本发明工艺可详细解释为:

        经过粉碎或研磨,废物投配到混合设备(1)中,如果必要,在投料混合之后再进行一次研磨。此外,通过流程线路(2)加入同一装置产生的膏油,或者是通过(2a)加入来自他处的膏油。

        此外,通过线路(3)可往(1)处加入催化剂。在反应器(5)内,通过加入氢气或含氢气体,使投料发生氢化。安装若干氢化反应器可代替反应器(5),这些反应器可以是并联或串联的。氢化产物输送到热的收集罐(6),在(6)中气体产物(7)与贮存物相分离。在热交换器(8)中气体被冷却,送到分离器(9)。在(9)中液态产物与气体产物相分离,气体从上方被分离出。根据目前的技术,例如蒸馏、较重物质的氢化裂解及精炼等技术对液态产物进行加工。在(10)中,气态产物与其它杂质如H2S,NH3,HCl,CO2等相分离。氢气再循环到氢化反应器中。在(11)中用蒸汽转化法使气态烃被分离,以及至少有一部分转化成氢气和一氧化碳。

        热的收集罐之液体产物,例如可以进行真空蒸馏(12),所获得的另外的油(13),部分可作为膏油使用。

        真空蒸馏的沉积物可炼焦(14),如延迟焦化。自来(14)的产物(15)输送到气体和液体加工装置中。在(14)中获得的焦炭(16),它含有金属等灰分,可在气化装置(17)中处理,或按照目前的技术进行处置,或依据其成分,部分可作催化剂使用。另外的方法是沉积物(12)直接送到(17)中进行气化。气体(18)输送到气体加工装置中。灰分(19)中的碳黑可用现有的技术进行焚烧处置,在冶金工业中使用,据其成分,至少部分灰分可作催化剂使用。

        进一步可供选择的方法是热的收集罐的沉积物可用超临界萃取剂进行萃取,如丙烷、丁烷或较高沸点的烃类物质。所得到的萃取物按现有的技术进一步加工。残余物的加工类似于热的收集罐沉积物的加工。萃取物,特别是在串联安装的氢气反应器中的萃取物,至少部分可在这些反应器中使用,或用于其中的一个反应器。

        当投料中含有较大量的如硫、氮或卤素等杂原子时,从分离器(9)中获得的液态产物可送到提炼器(20),一般进行氢化加工。提炼的产物在蒸馏器(21)中蒸馏,另外的方法是来自(21)中的产物可进行提炼。蒸馏沉积物可在裂解装置(22)中裂解,以得到低沸点的产物(23)。

        需要强调的是图1所示的工艺流程应被考虑为一个实例,而不是对本项发明的工艺即废物和(或)生物质氢化处理工艺的一种限制。工艺人员知道来自氢化反应器的产物可用其它加工步骤或这些步骤的综合方法进行加工。

        本项发明工艺,对于用过的油及其经过重提炼、重蒸馏后的残余物也可以进行处理,如图3所示。

        例如,将用过的油从存储罐(1)中提出,分别注入物理和(或)化学分离净化装置(2),以便分离固体、水分及其它不需要的物质。所获得的净化产物,通过输送管线(3)投配到氢化反应器(4)或提炼装置(7)中。

        热的收集罐(5)因氢化作用所得到的气态及液态产物经输送管线(6)投配到提炼装置(7)。在精炼用过的油的蒸馏器(18)中得到沉积物,经过输送管线(9)在反应器(4)进行氢化。

        存储罐(10)中需要进行氢化的废物,输送到粉碎及研磨装置(11)中,通过输送线路(12)将这种物料投配到反应器(4)。

        如从矿物油以及原煤等物质中得到的重油,可通过输送线路(13)添加到流程中。热的收集罐的沉积物可以经过输送线路(14)在(15)中进行气化。

        根据本项发明工艺,采用适当的溶剂进行处理,特别是使用氢供体溶剂能够进行氢化。其后,溶解的和不溶解的物质被相互分离,分别在氢化反应器中被氢化。尔后再进行蒸馏,溶剂可被分离和循环再用。另外,不溶解的物质可进行气化或焦化处理。

        如前所述,在本发明工艺的这个变型中,还可投配与煤及含煤分物质、原油及含原油物质等混合后的废物。

        此外,对废物进行加工的这项发明,还可根据现有技术得到各类设备和加工步骤的变型。

        适合使用的溶剂如有:1,2,3,4-四氢化萘、蒽油、异丙醇、含油的甲酚、萘烷、萘、四氢呋喃、二噁烷以及来自矿物油和原煤的其它烃类物质,或是来自氢化装置的烃、含有烃和油的氧气。最后可添加水或蒸气。

        本发明工艺应用的溶剂,可借助于图2进行详细叙述。在设备(1)中粉碎和研磨的物质在较高温度下至少部分溶解或悬浮。在分离设备(2)中,可将不溶解的物质与溶液相分离。不溶解的部分可在焦化装置(3)或气化装置(4)中进一步加工。

        在氢化反应器(5)中,溶解的或悬浮的物质被氢化处理。最好使用一些氢供体溶剂,如1,2,3,4-四氢化萘、萘烷、蒽油、含油甲酚或其它高沸点油。这样,在低氢气压力下,甚至1巴时就可以进行氢化处理。

        停留时间和氢气压力彼此相互调节。氢化后产物的加工可采用通常的方法,如进行蒸馏(6)。

        废物氢化处理的另一个实例是于存在氢供体溶剂的情况下,用蒽油作为溶剂。需要进行氢化处理的物质,可以和油或矿物油混合,这些物质在有强酸如P-甲苯磺酸和(或)氟化氢时,可在370-420℃下溶解。其后,必要时,在不溶解的物质分离后,在有氟化氢或氯化氢及盐时进行氢化处理。这些盐像SbCl5,SbF5,能够形成很强的共轭酸,氢化处理的温度为75-220℃,最好为150-200℃;氢气压力为1-5巴,最好在1-2巴。在以后的氢化步骤中,不饱和的产物转化成为饱和产物。

        在溶剂精制煤氢化的条件下,包括生物质在内的废物可大量转化成蒸馏油。处理中也可添加煤和含矿物油的物质。在溶解阶段适宜的温度为380-480℃。在氢化阶段,一般的温度为350-450℃,压力为110-250巴,最好为120-220巴,并添加前面提到的催化剂。

        申请者的调查表明,所研制的用于煤和原油残留物的氢化处理工艺,也可应用到含碳废物的加氢裂解,这种含碳废物,甚至含有结构和来源都有很大区别的废物。特别是可用于合成废物的氢化处理,虽然要根据各自的情况改变运行条件。煤和矿物油及含这种成分的物质,特别是油的残余物可添加到工艺中。

        这种工艺的非限定性实例有:H-油工艺(HRI公司Texaco开发公司)、Canment工艺(加拿大Partec    Lavalin石油公司)、LC-澄清工艺(Lummus    Crest公司)、VEBA联合裂解工艺〔西德联合电力与矿业公司(VEBA)〕、VEBA    LQ裂解工艺(VEBA)、RCD    Unibon工艺〔美国环球石油公司(UOP)UOP工艺部〕、Isomax工艺〔Chevron研究公司,UOP工艺部,Residfining工艺(Exxon研究和工程公司),Unicracking和Unicracking/HDS工艺(美国加州Union石油公司),HC    Unibon工艺(UOP公司UOP工艺部),Isocracking工艺(Chevron研究公司)、重油裂解工艺(菲利普石油公司)、Dynacracking工艺(碳氢化合物研究公司)、Linde-Hydroconverter工艺等。

        在有固定催化剂的工艺中,至少那些溶解的物质,例如在煤和原油中的溶解性废物及其成份,可根据本发明被氢化处理。

        按照本发明,废物也可以这样的方法被氢化处理,即植物性的,生物质和纤维素废物及合成废物的混合物在一定条件下分几步转化。在一步转化中,基本上用水解和氢化,植物性和生物质部分包括含纤维物质(如纸)被转化;在第二步中合成废物发生氢化转化。这两步也可在有溶剂时进行;例如有氢供体溶剂。例如,在一步氢化处理,在有或没有催化剂时,压力为1-150巴,最好在25-60巴,最好存在一些质子性溶剂,如水和(或)醇。此后,基本上是由植物性的,生物质及纤维素转化而得到的油被分离(例如萃取的方法),然后剩余的主要是合成物质部分被氢化处理,需要的条件前面已经提及。

        阶段式的转化也可按如下方法进行,第一步是植物性的,生物质及纤维部分基本上被水解裂解,例如在有碱和酸的情况下进行。在有一氧化碳,最好是有水和(或)醇等质子性溶剂时进行这一转化。在第二步中,合成物质部分基本上被氢化处理。

        另外的方法是废物首先被分离成植物性、生物质和纤维部分及合成部分。在前面谈到的条件下,这两部分物质被分别转化。

        在这些情况下可以使用催化剂。此外,在第一步与第二步之间可加上干燥步骤。

        在本发明中“步骤”可理解为:在某一步骤,例如前面提到的第一步即植物性的、生物质和纤维部分的氢化转化,其本身就可包括若干步骤,其可以是并联的或是串联的。

        进一步的实例如表1所示。结果是在压力为100巴(冷),温度为450℃,停留时间4小时的条件下得到的。作为膏油,真空裂解部分与废物的混合比为3∶7。不使用催化剂。用与此表不同的各种条件,但保持温度在200-600℃,压力为50-500巴时,都可得到较好的结果。

        表1的说明:

        1、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸橡胶、废轮胎及聚苯乙烯的混合物。

        2、垃圾分离设备日平均样品的合成废物组分,包括聚氯乙烯。

        3、聚胺酯、聚苯乙烯。

        在较高的氢气压力下也得到了类似结果,停留时间可以缩短。

        表2扼要说明来自垃圾分离设备的合成废物(包括重量占15%的聚氯乙烯)氢化结果。结果表明在450℃和压力为200巴(冷)时,转化率和产率对氢化时间的依赖性。膏油成分为用过的机械油,它与废物的比为1∶2.3。没有使用催化剂。最后一项试验中所使用的膏油是来自氢化装置。

        1、2小时后被冷却,压力减小,然后氢气压力再调至200巴。

        2、添加了沥青,废物与沥青之比为2∶1。

        3、加入氢化装置中的膏油(沸腾范围180-390℃)。

        表2说明在常压下,对烃沸腾小于180℃的选择性从重量的4%(2小时)增加到重量的65%(6小时),而高沸腾范围(>390℃)的部分从重量的21%减少到重量的1%。如果180°-390℃的沸腾部分作为膏油,与废物混合时,膏油实际上完全转化成低沸点的烃。

        由于以后的氢化精炼,产物部分中的卤素成分实际上可被完全消灭(<1ppm)。另外的办法是全部烃产物可被氢化处理。

        例如一部分烃,其沸腾范围在180-390℃,基本上是“绿桶”的合成废物氢化处理得到的,经过氢化处理条件下的精炼,投料的氯成分为2,400ppm,在氢气压力为50巴、270℃的温度下精炼,而得到的产物,已检不出氯的成分。

        图4表明停留时间为2小时,每个部分的产量对温度的依赖关系。不加入膏油时,合成废物的氢化处理也基本上得到类似结果。也可加入例如原油残留物。在氢化裂解中,废物实际上被置换的同时,原油残留物也能被转化。根据本项发明,褐煤或无烟煤的混合物也能被氢化,并得到很好的结果。在有其它矿物质油时情况也一样。

        表3和表4示出包括聚氯乙烯在内的合物废物的混合物的本发明的氢化处理结果。这些废物是垃圾分离装置的日平均样品,含植物性废物的重量为10-50%。另一个例子是含成废物与含废纸重量为20-60%的混合物。在450℃、压力为200巴和停留时间为4小时的情况下进行氢化处理,没有使用催化剂。添加了煤氢化油的真空蒸馏物,它与废物的比为1∶3。

        除了表中所列产品外,还有水形成。

        1=城市垃圾收集设施

        表5示出各部分物质的转化率和产率对是催化剂类型的依赖关系。

        氢化处理的条件是450℃,压力为200巴,停留时间为4小时。所添加的锭子油与废物之比为1∶2。

        为了与前面的表作适当的比较,对氢化条件进行了选择。当条件变化时也得到了类似的结果。

        该表说明使用氢化催化剂像Ni,Mo,硅酸铝,能得到很高的转化率,同时沸腾范围低于390℃的物质大部分能转化。铁、镍催化剂特别能使沸腾范围在180-390℃的物质大部分被转化。

        有些催化剂如膛式炉焦碳混有FeSO4时,可使沸点小于180℃的物质大部分转化。温度,压力和停留时间的变化导致各种蒸馏物质比例的变化。

        在连续性试验中对合成废物进行氢化处理,温度为450℃,压力为200巴。混有原油残留物(大气蒸馏残留物)的废物每小时为2公斤,进行转化,停留时间为2小时,废物与油之比为3∶7。进行了三次各为700小时的试验,分别为没有催化剂,用Ni,Mo,硅酸铝作催化剂及混有重量为5%FeSO4的膛式炉焦碳作催化剂。表6说明表2及表5的结果能有较大改进。

        添加用过的机械油以代替原油残留物时也得到类似结果。当添加重量占25%的原油残留物和重量占75%来自氢化范置的油(沸腾范围180-390℃)之混合物时,所得结果更佳。结果简要地见表7。

        因为氢气具有重要作用,而且目前一些工厂已经能生产,例如用煤、原油残留物等物质的气化、电解法甚至光电解法而能得到氢气,以及因为氢气通过管道很容易长距离输送,对于一些地区,特别是人口稠密区内建立废物氢化处理厂,本项发明使其成为可能。这些工厂应允许处置当地的废物,而且没有应用现有的处置方法,如填地处理、焚烧,热解及其它容易引起另外问题的方法。

        与焚烧法相比较,焚烧法会产生大量的CO2及有害排放物;与热解法相比较,热解法能产生大量的气体,而本项发明可产生有价值的液态产物,这样使消费者的物资处于良好的再循环状态。

        虽然目前的技术表明,工艺人员在各个方面做出了努力,但是迄今对日益增加的紧迫问题仍未提出满意的解决方法。本发明则揭示了一项优越的解决方案。

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