用于塑料液化的气体处理的制作方法

文档序号:5116219阅读:474来源:国知局
专利名称:用于塑料液化的气体处理的制作方法
本申请享有1966年7月17日提出的美国临时中请60/021,817和60/021,877的权益。
本发明涉及从在废塑料材料液化过程产生的废气流中除去高分子量低熔点烃蒸汽,尤其是使用废蒸汽流作为液化过程加热器燃料的方法。
正在减少的天然资源以及经济考虑导致增加使用非纯资源(如废或碎塑料)的有机原料。
废或碎塑料常含至少一种固体含碳热塑性和/或热固性材料,这些材料可以含或可以不含有关的无机材料,如填料和增强材料。这些材料可能来自废弃的设备、家庭容器、包装材料、工业资源、再循环中心和废弃的汽车。碎塑料含来自板材、薄膜、挤压成型材料、模制品、增强塑料、层压制品和泡沫塑料的固体有机聚合物。碎塑料混合物因来源和含有混入塑料中作填料、催化剂、颜料和增强剂的不可燃的无机物质而有所不同。
希望将颗粒碎塑料转化为液体烃原料,用于进行部分氧化以生产氢和一氧化碳的气体混合物,这一般称为合成气,或简称为”合成气”。合成气可以用于制造其他有用的有机化合物,或用作燃料生产动力。
可以在自由流动的未充填的非催化急冷气化器中进行部分氧化反应。反应温度约在1800°F-3000°F,反应压力约为1-100大气压,优选约为30-80大气压。
本发明涉及在固体塑料废材料液化生产油品过程产生的烃蒸汽废气流中除去高分子量低熔点的烃蒸气以用作部分氧化反应的液体原料的方法。将烃蒸汽废气流同喷水在高于废气中所含的高分子量烃的熔点的冷凝温度下直接接触。这使高熔点烃冷凝并方便地除去,这些高熔点烃被称为“蜡”。在更低的冷凝的温度下进行一或多步随后的冷凝步骤以除去在更低温度可冷凝的烃。然后将剩下的未冷凝的蒸气再循环用作废塑料材料液化的加热器燃料。
附图
是废气冷凝操作的简化流程图。
颗粒状废塑料材料,甚至包括那些含卤的废塑料材料,可以热解转化成油品组合物,以用作急冷气化器部分氧化反应生产合成气的原料。
颗粒状废塑料材料,特别是大块的废塑料材料的液化,涉及将废塑料材料通过与热油熔融介质直接接触生成废塑料材料在热油熔融介质中熔态粘状混合物。废塑料材料的熔化还产生废汽,这包括不同分子量的烃蒸汽、二氧化碳和水蒸汽。根据废塑料材料的性质,废气中还可含酰卤和卤代烃。
本发明的一个重要方面是处理在颗粒废塑料材料液化过程中产生的废气,以回收可冷凝的烃并使用未冷凝的烃蒸气作为液化颗粒碎塑料材料所用的加热器的燃料。
废汽中含不同分子量的可冷凝烃的混合物,包括称作“蜡”的高分子量的烃,这种烃在温度约210°F-280°F下冷凝。废汽中还包括较低分子量的可冷凝的烃,这些烃在温度约200°F冷凝,低于此温度则烃蜡固化。
因此,将来自废塑料液化的含烃的废气曝露于温度低于烃蜡的熔点下,可以得到冷凝的液烃和固化的和/或高粘烃蜡的混合物。固化的蜡可引起严重的冷凝器封堵和结垢以及气化系统管道和设备的阻塞问题。
已经发现,在高于蜡的熔点的冷凝温度下高分子量烃蜡从废气中初步冷凝和分离,从而避免了气化系统管道和设备的阻塞和封堵问题。
在可冷凝的蜡由废气中冷凝和分离后,在根据废气组成所需的随后的许多冷却和冷凝步骤中将废气温度进一步降低以冷凝和除去更低分子量的可冷凝的烃。废气处理包括从废气中除去水和任何酰卤蒸汽,尤其是氯化氢(HCl)。
因此,本发明包括,根据烃的熔点分步除去可冷凝的烃,这样在随后的更低的温度下除去更低熔点的可冷凝烃蒸汽之前,先从废汽中除去高分子量的“蜡”。
参考附图更容易理解本发明,其中烃蒸汽废气流2是在热油液化系统熔化颗粒废塑料材料以生产熔融的粘油混合物时的副产物。将废气流2与喷水4直接接触使温度降至约210°F-280°F。
废气流2的喷水冷却使得在高于蜡的熔点的温度下高分子量和高熔点的烃蜡冷却,从而使蜡液化,但不会使蜡结晶或固化。可呈含水雾形式的喷水的另一目的是减缓废气的温度波动以得到水、未冷凝的烃蒸汽和冷凝的烃蜡流的混合物6,此混合物进入温度保持在约210°F-280°F冷凝液接受器8。
喷水4优选由从氨汽提塔(未示出)出来的富氨水流提供,氨汽提塔用来处理用作离开急冷气化器(未示出)的合成气洗涤介质的洗涤水。
冷凝的烃蜡与其余的未冷凝废汽分离,以流10从冷凝液接受器8出来进入温度保持在60°F-140°F的第二冷凝液接受器12中。第一冷凝液接受器8的实际位置可以在第二冷凝液接受器12之上,使冷凝的液体烃蜡流10可由重力从接受器8流向接受器12。
没有高分子量烃蜡的未冷凝的蒸汽流14从温度约80°F-140°F的冷凝液接受器8出来,它含有烃、水、二氧化碳和酰卤的混合物。当蒸汽流14经过热交换器16时,还有一些烃蒸汽冷凝,同其余的未冷凝蒸汽形成混合物,作为流18出来,进入温度保持在约60°F-140°F的第二冷凝液接受器12。在接受器12中,来自流18的基本上无蜡的烃和大多数极性物质如水、卤化氢、醇、二醇、醛、有机酸、酯等同其余的未冷凝的烃蒸汽分离,并同较高分子量的冷凝液蜡流10混合,形成混合的冷凝液作为流20离开冷凝液接受器12。
未冷凝的蒸汽流22与流18分离,经过洗涤塔24离开冷凝液接受器12,洗涤塔直接装在冷凝液接受器12的顶部。将苛性碱和氢氧化铵洗涤液供到洗涤塔24,同蒸汽流22相接触并除去任何痕量的酰卤如氯化氢,并同可存在于蒸汽22中的任何氯代甲烷反应形成返回接受器12的甲醇,来自洗涤塔24的过量洗涤溶液也可直接返回冷凝液接受塔12。
离开洗涤塔24的未冷凝蒸汽流22在间接热交换器26中冷至温度约40°F-80°F。其它的更易挥发的物质从蒸汽流22中冷凝,形成主要含4-10个碳原子的有机化合物和水的冷凝液流28,此液流离开热交换器26同离开冷凝液接受器12的冷凝的流20混合,形成混合的流30,进入定期将冷凝液排放到储槽的泵32或用作化学原料或作为气化过程的原料。冷却的未冷凝的烃蒸汽流34离开热交换器26进入热交换器36,在此进一步冷却到温度约10°F-50°F,其中流38冷凝,主要为含2-5个碳原子的烃和卤代烃,并进入冷凝液接受器12。所有或部分地将流38任选同流30混合和经上述的泵32排放。
其余的冷却的未冷凝的烃蒸汽流40离开温度为约10°F-50°F的热交换器36,进入热交换器42,作为冷却温度约-40°F-10°F的烃蒸汽流44离开。蒸汽流44任选地进入吸收塔46以除去任何其余的痕量的有机氯化物,作为烃蒸汽流48离开,烃蒸汽流48然后作为冷却介质经热交换器36再循环,并作为温度约20°F-60°F的热烃蒸汽流50离开,用作液化加热器的燃料。液化加热器在废塑料液化操作(未示出)中将颗粒废塑料材料熔化。
权利要求
1.通过冷凝从颗粒废塑料材料液化过程中产生的含烃废蒸汽中除去高分子量、高熔点烃蒸气,并将其余的未冷凝废气蒸汽用作所说的液化过程的加热器燃料,此法包括(a)将含烃的废蒸汽在高于高分子量烃蒸气熔点的冷凝温度下直接同水接触,得到第一批高分子量液烃冷凝液和第一批未冷凝的蒸汽流;(b)将第一批高分子量的液烃冷凝液与第一批未冷凝的蒸汽流分离;(c)将第一批未冷凝的蒸汽流冷却到温度约180°F-200°F,得到第二批液体冷凝液和第二批未冷凝蒸汽流;(d)将第二批液体烃与第二批未冷凝的蒸汽流分离;(e)使第二批未冷凝的蒸汽流同苛性碱的洗涤溶液接触以中和任何的卤化物蒸汽并形成无卤化氢酸的蒸汽流;以及(f)将无卤化氢酸的蒸汽通过废塑料液化步骤,其中无卤化氢酸蒸汽作为加热器燃料以熔化颗粒废塑料材料。
2.权利要求1的方法,其中第一批烃冷凝液和第二批烃冷凝液混合形成单一的烃冷凝液。
3.权利要求1(a)方法,其中用来同含烃废蒸汽流接触的水呈喷水形式。
4.权利要求3的方法,其中水含有氨和苛性碱。
5.权利要求3的方法,其中水是由离开氨汽提塔的富氨水流提供。
6.权利要求5的方法,其中氨汽提塔用来处理合成气洗涤水。
7.权利要求1(a)的方法,其中水的温度为约210°F-280°F。
8.防止含烃废气冷凝的烃蜡封堵和阻塞管道和设备并将无蜡的未冷凝的废蒸汽用作废塑料材料液化的加热器燃料的方法,此法包括(a)使含烃废汽在高于高分子量烃蒸汽的熔点的冷凝温度下同水直接接触,得到第一批高分子量液烃冷凝液和第一批未冷凝的烃蒸气流;(b)将第一批未冷凝的蒸汽流与第一批高分子量的液烃冷凝液分离;和(c)将无蜡未冷凝的烃蒸汽作为加热器燃料通过废塑料液化加热器,使颗粒废塑料材料熔化。
全文摘要
本发明涉及从在固体废塑料材料液化生产油品作为部分氧化反应的液体原料而产生的烃蒸汽废气流中除去高分子量高熔点烃蒸汽的方法。将烃蒸汽废气流(2)在高于废气中含有的高分子量的烃的熔点的冷凝温度下直接同喷水接触。这会使称为“蜡”的高熔点烃冷凝并方便地除去。在更低的冷凝温度下可进行一或多步以后的冷凝步骤,以除去更低温度可冷凝的烃。然后将其余的未冷凝的蒸汽循环用作废塑料材料液化的加热器燃料。
文档编号C10G1/00GK1225663SQ97196447
公开日1999年8月11日 申请日期1997年7月14日 优先权日1996年7月17日
发明者J·D·温特 申请人:德士古发展公司
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