Способ переработки полисилоксановых резиносодержащих отходов

Способ переработки полисилоксановых резиносодержащих отходов

Реферат

Описание изобретения

Изобретение относится к отрасли переработки резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов и может быть использовано для утилизации отходов производства с получением продукта, который может быть использован в качестве сырья для различных производств.

Известен способ переработки резиносодержащих отходов или смеси резиносодержащих и полимерных отходов (патент №2291168), который включает стадию их предварительной подготовки, стадию термического разложения в печи с разделением продуктов разложения на парогазовую смесь и твердый остаток, стадию выделения жидкой фазы из парогазовой смеси с образованием углеводородсодержащего газа и стадию выделения углеродсодержащего продукта из твердого остатка, при этом на стадии предварительной подготовки целые и/или измельченные отходы продувают углеводородсодержащим газом с последующей пропиткой углеводородным растворителем с температурой кипения не выше 220°С. Стадию термического разложения в печи ведут в среде углеводородсодержащего газа, нагретого до 400-500°С. Выделение жидкой фазы из парогазовой смеси ведут в три ступени с выделением тяжелой углеводородной фракции, средней углеводородной фракции, с рециркуляцией части ее на стадию предварительной подготовки отходов для использования в качестве углеводородного растворителя, и легкой углеводородной фракции. Твердый остаток перед стадией выделения углеродсодержащего продукта подвергают продувке воздухом и охлаждению. Образовавшийся после выделения жидкой фазы из парогазовой смеси углеводородсодержащий газ возвращают в процесс.

Известен способ сжижения резин (патент №2362795), заключающийся в сжижении резин и резиносодержащих отходов путем их контактирования с закисью азота (N₂O) с образованием вязкотекучих или жидких продуктов. Процесс ведут при температуре 120-350°С и давлении закиси азота от 3 до 140 атм. Для контактирования вместо закиси азота может быть использована смесь N₂O с газом-разбавителем. В качестве газа-разбавителя могут выступать инертные газы, алканы С1-С4 или их смеси.

Известен способ переработки резиносодержащих отходов в моторное топливо и химическое сырье (заявка на изобретение №93049884), который включает обработку резиносодержащих отходов углеводородным растворителем - отходом производства синтетического каучука при температуре до 420°С и давлении 1-6 МПа с последующим отделением жидкой фракции и ее дистилляции с получением целевых продуктов. При этом обработку резиносодержащих отходов проводят в присутствии редкоземельного металла, или интерметаллидов на основе редкоземельных металлов, или гидрида титана в количестве 0,5-10,0 мас.% реакционной смеси. Заявляемый способ позволяет повысить степень конверсии резиносодержащих отходов, увеличить выход жидких продуктов, в том числе фракции с t_кип не выше 200°С, получать высокоароматизированные жидкие продукты с низким содержанием сероорганических и непредельных соединений.

Известен способ переработки резиносодержащих отходов (патент №2250239), который включает термоожижение отходов в углеводородном растворителе при температурах 280-320°С, отделение жидкой фракции и ее дистилляцию с получением целевых продуктов. В качестве углеводородного растворителя используют бензол. Перед термоожижением отходы подвергают обработке в среде газа, инертного по отношению к исходным отходам, продуктам деструкции в избытке бензола до полного набухания, после чего избыток бензола отделяют и возвращают в голову процесса. Термоожижение ведут в среде этого газа с одновременным отделением жидкой фракции, а в качестве целевых продуктов дистилляции получают котельное топливо и бензол, часть которого возвращают в голову процесса, при этом предпочтительно, что в качестве инертного газа используют углекислый газ, а нагрев до 280-320°С ведут токами высокой частоты при давлении термоожижения до 2 атмосфер.

Известен способ переработки резиносодержащих отходов (патент №2262519), который проводят путем каталитического крекинга смеси резиносодержащих отходов и нефтяных остатков в присутствии цеолита при температуре 390-450°С, давлении 0,2-5,0 МПа, в течение 30-90 минут. В качестве нефтяного остатка предпочтительно использовать предварительно термообработанный в присутствии цеолита нефтяной остаток после отгонки от него дистиллятных фракций, более предпочтительно с дополнительно добавленными нефтяными остатками. Способ позволяет при переработке резиносодержащих отходов получать наряду с дистиллятными фракциями качественный битум.

Известен способ переработки резиносодержащих и других промышленных и бытовых органических отходов в химическое сырье и компоненты моторного топлива (патент №2272826), который заключается в том, что осуществляют термокаталитическое сжижение отходов при температуре 200-320°С и давлении 1-3 МПа. При этом процесс проводят в присутствии смеси водорододонорных углеводородов, в качестве одного из которых используют алкилбензолы, а в качестве второго - водорододонорный углеводород, имеющий меньшее время индукционного эффекта. Процесс проводят в присутствии катализатора, в качестве которого используют фталоцианины или диметилглиоксиматы, выбранные из группы, содержащей медь, никель, кобальт, молибден, титан, марганец; железо и их смеси, а также в присутствии добавок-нейтрализаторов, взятых в количестве 0,10-0,50 мас.% от отходов. Предпочтительно осуществление способа проводить в смеси алкилбензолов и тетралина, взятых в массовом соотношении 10:0,5-10:2,0 или в смеси алкилбензолов и фракции с пределом выкипания 230-280°С парафиново-нафтеновой нефти, взятых в том же массовом соотношении. При использовании в качестве катализатора фталоцианинов или диметилглиоксиматов, целесообразно использовать массовое соотношение растворитель: катализатор, равном 1:0,01-1:0,05. Предпочтительно процесс проводить при массовом соотношении отходы: растворитель, равном 1:2-4. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении водорододонорного потенциала растворителя, за счет более эффективного использования водорода последнего, а также селективности процесса при сжижении сложных по химическому составу отходов, упрощении технологии, обеспечении независимости от химического состава сырья, снижении температуры и давления, увеличении производительности процесса при одновременном повышении взрыво- и пожаробезопасности, экологической чистоты, увеличении выхода фракций с температурой кипения до 200°С, характеризующихся низким содержанием кислород-, азот- и сероорганических, а также непредельных соединений, повышении качества технического углерода, наполнителя в резиносодержащих отходах, пирогаза. В предпочтительном варианте осуществления способа в качестве добавок-нейтрализаторов, снижающих ограничение по химическому составу перерабатываемого сырья, используют оксиды и гидроксиды элементов I-II групп периодической системы.

Известен способ переработки резиносодержащих и других промышленных и бытовых органических отходов в химическое сырье и компоненты моторного топлива (патент №2275396), который заключается в том, что осуществляют термокаталитическое сжижение отходов при повышенных температуре и давлении в углеводородном водорододонорном растворителе с последующим отделением жидких продуктов и их ректификацией с получением целевых продуктов. Процесс проводят в присутствии смеси водорододонорных углеводородов, в качестве одного из которых используют алкилбензолы, а в качестве второго - водорододонорный углеводород, имеющий меньшее время индукционного эффекта. Процесс проводят при температуре 200-320°С и давлении 1-3 МПа в присутствии катализатора, в качестве которого используют фталоцианины или диметилглиоксиматы, выбранные из группы, содержащей медь, никель, кобальт, молибден, титан, марганец, железо и их смеси. Предпочтительно осуществление способа проводят в смеси алкилбензолов и тетралина, взятых в массовом соотношении 10:0,5-10:2,0 или в смеси алкилбензолов и фракции с пределом выкипания 230-280°С парафиново-нафтеновой нефти, взятых в том же массовом соотношении. Целесообразно использовать массовое соотношение растворитель: катализатор, равное 1:0,01-1:0,05. Предпочтительно процесс проводить при массовом соотношении отходы: растворитель, равном 1:2-4. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении водорододонорного потенциала растворителя за счет более эффективного использования водорода последнего, а также селективности процесса при сжижении сложных по химическому составу отходов, упрощении технологии, снижении температуры и давления, увеличении производительности процесса при одновременном повышении взрыво- и пожаробезопасности, экологической чистоты, увеличении выхода фракций с температурой кипения до 200°С, характеризующихся низким содержанием кислород-, азот- и сераорганических, а также непредельных соединений, повышении качества технического углерода, наполнителя в резиносодержащих отходах, пирогаза.

Целью изобретения является повышение экономической эффективности переработки полисилоксановых резиносодержащих отходов.

Цель достигается за счет того, что на стадии предварительной обработки измельченные полисилоксановые резиносодержащие отходы пропитывают кремнийорганическим растворителем с температурой кипения не выше 80°С, а стадию химического разложения ведут в щелочной среде при температуре 50-60°С в течение 8-12 часов с получением жидкого продукта. Таким образом, отходы разлагаются на жидкую олигомерную смесь и твердый остаток. Жидкая олигомерная смесь может быть использована в качестве силиконсодержащего сырья для различных производств. В результате достигается эффективная переработка полисилоксановых резиносодержащих отходов, выходом которой является широкоприменимый, конкурентоспособный и востребованный в различных отраслях производства материал.

Осуществление изобретения

Полисилоксановые резиносодержащие отходы измельчают в перемалывающих аппаратах. При этом в емкости с отходами добавляют абразивы. Далее измельченные отходы пропитывают кремнийорганическим растворителем с температурой кипения не выше 80°С.

Пропитанные растворителем отходы отправляют в печь, где в щелочной среде при температуре 50-60°С в течение 8-12 часов осуществляют химическое разложение.

Далее с помощью, например, центрифугирования отделяют жидкую фазу от твердой.

Жидкая фаза является полезным выходом, представляет собой жидкую олигомерную смесь и может быть использована в качестве силиконсодержащего сырья для различных производств.

Твердый остаток подвергают продувке воздухом.

Пример 1. Отходы полисилоксановой резины измельчают на перемалывающем аппарате с добавлением 0.1% массового кварца со средним размером частиц 2 мкм. После измельчения отходы засыпают в охлажденный аппарат с мешалкой и подогревом и заливают «Этилсиликатом-32» в соотношении отходы: растворитель 1:1.5. Включают перемешивание и подогрев. После набухания отходов полисилоксановых резин и прогрева смеси до 40-45°С нагрев отключают. В аппарат порционно или разом подают 70% раствор КОН в количестве 0.5-2.5 мас.% в зависимости от молекулярной массы отходов. При температуре 50-60°С и интенсивном перемешивании в течение 8-12 часов, в зависимости от молекулярной массы отходов резины, проводят химическое разложение. Полученный продукт с твердым остатком фильтруют или разделяют на сепараторе, жидкую фазу отправляют на склад, твердый остаток сушат в струе воздуха и направляют на дальнейшую переработку. Выход продукта составляет 99.5% от теоретического, время технологического цикла 24 часа.

Способ переработки полисилоксановых резиносодержащих либо смеси полисилоксановых резиносодержащих и полимерных отходов, включающий стадии измельчения отходов и их предварительной обработки, химического разложения, разделения фаз, отличающийся тем, что на стадии предварительной обработки измельченные полисилоксановые резиносодержащие отходы пропитывают кремнийорганическим растворителем с температурой кипения не выше 80°С, а стадию химического разложения ведут в щелочной среде при температуре 50-60°С в течение 8-12 ч.