專利名稱：用于塑料液化的氣體處理的制作方法
本申請(qǐng)享有1966年7月17日提出的美國(guó)臨時(shí)中請(qǐng)60/021,817和60/021,877的權(quán)益。
本發(fā)明涉及從在廢塑料材料液化過(guò)程產(chǎn)生的廢氣流中除去高分子量低熔點(diǎn)烴蒸汽，尤其是使用廢蒸汽流作為液化過(guò)程加熱器燃料的方法。
正在減少的天然資源以及經(jīng)濟(jì)考慮導(dǎo)致增加使用非純資源(如廢或碎塑料)的有機(jī)原料。
廢或碎塑料常含至少一種固體含碳熱塑性和/或熱固性材料，這些材料可以含或可以不含有關(guān)的無(wú)機(jī)材料，如填料和增強(qiáng)材料。這些材料可能來(lái)自廢棄的設(shè)備、家庭容器、包裝材料、工業(yè)資源、再循環(huán)中心和廢棄的汽車。碎塑料含來(lái)自板材、薄膜、擠壓成型材料、模制品、增強(qiáng)塑料、層壓制品和泡沫塑料的固體有機(jī)聚合物。碎塑料混合物因來(lái)源和含有混入塑料中作填料、催化劑、顏料和增強(qiáng)劑的不可燃的無(wú)機(jī)物質(zhì)而有所不同。
希望將顆粒碎塑料轉(zhuǎn)化為液體烴原料，用于進(jìn)行部分氧化以生產(chǎn)氫和一氧化碳的氣體混合物，這一般稱為合成氣，或簡(jiǎn)稱為”合成氣”。合成氣可以用于制造其他有用的有機(jī)化合物，或用作燃料生產(chǎn)動(dòng)力。
可以在自由流動(dòng)的未充填的非催化急冷氣化器中進(jìn)行部分氧化反應(yīng)。反應(yīng)溫度約在1800°F-3000°F，反應(yīng)壓力約為1-100大氣壓，優(yōu)選約為30-80大氣壓。
本發(fā)明涉及在固體塑料廢材料液化生產(chǎn)油品過(guò)程產(chǎn)生的烴蒸汽廢氣流中除去高分子量低熔點(diǎn)的烴蒸氣以用作部分氧化反應(yīng)的液體原料的方法。將烴蒸汽廢氣流同噴水在高于廢氣中所含的高分子量烴的熔點(diǎn)的冷凝溫度下直接接觸。這使高熔點(diǎn)烴冷凝并方便地除去，這些高熔點(diǎn)烴被稱為“蠟”。在更低的冷凝的溫度下進(jìn)行一或多步隨后的冷凝步驟以除去在更低溫度可冷凝的烴。然后將剩下的未冷凝的蒸氣再循環(huán)用作廢塑料材料液化的加熱器燃料。
附圖
是廢氣冷凝操作的簡(jiǎn)化流程圖。
顆粒狀廢塑料材料，甚至包括那些含鹵的廢塑料材料，可以熱解轉(zhuǎn)化成油品組合物，以用作急冷氣化器部分氧化反應(yīng)生產(chǎn)合成氣的原料。
顆粒狀廢塑料材料，特別是大塊的廢塑料材料的液化，涉及將廢塑料材料通過(guò)與熱油熔融介質(zhì)直接接觸生成廢塑料材料在熱油熔融介質(zhì)中熔態(tài)粘狀混合物。廢塑料材料的熔化還產(chǎn)生廢汽，這包括不同分子量的烴蒸汽、二氧化碳和水蒸汽。根據(jù)廢塑料材料的性質(zhì)，廢氣中還可含酰鹵和鹵代烴。
本發(fā)明的一個(gè)重要方面是處理在顆粒廢塑料材料液化過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣，以回收可冷凝的烴并使用未冷凝的烴蒸氣作為液化顆粒碎塑料材料所用的加熱器的燃料。
廢汽中含不同分子量的可冷凝烴的混合物，包括稱作“蠟”的高分子量的烴，這種烴在溫度約210°F-280°F下冷凝。廢汽中還包括較低分子量的可冷凝的烴，這些烴在溫度約200°F冷凝，低于此溫度則烴蠟固化。
因此，將來(lái)自廢塑料液化的含烴的廢氣曝露于溫度低于烴蠟的熔點(diǎn)下，可以得到冷凝的液烴和固化的和/或高粘烴蠟的混合物。固化的蠟可引起嚴(yán)重的冷凝器封堵和結(jié)垢以及氣化系統(tǒng)管道和設(shè)備的阻塞問(wèn)題。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在高于蠟的熔點(diǎn)的冷凝溫度下高分子量烴蠟從廢氣中初步冷凝和分離，從而避免了氣化系統(tǒng)管道和設(shè)備的阻塞和封堵問(wèn)題。
在可冷凝的蠟由廢氣中冷凝和分離后，在根據(jù)廢氣組成所需的隨后的許多冷卻和冷凝步驟中將廢氣溫度進(jìn)一步降低以冷凝和除去更低分子量的可冷凝的烴。廢氣處理包括從廢氣中除去水和任何酰鹵蒸汽，尤其是氯化氫(HCl)。
因此，本發(fā)明包括，根據(jù)烴的熔點(diǎn)分步除去可冷凝的烴，這樣在隨后的更低的溫度下除去更低熔點(diǎn)的可冷凝烴蒸汽之前，先從廢汽中除去高分子量的“蠟”。
參考附圖更容易理解本發(fā)明，其中烴蒸汽廢氣流2是在熱油液化系統(tǒng)熔化顆粒廢塑料材料以生產(chǎn)熔融的粘油混合物時(shí)的副產(chǎn)物。將廢氣流2與噴水4直接接觸使溫度降至約210°F-280°F。
廢氣流2的噴水冷卻使得在高于蠟的熔點(diǎn)的溫度下高分子量和高熔點(diǎn)的烴蠟冷卻，從而使蠟液化，但不會(huì)使蠟結(jié)晶或固化?？沙屎F形式的噴水的另一目的是減緩廢氣的溫度波動(dòng)以得到水、未冷凝的烴蒸汽和冷凝的烴蠟流的混合物6，此混合物進(jìn)入溫度保持在約210°F-280°F冷凝液接受器8。
噴水4優(yōu)選由從氨汽提塔(未示出)出來(lái)的富氨水流提供，氨汽提塔用來(lái)處理用作離開(kāi)急冷氣化器(未示出)的合成氣洗滌介質(zhì)的洗滌水。
冷凝的烴蠟與其余的未冷凝廢汽分離，以流10從冷凝液接受器8出來(lái)進(jìn)入溫度保持在60°F-140°F的第二冷凝液接受器12中。第一冷凝液接受器8的實(shí)際位置可以在第二冷凝液接受器12之上，使冷凝的液體烴蠟流10可由重力從接受器8流向接受器12。
沒(méi)有高分子量烴蠟的未冷凝的蒸汽流14從溫度約80°F-140°F的冷凝液接受器8出來(lái)，它含有烴、水、二氧化碳和酰鹵的混合物。當(dāng)蒸汽流14經(jīng)過(guò)熱交換器16時(shí)，還有一些烴蒸汽冷凝，同其余的未冷凝蒸汽形成混合物，作為流18出來(lái)，進(jìn)入溫度保持在約60°F-140°F的第二冷凝液接受器12。在接受器12中，來(lái)自流18的基本上無(wú)蠟的烴和大多數(shù)極性物質(zhì)如水、鹵化氫、醇、二醇、醛、有機(jī)酸、酯等同其余的未冷凝的烴蒸汽分離，并同較高分子量的冷凝液蠟流10混合，形成混合的冷凝液作為流20離開(kāi)冷凝液接受器12。
未冷凝的蒸汽流22與流18分離，經(jīng)過(guò)洗滌塔24離開(kāi)冷凝液接受器12，洗滌塔直接裝在冷凝液接受器12的頂部。將苛性堿和氫氧化銨洗滌液供到洗滌塔24，同蒸汽流22相接觸并除去任何痕量的酰鹵如氯化氫，并同可存在于蒸汽22中的任何氯代甲烷反應(yīng)形成返回接受器12的甲醇，來(lái)自洗滌塔24的過(guò)量洗滌溶液也可直接返回冷凝液接受塔12。
離開(kāi)洗滌塔24的未冷凝蒸汽流22在間接熱交換器26中冷至溫度約40°F-80°F。其它的更易揮發(fā)的物質(zhì)從蒸汽流22中冷凝，形成主要含4-10個(gè)碳原子的有機(jī)化合物和水的冷凝液流28，此液流離開(kāi)熱交換器26同離開(kāi)冷凝液接受器12的冷凝的流20混合，形成混合的流30，進(jìn)入定期將冷凝液排放到儲(chǔ)槽的泵32或用作化學(xué)原料或作為氣化過(guò)程的原料。冷卻的未冷凝的烴蒸汽流34離開(kāi)熱交換器26進(jìn)入熱交換器36，在此進(jìn)一步冷卻到溫度約10°F-50°F，其中流38冷凝，主要為含2-5個(gè)碳原子的烴和鹵代烴，并進(jìn)入冷凝液接受器12。所有或部分地將流38任選同流30混合和經(jīng)上述的泵32排放。
其余的冷卻的未冷凝的烴蒸汽流40離開(kāi)溫度為約10°F-50°F的熱交換器36，進(jìn)入熱交換器42，作為冷卻溫度約-40°F-10°F的烴蒸汽流44離開(kāi)。蒸汽流44任選地進(jìn)入吸收塔46以除去任何其余的痕量的有機(jī)氯化物，作為烴蒸汽流48離開(kāi)，烴蒸汽流48然后作為冷卻介質(zhì)經(jīng)熱交換器36再循環(huán)，并作為溫度約20°F-60°F的熱烴蒸汽流50離開(kāi)，用作液化加熱器的燃料。液化加熱器在廢塑料液化操作(未示出)中將顆粒廢塑料材料熔化。
權(quán)利要求
1．通過(guò)冷凝從顆粒廢塑料材料液化過(guò)程中產(chǎn)生的含烴廢蒸汽中除去高分子量、高熔點(diǎn)烴蒸氣，并將其余的未冷凝廢氣蒸汽用作所說(shuō)的液化過(guò)程的加熱器燃料，此法包括(a)將含烴的廢蒸汽在高于高分子量烴蒸氣熔點(diǎn)的冷凝溫度下直接同水接觸，得到第一批高分子量液烴冷凝液和第一批未冷凝的蒸汽流；(b)將第一批高分子量的液烴冷凝液與第一批未冷凝的蒸汽流分離；(c)將第一批未冷凝的蒸汽流冷卻到溫度約180°F-200°F，得到第二批液體冷凝液和第二批未冷凝蒸汽流；(d)將第二批液體烴與第二批未冷凝的蒸汽流分離；(e)使第二批未冷凝的蒸汽流同苛性堿的洗滌溶液接觸以中和任何的鹵化物蒸汽并形成無(wú)鹵化氫酸的蒸汽流；以及(f)將無(wú)鹵化氫酸的蒸汽通過(guò)廢塑料液化步驟，其中無(wú)鹵化氫酸蒸汽作為加熱器燃料以熔化顆粒廢塑料材料。
2．權(quán)利要求1的方法，其中第一批烴冷凝液和第二批烴冷凝液混合形成單一的烴冷凝液。
3．權(quán)利要求1(a)方法，其中用來(lái)同含烴廢蒸汽流接觸的水呈噴水形式。
4．權(quán)利要求3的方法，其中水含有氨和苛性堿。
5．權(quán)利要求3的方法，其中水是由離開(kāi)氨汽提塔的富氨水流提供。
6．權(quán)利要求5的方法，其中氨汽提塔用來(lái)處理合成氣洗滌水。
7．權(quán)利要求1(a)的方法，其中水的溫度為約210°F-280°F。
8．防止含烴廢氣冷凝的烴蠟封堵和阻塞管道和設(shè)備并將無(wú)蠟的未冷凝的廢蒸汽用作廢塑料材料液化的加熱器燃料的方法，此法包括(a)使含烴廢汽在高于高分子量烴蒸汽的熔點(diǎn)的冷凝溫度下同水直接接觸，得到第一批高分子量液烴冷凝液和第一批未冷凝的烴蒸氣流；(b)將第一批未冷凝的蒸汽流與第一批高分子量的液烴冷凝液分離；和(c)將無(wú)蠟未冷凝的烴蒸汽作為加熱器燃料通過(guò)廢塑料液化加熱器，使顆粒廢塑料材料熔化。
全文摘要
本發(fā)明涉及從在固體廢塑料材料液化生產(chǎn)油品作為部分氧化反應(yīng)的液體原料而產(chǎn)生的烴蒸汽廢氣流中除去高分子量高熔點(diǎn)烴蒸汽的方法。將烴蒸汽廢氣流(2)在高于廢氣中含有的高分子量的烴的熔點(diǎn)的冷凝溫度下直接同噴水接觸。這會(huì)使稱為“蠟”的高熔點(diǎn)烴冷凝并方便地除去。在更低的冷凝溫度下可進(jìn)行一或多步以后的冷凝步驟,以除去更低溫度可冷凝的烴。然后將其余的未冷凝的蒸汽循環(huán)用作廢塑料材料液化的加熱器燃料。
文檔編號(hào)C10G1/00GK1225663SQ97196447
公開(kāi)日1999年8月11日 申請(qǐng)日期1997年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月17日
發(fā)明者J·D·溫特 申請(qǐng)人:德士古發(fā)展公司