Пиролиз полиэтилена: Пиролиз полиэтилена – Справочник химика 21

Содержание

Метод переработки пластика: пиролиз | Статьи

Мировое потребление пластиковой продукции увеличивается год от года. И вместе с ним неуклонно растет объем пластиковых отходов. Особенно сложно обстоит дело с пластиковыми пакетами, которые буквально заполонили города и природные зоны. Напомним, что, согласно подсчетам экспертов, в мире ежегодно производится свыше триллиона полиэтиленовых пакетов. Средний срок использования одного пакета - около 20 минут. Фактически это время, которого достаточно для того, чтобы дойти от магазина до дома, после чего пакет становится ненужным и выбрасывается. А период полного разложения полиэтилена в природе, как напоминают экологи, измеряется сотнями лет.

Что же делать с горами пластикового мусора? В качестве решения проблемы предлагается внедрять наиболее передовые и эффективные технологии переработки данного вида отходов.

Одним из таких методов является пиролиз. Под пиролизом понимается процесс разложения пластика под воздействием высоких температур и при отсутствии кислорода.

Здесь следует сказать, что пиролиз - это далеко не новая технология. В ряде стран Европы, где нет своих нефтяных ресурсов, он применялся еще в тридцатых годах прошлого века для получения бензина. Так, например, в гитлеровской Германии посредством пиролиза производили бензин из каменного угля. Полученное таким образом топливо использовалось для заправки знаменитых немецких танков, весьма неплохо показавших себя на фронтах Второй мировой войны.

Особенности и преимущества пиролиза

В современном мире для технологии пиролиза нашлось новое полезное применение: переработка пластиковых отходов.

  • На первом этапе осуществляется необходимая обработка пластиковых отходов: они проходят сортировку, размельчение и мойку.
  • Далее обработанный пластик отправляется в реактор. Здесь под воздействием температуры +600C и без доступа воздуха полимер вначале расплавляется до состояния густой жидкости, а затем превращается в газ.
  • Этот газ проходит через систему очистки и охлаждения.
    При этом вещество снова переходит в жидкое состояние с характерными свойствами мазута. Из полученного мазута можно изготавливать различную продукцию: например, синтетическое топливо для двигателей внутреннего сгорания.
  • Помимо жидкости, в результате пиролиза образуются еще две фракции: зола, которая упаковывается в брикеты и применяется в качестве печного топлива, и газ, который удаляется в атмосферу. Отметим, что, проходя через пиролизный реактор, такие материалы, как полиэтилен, полипропилен и полистирол, теряют почти треть своей массы, а полиуретан - до половины.

Таким образом, можно выделить два ключевых преимущества пиролиза.

  1. Данная технология позволяет производить из пластиковых отходов полезные и востребованные продукты, в частности - мазут, дизельное и печное топливо. Добавим, что этими видами продукции возможности пиролиза не исчерпаны. С помощью пиролизного реактора также можно получать горячий газ для котельных ТЭС и ТЭЦ. Для этого потребуется немного изменить описанный выше технологический процесс, остановив его на фазе перехода пластика в газообразное состояние.
  2. Пиролиз дает возможность уничтожить 99 % вредных веществ, входящих в состав пластика. Таким образом, это один из наиболее экологичных вариантов переработки отходов.

Что касается недостатков пиролиза, то нужно выделать следующие моменты.

  • В процессе работы пиролизного реактора высвобождается достаточно большое количество вредных химических соединений. В принципе, при должном оснащении оборудования системой фильтрации и очистки этот фактор не должен представлять собой серьезную проблему. Но здесь мы вплотную подходим ко второму пункту.
  • Качественное оборудование для пиролиза стоит достаточно дорого. Чтобы организовать процесс работы пиролизного реактора по всем правилам требуются серьезные финансовые вложения, которые по силам далеко не всем компаниям.

Собственно, именно по этой причине пиролиз пластика при всех своих преимуществах до сих пор не получил в России широкого применения. Приятным моментом является заинтересованность ведущих отечественных производителей полиэтилена в развитии технологий переработки их продукции - в том числе и методом пиролиза. Среди таких производителей выделяется компания «УпакСнаб». Данный бренд известен не только высоким качеством своей продукции, но и активной экологической позицией.

«Упакснаб» - один из лидеров в сфере производства полиэтиленовой продукции

Широкому российскому потребителю компания «УпакСнаб» известна, прежде всего, как производитель широкого ассортимента упаковочной продукции, пакетов с логотипами, мусорных и фасовочных мешков.

Причины, почему полиэтиленовые пакеты лучше заказывать в «УпакСнаб»:

  • мы изготавливаем качественные и дешевые пакеты на заказ, в том числе - эксклюзивные и нестандартные модели по индивидуальным параметрам клиента;
  • заказ любой сложности выполняется в указанный клиентом срок;
  • доставка продукции осуществляется по территории России и Ближнего Зарубежья.

Дополнительную информацию можно получить по телефонам: 8 (495) 782-27-08, 8 (962) 954-00-55

или электронной почте: [email protected]

Установки плазменного пиролиза и ректификации с получением топлива PLAZARIUM MPS

Блок пиролиза:

Характеристики Величина
Производительность блока пиролиза (Примечание 1) от 50 до 1000 кг в час (от 1 до 25 тонн в день)
Подача сырья Постоянная или периодическая (1 раз в 10-12 часов)
Напряжение сети переменного тока, В 3 фазы, 380±10% (Примечание 2)
Частота питающего напряжения, Гц 50/60
Потребляемая мощность основного технологического оборудования, кВт на каждые 2,5 тонны в день до 20
Среднемассовая температура в реакторе пиролиза, °С до 650
Среднемассовая температура в топочной камере, °С до 750
Охлаждение системы конденсации топлива Водяное, замкнутое (Примечание 3)
Диапазон рабочей температуры окружающей среды, °С
от - 60 до + 50
Габаритные размеры, Д×Ш×В, м

соответствуют размерам морских контейнеров в 20/30/40 футов

Количество контейнеров от 1 до 2 и более (Примечание 4)
Суммарная масса блока, тонн от 8 до 40 (в зависимости от производительности)
Режим работы (Коэффициент рабочего цикла) Продолжительный, непрерывный (ПВ=100%)

Блок ректификации:

Характеристики Величина
Производительность блока ректификации (Примечание 1) от 50 до 1000 литров в час (от 1 до 25 тонн в день)
Подача сырья Постоянная или периодическая (1 раз в 10-12 часов)
Напряжение сети переменного тока, В 3 фазы, 380±10% (Примечание 2)
Частота питающего напряжения, Гц 50/60
Потребляемая мощность основного технологического оборудования, кВт на каждые 2 тонны в день до 5
Рабочая температура в колонне ректификации, °С до 380
Среднемассовая температура в реакторе пиролиза, °С до 560
Среднемассовая температура в топочной камере, °С до 680
Охлаждение системы конденсации топлива Водяное, замкнутое (Примечание 3)
Диапазон рабочей температуры окружающей среды, °С от - 60 до + 50
Габаритные размеры, Д×Ш×В, м

соответствуют размерам морских контейнеров в 20/30/40 футов

Количество контейнеров от 1 до 2 и более (Примечание 4)
Суммарная масса блока, тонн от 6 до 30 (в зависимости от производительности)
Режим работы (Коэффициент рабочего цикла) Продолжительный (ПВ=100%) или периодичный (ПВ=100% в 2 смены)

Блок плазменного крекинга:

Характеристики Величина
Производительность блока плазменного крекинга (Примечание 1) от 50 до 1000 кг в час (от 1 до 25 тонн в день)
Подача сырья Постоянная / непрерывная
Напряжение сети переменного тока, В 3 фазы, 380±10% (Примечание 2)
Частота питающего напряжения, Гц 50/60
Потребляемая мощность основного технологического оборудования, кВт соответствует 10% от мощности плазменной системы
Мощность плазменной системы, кВт от 50 и более (в зависимости от производительности блока)
Рабочая температура в пятне контакта плазменной струи и перерабатываемого сырья, °С 1000-1200
Охлаждение системы конденсации топлива Водяное, замкнутое (Примечание 3)
Диапазон рабочей температуры окружающей среды, °С от - 60 до + 50
Габаритные размеры, Д×Ш×В, м

соответствуют размерам морских контейнеров в 20/30/40 футов

Количество контейнеров от 1 до 2 и более (Примечание 4)
Суммарная масса блока, тонн от 5 до 30 (в зависимости от производительности)
Режим работы (Коэффициент рабочего цикла) Продолжительный, постоянный (ПВ=100%)

Блок хранения топлива:

Характеристики Величина
Объем топлива для хранения и обмена между блоками пиролиза, ректификации и плазменного крекинга (Примечание 1) соответствует двойной производительности блоков пиролиза, ректификации и плазменного крекинга
Виды сохраняемого топлива жидкое синтетическое топливо, тяжелая углеводородная фракция, бензиновая и дизельная фракции
Напряжение сети переменного тока, В 3 фазы, 380±10% (Примечание 2)
Частота питающего напряжения, Гц 50/60
Потребляемая мощность основного технологического оборудования, кВт 2
Диапазон рабочей температуры окружающей среды, °С от - 60 до + 50
Габаритные размеры, Д×Ш×В, м

соответствуют размерам морских контейнеров в 20/30/40 футов

Количество контейнеров от 1 до 2 и более (Примечание 4)
Суммарная масса блока, тонн от 3 до 40 (в зависимости от производительности)
Режим работы (Коэффициент рабочего цикла) Продолжительный, постоянный (ПВ=100%)

Примечания:

1 - Возможно изготовление по заказу установок для плазменного пиролиза производительностью до 80 тонн в день (HGP-3000) и до 100 тонн в день (HGP-5000).

2 - Источник питания обеспечивает автоматическую адаптацию к любому входному напряжению в диапазоне 380–450 В для трех фаз.

3 - Выбор охлаждения зависит от технического задания на разработку установки плазменного пиролиза.

4 - Установка базируется в стандартных 20/30/40 футовых контейнерах, количество контейнеров от 1 до 6 и более (зависит от требуемых параметров уничтожения, количества и производительности основных блоков, типа отходов и ТЗ заказчика).

5 - Все параметры установки плазменного пиролиза изготавливаются в соответствии с ТЗ заказчика.

ПИРОЛИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (ПЭНП) И АНАЛИЗ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПО СРАВНЕНИЮ С АВИАЦИОННЫМ ТОПЛИВОМ JP-4

PYROLYSIS OF LOW DENSITY POLYETHENE (L.D.P.E) AND ANALYSIS OF ITS BY-PRODUCTS IN COMPARISON WITH JP-4 AVIATION FUEL

Ihuaenyi S.Ch., Fakhrutdinov R.Z.

Email: [email protected]

Ihuaenyi Salvation Chijioke – Bachelor student,

DEPARTMENT OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND ENGINEERING;

Fakhrutdinov Revo Ziganshinovich – Professor,

DEPARTMENT OF CHEMICAL TECHNOLOGY OF OIL AND GAS REFINING,

KAZAN NATIONAL RESEARCH AND TECHNOLOGICAL UNIVERSITY,

KAZAN

Abstract: non-biodegradable plastics are the major causes of pollution in the world today, this is a problem that has been frequently recurrent for a very long time.

Polyethene is the most common thermoplastic with wide range of application and an average of about 80 million tonnes produced per annum. Its primary use is in packaging (plastic bags, plastic films, geomembranes, containers including bottles) and in Africa it is widely used for packaging drinking water, usually referred to as “sachet water” [1].

This research work focuses on Low Density Polyethene – a grade polymer, its effective management and usefulness when transformed into other products by pyrolysis. In this work, waste polyethene materials were gathered from dumpsites, sterilized and pyrolyzed at different temperatures using a home-made batch reactor and different products were formed at different temperature ranges: 140-190oC, 200-300oC, 300-470oC during the process. The process entails the use of three different samples of polyethene of mass 300g, the sample was pyrolyzed and results were recorded and analyzed. The fuel oil produced from the pyrolysis of waste water sachets can therefore be used in place of JP–4, providing the aviation industry with a cheaper fuel oil from a cheaper source (waste LDPE) than crude oil.

Keywords: polymer, polyethylene, pyrolysis, fuel, wax.

Ихуаенйи С.Ч., Фахрутдинов Р.З.

Ихуаенйи Салвейшн Чиджиоке – бакалавр,

кафедра химической технологии;

Фахрутдинов Рево Зиганшинович – профессор,

кафедра химической технологии переработки нефти и газа,

Казанский национальный исследовательский технологический университет,

г. Казань

Аннотация: бионеразлагаемые пластики являются основной причиной загрязнения в современном мире, и эта проблема часто повторяется в течение очень долгого времени.

Полиэтилен является наиболее распространенным термопластом с широким спектром применения и производится в среднем в количестве около 80 миллионов тонн в год. Его основное использование - в качестве упаковки (полиэтиленовые пакеты, пластиковые пленки, геомембраны, контейнеры, включая бутылки). В Африке его широко используют для упаковки питьевой воды, обычно называемой «саше» [1].

Эта научно-исследовательская работа посвящена полиэтилену низкой плотности - качественному полимеру, его эффективному управлению и полезности при превращении в другие продукты путем пиролиза. В этой работе отработанные полиэтиленовые материалы были собраны на свалках, стерилизованы и подвергнуты пиролизу при различных температурах с использованием реактора периодического действия, в ходе процесса были получены различные продукты при различных температурных диапазонах: 140-190 °С, 200-300 °С, 300-470 °С. Процесс предусматривает использование трех разных образцов полиэфира массой 300 г, образец подвергался пиролизу, результаты регистрировались и анализировались. Таким образом, вместо JP-4 можно использовать мазут, полученный в результате пиролиза саше сточных вод, что обеспечивает авиационную промышленность более дешевым мазутом из более дешевого источника (отходы ПЭНП), чем сырая нефть.

Ключевые слова: полимер, полиэтилен, пиролиз, мазут, воск.

References / Список литературы

  1. Ademiluyi T. , Akpan C., Production of fuel oil from pyrolysis of waste polyethylene (pure water sachets).
  2. Morrison RT., Boyd R.N., Organic Chemistry. 3rd Ed. Allyn and Bacon Inc.
  3. Perry R.H., Green D., Perry’s Chemical Engineers’ Handbook McGraw Hill International Edition.
  4. Kiran N., Ekinci E., Snape C.E., 2000. Recycling of plastic waste via pyrolysis. J Resources, Conservation and Recycling.
  5. ATSDR’s Toxicological profile for Jet Fuels JP – 4 and JP – 7, 1995. US Public Health Service, Atlanta GA, US.

Ссылка для цитирования данной статьи

   

Тип лицензии на данную статью – CC BY 4.0. Это значит, что Вы можете свободно цитировать данную статью на любом носителе и в любом формате при указании авторства.

Электронная версия. Ихуаенйи С.Ч., Фахрутдинов Р.З. ПИРОЛИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (ПЭНП) И АНАЛИЗ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПО СРАВНЕНИЮ С АВИАЦИОННЫМ ТОПЛИВОМ JP-4 // Вестник науки и образования №2 (56), 2019. [Электронныйресурс].URL: http://scientificjournal.ru/images/PDF/2019/VNO-56/piroliz-polietilena.pdf (Дата обращения:ХХ.ХХ.201Х).

Печатная версия. Ихуаенйи С.Ч., Фахрутдинов Р.З. ПИРОЛИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (ПЭНП) И АНАЛИЗ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПО СРАВНЕНИЮ С АВИАЦИОННЫМ ТОПЛИВОМ JP-4// Вестник науки и образования №2 (56), 2019, C. {см. журнал}.

Поделитесь данной статьей, повысьте свой научный статус в социальных сетях

      Tweet         

Нефтехимическое производство XXI века, процессы и основные продукты

Нефтехимики утверждают, что достаточно оглянуться — и из пяти любых предметов четыре обязательно окажутся продукцией нефтехимического производства. Спорить с этим утверждением практически невозможно, если учесть, что нефтехимия — это пластики и полимеры, резина и синтетическая ткань, лакокрасочные материалы и даже парфюмерия

Нефтехимическая промышленность производит синтетические материалы, прочно вошедшие в жизнь современного человека. Полиэтиленовые пакеты, бытовая техника, автомобильные шины, пластиковые окна, непромокаемая обувь, подвесные потолки, одноразовая посуда — все это продукция нефтехимического производства.

Нефтехимическое производство — один из вариантов сложной переработки углеводородов. Сырьем здесь, как правило, служат продукты, получившиеся в результате базовых процессов. К особенностям нефтехимии можно отнести то, что она имеет дело только с легкими фракциями углеводородов — от газов до прямогонных бензинов. Именно нафта (бензиновые фракции атмосферной перегонки) в большинстве стран используется в качестве основного нефтехимического сырья. Исключение составляет лишь США, где отдают предпочтение этану.

Следующее по востребованности сырье — сжиженные углеводородные газы (СУГ). Под этим общим названием скрываются как отдельные газы — пропан, бутан или изобутан, так и их смеси. За редким исключением, СУГ получают в процессе разделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ). ШФЛУ, в свою очередь, выделяется в процессе переработки природного или попутного нефтяного газа, газового конденсата. В российской нефтехимии ШФЛУ иногда используют и как самостоятельное сырье для дальнейших процессов. И наконец, еще один важный вид сырья — этан. Его чаще также получают из попутного нефтяного и природного газа.

Хотя нефтехимическое сырье разнообразно по химическому составу и по своим свойствам, у него есть одна общая характеристика: нафта, ШФЛУ, СУГ — все это алканы* или предельные, насыщенные углеводороды (парафины). С точки зрения химии их молекулы устроены таким образом, что разорвать связи между атомами очень сложно, а значит, алканы — это инертные соединения, плохо вовлекаемые в дальнейшие химические преобразования. Поэтому первая задача нефтехимиков — превратить их в более «дружелюбные» вещества.

* Алканы — название предельных углеводородов по международной номенклатуре. Парафины — исторически сложившееся название, отражающее свойства этих соединений (от лат. parum affinis — «имеющий мало сродства, малоактивный») .

Таким классом соединений оказались алкены, они же — олефины. Структурно от парафинов они отличаются меньшим количеством атомов водорода при том же количестве углерода. В результате олефины оказываются более реакционноспособны и даже могут соединяться между собой, образуя длинные молекулярные цепочки — полимеры. Этой способностью не обладают практически никакие исходные соединения, содержащиеся, например, в нафте или ШФЛУ. Существует ряд процессов, в результате которых парафины могут быть преобразованы в олефины, но основной среди них — пиролиз.

Пиролиз

Cамые важные с точки зрения дальнейшей переработки олефины — этилен (с формулой С2Н4) и пропилен (с формулой С3Н6), а пиролиз — главный процесс для их получения. При этом пропилен может производиться еще и в процессе дегидрирования пропана и на НПЗ в процессе каталитического крекинга. Этилен же — достижение исключительно пиролиза.

В нефтянке пиролиз — самый горячий процесс. Он протекает при температурах 700–900°C и давлениях, близких к атмосферному. В результате такой сильной термической обработки молекулы исходного вещества расщепляются на менее длинные — углеводородные цепочки алканов становятся короче, а заодно и теряют в процессе часть молекул водорода. Например, из бутана (С4Н10) получается пропилен (С3Н6) и метан (СН4). Помимо пропилена и этилена, пиролиз позволяет получить ароматические углеводороды.

В дальнейшем простейшие олефины подвергаются полимеризации — реакции соединения одинаковых молекул, или сополимеризации — реакции соединения в одну полимерную цепочку молекул разных олефинов. Молекулярные цепочки полимеров могут содержать тысячи и даже миллионы звеньев.

По данным экспертов, объем мирового потребления полимеров превышает 200 млн тонн в год и лидерство на рынке с довольно большим отрывом держит полиэтилен. В виде бытовых изделий с этим материалом знакомы все, в фабричном же варианте это гранулы белого цвета, которые затем подвергаются термической обработке: полиэтилен крайне пластичен при нагревании и может принимать любые формы.

Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехман, который в 1899 году открыл его случайно в ходе нагревания раствора газа диазометана. В ходе реакции на дне сосуда образовался воскообразный белый осадок. Впрочем, тогда химики не смогли даже выделить из структуры молекулы отдельное звено этилена. К теме вернулись только в 1930-х, когда также случайно в виде осадка полиэтилен получили британские химики. Понимание, что в полимеризации этилена ключевую роль играет кислород, пришло только в 1939 году, после чего был разработан

Вторая мировая война подтолкнула новую индустрию к развитию — полиэтилен использовали для изоляции проводов и изготовления корпусов для радиотехники. После войны полиэтилен стал достоянием гражданской промышленности. В 1957 году в США был произведен первый полиэтиленовый пакет, в 1973 году их выпускалось 11,5 млн штук, а сегодня в мире ежегодно производится несколько триллионов полиэтиленовых пакетов.

Второй по объемам производства полимерный продукт — полипропилен. Он самый легкий и жароустойчивый среди термопластов — эксплуатационные характеристики изделий из полипропилена сохраняются вплоть до 140–150°C. С морозом же дела обстоят хуже, чем у полиэтилена, — в суровом климате детали из полипропилена недолговечны. Зато этот материал химически стоек. Даже концентрированная серная кислота при комнатной температуре оказывает на него слабое действие. Полипропилен используют для изготовления самой разной продукции — от упаковочной пленки и пластиковых боксов до приборных панелей автомобилей. Благодаря его прочности полипропилен сегодня применяют и при дорожном строительстве — для формирования армирующих слоев дорожного покрытия.

Молекула пропилена больше и сложнее, чем этилена, а потому характеристики полимера существенно зависят от того, как в цепочке молекулы располагаются по отношению друг к другу. Из-за невозможности получать продукт со стабильными свойствами полипропилен долгое время не интересовал промышленность. Ситуация изменилась лишь в начале 1950-х, когда итальянский химик Джулио Натта сумел получить катализаторы для реакции полимеризации пропилена, которые смогли косвенно управлять и строением получающихся продуктов. За свое изобретение Натта получил Нобелевскую премию. Уже в 1959 году было освоено производство волокон из полипропилена.

Тогда же разработка собственной технологии получения полипропилена началась на Московском НПЗ. Сначала был опробован метод получения полипропилена из пропан-пропиленовой фракции, а чуть позже сконструирована опытная установка — прообраз будущего оборудования. В промышленных условиях новый пластик начал выпускаться в 1966 году. Существовавшее в советские времена в периметре завода полноценное производство полипропилена сегодня стало совместным предприятием «Газпром нефти» и СИБУРа — НПП « Нефтехимия». А вот сырье попрежнему поступает с завода — это пропан-пропиленовая фракция (ППФ), образующаяся в составе других газов как побочный продукт при каталитическом крекинге вакуумного газойля. Аналогично с Омского НПЗ пропан-пропиленовая фракция идет на завод «Полиом» — еще одно совместное нефтехимическое производство трех компаний: ГК «Титан», СИБУРа и «Газпром Нефти».

Поливинилхлорид — всего лишь третий на рынке, зато, пожалуй, самый известный: аббревиатура ПВХ известна сегодня каждому благодаря использованию этого пластика при производстве стеклопакетов.

С химической точки зрения мономер ПВХ — винилхлорид — это этилен (С2Н4), в котором один из атомов водорода заменен на хлор. Винилом называется углеводородный радикал из двух атомов углерода и трех водорода, но нередко это название применяют и к самому полимеру, и даже к изделиям из него — вспомним виниловые грампластинки.

История ПВХ началась в Германии в 1830-е годы, когда химик Юстус Либих сумел получить новый бесцветный газ со сладковатым запахом — винилхлорид. Позже был описан процесс полимеризации газа, а вот промышленный выпуск ПВХ начался лишь в 1926 году в Америке.

Дегидрирование

В отличие от пиролиза, где на выходе получаются смеси важнейших олефинов, а сам процесс сложен и очень энергоемок, в ходе дегидрирования алканы прпают отдельные компоненты сжиженных углеводородных газов, а сам процесс заклю-чается в «отъеме» у них молекулы водорода (Н2). Так, например, из молекулы пропана (С3Н8) получается пропилен (С3Н6), а из бутана (С4Н10) — бутилен (С4Н8). Многокомпо-нентные продукты пиролиза должны проходить дальнейшее дорогое и сложное фрак-ционирование, в то же время при дегидрировании достаточно отделить целевой оле-фин от исходного, не вступившего в реакцию алкана и незначительного количества побочных продуктов. Среди недостатков процесса можно отметить высокую стоимость его катализаторов и ограниченный состав сырья, требующего предварительного фракционирования.

Поливинилхлорид достаточно прочен, относительно морозостоек, устойчив к щелочам, многим кислотам, маслам и растворителям, почти не горюч и сам по себе нетоксичен. Пленки из ПВХ обладают хорошими барьерными свойствами. Весь этот комплекс свойств обуславливает широчайший спектр применения ПВХ и изделий из него.

По тоннажности три описанных полимера — ПЭ, ПП и ПВХ — занимают более 80% всего мирового рынка полимеров. Оставшаяся доля приходится еще на целый ряд пластиков: хорошо нам известный по пластиковым бутылкам полиэтилентерефталат, по коробочкам для DVD — полистирол и его сополимеры, так называемые АБС-пластики.

Также, говоря о нефтехимической продукции, невозможно не вспомнить о синтетических каучуках, сыгравших огромную роль в развитии цивилизации или как минимум автомобильной промышленности. Каучуки — это те же полимеры, но, в отличие от описанных выше, они не термопласты, а эластомеры, то есть проявляют свои высокоэластичные свойства при тем-пературе эксплуатации. Сегодня синте-тические каучуки занимают примерно 60% рынка каучуков, и эта цифра еже-годно растет.

Разработка и экспериментальная оптимизация экологически безопасной технологии утилизации полимерных материалов, включая полиэтилен, и каучукосодержащих отходов посредством детонации продуктов их пиролиза

Тема проекта: Разработка и экспериментальная оптимизация экологически безопасной технологии утилизации полимерных материалов, включая полиэтилен, и каучукосодержащих отходов посредством детонации продуктов их пиролиза.

Сроки проведения работ: 2019 - 2020

Соглашение № 075-15-2019-1843 от 03 декабря 2019.

Общий объем бюджетного финансирования: 60 млн руб

Уникальный идентификатор проекта RFMEFI60719X0307

Цели и задачи проекта:

  1. Разработка и экспериментальная апробация экологически безопасной технологии утилизации полимерных материалов, включая полиэтилен, и каучукосодержащих отходов, посредством объединения процессов оптимизированного на выход водородосодержащих соединений высокотемпературного пиролиза твердых отходов и детонационного сжигания полученной газообразной смеси для достижения более полной утилизации токсичных компонентов.
  2. Создание макета-демонстратора технологии утилизации отходов.

Ожидаемые результаты проекта:

  1. Разработать схемы высокотемпературного пиролиза полиэтилен- и каучуксодержащих отходов.
  2. Определить условия пиролиза, обеспечивающие максимальный выход водородосодержащих соединений.
  3. Разработать схемы использования газообразных продуктов пиролиза для снижения энергопотребления процесса переработки отходов.
  4. Разработать способ детонационной конверсии газообразных продуктов пиролиза и получения низкомолекулярных соединений.
  5. Разработать и изготовить макета-демонстратора технологии утилизации отходов.
  6. Разработать рекомендации по дальнейшему использованию созданной технологии и ТЗ для будущих ОКР.

Перспективы практического использования

Успешная реализация данной технологии, не имеющей известных мировых аналогов, приведет в будущем к созданию промышленных установок утилизации полимерных материалов, заметно превосходящие мировые образцы, служащие той же цели. Таким образом, будет достигнуто импортозамещение закупаемых в настоящее время зарубежных установок по утилизации твердых полимерных отходов с возможным последующим выходом на международные рынки высокотехнологичной продукции.

Индустриальный партнер: АО «АВИАВТОМАТИКА» им. В.В. Тарасова (г. Курск)


Этап 1 (с 03.12.2019 по 31.12.2019)

№ п/пНаименованиеДата
1. Подписание соглашение о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий в соответствии с пунктом 4 статьи 78.1 Бюджетного кодекса Российской Федерации № 075-15-2019-1843 3 декабря 2019
2. Участие в 6-ой национальной выставке технических и технологических достижений науки ВУЗПРОМЭКСПО 2019 (Москва, ЦВК «ЭКСПОЦЕНТР») 11-12 декабря 2019
3. Заключение договора №А9-13-9102/НИИСИ-2019 на выполнение составной части прикладных научных исследований с ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН 16 декабря 2019
4. Подписание акта изготовления лабораторного макета детонационной камеры для утилизации продуктов пиролиза 23 декабря 2019
5. Рассмотрение итогов 1 этапа на собрании НТС 23 декабря 2019

Этап 2 (с 01.01.2020 по 30.09.2020)

№ п/пНаименованиеДата
1. Изготовление макета-демонстратора технологии утилизации отходов 28 сентября 2020
2. Проведение экспериментальных исследований по повышению доли газовой фазы продуктов пиролиза и обеспечению повышенного выхода водородосодержащих соединений при варьировании температуры на экспериментальном лабораторном стенде для проведения высокотемпературного пиролиза отходов 28 августа 2020
3. Изготовление экспериментального лабораторного стенда для проведения высокотемпературного пиролиза отходов 22 июля 2020
4. Проведение экспериментальных исследований режимов детонации продуктов пиролиза, повышающих экологический уровень процесса на лабораторном макете детонационной камеры для утилизации продуктов пиролиза 4 июля 2020

Результаты, полученные на втором этапе темы, связаны с разработкой и экспериментальной апробацией экологически безопасной технологии утилизации полимерных материалов, включая полиэтилен и каучукосодержащие отходы, посредством объединения процессов высокотемпературного пиролиза твердых отходов и детонационной конверсии газообразных продуктов пиролиза с целью повышения экологического уровня утилизации твердых коммунальных отходов.

Полученные новые результаты преодолевают имеющиеся пробелы и научно обосновывают разработку опытно-промышленных установок для детонационной утилизации отходов. К основным результатам можно отнести:

  1. разработан и изготовлен экспериментальный лабораторный стенд для проведения высокотемпературного пиролиза отходов;
  2. разработан и изготовлен макет-демонстратор технологии утилизации отходов;
  3. определена конфигурация детонационной камеры, обеспечивающая надежный переход горения в детонацию на расстоянии не более 2 м от места зажигания;
  4. разработана база данных по константам скорости ведущих реакций, определяющих кинетику окисления продуктов пиролиза полиэтилен содержащих отходов (ПСО) и каучук содержащих отходов (КСО).
  5. впервые показано, что, несмотря на разнообразие отходов продуктов нефтехимии, компоненты, составляющие их продукты пиролиза, практически совпадают и отличаются только по концентрационной или массовой доле. Установлено, что, несмотря на различный состав продуктов ПСО и КСО, их горючие смеси с воздухом имеют очень близкие характеристики перехода горения в детонацию. Впервые выполнен анализ ряда детальных кинетических механизмов с точки зрения наилучшего описания пиролиза продуктов утилизации каучук и полиэтилен содержащих отходов.
  6. на основании результатов, полученных при экспериментальном исследовании термического разложения образцов полиэтилена низкого давления (высокой плотности) и бутадиенового каучука СКД сделан вывод о существенном воздействии температуры на скорость реакции.
    Повышение температуры приводит и к перераспределению продуктов реакции: уменьшению содержания водорода и увеличению содержания алканов C1 – C3 и олефинов C2 – C4.
  7. основные продукты термического разложения полиэтилена низкого давления (высокой плотности): углеводороды C1 – C3 (алканы и олефины) и водород. Основные продукты термического разложения бутадиеновго каучука СКД: водород и углеводороды C1 – C4 (алканы и олефины).
  8. проведенные экспериментальные исследования режимов детонации продуктов пиролиза на лабораторном макете детонационной камеры для утилизации продуктов пиролиза показали, что при детонационном сжигании углеводородов степень деструкции выше по сравнению с режимами дозвукового горения.
  9. экологическая эффективность детонационного режима сжигания подтверждена экспериментальным путем.
  10. впервые создана концепция детонационной конверсии газообразных продуктов пиролиза и получения низкомолекулярных соединений с экспериментальным подтверждением её работоспособность на лабораторном макете детонационной камеры для утилизации продуктов пиролиза ПСО и КСО. Анализ патентной и научно-технической литературы показывает, что разрабатываемые до настоящего времени камеры сгорания предназначались для использования в качестве части двигателя, ракетного или авиационного и задача увеличения экологичности процесса не ставилась. В расчетах и экспериментах показано, что детонационное сжигание, в отличие от различных режимов горения, приводит к более высокой температуре утилизации, что обеспечивает увеличение выхода воды и двуокиси углерода в продуктах детонации с одновременным уменьшением выхода углеводородных соединений. Для подтверждения этого вывода был проведен хроматографический анализ продуктов детонации и выполнено сравнение с продуктами различных режимов горения.
  11. впервые обосновано, что при конструктивной отладке процесса перехода горения в детонацию целесообразно использовать пропан-воздушные смеси в качестве горючей смеси, моделирующей различные смеси пиролитических газов с воздухом. Обоснование получено как расчетным, так и экспериментальным путем в ходе опытов на созданном макете детонационной камеры со смесями пропан – воздух и смесями, моделирующими продукты пиролиза каучук и полимер содержащих отходов. Ранее данный подход не использовался и полученные результаты создают основу для проведения сравнения вновь создаваемых технологий и технических решений по утилизации отходов с применением детонации.
  12. разработана и испытана конфигурация детонационной камеры сгорания, обеспечивающая лучшие условия для перехода горения в детонацию, чем описанные в литературе установки. Принципиальным отличием предложенного в ПНИЭР технического решения являются:
  • наличие каскадной мультипликационной форкамеры, принцип действия которой основан на последовательном прогрессивном увеличении поверхности и скорости распространения пламени,
  • последовательное расположение различных приспособлений для непрерывного усиления взрывного процесса и увеличения его скорости,
  • новая конструкция секции инициирования детонации П-образной формы, в которой осуществляется многократная фокусировка лидирующей ударной волны.

Lummus поставит 14 печей пиролиза для Балтийского Химического Комплекса

2 ноября 2020 года

Компания Lummus Technology поставит 14 печей пиролиза для газохимического комплекса в составе Комплекса по переработке этансодержащего газа (ГХК КПЭГ), создаваемого в районе п. Усть-Луга Ленинградской области.

Контракт на проектирование и поставку печей SRT VI заключен в рамках ЕРС-контракта c China National Chemical Engineering & Construction Corporation Seven, Ltd. (CC7) — EPC-подрядчиком проекта ГХК КПЭГ. Оборудование б<удет поставлено по условиям лицензионного соглашения на технологию производства этилена суммарным объемом (1-я и 2-я очереди) до 3 млн тонн в год, которое оператор проекта ГХК КПЭГ — ООО «Балтийский Химический Комплекс» (дочерняя компания АО «РусГазДобыча») — заключил с Lummus Technology в 2019 году.

Печь пиролиза — основной промышленный реактор этиленовой установки (установки пиролиза). Здесь происходит термическое разложение углеводородов (этана/пропана) с выделением пиролизного газа. Далее газ поступает в секцию извлечения олефинов, где получают этилен полимерного качества, из которого впоследствии производят полиэтилен.

«Проект газохимического комплекса реализуется с применением самых современных, высокоэффективных и экологически безопасных технологических решений. В настоящее время проводится закупка оборудования длительного цикла изготовления. Компактный и надежный модуль Lummus Technology позволяет значительно снизить объем побочных продуктов и сократить удельный расход энергоресурсов. Данный модуль также характеризуется гибкостью в отношении сырья — при нехватке этана допускается подача до 10% пропана», — отметил генеральный директор ООО «Балтийский Химический Комплекс» Константин Махов.

«Это второй крупный контракт на наши SRT-печи пиролиза мирового класса, которые обеспечивают высокую производительность, длительность эксплуатации и энергоэффективность. Это также продолжение нашей работы на Балтийском Химическом Комплексе и преумножение нашего опыта в России, которая является одним из ключевых рынков и где мы признаны одним из лидирующих лицензиаров данной технологии», — сказал президент, главный исполнительный директор Lummus Technology Леон де Брюн.

«Это первый опыт прямого сотрудничества между СС7 и Lummus Technology в сфере производства этилена как в России, так и на мировом рынке. Вслед за подписанным в ноябре 2019 года договором на разработку пакета технологической документации на проектирование установки крекинга этана на Балтийском Химическом Комплексе теперь подписан договор на проектирование и поставку оборудования. Сотрудничество между двумя компаниями продвигается вперед, и опыт взаимодействия в рамках данного проекта будет надежной основой для будущего стратегического партнерства на мировом рынке», — отметил вице-президент СС7 Лун Хайан.

Справка

ООО «Балтийский Химический Комплекс» — оператор проекта строительства газохимического комплекса (ГХК) для производства порядка 3 млн тонн полиэтилена в год. ГХК вместе с интегрированным комплексом по переработке и сжижению природного газа, а также морскими терминалами для отгрузки готовой продукции составляют Комплекс по переработке этансодержащего газа (КПЭГ) — совместный проект, реализуемый АО «РусГазДобыча» и
ПАО «Газпром». Действующие долгосрочные договоры гарантируют сырьевое обеспечение КПЭГ на срок не менее 20 лет.

Благодаря более чем 110-летнему опыту и ориентированности на инновации, результатом которой стали около 130 разработанных технологий и 3400 патентов, Lummus Technology является мировым лидером в разработке и внедрении технологических процессов. Компания является ведущим лицензиаром технологий в нефтехимии, нефтепереработке, газификации и переработке газа, а также поставщиком катализаторов, патентованного оборудования и сопутствующих услуг клиентам по всему миру.

Генеральным подрядчиком проекта газохимического комплекса в составе Комплекса по переработке этансодержащего газа в районе п. Усть-Луга является China National Chemical Engineering & Construction Corporation Seven, Ltd. (CC-7) — стопроцентное дочернее предприятие China National Chemical Engineering Group Corporation Ltd., крупнейшего китайского EPC-подрядчика в нефтегазохимической отрасли. Компания имеет 10-летний опыт работы в России, включая 6 крупных нефтехимических проектов как уже завершенных, так и реализуемых в настоящее время.

Контакты для СМИ

ООО «БХК»: [email protected]

Lummus Technology: [email protected]

СС7: [email protected]


Завод этилена

Удельный вес завода в продукции ПАО“Казаньоргсинтез”

8,4%

Штатная численность

838

Завод этилена является первым в технологической цепочке ПАО"Казаньоргсинтез", он состоит из четырех очередей по производству этилена. Завод этилена является одним из старейших заводов, по площади занимает самую большую территорию.

Состав завода

Завод этилена состоит из 7 цехов:

  • Первая очередь цеха № 0204-0205; 0201-0203
  • Вторая очередь цех № 2021-2045
  • Третья очередь цех № 0771-0776
  • Четвертая очередь цеха № 58-68; 65-76;
  • Цех по ремонту технологического оборудования

Основными товарными продуктами завода являются: этилен, пропилен.

Этилен служит исходным сырьем для производства полиэтилена и окиси этилена. Пропилен предназначен для производства полипропилена, фенола, ацетона, окиси пропилена.

Основное сырье - этановая фракция, поступающая на объединение по трубопроводу с Оренбургского гелиевого завода и Миннибаевского ГПЗ и пропан-бутановая фракция поставляемая в железнодорожных цистернах. Этилен и пропилен получают пиролизом (высокотемпературным разложением) углеводородного сырья с последующим низкотемпературным газоразделением продуктов пиролиза.

Применение продукции завода

Весь произведенный на заводе этилен передается на заводы ПВД, ПППНД, для дальнейшей переработки и получения конечной товарной продукции. Весь произведенный на заводе пропилен передается на завод оргпродуктов и технических газов для последующей передачи на завод бисфенола А и реализации излишков на сторону. Кроме этилена и пропилена на заводе выпускается вспомогательная продукция: бутилен-бутадиеновая фракция (ББФ), жидкие продукты пиролиза (ЖПП), отработанное дизельное топливо, жидкие продукты пиролиза.

Завод этилена самое энергоёмкое подразделение в составе ПАО "Казаньоргсинтез". Доля потребляемой электроэнергии составляет 43% от общего потребления электроэнергии объединения. Кроме того, на заводе производится пар собственной выработки (пар ВЭР), доля вырабатываемого пара ВЭР составляет 36% от общего потребления пара, на объединении.

На заводе постоянно проводится модернизация действующих производств с целью увеличения производительности. Удельный вес завода этилена в производстве конечной товарной продукции ПАО "Казаньоргсинтез" складывается за счет реализации только побочной продукции.


КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ

Метод переработки пластика: пиролиз | Статьи

Мировое потребление пластиковой продукции увеличивается год от года. И вместе с ним неуклонно растет объем пластиковых отходов. Особенно сложно обстоит дело с пластиковыми пакетами, которые заполонили города и природные зоны. Напомним, что, согласно подсчетам экспертов, в мире производит триллиона полиэтиленовых пакетов. Средний срок использования одного пакета - около 20 минут. Фактически это время, которого достаточно для того, чтобы дойти от магазина до дома, после чего пакет становится ненужным и выбрасывается.А период полного разложения полиэтилена в природе, как напоминает экологи, измеряется сотнями лет.

Что же делать с горами пластикового мусора? В качестве решения проблемы предлагается внедрять наиболее передовые и эффективные технологии переработки данного вида отходов.

Одним из таких методов является пиролиз. Под пиролизомается процесс разложения пластика под воздействием высоких температур и при отсутствии кислорода. Здесь следует сказать, что пиролиз - это далеко не новая технология.В некоторых странах Европы, где нет своих нефтяных ресурсов, он применял еще в тридцатых годах прошлого века для получения бензина. Так, например, в гитлеровской Германии посредством пиролиза производили бензин из каменного угля. Полученное таким образом топливо использовалось для заправки известных немецких танков, весьма неплохо показавших себя на фронтах Второй мировой войны.

Особенности и преимущества пиролиза

В современном мире для технологии пиролиза нашлось новое полезное применение: переработка пластиковых отходов.

  • На первом этапе осуществляется необходимая обработка пластиковых отходов: они проходят сортировку, размельчение и мойку.
  • Далее обработанный пластик отправляется в реактор. Здесь под воздействием температуры + 600C и без доступа воздуха полимер вначале расплавляется до состояния густой жидкости, а затем превращается в газ.
  • Этот газ проходит через систему очистки и охлаждения. При этом вещество снова переходит в жидкое состояние с характерными свойствами мазута.Из полученного мазута можно изготавливать различную продукцию: например, синтетическое топливо для двигателей внутреннего сгорания.
  • Помимо этого, в результате пиролиза образуются еще две фракции: зола , которая упаковывается в брикеты и применяется в печном топливе, и газ , который удаляется в атмосферу. Отметим, что, проходя через пиролизный реактор, такие материалы, как полиэтилен, полипропилен и полистирол, теряют почти треть своей массы, а полиуретан - до половины.

Таким образом, можно выделить два ключевых преимущества пиролиза.

  1. Данная технология позволяет из пластиковых отходов, полезные и востребованные продукты, в частности - мазут, дизельное и печное топливо. Добавим, что этими видами продукции возможности пиролиза не исчерпаны. С помощью пиролизного реактора также можно получить горячий газ для котельных ТЭС и ТЭЦ. Для этого потребуется немного изменить описанный выше технологический процесс, остановив его на фазе перехода пластика в газообразное состояние.
  2. Пиролиз дает возможность уничтожить 99% вредных веществ, входящий в состав пластика. Таким образом, это один из наиболее экологичных вариантов переработки отходов.

Что касается недостатков пиролиза, то нужно выделить следующие моменты.

  • В процессе работы пиролизного реактора высвобождается достаточно большое количество вредных соединений. В принципе, при должном оснащении оборудования системой фильтрации и очистки этот фактор не должен представлять собой серьезную проблему.Но здесь мы вплотную подходим ко второму пункту.
  • Качественное оборудование для пиролиза стоит достаточно дорого. Чтобы организовать процесс работы пиролизного реактора по всем правилам требуются серьезные финансовые вложения, которые по силам далеко не всем компаниям.

Собственно, именно по этой причине пиролиз пластика при всех своих преимуществах до сих пор не получил в России широкого применения. Приятным моментом является заинтересованность ведущих отечественных производителей полиэтилена в развитии технологий переработки продукции - в том числе и методом пиролиза.Среди таких производителей выделяется компания «УпакСнаб». Данный бренд известен не только высоким качеством своей продукции, и активной экологической позицией.

«Упакснаб» - один из лидеров в сфере производства полиэтиленовой продукции

Широкому российскому потребителю компания «УпакСнаб» известна, прежде всего, как производитель широкого спектра упаковочной продукции, пакетов с логотипами, мусорных и фасовочных мешков.

Причины, почему полиэтиленовые пакеты лучше заказывать в «УпакСнаб»:

  • мы изготавливаем качественные и дешевые пакеты на заказ, в том числе - эксклюзивные и нестандартные модели по индивидуальным параметрам клиента;
  • заказ любой сложности выполняется в клиентом сроке;
  • доставка продукции осуществляется по территории России и Ближнего Зарубежья.

Дополнительную информацию можно получить по телефонам: 8 (495) 782-27-08, 8 (962) 954-00-55 или электронной почте: [email protected]

Бутылочку не выбрасывайте. Как пластиковые отходы могут стать "зеленой" энерги

О том, как можно дать вторую жизнь пластиковым отходам и сделать вклад в очистку планеты от мусора, говорит химик-инженер из Университета Ньюкасла Ань Фан

В классическом фантастическом фильме "Назад в будущее" Эммет "Док" Браун заправляет летающий ДеЛориан, позволяющий путешествовать во времени, мусором.По сей день машина времени остается вымыслом, а вот перспектива использования отходов топлива не слишком далека от реальности. В частности, пластмассы содержат в основном углеродный, энергетический потенциал, который используется в обычном виде топлива (например, "дизеля"). Они к наиболее часто используемым отходам.

Все пластмассы можно преобразовывать в полезные формы энергии и химикатов для промышленности, используя процесс под названием "холодноплазменный пиролиз".

Пиролиз - это методология, при которой материалы разлагаются при температуре от 400 ℃ до 650 ℃ в среде с ограниченным кислородом.Обычно к нему прибегают для выработки энергии в виде тепла, электричества или топлива. Но еще более полезно было бы включить в этот процесс холодную плазму, чтобы получать другие химические вещества и материалы.

Замкнуть цикл

Холодноплазменный пиролиз позволяет превращать пластиковые отходы в водород, метан и этилен. Как водород, так и метан могут быть в качестве чистого топлива, как они производят только минимальное количество вредных соединений, таких как сажа, несгоревшие углеводороды и углекислый газ (CO2).Этилен является строительной опасной пластмассой, используемой сегодня во всем мире.

В экономике замкнутого цикла технологии дают пластиковым отходам новую жизнь, параллельно решая проблему их накопления

Однако в настоящее время столь рациональный подход к мусору не наблюдается. Только в США и ЕС на свалку отправляется соответственно 40% и 31% пластмассовых изделий. Конечно, сжигать их для производства энергии обычно намного лучше, чем просто выбрасывать.Однако при таком способе не остается средств для повторного использования, при недостаточном контроле он влечет за собой негативные последствия для окружающей среды.

В экономике замкнутого цикла, где технологии дают новую жизнь пластиковым отходам, существует возможность решить проблему их накопления. Вместо того чтобы наращивать свалки, с помощью холодноплазменного пиролиза можно получить ценные материалы для повторного использования в промышленности.

Польза со свалки

В недавнем исследовании ученых Университета Ньюкасла была проверена эффективность холодноплазменного пиролиза с использованием пластиковых пакетов, бутылок от молока и отбеливателя, собранных местным перерабатывающим заводом.

Машина времени пока остается фантастикой, чего не скажешь об использовании мусора в качесте топлива

В ходе изыскания было обнаружено, что из полиэтилена высокой плотности (HDPE), используемого для производства бутылок и труб, с помощью холодной плазмы можно извлечь в 55 раз больше этилена, чем при обычном пиролизе. Около 24% исходного материала было преобразовано непосредственно в полезные продукты.

Плазменные технологии используются для борьбы с опасными отходами и в прошлом, но этот процесс протекает при очень высоких температурах (более 3000 ° C), и поэтому требует сложной и энергоемкой системы охлаждения.Холодноплазменный пиролиз работает всего при 500–600 ° C, комбинируя обычное нагревание и холодную плазму. Это означает, что процесс требует меньше энергии.

Холодноплазменный пиролиз предлагает возможности по преобразованию в ценный продукт того, что сейчас просто выбрасывается

Холодная плазма, используемая для разрыва химических связей, инициации и возбуждения электждения, генерируется между двумя товарами, разделенными одним или двумя изолирующими барьерами.Она уникальна тем, что в основном производит горячие (высокоэнергетические) электроны - частицы, которые отлично подходят для разрушения химических связей пластмасс. Энергию для ее создания можно брать из возобновляемых источников.

Преимущества использования холодной плазмы по сравнению с традиционным пиролизом состоят в том, что поддается жесткому контролю, что облегчает разрыв химических связей в полиэтилене HDPE, позволяя превратить тяжелые углеводороды из пластмасс в более легкие.Плазму можно использовать для преобразования пластмасс в другие материалы: водород и метан, представляющие собой источник, или в этилен и углеводороды для создания полимеров.

Кроме того, с помощью ее реакции занимает считанные секунды, что делает процесс быстрым и чистым дешевым. Таким образом, холодноплазменный пиролиз предлагает ряд возможностей, чтобы преобразовать в ценный продукт то, что сейчас просто выбрасывается.

По материалам Разговор

вторая жизнь отходов из пластических масс

Значительная часть мусорных свалок составляет упаковочные материалы из пластика и полиэтилена.Особая технология переработки позволяет получать из них качественное топливо. Пиролиз пластика безопасен для экологии, возможно его осуществление в домашних условиях.

Технология и стадии процесса

Суть переработки отработок методом пиролиза - быстрое разложение пластических масс и переход их в новое физическое состояние. Осуществляется процесс плавления в закрытом пространстве, под воздействием температуры в 600 градусов, без доступа кислорода.

Стадии переработки пластика в топливо:

  • сортировка, измельчение и мойка пластиковых отходов;
  • помещение сырья в пиролизную машину;
  • плавление в жидкое, а затем в газообразное состояние;
  • очистка и охлаждение газа до состояния жидкости.

Переработка пластика в газ происходит в том же порядке, за исключением последней стадии (очистки и охлаждения). Используется полученный продукт в работе небольших ТЭЦ.

Пиролиз пластмасс в домашних условиях

В 2010 году японский изобретатель Акинори Ито создал компактную машину для переработки пластика в нефть. Чудо установка превращает 1 кг отходов в 1 л топлива без загрязнения атмосферы и при затрате всего 1 кВт электроэнергии.

Аппарат используется в промышленных масштабах, выпускаются модели для работы в домашних условиях.Доступность установки определяется ее ценой. Пока она составляет 10 тыс. американских долларов. Падение стоимости ожидается после увеличения числа выпускаемых машин.

Пиролиз пластмасс возможен в приспособлениях, сделанных своими руками. Домашние мастера подметили, что установка по перегонке полимеров схожа по конструкции и принципу работы с самогонным аппаратом.

Примерное устройство для получения синтетической нефти у себя дома выглядит так:

  1. Канистра емкостью 35 л играет роль реактора.
  2. Для равномерного типа типа, направление пламени регулируется кожухом стиральной машины ручного типа.
  3. Выход пара сквозь закрытую крышку канистры обеспечивается вваренной трубкой в ​​просверленной отверстии. Далее пар охлаждается в змеевике с краником, для слива жидкости на конце.
  4. Для отвода попутного газа и охлаждения, используется змеевик холодильника.
  5. Затворный клапан в виде стеклянной банки с пластмассовой крышкой, в которой имеются два отверстия.Одно для ввода, второе для вывода попутного газа к горелке.

Домашний пиролиз полиэтилена в топливо начинается с закладки материалов в канистру и разведением огня под реактором. Достижение нужной температуры внутри сопровождения плавлением материалов и выделением паров.

Через трубку в горловине они выходят, попадают в змеевик холодильника, залитый водой. Охлаждаясь, превращаются в жидкость. Попутный газ удаляется через отвод в водяной затвор.Оттуда, через отводящий шланг, поступает сжигание в горелке.

Конечные продукты пиролиза

Пластик и полиэтилен превращаются в жидкость с качествомми мазута. Она используется как сырье при производстве бензина, керосина, дизельного топлива, других полезных продуктов. Помимо жидкого вещества, в установке образуется жидкое топливо (твердый углеводород и соединения металлов), востребованная как печное топливо, и газ.

Пиролиз ПЭТ бутылок дает химическую смесь из пропилена, воска, масла, водорода, кокса, этилена, углекислого газа и углерода.В двигателе внутреннего сгорания эту смесь использовать нельзя, но как топливо для печей или сырье для нефтехимического производства она вполне подходит.

Пиролиз пластика в бензин возможен при наличии в установке дополнительной стадии перегонки и очистки. Ученые из Томска разработали технологию пиролиза пластиковыхылок в синтетическое топливо для двигателей.

По словам главного конструктора агрегата, Сергея Зотова, реактор может выдавать как дизельное топливо, так и бензин разных марок.Это зависит от катализатора, участвующего в процессе. Создание первого промышленного образца планируется в ближайшее время.

Степень конверсии исходного сырья к бензиновой фракции составит 80%. Это больше, чем при переработке сырой нефти (55%). Качество пиролизного бензина, получаемого до появления новой разработки, не было идеальным.

Химический анализ показательные отличия от состава традиционного бензина. Неотделимые примеси загрязнения цилиндры автомобильного мотора.Томским изобретателям удалось решить проблему.

Пиролиз полиэтилена дает 40–70% газообразных продуктов (этилен, пропилен, иногда метан и водород) и 30–60% масел. Применение алюмосиликатного катализатора в установке непрерывного цикла получить бензиновую фракцию в количестве 80% сырья.

Летучие продукты пиролиза полипропилена составляет основную часть. Твердый остаток, в виде золы, составляет не более 2% исходного сырья.

В сравнении с другими способами утилизации полистирола, полипропилена и полиэтилена, пиролиз уничтожает 99% вредных здоровью составляющих материалов.Это важно для экологии. Перспективный метод переработки пластика не находит широкого применения из-за дороговизны оборудования.

Влияние химической природы и структурных наноразмерных наполнителей на механизм пиролиза полиэтилена

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА том 38 № 9 2019

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ И СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ... 59

(алкенов, алкенов и диоленов

), позитов с монтмориллонитом наблюдается зна-

чительное увеличение доли нетерминальных алке-

новых диенов, появляются изоалканы и алкилбензо-

лы, отсутствующие в продуктах пиролиза ПЭ и его

композитов с углеродными наполнителями.

Изменение состава продуктов пиролиза в при-

сутствии наполнителей С20А и CNa свидетель-

Действует об ионном механизме термодеструкции

ПЭ в композитах ПЭ / С20А и ПЭ / CNa. Известно,

что алюмосиликаты оказывают каталитическое

влияние на термодеструкцию полиэтилена [25, 26].

Алюмосиликатные каталитические центры (кис-

лотные центры бренстедового и льюисового ти-

пов) инициирование механического образования макромолекулярных

содержащих карбокатионов ПЭ, что приводит к ионному

классзму радикального термодестического процесса

в отличие от

процесса

термодеструкции ПЭ.При этом наблюдаются

процессы изомеризации двойной связи, изоме-

ризации углеродного скелета, циклизации и об-

разования ароматических производных в продук-

таходеструкции ПЭ [25, 26].

Наиболее ярко выражено каталитическое вли-

яние органомодифицированного монтморилло-

нита С20А, эксфолиированного до нанослоев в

полиэтиленовой матрице. Значительное измене-

состав продуктов пиролиза происходит уже

при содержании наполнителя 3 мас. % (кривая 5

рис. 2, табл. 1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сравнительное исследование продуктов пиро-

лиза композитов на основе ПЭ и наноразмерных

наполнителей разного типа показало различный

характер влияния на механизм пиролиза углерод-

основных и алюминисиликатных наполнителей. Углерод-

ные нанонаполнители (нанопластины графита,

восстановленный оксид графита, многослойные

углеродные нанотрубки) способствуют образова-

нию тяжелой фракции углеводородов в продуктах

пиролиза.Степень влияния цилиндрических наполни-

телей на состав продуктов пиролиза определяет

на физическую адсорбцию макроради-

калов ПЭ и зависит от формы частиц и дефектно-

сти поверхности. Использование в

в качестве наполнителя слоистого силиката монт-

мориллонита приводит к повышению доли лег-

к изменениям углеводородов в составе продуктов пиролиза

и качественному его изменению (значительному

больших нетерминальных алкенов и ди-

9000алкенов, образование из и алкилбензолов),

вызвано наличием каталитических кисло-

лотных центров и ионным характером механизма

термодеструкции полиэтилена.

Работа выполнена за счет субсидии, выделен-

ной на выполнение государственного задания по

темам 0082-2014-0014, АААА-А17-117111600093-8,

№ госрегистрации 0120125305.

СПИСОК ЛИТЕРА0002 M0003

K., Bugnicourt E., Latorre M. et al. // Nanoma-

terials. 2017. Т. 7. С. 74.

2. Хуссиан В., Ходжати М., Окамото М., Горга Р.Э. //

J. Compos. Mater. 2006. Т. 40. № 17. С. 1511.

3.Миттал В. Термостойкие и огнестойкие нанокомпозиты поли-

-мер. Cambridge University Press,

2011.

4. Миттал В. Достижения в области полиолефиновых нанокомпозитов. 1-е

изд. Бока-Ратон, США: CRC Press, 2010.

5. Гилман Дж. У. // Прил. Clay Sci. 1999. Т. 15. С. 31.

6. Гилман Г.В., Джексон С.Л., Морган А.Б. и другие. // Chem.

Матер. 2000. V. 12. P. 1866.

7. Burnside S.D., Giannelis E.P. // Chem. Mater. 1995 г.

V. 7. P. 1596.

8. Zanetti M., Bracco P., Costa L. // Polym. Деграда. Stab.

2004. Т. 85. С. 657.

9. Рахимкулов А.Д., Ломакин С.М., Дубникова И.Л. //

J. Mater. Sci. 2010. Т. 45. № 3. С. 633.

10. Ломакин С.М., Дубникова И.Л., Березина С.М., Заи-

ков Г.Е. // Высокомолекулярный. соединения. А. 2005.

Т. 47. 12. С. 1.

11. Ломакин С., Бревнов П., Коверзанова Е., Усачев С.,

Шилкина Н., Новокшонова Л., Крашенинников В. и др. //

J. Analyt. и Прил. Пиролиз. 2017. Т. 128С. С. 275.

12. Бревнов П.Н., Кирсанкина Г.Р., Заболотнов А.С.,

Крашенинников В.Г. и др. // Высокомолекулярный. со-

единения. С. 2016. Т. 58. № 1. С. 42.

13. Кряжев Ю.Г., Вольфкович Ю.М., Мельников В.П. и другие. //

Прот. Встретил. Phys. Chem. Серфинг. 2017. Т. 53. № 3. С. 422.

14. Бревнов П.Н., Заболотнов А.С., Крашенинников В.Г.,

Покидько Б.В., Бакиров А.В., Бабкина О.Н., Новок-

шонова Л.А. // Кинетика и катализ. 2016. Т. 57. № 4.

С. 484.

15. Поцма М.Л. // Макромолекулы. 2003. Т. 36. С. 8931.

16. Паабо М., Левин Б.С. // Fire Mater. 1987. V. 11. P. 55.

17. Латтимер Р.П. // J. Anal. Appl. Пиролиз. 1995. V. 31.

P. 203.

18. Soják L. // Petroleum & Coal. 2006. V. 48. P. 1.

19. Бэмфорд К.Х., Типпер К.F.H. Деградация полимеров.

V. 14. Амстердам – Оксфорд – Нью-Йорк: Elsevier Sci.

Publ., 1975. P. 33.

20. Куроки Т., Савагути Т., Ниикуни С., Икемура Т. // Mac-

ромолекулы. 1982. V. 15. P. 1460.

21. Бокхорн Х., Хорнунг А., Хорнунг У., Шаваллер Д. //

J. Anal. Appl. Пиролиз. 1999. V. 48. P. 93.

22. Rabe J.P., Buchholz S. // Science. 1991. Т. 253. С. 424.

23. Магонов С., Ерина Н. // Макромолекулы.2003. V. 36.

P. 5637.

24. Tracz A., Jeszka J.K., Kucińska I. et al. // J. Appl.

Полим. Sci. 2002. Т. 86. С. 1329.

25. Кумар С., Панда А.К., Синг Р.К. // Ресурсы, Conser-

vation and Recycling. 2011. V. 55. P. 893.

26. Breen C., Last P.M., Taylor S., Komadel P. // Thermo-

chim. Acta. 2000. Т. 363. С. 93.

ПИРОЛИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (ПЭНП) И АНАЛИЗ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПО СРАВНЕНИЮ С АВИАЦИОННЫМ ТОПЛИВОМ JP-4

ПИРОЛИЗ ПОЛИЭТЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (L.D.P.E) И АНАЛИЗ ЕГО ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ В СРАВНЕНИИ С АВИАЦИОННЫМ ТОПЛИВОМ JP-4

Ихуаеньи С.Ч., Фахрутдинов Р.З.

Электронная почта: [email protected]

Ihuaenyi Salvation Chijioke - бакалавр,

ОТДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖЕНЕРИИ;

Фахрутдинов Рево Зиганшинович - профессор,

ОТДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКИ,

КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ,

КАЗАНЬ

Реферат: Небиоразлагаемые пластмассы являются основными причинами загрязнения в мире сегодня, это проблема, которая часто повторялась в течение очень долгого времени.

Полиэтилен является наиболее распространенным термопластом с широким спектром применения, который в среднем производится около 80 миллионов тонн в год. Его основное применение - упаковка (полиэтиленовые пакеты, полиэтиленовые пленки, геомембраны, контейнеры, включая бутылки), а в Африке он широко используется для упаковки питьевой воды, обычно называемой «саше для воды» [1].

Эта исследовательская работа посвящена полиэтилену низкой плотности - качественному полимеру, эффективному управлению им и его полезности при превращении в другие продукты путем пиролиза.В этой работе отходы полиэтиленовых материалов были собраны со свалок, стерилизованы и пиролизованы при различных температурах с использованием самодельного реактора периодического действия, и различные продукты были сформированы в различных диапазонах температур: 140-190 ° C, 200-300 ° C, 300-470 ° C во время процесса. Процесс включает использование трех различных образцов полиэтилена массой 300 г, образец подвергали пиролизу, а результаты регистрировали и анализировали. Таким образом, мазут, полученный в результате пиролиза пакетиков сточных вод, может использоваться вместо JP-4, обеспечивая авиационную промышленность более дешевым мазутом из более дешевого источника (отходы ПВД), чем сырая нефть.

Ключевые слова: полимер, полиэтилен, пиролиз, топливо, воск.

Ихуаенйи С.Ч., Фахрутдинов Р.З.

Ихуаенйи Салвейшн Чиджиоке - бакалавр,

кафедра химических технологий;

Фахрутдинов Рево Зиганшинович - профессор,

кафедра химических технологий переработки нефти и газа,

Казанский национальный исследовательский технологический университет,

г.Казань

Аннотация: бионеразлагаемые пластики являются основной причиной загрязнения в современном мире, и эта проблема часто повторяется в течение очень долгого времени.

Полиэтилен является наиболее распространенным термопластом с широким спектром применения и производится в среднем в количестве около 80 миллионов тонн в год. Его основное использование - в упаковке (полиэтиленовые пакеты, пластиковые пленки, геомембраны, контейнеры, включая бутылки).В Африке его широко используют для упаковки питьевой воды, обычно называемой «саше» [1].

Эта научно-исследовательская работа посвящена полиэтилену низкой плотности - качественному полимеру, его эффективному управлению и полезности при превращении в другие продукты пиролиза. В этой работе отработанные полиэтиленовые материалы были собраны на свалках, стерилизованы и подвергнуты пиролизу при различных температурах использования реактора периодического действия, в ходе процесса получены различные продукты при различных температурных диапазонах: 140-190 ° С, 200-300 ° С, 300- 470 ° С.Процесс предусматривает использование трех образцов разных полиэфира массой 300 г, образец подвергался пиролизу, результаты регистрировались и анализировались. Таким образом, вместо JP-4 можно использовать мазут, полученный в результате пиролиза саше сточных вод, что обеспечивает более дешевым мазутом из более дешевого источника (отходы ПЭНП), чем сырая нефть.

Ключевые слова: полимер, полиэтилен, пиролиз, мазут, воск.

Список литературы / Список литературы

  1. Адемилуйи Т., Акпан С., Производство мазута путем пиролиза отходов полиэтилена (пакеты с чистой водой).
  2. Моррисон Р.Т., Бойд Р.Н., Органическая химия. 3-е изд. Аллин и Бэкон Inc.
  3. Perry R.H., Green D., Perry’s Chemical Engineers ’Handbook, McGraw Hill International Edition.
  4. Киран Н., Экинчи Э., Снейп С.Э., 2000. Переработка пластиковых отходов путем пиролиза. J Ресурсы, сохранение и переработка.
  5. Токсикологический профиль ATSDR для реактивного топлива JP-4 и JP-7, 1995.Служба общественного здравоохранения США, Атланта, Джорджия, США.

Ссылка для цитирования данной статьи

Тип лицензии на данную статью - CC BY 4.0. Это значит, что вы можете свободно цитировать систему на любом носителе и в любом формате приании авторства.

Электронная версия. Ихуаенйи С.Ч., Фахрутдинов Р.З. ПИРОЛИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (ПЭНП) И АНАЛИЗ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПО СРАВНЕНИЮ С АВИАЦИОННЫМ ТОПЛИВОМ JP-4 // Вестник науки и образования №2 (56), 2019.[Электронныйресурс] .URL: http://scientificjournal.ru/images/PDF/2019/VNO-56/piroliz-polietilena.pdf (Дата обращения: ХХ.ХХ.201Х).

Печатная версия. Ихуаенйи С.Ч., Фахрутдинов Р.З. ПИРОЛИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (ПЭНП) И АНАЛИЗ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПО СРАВНЕНИЮ С АВИАЦИОННЫМ ТОПЛИВОМ JP-4 // Вестник науки и образования №2 (56), 2019, С. {см. журнал}.

Поделитесь данной статьей, повысьте свой научный статус в социальных сетях

Твитнуть

Кинетическое исследование процесса пиролиза отходов сшитого полиэтилена

Луговой, Ю. В. и Чалов, К.В. и Косивцов, Ю.Ю. и Сульман, Э.М. (2019) Кинетическое исследование процесса пиролиза отходов сшитого полиэтилена. Вестник ТвГУ. Серия: Химия (4). С. 55-64. ISSN 1995-0152

PDF - Опубликованная версия
959kB

Abstract

В статье представлены результаты кинетического исследования процесса термической деструкции отходов сшитого полиэтилена, а также экспериментальные результаты исследований процесса пиролиза на экспериментальной установке.В статье приведены данные по влиянию температуры процесса на выход и свойства газообразных продуктов

Abstract (ru)

В статье представлены результаты кинетического исследования процесса термического разрушения отходов сшитого полиэтилена, а также экспериментальные результаты исследований. процесса пиролиза на экспериментальной установке. В статье представлены данные о влиянии температуры процесса на выход и свойства газообразных продуктов.

Тип позиции: Артикул
Дополнительная информация: ЛУГОВОЙ Юрий Владимирович - кандидат технических наук, доцентры кафедры биотехнологии, химия и стандартизация Тверского государственного технического университета ЧАЛОВ Кирилл Вячеславович - кандидат химических наук, доцент кафедры технологии пластических масс Тверского государственного технического университета КОСИВЦОВ Юрий Юрьевич - доктор технических наук, доцент кафедры биотехнологии, химия и стандартизация Тверского государственного технического университета, СУЛЬМАН Эсфирь Михайловна - доктор химический.наук, профессор, кафедры биотехнологии, химия и стандартизация Тверского государственного технического университета
Неконтролируемые Ключевые слова: термогравиметрия, отходы, сшитый полиэтилен
Ключевые слова (ru): термогравиметрия, термогравиметрия связанный полиэтилен
Предметы: 6 Прикладные науки. Медицина. Техника> 67 Различные отрасли промышленности и ремесел. Производство изделий из различных материалов
Подразделения: Университеты> Тверской государственный технический университет
Идентификационный код: 9398
Депозит: Безымянный пользователь с е-мейлом Комарова[email protected]
Депонировано: 18 мая 2020 г. 09:13
Последнее изменение: 18 мая 2020 г. 09:13

Персонал только репозитория: страница управления элементами

Пиролиз, как метод пластика

15.04.2019

Применение метода пиролиза для переработки пластиковых отходов

Количество различных пластиков, как обычно, растет вместе с этим растет пластиковых отходов, которые используются в качестве упаковки самых разнообразных видов товаров. Одним из самых распространенных видов упаковки являются пластиковые пакеты, срок которых редко 20 минут. Существует большое количество методов переработки пластиковых отходов, одним из которых является пиролиз - разложение пластиков при высоких температурах без доступа кислорода. Пиролиз твердых веществ явление не новое - пиролиз применялся еще в бедной нефтью Европы, для получения бензина в 30-х столетии прошлого столетия. Достаточно вспомнить, что Германия использует пиролиз для получения бензина из каменного угля для заправки своих танков, которые покорили половину мира.Причем, для этого процесса подходят даже обычные мусорные пакеты.

Пиролиз для переработки пластиковых отходов.

  1. Различные пластиковые отходы накапливаются, сортируются, размельчаются и моются, точно так же как это происходит перед дальнейшей переработкой отходов во вторичный пластик.
  2. Размельченный мытый пластик поступает в котел, где при температуре 600С без доступа воздуха полимерная крошка вначале расплавляется на густой жидкий раствор, после чего густая жидкость переходит в газообразное состояние. Образованный газ пропускается через систему фильтров и охладителей, после чего переходит в жидкую фазу, которая имеет свойства масла.
  3. Во время прохождения реакции пиролиза отходы полиэтилена, полипропилена и полистирола теряют до 30% своей массы, а отходы полиуретана - до 50% массы твердых отходов. Вся остальная масса пластиковых отходов разлагается, образуется воздух, который удаляется в атмосферу, одновременно образуется зола, которая брикетируется и используется в качестве печного топлива.
  4. В ходе пиролиза из твердых пластиковых отходов образуются масла, которые имеют свойства мазута и дизельного топлива. Полученное дизельное топливо после смешения с обычным дизельным топливом.
  5. Как мазут, так и дизельное топливо легко находят своего потребителя, однако процесс пиролиза можно несколько изменить, и после перехода пластика в газообразное состояние, направлять полученный горячий газ в котельные теплоэлектростанций или ТЭЦ для сжигания.В этом случае можно тепловой энергии жилые и производственные помещения или электрический ток.