Спосіб низькотемпературного крекінгу карболанцюгових полімерів

1. Спосіб низькотемпературного крекінгу карболанцюгових полімерів, що включає нагрівання та термічне розкладання полімерної сировини з утворенням легких фракцій, охолодженням, конденсацією та відділенням готового продукту у вигляді рідкого низькомолекулярного полімеру, який відрізняється тим, що сировину в твердому стані подають в апарат при температурі оточуючого середовища та атмосферного тиску, де вона змішується з сировиною, яка знаходиться в розплавленому стані й гомогенізується, при цьому нагрівання сировини здійснюють розігрітим й відокремленим від сировини сплавом, який містить U 1 3 60) С, а одержану після розкладу легку фракцію охолоджують і сепарують в окремих камерах. Недоліком відомого за патентом UA 37716 способу є його складність у застосуванні й те, що він практично не забезпечує контролювання процесу одержання кінцевих продуктів, до того ж спосіб має цілий ряд технологічних недоліків. За патентом UA 78227 відомий «Спосіб термоконтактного крекінгу нафтових залишків», коли нафтові залишки перед подачею у реактор змішують зі сконденсованими при охолодженні у скрубері фракціями крекінгу рециклом і підігрівають у трубчастій печі до 500-520 С, і в цій же печі або в іншому нагрівальному пристрої нагрівають водяну пару до 600-630 С, при цьому одну частину нагрітої пари подають у нижню частину реактора для створення киплячого шару пилоподібного коксу, а іншу частину водяної пари змішують з нагрітою сумішшю нафтових залишків з рециклом і подають у реактор, де з усіх вказаних компонентів утворюють суміш з температурою 560-600 С і здійснюють процеси крекування й коксування, при цьому пилоподібний кокс транспортують без охолодження в парогенератор з киплячим шаром. Недоліком відомого за патентом UA 78227 способу є його енергоємність, тобто необхідність для розкладання важких молекул підтримувати достатньо високі температури. За найближчий аналог прийнятий добре відомий спосіб переробки резино-технічних виробів [http://www.biodiesel-ua.com/pir_equip.php], який включає загрузку сировини в сосуд (реторту) із жаростійкого матеріалу; нагрівання сировини за допомогою теплопередачі через стінки реторти та піддавання її термічному розкладанню з утворенням парогазової суміші й вуглецевого залишку; охолодження; конденсація пари та відділення одержаної рідини, при цьому оптимальна температурна область ведення технологічного процесу складає 350-400 С. Обмеженням у застосуванні відомого способу є його циклічність, тобто недостатня продуктивність, тоді як для потужних переробних виробництв потрібен безперервний високопродуктивний процес. Задачею корисної моделі є створення високопродуктивного "Способу низькотемпературного крекінгу карболанцюгових полімерів» із суттєвим зниженням енергетичних витрат та стабільним одержанням легких низькомолекулярних форм у виді рідких продуктів. Згідно пропонованій корисній моделі поставлена задача вирішується завдяки створеному способу низькотемпературного крекінгу карболанцюгових полімерів, який включає нагрівання та термічне розкладання полімерної сировини з утворенням легких фракцій, охолодження, конденсацією та відділення готового продукту у виді рідкого низькомолекулярного полімеру, при цьому сировину в твердому стані подають в апарат при температурі оточуючого середовища й атмосферного тиску де вона змішується з сировиною, яка знаходиться в розплавленому стані й гомогенізується, при цьому нагрівання сировини здійснюють розігрітим й відокремленим від сировини сплавом, який містить не менш 47% масових частин елеме 53289 4 нтів Періодичної Системи з порядковими номерами більше 79 (інше - метали п'ятого періоду Періодичної Системи або метали п'ятого періоду й 15% Галію), при цьому розігрітий сплав частину своєї теплової енергії перетворює в електромагнітне поле й впливає ним на сировину, а процес крекінгу проводять при температурі 160-400 С. Полімерну сировину при розкладанні можна додатково піддавати зовнішньому охолодженню. Процес крекінгу можна здійснювати як у безперервному так і у періодичному режимі при постійному надходженні до сплаву теплової енергії з інтенсивністю 35-40кВт на м2 його поверхні. Сировина в зоні крекінгу перебуває 2-40 секунд. У сплаві застосовані не радіоактивні елементи Періодичної Системи з порядковими номерами більше 79. Фіг. - схема апарата для низькотемпературного крекінгу карболанцюгових полімерів. Цифрами на Фіг. позначені: 1 - жарова труба; 2 - сировина; 3 - сплав; 4 - продукти крекінгу. Здійснення способу пропонованого корисною моделлю відбувається наступним чином: В апарат (Фіг.), що являє собою ємність 0,03м3, розташовану горизонтально й оснащену жаровою трубою (1) з сорочкою, заповненою сплавом (3), що нагрівається димовими газами до температури 360-410 С, безперервно або періодично при температурі оточуючого середовища поміщають сировину (2) у твердому виді (Фіг.). В апараті вона змішується з сировиною, яка знаходиться в рідкій фазі (розплавленому стані), і гомогенізується. Для проведення процесу низькотемпературного піролізу відбувається обробка сировини тепловим потоком з інтенсивністю 3540кВт/м2, що протікає через сплав до сировини, яка знаходиться в зоні реакції при температурі 160-400 С й атмосферному тиску. Час перебування сировини в зоні реакції складає 2-40 секунд. Під дією тепла, що вноситься з димовими газами, відбувається плавлення, крекінг та кипіння продукту. Джерелом тепла в апараті (Фіг.) служить сплав що приймає тепло від первинного джерела й передає енергію до реакції крекінгу карболанцюгового полімеру. Жарову трубу охоплює заповнена сплавом сорочка. Сплав виконує роль теплоносія та теплотрансформатора, тобто розігрітий сплав частину своєї теплової енергії безпосередньо передає карболанцюговому полімеру, а частину перетворює в електромагнітне поле й впливає ним на сировину (карболанцюговий полімер). Для покращення й прискорення крекінгу можливе застосування додаткового зовнішнього охолодження розміщених навколо теплоносія готових продуктів крекінгу. Інтенсивність теплового потоку при кипінні забезпечує примусову різницю теплових потенціалів в системі. Примусова різниця теплових потенціалів забезпечує постійність градієнта теплового потоку, в якому відбувається низькотемпературний крекінг карболанцюгових полімерів (поліетилен, поліпропілен). 5 53289 Продукти, одержані в результаті низькотемпературного крекінгу, являють собою суміш вуглеводнів з середньою молекулярною масою 120-140 одиниць. Гомологічний ряд представлений вуглеводнями з довжиною ланцюга від С1 до С32. Одержаний продукт може містити неграничні, нафтенові та ароматичні сполуки. Як побічний продукт може утворюватися вільний вуглець у високодисперсному стані. Кількість вуглецю залежить від Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 6 технологічних параметрів процесу і може складати до 11% від маси сировини. Технічним результатом корисної моделі є створення способу низькотемпературного крекінгу карболанцюгових матеріалів, використання якого дозволяє одержати низькомолекулярні форми полімерних продуктів крекінгу (4) у виді вуглеводнів з довжиною ланцюга від С1 до С32 та середньою молекулярною масою 120-140 одиниць. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601