Реактор для пиролиза полиэтилена

 

Изобретение относится к процессам и аппаратной химической технологии и может быть использовано для пиролиза полимеров , в частности для пиролиза отходов и утилизированных изделий из полиэтилена. Цель изобретения - повышение производительности реактора за счет обеспечения возможности непрерывности процесса пиролиза полиэтилена. Для этого реактор для пиролиза полиэтилена снабжен камерой загрузки , закрепленной на верхней кромке корпуса и установленной с образованием зазоров с торцовой и внутренней поверхностями полушаровой крышки и гидрозатвора . Объем камеры загрузки и цилиндрического корпуса выбраны равными, а отношения величин зазоров между камерой загрузки и торцовой и внутренней поверхностями полушаровой крышки к толщине корпуса выбраны равными от двух до четырех . В реакторе обеспечены путем соединения плоской фланцевой крышки с фланцем получения камеры для загрузки исходного полиэтилена, связанной с камерой реактора сквозным зазором, непрерывная загрузка исходного полиэтилена любого вида (гранулы , пленка, липкая масса) через люк в камеру для загрузки, нагрев полиэтилена в камере загрузки до жидкого состояния за счет тепла, получаемого от муфельной электропечи , и тепла, получаемого от паров аолефинов полушаровой крышкой, непрерывное перетекание жидкого полиэтилена из камеры загрузки в камеру реактора через зазор, создание постоянного гидравлического затвора в пазу путем заполнения зазора жидким полиэтиленом и исключение тем самым попадание паров а - олефинов из камеры реактора в камеру загрузки . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ј О ел VI ю N0 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (знз В 01 J 19/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663010/05 (22) 30.01.89 (46) 23.06.91. Бюл, М 23 (71) Казанский инструментальный и ремонтНо-подшипниковый 3аеоА (72) М.У.Кадыров, Д.З,Бикмухаметое, В.И.Воркуное и Ю.Н.Постовой (53) 66.023 (088.8) (56) Получение а-олефиное из полиэтиленового сырья. Отчет института органической и физической химии им.А.Е.Арбузова. Казанский филиал АН СССР, N. 435, Казань, 1978. (54) РЕАКТОР ДЛЯ ПИРОЛИЗА ПОЛИЭТИЛЕНА (57) Изобретение относится к процессам и аппаратной химической технологии и может быть использовано для пиролиза полимеров, в частности для пиролиза отходов и утилиэированных изделий из полиэтилена.

Цель изобретения — повышение производительности реактора за счет обеспечения возможности непрерывности процесса пиролиза полиэтилена. Для этого реактор для пиролиза полиэтилена снабжен камерой за грузки. закрепленной на верхней кромке корпуса и установленной с образованием зазоров с торцовой и внутренней поверхноИзобретение относится к процессам и аппаратам химической технологии и может быть использовано для пиролиза полимеров, в частности для пиролиза отходов и утилиэированных изделий иэ полиэтилена, Цель изобретения — повышение производительности реактора за счетобеспечения возможности непрерывности процесса пиролиза.

Я2 1657220 А1 стями полушаровой крышки и гидрозатвора. Объем камеры загрузки и цилиндрического корпуса выбраны равными, а отношения величин зазоров между камерой загрузки и торцовой и внутренней поверхностями полушаровой крышки к толщине корпуса выбраны равными от двух до четырех. В реакторе обеспечены путем соединения плоской фланцевой крышки с фланцем получения камеры для загрузки исходного полиэтилена, связанной с камерой реактора сквозным зазором, непрерывная загрузка исходного полиэтилена любого вида (гранулы, пленка, липкая масса) через люк в камеру для загрузки, нагрев полиэтилена в камере загрузки до жидкого состояния эа счет тепла, получаемого от муфельной электропечи, и тепла, получаемого от паров аолефинов полушаровой крышкой, непрерывное перетекание жидкого полиэтилена из камеры загрузки в камеру реактора через зазор, создание постоянного гидравлического затвора в пазу путем заполнения зазора жидким полиэтиленом и исключение тем самым попадание паров аолефинов из камеры реактора в камеру загрузки. 1 э.п. ф-лы, 2 ил, На фиг.1 изображен реактор, общий вид; на фиг.2 — узел! на фиг,1.

Реактор для непрерывного пиролиза полиэтилена содержит вертикально установленный цилиндрический полый корпус 1 с днищем 2 и полушаровой крышкой 3, имеющей цилиндрическую часть 4 и средство для загрузки полиэтилена в виде люка 5 при

1657220 плоской фланцевой крышке 6 и с фланцем 7 и средство для отвода паров а-олефинов в виде патрубка 8.

Кроме того, реактор снабжен камерой 9 загрузки с основанием 10, закрепленной на верхней кромке корпуса 1 и установленной с образованием зазоров с торцовой и внутренней поверхностями полушаровой крышки 3 и гидрозатвора.

Объемы камеры 9 загрузки и цилиндрического корпуса 1 выбраны равными, а отношения величин а и Ь зазоров между камерой

8 загрузки и тооцовой и внутренней поверхностями полушаровой крышки 3 к толщине б корпуса 1 выбраны равными от двух до четырех, т.е, а=(2 — 4)б; в-(2 — 4)б, (=10 — 30 мм).

Значения высоты Н, диаметра О наружной стенки, ширины В взяты с учетом получения камеры 9, загрузки с объемом Ч1, равным объему Ч2 корпуса 1 реактора.

Равенство объемов продиктовано тем, что оно позволяет осуществить номинальную загрузку исходного полиэтилена в камеру реактора в один прием до пуска установки и тем самым довести до минимума технологическое время г!, затрачиваемое на загрузку (подготовку) сырья, и время нагрева полиэтилена в реакторе до начала пиролиэа.

Значения высоты h и диаметра d внутренней стенки взяты с учетом исключения касания внутренней поверхности полушаровой крышки 3 с основанием 10 камеры 9.

Реактор установлен на муфельной электропечи 11 и соединен с приемником 12 через холодильник-конденсатор 13.

Реактор для пиролиза полиэтилена работает следующим образом.

После подсоединения патрубка 8 к холодильнику-конденсатору 13 с приемником

12 цилиндрический корпус 1 вставляют в муфельную электропечь 11, С включением электропечи 11 загружают в камеру 9 загрузки в один прием через люк 5 гранулы полиэтилена в количестве, равном номинальной загрузке камеры корпуса 1 реактора.

Нагрев гранул полиэтилена в камере 9 загрузки до жидкого состояния основан на использовании тепла, получаемого от муфельной электропечи 11 теплопередачей через основание 10 камеры 9. Гранулы полиэтилена при контакте с поверхностью основания 10 нагреваются и размягчаются.

В результате такой пластической деформации они растекаются по поверхности основания !0, расплавляются и переходят в жидкое состояние. В свою очередь. верхние гранулы окунаются в расплавленный поли5

55 этилен. Как следствие этого, растет интенсивность теплопередачи полиэтилену и повышает эффективность расплавления его до жидкого состояния. Растекаясь, жидкий полиэтилен заполняет зазор, а заполнив его, начинает переливаться в камеру между основанием 10 и торцовой поверхностью крышки 3 реактора.

В процессе заполнения цилиндрического корпуса 1 жидким полиэтиленом происходит одновременно повышение его температуры в реакторе.

Уже до температуры 250 С весь исходный полиэтилен переходит в жидкое состояние и полностью переливается в камеру реактора (за исключением слоя гидрозатвора). После этого продолжается нагрев жидкого полиэтилена в камере до начала пиролиза, т.е. до температуры 380 С. 8ремя

tg, затрачиваемое на нагрев, равняется времени нагрева для прототипа.

С достижением данной температуры начинается разложение полиэтилена с образованием паров а-олефинов, которые заполняют свободное пространство под полушаровой крышкой 3. Часть этих паров поступает через патрубок 8 в холодильникконденсатор, там конденсируется и стекает в приемник !2. Другая часть паров а-олефинов контактирует с внутренней поверхностью полушаровой крышки 3, отдает ей тепло, конденсируется и стекает в зазор, где орошает жидкий полиэтилен, смешивается с ним и переливается обратно в камеру реактора. Тепло, полученное поверхностью полушаровой крышки 3, идет уже на нагрев и расплавление новой порции полиэтилена, поступающей в камеру 9 загрузки. Непрерывная, равномерно-дозированная загрузка гранул полиэтилена в камеру загрузки начинается с момента начала пиролиза, а количество ее определяется по количеству жидких а-олефинов, стекающих в приемник в единицу времени. В процессе пиролиза температура жидкого полиэтилена в камере реактора поднимается до температуры

430 С. которая поддерживается до конца пиролиза.

Предлагаемая конструкция реактора позволяет производить пиролиз полиэтилена только при атмосферном давлении и получать а-олефины с содержанием углерода

Св — Сзг, поскольку для конденсации углеводородов с содержанием углерода С2-С требуется температура ниже 100 С и давление не ниже 3 атм.

Формула изобретения

1,,Реактор для пиролиза полиэтилена, содержащий вертикальH0 установленный

1657220 поверхностями полушаровой крышки и гидрозатвора.

10 Составитель А.Я. Чал-Борю

Техред М,Моргентал Корректор С. Шевкун

Редактор О, Головач

Заказ 1675 Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 цилиндрический полый корпус с днищем и полушаровой крышкой и средства для загрузки полиэтилена и отвода паров а-олефинов, отличающийся тем,что,сцелью повышения производительности реактора 5 за счет обеспечения воэможности непрерывности процесса пиролиза, он снабжен камерой загрузки, закрепленной на верхней кромке корпуса и установленной с образованием зазоров с торцовой и внутренней 10

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что обьемы камеры загрузки и цилиндрического корпуса выбраны равными, а отноШения величин зазоров между камерой загрузки и торцовой и внутренней поверхностями полушаровой крышки к толщине корпуса выбраны равными 2-4.