Открыт способ получения нефти-сырца из пластмассовых отходов. Получение нефти из пластика


процесс переработки пластмассы в топливо на производстве, а также механизм получения бензина в домашних условиях

Пиролиз – это достаточно старый и детально освоенных процесс, применяющийся во многих процессах химической технологии.

Используется как для утилизации отходов, так и для получения ценных продуктов.

Пластиковые отходы, представляющие собой смесь органических соединений с высокомолекуярной структурой и различных добавок, отлично поддаются пиролизу.

На выходе можно получить:

  • масла;
  • воски;
  • твердое топливо для печей;
  • горючий газ;
  • бензин.

Если отходы уже нельзя пустить на переработку, то их сжигают в пиролизных печах. В подавляющем большинстве в России такими установками оборудованы мусороперерабатывающие заводы.

Пиролизом также перерабатываются покрышки, опилки и множество других видов отходов и мусора.

Стоимость оборудования высокая и не окупается доходами от продукции, но при этом компенсируется дотациями от государства для такого рода компаний.

Тем не менее, переработка полимерных отходов пиролизом, в том числе в жидкое топливо, – тема перспективная, ее изучением и оптимизацией процесса занимаются институты во многих странах.

Как происходит процесс: основные понятия

Пиролиз – это цепочка химических реакций разложения, протекающих при высоких температурах в инертной атмосфере (без доступа кислорода). Полимеры разлагаются полностью при температурах порядка 650 °С.

В отличие от простого сжигания на воздухе, при горении не образуются газы (например, диоксин). Окружающая атмосфера не подвергается загрязнению.

Собственно сама технология разложения органики при высоких температурах применяется в промышленности с конца 19-го века. Таким способом получали горючее из нефтяной смолы, коксового угля и даже торфа.

Отходы полимеров – это ценный источник энергии. Ведь помимо экологического вопроса утилизации пластикового мусора, можно попутно добывать углеводородное сырье.

Механизм и условия протеканий реакций пиролиза полимеров

Первая стадия процесса — это нагрев сырья до температуры примерно 270-300 °С. Реакции на этой стадии протекают с большим выделением тепла. Происходит, собственно, термическая деструкция высокомолекулярного соединения. Основной продукт этого этапа — это газообразная органика и жидкие компоненты. Заканчивается процесс при 400°С.

Далее температура постепенно повышается до максимальной (зависит от вида сырья), обычно она составляет 650°С.

При достижении максимальных температурных показателей система переходит в автоклавный режим. В это время происходят процессы окончательного разложения в жидких компонентах и твердом коксовом остатке.

По завершении всех технологических операций происходит сбор всех продуктов реакций. В дальнейшем они передаются на очистку и разделение на фракции при необходимости.

Полезная информация о процессе в цифрах

Факты о пиролизной переработке пластмассовых отходов:

  1. При соблюдении правильно подобранного температурного режима можно получить до 90 % горючей жидкости на выходе с очень высокой теплотворной способностью.
  2. Переработав 1 тонну пластиковых отходов, удается собрать в среднем 10 % газообразного горючего, примерно 85% жидких компонентов и до 5% несжигаемой золы.
  3. Количество выделяющегося тепла при сжигании 2 тонн отходов пластика равно количеству тепла от 1 тонны нефти. Это очень высокий показатель.
  4. В Европейских странах реализованы проекты по строительству и эксплуатации мини ТЭЦ, в которых в качестве 50% топлива используют отходы полимеров.
  5. Регулировать состав продуктов горения можно подбором температурного режима. Если основной процесс протекает до 600°С, то на выходе превалируют жидкие компоненты. Если температура горения выше 600 °С, то преимущественно получается газ.

Технология термического разложения

Для более глубокого понимания протекающих процессов при термодеструкции необходимо ознакомиться с  конструкционными особенностями печи для пиролиза. Очень упрощенно печь можно разделить на 2 части.

В первой, так называемой радиантной, протекает основной процесс горения. Пластик разлагается на газообразные, жидкие и твердые продукты. Далее во второй части, или конвекционной, продукты разложения подвергаются дегидрированию и конденсации.

Установки оснащаются резервуарами большой ёмкости для сбора жидких и газообразных материалов. В системе есть разделительная колонка (для отделения жидкости и газа) и кожухотрубный теплообменник для конденсации легколетучих компонентов.

Технологический процесс пиролиза пластиковых отходов происходит следующим образом:

  1. На первом этапе отходы проходят необходимую сортировку. Если основная задача – это  получение качественных продуктов, то желательно провести разделение по видам пластика (ПЭ, ПП, ПС, ПЭТ и т.д.). Так процесс термического разложения будет стабильным, поскольку сырье максимально однородное. А готовые продукты меньше загрязнены посторонними включениями и примесями.
  2. Далее пластиковые отходы моются и измельчаются на дробилках. Подача однородной измельченной крошки позволит интенсифицировать процесс и добиться максимального КПД установки. Мойка отходов избавит от ненужных примесей. Подробнее о таком оборудовании можно почитать здесь.
  3. Дробленые куски подаются в печь. Под действием нагрева до температуры порядка 300°С масса расплавляется и становится жидкой. Далее от нее начинают отделяться газообразные продукты. Идут процессы термического разложения.
  4. Когда установка переходит в режим поддержания постоянной температуры, протекают реакции отщепления водорода (дегидрирования) газообразных продуктов.
  5. Смесь продуктов горения конденсируется на теплообменнике. Потом разделяется на фракции в газожидкостном разделителе. Жидкость поступает в накопитель и далее передается для очистки.
  6. Полученный в результате пиролиза газ проходит многоступенчатую систему фильтрации и очистки. Сначала он подается на горелку печи. Очень интересна реализация системы с двумя печами, когда нет расхода топлива для старта. Газообразная горючая смесь может подаваться для розжига от одной установки к другой.
  7. Твердые продукты пиролиза накапливаются в нижней части печи. Потом они выгружаются, брикетируются и используются как сухое топливо.

Конечные продукты

В основном на выходе можно получить:

  1. Пиролизный газ. Его, как правило, не собирают для дальнейшего использования. Он сразу подается на печную горелку. В составе преимущественно присутствует смесь этилена, пропилена и водорода. Таким образом, установка почти автономна по потреблению топлива. Оно может пригодиться только на старте.
  2. Горючее котельное. При очистке и ректификации жидких продуктов получается топливо, соответствующее по своему составу дизельному. По молекулярной массе и фракционному составу преимущественно присутствуют (от общей массы загрузки) до 25% масла и до 15% воска.
  3. Сухой коксовый остаток. По своим свойствам — это химически инертный материал, не представляющий угрозы здоровью и экологии. Может быть утилизирован. Есть информация по его применению в газобетонных блоках, в строительстве, подсыпке грунта и т.д.
  4. Тепло, выделяемое в процессе, идет на обогрев помещений.

Бензин из пластмассы

При пиролизе пластиковых отходов вполне реально получить бензин. Причем выход чисто бензиновой фракции может достигать до 80% от массы исходного сырья. Для сравнения степень конверсии нефти по бензину всего 55%.

Современные печи позволяют собрать с 1 кг загруженного сырья 1 литр жидких горючих компонентов. Естественно, что в чистом виде заправить автомобиль таким топливом не получится. Требуется дополнительная стадия очистки и перегонки.

Сравнительно недавно в Томском политехническом университете ученым удалось увеличить вход бензина до 90 %. Для этого были проведены работы по подбору катализатора (состав его не раскрывается), увеличению глубины вакуума и температуры в камере сгорания.

К сожалению, горючее, получаемое таким способом, даже при глубокой очистке далеко не идеально для применения. Неотгоняемые примеси выводят из строя систему подачи топлива и двигатель.

Конструкция мотора требует существенной модификации, поскольку фракционный состав пиролизного бензина существенно отличается от традиционного. Эти проблемы можно решить подбором каталитических систем. Такие фундаментальные исследования проводятся.

Как сделать топливо из отходов в домашних условиях?

Для того чтобы попытаться получить из отходов пластмассы бензин в домашних условиях, нужно максимально упростить процесс и попытаться собрать установку пиролиза.

Необходимые компоненты и последовательность действий:

  1. Огнестойкая ёмкость с крышкой, оборудованная трубкой. Трубка соединяется со вторым резервуаром для сбора конденсата.
  2. Бак конденсатора соединяется трубкой с небольшой бутылкой с плотной крышкой с еще одним патрубком. Это гидрозатвор.
  3. Мелко измельченное пластиковое сырье загружается в резервуар печи горения, ее необходимо сильно разогреть.
  4. Постепенно жидкие продукты разложения попадают в конденсатор и охлаждаются.
  5. В чистом виде топливо из пластика не пригодно. Оно нуждается в очистке. Для этого можно использовать самогонный аппарат. Разделение топлива проводится визуально по изменению цвета и вязкости.
  6. Зольный остаток можно выбросить.

Видео по теме

На видео представлен сюжет о красноярских умельцах, самостоятельно перерабатывающих пластиковые отходы в жидкое горючее:

Вывод

На основании приведенных данных можно утверждать, что пиролиз – перспективный процесс переработки пластиковых отходов. В настоящий момент он используется как метод утилизации.

Но развитие технологии и изучение фундаментальных основ процесса поможет оптимизировать его и сделать более доступным. Идеальным для российских условий вариантом была бы организация мини ТЭЦ на пластиковых отходах со сбором и очисткой продуктов пиролиза.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

rcycle.net

Дизельное топливо из пластиковых пакетов

Создано 16.05.2014 06:32 Автор: Алексей Норкин

Пластиковые пакеты во многих местах под запретом. Но проблема остаётся актуальной. Горы пластиковых отходов по-прежнему вывозятся на свалки без всякой переработки. Возможно, исследование учёных из Университета Иллинойса в Урбана Шампейн сможет изменить ситуацию. Как оказалось, пластиковые пакеты - ценное сырьё для производства качественных нефтепродуктов.

Головная боль экологов и коммунальных служб, источник мусора и загрязнения окружающей среды пластиковые пакеты могут быть преобразованы в дизельное топливо, природный газ и другие полезные углеводородные продукты. В результате преобразования пластика получается значительно больше энергии, чем расходуется. Моторное топливо, например, дизельное, которое получается в результате процесса, может быть смешано с существующими видами с низким содержанием серы или с биотопливом. Другие возможные продукты, такие как природный газ, растворители, бензин, воск и смазочные масла тоже могут быть получены из тех самых пластиковых пакетов, которые пока бесцельно отравляют природу.

Процесс, описанный в журнале Fuel Processing Technology предполагает нагревание пакетов в безкислородной камере и называется пиролиз. «Вы можете получить только 50-55% топлива при перегонке сырой нефти, - рассказывает старший научный сотрудник Иллинойсского центра устойчивых технологий (Illinois Sustainable Technology Center) и руководитель исследования Бражендра Кумар Шарма (Brajendra Kumar Sharma). - Но так как этот пластик производится, в первую очередь, из нефти, путём перегонки мы можем восстановить из него почти 80% топлива».

Каждый год одни лишь американцы выбрасывают около 100 миллиардов пластиковых пакетов. Американское Агентство по охране окружающей среды (US Environmental Protection Agency) сообщает, что только около 13% от этого количества подвергается вторичной переработке. Остальной мусор остаётся на свалках и загрязняет окружающую среду. Попав водными путями в океан, пластиковые пакеты составляют значительную часть гигантских мусорных островов, убивающих морских животных и захламляющих пляжи.

«Со временем этот материал крошится на мелкие кусочки и попадает в организмы водных животных вместе с планктоном, - говорит Шарма. Рыб, птиц, океанских млекопитающих и других существ находят с большим количеством пластиковых частиц в кишечниках». По словам Шарма угрожают природе и целые пакеты. «Черепахи, например, думают, что продуктовые пластиковые пакеты это медузы, и пытаются их съесть», - рассказывает учёный.

Предыдущие исследования были направлены на получение из пластиковых пакетов сырой нефти. Но команда Шарма пошла дальше, и разделила сырьё на различные нефтепродукты, чтобы увидеть, насколько они будут соответствовать действующим национальным стандартам США. Как оказалось, смесь двух фракций перегонки обеспечивает эквивалент стандартного дизельного топлива и отвечает всем нормативам.

«Эта смесь дизельного топлива была эквивалентна по содержанию энергии, обладала более высоким цетановым числом и лучшей смазывающей способностью, чем дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы», - рассказал Шарма.

Facepla.net по материалам Illinois

www.facepla.net

Получаем нефть из пластиковых бутылок / Украинский бизнес ресурс UBR.ua



В наше время всё связано с производством, берём сырьё и производим продукт, не обращая внимание на последствия для окружающей среды. Из нефти и газа получаем не только так необходимое всевозможное топливо, но и товары народного потребления. Но этих отходов образовывается так много, что уже появились технологии по переработки отходов, целые заводы и это правильно. Уменьшение отходов, уменьшение использование сырья, оно, к сожалению конечно, и, наконец, охрана окружающей среды.

Пластиковые бутылки прекрасное изобретение, сколько решилось проблем, не разбиваются, высокотехнологичное производство и т. д. и т. п., но вот как отход очень большой загрязнитель окружающей среды, не гниёт естественным путём. Что только не придумывали народные умельцы: покрывали крыши домов, из разрезанных бутылок, собирали в плоты, и многое другое, потому что исходный материал бесплатный, достаточно только насобирать необходимое количество для воплощения в жизнь своей идеи, и все затраты.

Но вот технологию по возврату пластиковых бутылок в первозданное состояние придумали американские учёные. Компания Envion из Вашингтона разработала метод по превращению пластиковых бутылок в нефть. Для этого они создали генератор Envion Oil GeneratorTM производительностью 50 000 баррелей нефти из 10 000 тонн пластиковых бутылок в год. Себестоимость производства 1 тонны нефти, с помощью такой технологии, составляет 17USD. К тому же, данный генератор, данный генератор прост в эксплуатации и монтаже, высокопроизводителен, абсолютно безвреден, для окружающей среды, так как в процессе производства не образуются вредные выбросы.

Технологический процесс, производства нефти, базируется на экстрагировании углеводородов из пластика, причём нет необходимости применять какие-то ни было катализаторы, так как весь процесс происходит путём охлаждения сырья (пластиковые бутылки) термическим крекингом в вакууме.

С помощью этого прогрессивного метода по переработки пластиковых бутылок в нефть можно сразу разрешить некоторые проблемы: — во-первых, уменьшение отходов, которые, как указывалось выше, не гниют, а только засоряют окружающую среду, — во-вторых, новый источник нефти, сырья столь необходимого народному хозяйству, при чём конкурентно способного по цене с натуральной нефтью, — в-третьих, создание новых рабочих мест, что также не мало важно в наше время.

На сегодняшний, день вряд ли есть производство, которое перерабатывает пластиковые бутылки, поэтому они просто выбрасываются, засоряя окружающую среду. Исходя из этого, потенциал коммерциализации этой идеи производства нефти из пластиковых отходов очень большой, намного больше прибыли, которую можно получить в буквальном смысле из мусора, так как, по технологии, перед загрузкой в генератор, пластиковых бутылок, нет необходимости сортировать и очищать их.

На сегодняшний день стало появляться всё больше компаний в экономике, которые внедряют прогрессивные методы переработки вторичного сырья, производя тем самым новые изделия. Этот процесс свидетельствует о том, что происходят глобальные изменения в экономике, реализация которых преобразует её из сырьевой экономики в высокотехнологичную "зелёную" экономику, которая будет рационально использовать природные ресурсы и не загрязнять окружающую среду.

Хотите первыми получать важную и полезную информацию о ДЕНЬГАХ и БИЗНЕСЕ? Подписывайтесь на наши аккаунты в мессенджерах и соцсетях: Telegram, Twitter, Google+, Facebook, Instagram.

ubr.ua

Открыт способ получения нефти-сырца из пластмассовых отходов | Computerworld Online

Изобретение компании Agilyx обещает сохранить природные ресурсы и очистить свалки от пластмассового мусора

При этом, согласно прогнозу специалистов компании PetroStrategies, предоставляющей услуги консалтинга, рыночных исследований и обучения предприятиям нефтегазовой отрасли, мировых запасов нефти хватит примерно до 2057 года, а природного газа — до 2064-го.

Этот прогноз и темпы роста объема непереработанных пластмассовых отходов позволяют говорить о том, что вскоре может просто не остаться природных ресурсов для изготовления пластмассы (по крайней мере на углеводородной основе), из которой делаются корпуса для электронных устройств. Но, к счастью, с этой проблемой, похоже, удастся справиться.

Что делать с накопившимися в мире гигантскими объемами пластмассового мусора? Фото: CC BY-2.0 U.S. Army

Специалисты компании Agilyx предложили свое решение проблемы. Изобретение Agilyx обещает не только сохранить запасы природных ресурсов, но и уменьшить объемы электронного мусора на свалках. Компания запатентовала процесс переработки измельченного пластика в синтетическую неочищенную нефть.

С помощью четырех резервуаров и вспомогательного оборудования Agilyx может превращать за день 10 тонн пластика примерно в 9 тыс. литров нефти-сырца. Вначале пластмассовые отходы измельчаются, а затем заключаются в специальные картриджи, которые устанавливаются в сосуды. Вокруг картриджей циркулирует горячий воздух, он плавит пластмассу и превращает ее в газ. Газ затем проходит через конденсирующую установку, где он охлаждается и преобразутеся в синтетическую неочищенную нефть.

Примеси отфильтровываются, а несконденсировавшийся газ очищается от вредных для окружающей среды веществ и выпускается в атмосферу. Нефть затем можно продать нефтеперерабатывающему заводу для дистилляции (и, возможно, снова для превращения в пластмассу).

Данный процесс можно использовать не только применительно к электронным отходам, но и к любому пластику, отвечающему необходимым критериям. Большинство пластмасс изготавливается из углеводородов, в том числе основная часть пластиков, используемых для электроники: АБС-пластик, поликарбонат и полипропилен. К сожалению, в ПВХ и некоторых других пластиках углеводородов нет, поэтому в нефть их превратить нельзя.

Остается надеяться, что новый процесс как можно скорее получит широкое применение, поскольку пластмассовый мусор накапливается повсеместно.

www.osp.ru