Petrolkémiai alapanyagok és s adalékok eláll llítása manyag m hulladékokb kokból Angyal András PhD hallgató Veszprémi Egyetem, Ásványolaj és Széntechnológiai Tanszék Veszprém, 2006. január 13.
200 Mt manyag elállítása évente Hulladék? Megoldás Manyagok degradációján alapuló hulladékhasznosító eljárás
A manyag hulladékok krakkolása során keletkezett termékek további hasznosítási lehetségének vizsgálata Motorhajtóanyagként történ hasznosítás Benzin Gázolaj Petrolkémiai alapanyagként történ hasznosítás Vegyipari benzin Pirolízis alapanyag Adalékkémiai alapanyag
Azonosító HDPE LDPE PP PS PA PVC Manyag Nagy srség polietilén Kis srség polietilén Polipropilén Polisztirol Poliamid 6.6 Polivinilklorid Származás Csomagolóipar Mezgazdaság Csomagolóipar Csomagolóipar Autóipar Elektronikai ipar
Kísérleti körülmények Paraméter Hmérséklettartomány, C Atmoszféra Nyomás, Pa Tartózkodási id tartomány, min. Folyamatos krakkolás 465515 (Küls reaktorfal) Keletkez gázok Atmoszférikus 15, 18, 23, 30 Hulladék manyag Gáz Benzin Középpárlat Könnyolaj Nehézolaj
Termékhozam, % Gáz Benzin Középpárlat Könnyolaj HDPE PP HDPEPS MPW Jelents különbségek adódtak a különböz minták krakkolásánál az értékesebb, illékony termékek tekintetében A különbségek okai a manyagok bomlásának aktiválási energiában, illetve azzal összefüggésben a szerkezetükben keresendek A manyagkeverékek krakkolásakor a keveréket alkotó manyagok jelentsen befolyásolták egymás degradációját
Összetétel, % Alifás Alifás paraffin Aromás HDPE PP HDPEPS MPW α
HDPE PP HDPEPS MPW Srség, g/cm 3 0.756 0.758 0.751 0.760 RON 74 76 85 86 MON 70 72 75 74 Rézkorrózió 1.a. 1.a. 1.a. 2.b. S tartalom, ppm 12 10 13 11 N tartalom, ppm 9 8 8 1560 Cl tartalom, ppm 2384 Desztillációs adatok, C KFP 36 36 38 39 20 56 55 57 53 50 139 138 134 132 70 148 143 148 145 VFP 207 205 210 212
Összetétel Alifás olefin Alifás paraffin Aromás HDPE PP HDPEPS MPW
HDPE PP HDPEPS MPW Srség, g/cm 3 0.828 0.834 0.830 0.826 Cetánszám 62 61 60 61 Viszkozitás, mm 2 /s 2.26 2.18 2.24 2.19 CFPP, C 4 0 1 2 Lobbanáspont, C 89 83 86 85 Rézkorrózió 1.a. 1.a. 1.a. 2.b. S tartalom, ppm 9 9 11 16 N tartalom, ppm 12 6 10 1957 Cl tartalom, ppm 3211 Desztillációs adatok, C KFP 86 89 86 93 20 166 163 165 171 50 195 190 196 183 70 208 216 239 215 VFP 250 251 252 253
HDPE PP HDPEPS MPW Alifás paraffinok, % 38,5 42,8 40,1 43,2 Alifás olefinek, % 61,5 57,2 59,9 56,8 Aromások, % Lobbanáspont, C 169 165 173 172 Srség, g/cm3 0.840 0.839 0.837 0.832 Viszkozitás 100 Con, mm2/s 4.42 4.37 4.40 4.32 S tartalom, ppm 11 13 14 10 Cl tartalom, ppm 4281 Desztillációs adatok, C 241 242 234 242 KFP 270 274 278 270 20 306 314 315 316 50 331 331 338 333 70 370 376 378 380 VFP 398 401 395 397
A manyag hulladékok krakkolása során keletkezett termékek adalékkémiai hasznosítási lehetsége Könnyebb frakció Nehezebb frakció Folyáspont csökkent adalék Korróziógátló adalék Diszpergens adalék Gumibitumen rendszerek
Hulladék manyagok degradációja során keletkezett maradékok HDPE HDPEPS PP Olefintartalom, % 36,1 40,1 37,4 Vinil, % 31,9 36,1 6,5 Vinilidén, % 2,0 2,1 27,4 Internális, % 2,2 1,9 3,5 M w, g/mol 1540 1390 1470
Felhasznált gumi Gumirlemény Szemcseméret, mm Tapadó nedvesség, m/m% Elállítás módja Fémszennyezdés Származási hely G1 <2 0,5 vízsugaras rlés mentes Kazincbarcika Felhasznált kereskedelmi bitumen Bitumen Lágyuláspont, o C Penetráció 25 o Con, 0,1 mm Duktilitás 25 o Con, cm Töréspont, Fraass szerint, C Din. Viszkozitás 135 o Con, mpas Din. Viszkozitás 180 o Con, mpas B200 40 190 >99 15 194 41 B60 48 51 >99 12 495 90
Köztitermékek elállítása Olefinek maleinsavanhidriddel, komonomer jelenlétében végzett ojtásos kopolimerizációja Hmérséklet: 120140 C Reakcióid: 4+1 h Gyökös iniciátor Adalékok elállítása Különböz alkoholoknak a szintetizált köztitermékekkel történ acilezése Hmérséklet: 110120 C Reakcióid: 1,5 h
n HDPE alapanyagból kiindulva a köztitermék elállítása H 3 C CH CH n 2 + CH CH + O O O n C CH CH CH n= 53 m=4 O O O [ ] 7 CH 3 O m O O
n n H 3 C n C CH CH CH + C H 3 C H CH 3 OH O O O [ ] 7 O O O CH 3 m n= 53 m=4 H 3 C C CH CH CH n 2 [ CH O C C O 2 ] 7 O CH C C O OH CH 3 m O OH C C H C H 3 CH 3 H C H 3 CH 3 O
A1 A2 A3 A4 A5 A6 Polimer 100% HDPE 100% HDPE 100% HDPE 90% HDPE 10%PS 90%HDPE 10%PS 90% HDPE 10%PS Komonomer Sztirol Sztirol Sztirol ndecén ndecén ndecén Acilezett vegyület 1,2 etándiol 1,2 propándiol 1,6 hexándiol 1,2 etándiol 1,2 propándiol 1,6 hexándiol
14 12 Adalék nélkül Tárolási stabilitás, T 10 8 6 4 A1 A2 A3 A4 A5 A6 RA
70 68 Lágyuláspont, C 66 64 Adalék nélkül 62 A1 A2 A3 A4 A5 A6 RA
76 74 Rugalmas visszaalakulás, % 72 70 68 66 Adalék nélkül 64 62 A1 A2 A3 A4 A5 A6 RA
A manyaghulladékok az alkalmazott körülmények között 35 65%os hozammal voltak illékony termékekké átalakíthatóak A termékek összetétele nagymértékben függött a kiindulási anyagok tulajdonságaitól Megfelel összetétel alapanyagok feldolgozásával kedvez tulajdonságú, igen alacsony aromás, klór, kén és nitrogéntartalmú petrolkémiai alapanyagok elállítására van lehetség A hulladék manyagok termikus krakkolásakor keletkez maradékok egyik lehetséges felhasználási módja az adalékkémiai hasznosítás
Veszprémi Egyetem Vegyészmérnöki Intézet Kooperációs Kutatási Központ MOL Rt. Magyar Olaj és Gázipari Rt.