專利名稱：廢棄高分子物的油化制溶劑油及潤滑材料新工藝及設(shè)備的制作方法
廢棄高分子物的油化制溶劑油及潤滑材料新工藝及設(shè)備1、 本發(fā)明項目指的"廢棄高分子物"(1) 不利于再生的廢塑料即由于老化、夾雜物無法分離者、太臟、塵土不易消除者。(2) 無法加工成"再生橡膠"的廢棄橡膠物品，老化物品及有的廢橡膠物由于其結(jié)構(gòu)等使再生加工 成本太高而廢棄者。2、 上述二大類廢棄高分子材料的歷史情況及其被再生利用的現(xiàn)狀，闡述如下-(1) 熱塑型塑料制品，品種繁多，能用現(xiàn)代"塑料破碎機(jī)"，破碎后變成"粒料"供各塑料廠加工成 再生制品，對于不能加工成粒料的廢塑料，目前又找不到利用途徑只能當(dāng)做垃圾處理，可以用來"熱裂解" 即所謂的"油化"處理，最近十年來，有過多次類似的新聞報道，也有過電視上報道"廢塑料煉制汽、煤、 柴油……"等，但至今未見到市場上有其商品的出現(xiàn)。至于用來當(dāng)垃圾燃燒發(fā)電，那是沒有辦法的辦法， 其燃燒后的排氣的處理成本是高到與其所獲熱量所值不相稱的。(2) 廢橡膠大家都知道工業(yè)上有大量的"再生橡膠"生產(chǎn)，其數(shù)量在全世界不下千萬噸，而且工 藝十分成熟，同樣的是有許多廢橡膠物，由于質(zhì)量因素、結(jié)構(gòu)因素及不宜加工成再生膠者、及加工成本太 高者，再則再生膠市場容量也是有限的。美國早期用于填埋(給后人留下禍患)，沉海(給世界留下禍患)，大量用在再生膠及翻胎上，也僅為 其原料的30%，故每年積存的以百萬噸計，年復(fù)年積存。有資料該國政府在某州處建立一燃燒廢輪胎發(fā)電 的處置方法，專修一條鐵路，由政府補(bǔ)貼。并且在新胎銷售時交納廢胎處理費(fèi)，是沒有辦法的辦法。歷史上熱解工藝處理有共通的幾個特點(diǎn)，未能有效的克服。(1) 都是小型(難有超1M3)外熱鐵桶干餾釜，受熱交換熱擴(kuò)散而不能太大，臥式居多，用列管或 盤管冷凝器，無氣液分離裝置，無氣體收集體裝置，裂解氣不處理。(2) 燃煤，每制得干餾(油狀物)液一噸，耗煤2-3噸，油/每噸耗人工9-12人次。(3) 干餾釜每M3能容塑料(殘片)100-200公斤，廢橡膠塊狀可達(dá)200-300公斤，裝料耗時1-2小時， 自加熱收集餾出液終止耗時12-16小時，經(jīng)自然冷卻8小時以上，出廢料(塑料甚為費(fèi)事)，如最后通蒸氣 者可24小時操作一個批量(有在塑料干餾器中加有攪拌)?？墒盏盟芰蠠崃呀庥?0-60%,每罐100-120公斤。 可收得橡膠油45%，由于有效容積利用率甚低，每罐收140公斤。(4) 1977年參考消息上報道英國某公司制出"橡膠油"當(dāng)作燃料使用，但未見有市場商品，本人在 1970年向四川省科委"申報發(fā)明"(干文化大革命中被抄沒了資料)，當(dāng)時不叫專利，半年后由省科委將報 告轉(zhuǎn)發(fā)市科委、轉(zhuǎn)市化工局，施總簽意見后，交科委轉(zhuǎn)"重慶市廢品公司"處理(一直把我排斥在外)， 在重慶江北萬壽橋建"橡膠油廠"，并由全國供銷合作總社在上海，集國內(nèi)廢品業(yè)人士，召開了 "橡膠油技術(shù)現(xiàn)場展示會"，以致全國廢品站都在搞"橡膠油"，la其后一年都停留在干餾油階段，充其量"再餾一 次"仍然是找不到任何用處的"橡膠油"，我國其后就未有過橡膠油熱，至今未見到報道取得什么進(jìn)展， 在民間也有人在煉橡膠油"摻混在柴油"中使用，由于(5)"裂解氣"是一種奇臭難聞，而且有毒害的物質(zhì)，尤其是廢橡膠裂解氣，表現(xiàn)在對四周植物的"落 葉"現(xiàn)場十分明顯。二大類物資干餾時產(chǎn)氣不少，從物料平衡上看都在15-25%之間，這是影響著干餾工藝得不到發(fā)展的 幾個因素之一，而且是最重要的一個因素，如果不解決是根本無法實(shí)際應(yīng)用的，就更不說"干餾油"派不 上什么用場了。4、本發(fā)明申報的工藝及設(shè)備如下廢塑料釜式干餾采用立工，理由是胴體受勢均勻，受勢面積大及容積的有效利用率大過臥式，爐子 建設(shè)資金投入低，豎井式爐熱效率高，保溫性好，有效攪拌易于安裝及操作。 一般臥式爐一次性裝料，容 積裝料率低，每MS裝100-200公斤，出油只有100-140公斤。今采用立式干餾釜，冷爐加料至加料口下部， 在肩部處增設(shè)臥式螺旋推進(jìn)的加料器，操作中在釜內(nèi)爐溫已達(dá)250'C塔頂出現(xiàn)油蒸氣經(jīng)熱交換器、冷凝器 等流量穩(wěn)定出油，塔底大于200'C時，開部補(bǔ)充加料(釜內(nèi)已塌縮)加料器胴體通過塔底再沸器(由爐子 煙道氣加熱)，經(jīng)熱交換新加料被軟化，加料螺桿不低于15個螺節(jié)，無需壓縮比，等距，加料端加大深度， 增大進(jìn)料空間，螺桿未端在釜內(nèi)其處胴體要長過150mm，作為滯留段具有氣密閉作用，加料量保持其油流 出量的2倍，由變速機(jī)控調(diào)轉(zhuǎn)速20-50轉(zhuǎn)/分，加料胴體內(nèi)徑O100-150mm，每M3容積干餾釜可以裝載總 量達(dá)500公斤，收取干餾油300公斤以上，提高效率為老式方法的2倍以上，每釜中置重質(zhì)油(油精餾釜 殘渣油或收集廢機(jī)油)30-50公斤作為底油，相當(dāng)于介質(zhì)加熱。(2) 時代的進(jìn)步，當(dāng)今材料工業(yè)的發(fā)展，在IOOO'C操作溫度下的不銹鋼材料應(yīng)用在過熱蒸氣及熱交 換器中，使許多過去難于達(dá)到的工藝重新得以實(shí)施以臥式釜在攪拌下通600'C以上的過熱蒸氣，并不停地連續(xù)補(bǔ)充加料，進(jìn)入熱解過程，基本上無回流。 1MS釜，其塔不超過1.2\4短塔，塔頂氣在300'C以上，進(jìn)入第一級換熱器，順流連接過熱蒸氣熱交換(換 熱級數(shù)以換熱面積而變)，最后用常溫水冷冷凝器。普通不銹鋼換熱器列管O》50mm，冷凝器可用一般碳 鋼無縫得管O^50mm，列管最后經(jīng)氣液分離器。(3) 裂解氣處理 裂解氣經(jīng)氣液分離器被噴水真空泵抽送至濕式氣柜貯存。經(jīng)小型羅茨機(jī)由氣柜吸出壓送至通過鼓泡將氣體分散在次氯酸鹽溶液中，其中的許多有機(jī)含硫、氯化 物被化合掉， 一部分呈油狀液體，定期分離清除，反應(yīng)器上頂有篩板塔，氧化液反覆淋洗氣體，經(jīng)較大氣 罐滯留后，可經(jīng)壓縮機(jī)將氣體壓縮第一級4-5kg/cm2，經(jīng)分離，第二級17kg/cm2，經(jīng)分離，不凝縮氣體進(jìn) 入貯氣罐供使用。廢橡膠裂解氣，經(jīng)過次氯酸鹽溶液處理后，如殘存硫醇脫除不夠，可以單獨(dú)以稀強(qiáng)氧化鹽溶液塔式洗 滌脫除，溫度不超過30'C，此條件下烯烴不易被反應(yīng)，為經(jīng)典化學(xué)反應(yīng)。(4)熱解油決無可能生產(chǎn)什么汽、煤、柴油，不管從哪個方面看，其成份，在燃燒后所產(chǎn)生的排 氣的含氯、硫、磷、氮低分子物均是高溫的腐蝕劑，發(fā)動機(jī)氣缸及閥門都是無法承受的，更莫說其他燃燒指標(biāo)。現(xiàn)今將它們加工方向是潤滑材料上找使用出路。 第一套工藝-A、 將裂化原油在立式反應(yīng)罐中(外有夾套水冷)，裝至70%容積，開動攪拌每分鐘100-300段均可(視 反應(yīng)放熱而定)，用98。/。的濃硫酸(d 1.84), 2%加量在攪拌下滴加，反應(yīng)溫度不超過40'C,至硫酸加完， 至溫度不再上升，即開始下降則認(rèn)為第一終點(diǎn)，此時在油溫下降至常溫(視氣溫而定)10°C-25°C (決定于 水溫)，明顯看到粘度增加(根據(jù)聚合情況要求而定，橡膠油粘度很大，對攪拌機(jī)電機(jī)實(shí)施安培計監(jiān)控)， 確定操作，靜置24小時，吸取上層聚合潤滑油混合油，經(jīng)水洗，堿液處理，考慮磺化乳液操作，可分步 堿鹽處理，靜置澄明后用無水芒硝脫水(反復(fù)套用)去下步分餾。B、 將脫水物在立式釜中蒸餾直火加熱，緩慢升溫，注意釜內(nèi)升溫至90'C-110'C間為溢爐的操作危險 時間，即沸溢階段，防止辦法是塔底排液閥全開，關(guān)閉側(cè)溢閥，可將溢出油送至離釜30米外貯液罐中， 輸送管不小于4)100mm，以防引燃，釜溫經(jīng)過110'C-14(TC這期間只能緩慢升溫，認(rèn)真測定水油排出情況 后才能加大爐溫上升速度。收集以下餾程產(chǎn)物——釜溫——ll(TC (塔頂包括含水部分)110'C-15(TC由塔頂輸出150°C-200°C200°C-250°C250-300 °C釜內(nèi)殘油為大于300'C者(另一種情況可以采用干餾至干為止——焦化處理，焦化油混入原油中反復(fù)加工)C、 殘油集中于另一釜中，加熱油溫至300'C時，通入過熱蒸氣油400'C開始逐步升溫至500'C過熱蒸 氣，并根據(jù)餾出量逐步加大直空，收集2-3個餾份，作幾種機(jī)械油的基礎(chǔ)油。第二套工藝(最適合于橡膠裂化油)A、 立式釜中蒸餾全餾份到焦化為止，將所得全餾份在聚合釜中用1.84濃硫酸催化聚合，根據(jù)碘值是 否經(jīng)分離后再用三氯化鋁進(jìn)行聚合經(jīng)洗滌凈化、靜置。B、 于臥式釜中蒸餾截取 ——ll(TC餾份 110。C陽140。C 140'C-200'C 200。C陽250'C250°C-300°C (加真空及30(TC的過熱蒸氣)氣提余下殘渣基礎(chǔ)潤滑油作 C、以硬脂酸鍶及其它稠化劑生產(chǎn)高滴點(diǎn)潤滑脂，可以在150'C溫度下工作。 第三套工藝:最簡單的加工，但經(jīng)濟(jì)盈利最大將裂化油(橡膠油最好或二者混合加工)精餾截取，加大回流，準(zhǔn)確收集如餾份，交叉餾份不得超過10°C——no°c第一餾份110°C-150°C 第二餾份 150°C-200°C第三餾份 200°C-250°C 第四餾份 250'C-余油5、產(chǎn)品市場應(yīng)用(經(jīng)理聚合處理后的未反應(yīng)較低分子油類是飽和烴為主，性質(zhì)穩(wěn)定，反應(yīng)能力低下， 毒性明顯下降)(1) 最低餾份即——110'C,可作揮發(fā)性漆溶劑添加劑(限第一、二套工藝)(2) 11(TC-150'C內(nèi)，橡膠溶劑(尤其是橡膠裂化油)(3) 15(TC-20(TC，作屋頂防水溶劑型涂料溶劑。(4) 200'C-250'C，作頁巖磚制磚切壞油(可以增加廢機(jī)油調(diào)節(jié)粘度及油滑性)低級制磚專用潤滑油。(5) >250'0渣油，作為橡膠煉制時松焦油代替品，與松焦油相比，它能具有增強(qiáng)抗張強(qiáng)度的作用及 再生膠的軟化劑煤焦油及松焦油代替品，它的增強(qiáng)性理由是因其中油分子結(jié)構(gòu)中反應(yīng)性較高，能與脫硫(獲 可塑性)高溫情況橡膠烴起加成反應(yīng)，形成部分新的高分子材料所致。(6) 第一套工藝中的真空餾份，可以調(diào)配成機(jī)械加工中"打件"的潤滑油，低負(fù)荷，中低轉(zhuǎn)速用的 幾種機(jī)械油，它能起到代替部份石油制品的機(jī)械油及潤滑油，如果我們每年能生產(chǎn)300萬噸就可以少進(jìn)口 相對的石油原油，這些垃圾就找到了它的應(yīng)有價值。(7) 廢橡膠的切碎成小塊的機(jī)械，是本人經(jīng)過實(shí)踐使用的制造物，它是一部木工圓盤鋸，將其鋸齒 全部用砂輪磨去，并磨成刀片，在細(xì)水柱下大橡膠塊像切豆腐一樣輕易的被切成小塊，利于裝釜，提高釜 內(nèi)空間利用率，非常關(guān)鍵的部份。(8) 廢橡膠可以通過500'C-70(TC的過熱蒸氣，在立式釜(外面直火加熱下)中進(jìn)行蒸氣裂化操作， 如上述所述，它的成效決定于熱交換回收，第一次蒸氣在其后過熱蒸氣回巡中使用，全用第二次、第三 次……蒸氣，實(shí)際上是過熱提供原始蒸氣。(9) 廢橡膠干餾殘渣，在過熱爐中燃燒，煙道通過一個擴(kuò)散室，經(jīng)過多個隔板， 一切粉塵沉降，其 氧化鋅處于后部，其產(chǎn)品可作灰色顏色及橡膠膠料加工中的補(bǔ)強(qiáng)劑，是十分有用的，其產(chǎn)量有的占?xì)堅?的30%，燒過的灰中含有未升華的氧化鋅，用稀硫酸(油品聚合時的廢物經(jīng)水稀釋后分出瀝青狀油，可提 煉極壓潤滑材料，稀硫酸可用于)萃取、制取結(jié)晶硫酸鋅。
權(quán)利要求
1、改型連續(xù)加料及增加底油作熱塑型高分子材料立式釜干餾，制取油類產(chǎn)品的工藝及設(shè)備。
2、 立式干餾器對廢橡膠干餾工藝及設(shè)備。
3、 上述二者氣液分離器的應(yīng)用，氣體的利用及凈化處理工藝及設(shè)備。
4、 飽和溶劑的兒種專用用途及潤滑油、潤滑脂、機(jī)械油代替品及橡膠膠料加工及再生膠加工中具有 增強(qiáng)性能的松焦油代替品即像膠增強(qiáng)軟化劑。
5、 由廢橡膠裂化加工中的廢膠殘渣中回收氧化鋅及硫酸鋅。
6、廢橡膠園盤切割機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢棄高分子物的油化制溶液油及潤滑材料新工藝及設(shè)備。其工藝特征1.因老化、太臟不宜再生者物采用本發(fā)明連續(xù)進(jìn)料以重復(fù)套用重質(zhì)油為介質(zhì)立式熱解焦化裝置進(jìn)行熱解，與其它工藝相比，能耗低、單釜容積生產(chǎn)量高數(shù)倍，所得油再經(jīng)聚合(及縮合)加工成各種機(jī)械油，未聚合的反應(yīng)的飽和烴類經(jīng)凈化作溶劑油。2.廢橡膠不能再生者(及廢塑料)經(jīng)過熱蒸汽熱裂解與其它工藝相較，本發(fā)明具有明顯優(yōu)勢，熱效率高、能耗低、人工成本低、投資低，可以大規(guī)模單元操作。3.廢膠廢塑料熱解氣占15％以上，其它工藝未處理，故不準(zhǔn)其生產(chǎn)，同時一直未出現(xiàn)市場商品，本發(fā)明將廢氣進(jìn)行塔式吸收、化學(xué)凈化處理并治理，可以大規(guī)模進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。市場商品是各種溶劑油、機(jī)械油、潤滑脂及凈化燃?xì)狻?br> 文檔編號C10G1/00GK101328414SQ200710093188
公開日2008年12月24日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者楊紹基 申請人:楊紹基;楊恩緒