[发明专利]用于产生更多量芳族化合物的热解过程和装置

说明书

背景技术

众所周知，热解工艺就是加热碎片状废聚合物，例如热塑性物质、轮胎等以产生诸如液体油、气体和炭黑的产物。然而，当芳烃回收的产率很低时，比如，产品回收所花费的成本要高于该产品从石油直接取得所花费的成本时，该工艺很难获得商业成功。

英国专利UK1481352公开了一种烃类热分解方法，其用高温气体至少部分地间接接触烃类。该气体在热交换完成后相对于热分解产生的气体产物单独排出。轮胎则是在管中由管间流动的高温气体进行加热的。在另一个实施方式中，管内具有栅格区域，将燃烧气体通入该区域中从而通过栅格碳界面处气体的直接加热来帮助碳化。可以将蒸汽或CO2通入到栅格中以形成水煤气或减少气体以帮助燃烧。

美国矿务局的第7302号调查报告公开了一种轮胎碎片的破坏性蒸馏方法。该报告是在一系列条件的测试后做出的。其中产生、回收并分析了固体、液体和气体。该报告显示，不同产物的多少取决于测试温度，其中还报道液体和气体产物中的组分也会因温度变化而变化。

Timmann的美国专利US4746406公开了一种塑料、橡胶或其他烃类物质的热解再加工的工艺，其中所产生的热解气体是在温度刚刚高于水的冰点且压力约为0.8-1.4巴(bar)正压的冷却阶段得到的。接着将所形成的冷凝物分离并将其加热到正常的储存温度，并将冷凝物的高压降低到常压。由此，所产生的包括有C1-C4烃类化合物的气体就供应到热解工艺中作为特殊的产品气体。其中还公开热解气体中芳族化合物的比例有实质性的增加。

虽然现有的热解工艺可以产生再利用的产品，但是有用产物的结果产率使得这些工艺不具备经济可行性。在必须基于成分来对原料进行筛分时，会进一步增加这些工艺的成本。

发明内容

本发明的实施方式提供了烃类物质的热分解工艺，该工艺所产生的液体产物中含有更多的芳族化合物。在一实施方式中，该烃类物质热解工艺包括：将包含烃类的原料输入到反应器中，加热该原料物质，收集来自无氧操作反应器的产物。至少有5％的有机碳原子存在于产品液相部分的化合物的芳环上，其中的有机碳原子原先并不存在于原料的芳环上。

在另一实施例中，用来热解烃类物质的工艺包括：将包含有含碳物质的原料输入到体积至少为1.7立方米的反应器中，以大约7×10-4kW.m2/kg2至约3.0kW.m2/kg2初始热流率来加热所述原料，收集无氧操作反应器的产物。

本发明的一个实施方式还提供了一种用于热解烃类物质的反应装置，该反应装置包括：一个上部区域，该区域中包括一个倾斜的上部内壁导管和一个上部外壁导管，其中的上部内壁导管具有一个上部的物料入口和一个下部的物料出口，其中的上部外壁导管具有一个上部的气体出口和一个下部的气体入口，并且该上部外壁导管围绕着该内壁导管，这样就在该内壁导管和该外壁导管之间包夹形成一个气体传递空间；一个下部区域，该区域中包括一个倾斜的下部内壁导管和一个下部外壁导管，其中下部内壁导管具有一个与上部内壁导管的下部物料出口连接的上部物料入口和一个下部物料出口，其中的下部外壁导管具有一个上部气体出口并连接到上部外壁导管的下部气体入口，同时该下部外壁导管围绕着该下部内壁导管，从而在所述内壁导管和所述外壁导管之间包夹出一个气体传递空间；以及布置在下部区域中的加热器。该反应器装置可以包括由多个由上述上部和下部单元构成的单元，其以叠置或阶梯状布置成反应器。可将加热器交替地布置在该反应器中，例如，可以在一个或多个中间重复单元处另加一个加热器。

附图说明

可以参考下列附图来理解本发明的实施例。图中部件并非按比例画出。

图1是根据本发明一个实施方式的多级连续式反应器装置的示意图。

发明详述

本发明实施方式包括用来热解废料中烃类物质的工艺和系统，该烃类物质例如可以是热塑性聚合物、热固性聚合物及其混合物，由此可将该烃类物质转化为能产生更多芳族化合物的有用产物。