[發明專利]用于斷開固體材料的有機分子碳鏈的工藝及相關設備

有效

• 申請號: 200680023583.3
• 申請日: 2006-06-16
• 公開（公告）號: CN101213014A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: G·佩奇
• 申請（專利權）人: I.T.E.R.有限責任公司
• 主分類號: B01J19/20
• 分類號: B01J19/20;C10G1/10;C08F2/01;B01F7/08;B01F7/24
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 柴毅敏

技術領域

本發明涉及用于斷開非氣體材料的有機分子碳鏈的工藝及相關設備。

更具體地，本發明涉及通過斷開有機分子鏈而允許將通常存在于塑料材料的合成廢料中的脂族或環狀有機大分子變成碳的個數優選不大于20的分子(通常為輕燃料的分子)并變成不包括污染成分的燃燒產物的分子的工藝。

背景技術

已知有機分子的碳-碳鍵的斷開主要通過石油工業中的熱裂解(也稱為熱解)或裂解而發生。裂解反應使得原油中的烴的分子量能夠減小以生產較輕的產物。

目前，裂解大部分利用純熱(熱裂解)或熱催化(催化裂解)的方法進行。

熱裂解工藝在液相和氣相兩者下在從10到100atm的可變壓力和450到600℃之間的溫度下進行。通過從外部供熱使碳-碳鍵斷開。

石油工業中更廣泛使用的催化裂解工藝利用合適的催化劑(例如偶氮二甲酰胺)來進行，這些催化劑允許在稍低的溫度約500℃和環境壓力下工作。

在兩種情況下都通過從外部控制必要的熱來達到工作溫度。因為從外部進行的控制經常受到固體產物(焦炭)在反應器的交換表面上的沉積的阻礙，所以使用氧化裂解，其中部分所需熱在反應中通過烴、供應的空氣或氧氣的部分燃燒而得到。

在后一情況下，在裂解反應的同時，還發生聚合和縮合反應而形成新的碳-碳鍵。也包括焦炭形成的這些反應是不期望的，且通過選擇合適的工作條件可以減少，但卻無法避免的。

發明內容

因此，非常需要有一種用于斷開非氣體材料的有機分子鏈的工藝，其允許以低成本和低能耗從脂族或環狀有機大分子開始生產碳原子數不大于20的脂族分子，并具有氣體和液體化合物的高產出。

本發明的目的是提供一種具有滿足以上要求并同時避免現有技術中上述缺點的特性的工藝。

另一目的是提供一種專用于執行這種工藝的設備，同時該設備簡單、容易制造、使用安全并且能高效工作以及相對便宜。

這些目的通過分別按照本發明的權利要求1和權利要求5的工藝和設備實現。

從屬權利要求概括了根據本發明的工藝和設備的優選且特別有利的實施例。

附圖說明

在結合附圖的幫助閱讀作為非限制性示例提供的以下說明時將更加清楚本發明的其他特性和優點，附圖中：

-圖1示出用于斷開固體材料的有機分子鏈的設備的局部剖視平面圖；

-圖2示出沿圖1的II-II線所取的視圖；

-圖3示出沿圖1的III-III線所取的視圖；

-圖4以截面示出圖1的設備的蝸桿形反應器的細節；

-圖5示出圖4的放大細節。

具體實施方式

參照上述附圖，按照本發明的用于斷開固體材料的有機分子鏈的設備總體用1表示。

設備1大體包括反應器10，該反應器10具有用于下面更詳細討論的待處理有機材料的入口開口11和用于所獲得產物的出口開口12，該有機材料成碎片或底色形式。

供給系統20連接到入口開口11。在該示例中(參見圖3)，所述供給系統20包括通過齒輪傳動電機25致動的水平蝸桿21，該蝸桿21在一端設有朝向上方的用于材料的徑向入口嘴22，并在另一端設有軸向出口嘴23，該出口嘴23布置成通過連接法蘭24與反應器的入口開口11橫向連通。

在入口嘴22處布置有具有四個葉片26a的攪拌器26，該攪拌器26由齒輪傳動電機27致動并位于筒狀容器28內的底部，該容器28設有高度指示器29和觀察艙口213，該容器28在底部處與入口嘴22連通并在頂部處與加載料斗210連通。所述料斗210在頂部處與抽吸器211和供給管道212連通，并在底部處與轉閥214連通。如果需要，料斗210包括旋風分離器。蝸桿21具有將材料定量供給到反應器10的功能。

分離系統30連接到反應器10的出口開口12。在該示例中(參見圖2的左手側)，所述分離系統30包括具有豎直軸線的雙蝸桿形提取器31，該蝸桿提取器31通過法蘭32橫向連接到反應器10的出口開口12并在頂部封閉密封。蝸桿提取器31設有彼此相交的一對反向旋轉的螺旋面或螺紋件33(在圖2中只能看到其中之一)，這對螺紋件33由齒輪傳動電機34致動而向下推進。每個螺紋件33包括具有不同螺距和厚度的螺紋的兩個區域，即其中螺紋具有小厚度(窄牙頂)并具有小螺距的頂部區域35a、以及其中同一螺紋具有較大厚度(寬牙頂)和較大螺距的底部區域35b。

用于氣相或蒸氣相產物的出口管道36從提取器31的頂部區域35a橫向延伸。而固相產物通過在底部形成的軸向開口37出來。