НЕКОТОРЫЕ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОБРАЩЕНИЯ С ТЕХНОГЕННЫМИ ОТХОДАМИ

В.И. КАШКОВСКИЙ

ИНСТИТУТ БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И НЕФТЕХИМИИ НАН

УКРАИНЫ, Г. КИЕВ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

ПОТЕНЦИАЛА ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ

ОТХОДОВ

Физико-химические показатели синтетического (резиновая крошка) и нефтяного дизельного топлив

Показатели Смола термолиза Топливо дизельноее

А (лаборат. установка)

В (промышленная установка)

летнее зимнее

2. Плотность при 20 0С, кг/м3, не более

930 890 860 840

5. Кислотность, мг КОН на 1 г 6,0 6,2 5 57. Коксуемость 10 % остатка, % масс., не более

0,78 0,87 0,3 0,3

8. Температура вспышки в закрытом тигле, 0С, не ниже

30 30 62 40

9. Зольность, % масс., не более 0,028 0,030 0,01 0,0111. Содержание серы, % масс. (I; II; III; IV)

0,72 0,65 0,05; 0,10;0,20; 0,50

0,05; 0,10;0,20; 0,50

12. Иодное число, г иода на 100 г топлива, не более

40,7 57,0 6 6

13. Фракционнный состав, 0С, не выше50 %96 %

252 318

260350

280370

280370

ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ СИНТЕТИЧЕСКОГО ТОПЛИВА (СТВ) НА ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ СЫРОЙ НЕФТИ

№ п/п ФРАКЦИИ С ТЕМПЕРАТУ-

РАМИ ВЫКИПАНИЯ, 0С

ПОЛУЧЕНО

СЫРАЯ НЕФТЬ, 200

МЛ

СЫРАЯ НЕФТЬ + СТВ

(200 МЛ + 20 МЛ)

1 65-9090-145145-200200-300

20403050

16353660

2 ОСТАТОК 58 70

3 ПОТЕРИ 2 3

4 ВСЕГО 200 220

ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ СТВ НА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРЫ ПО ФРАКЦИЯМ

Фракция Содержание общей серы, % масс.

сырая нефть сырая нефть : СТВ –10 : 1

65-9090-145145-200200-295

0,050,040,040,03

0,050,040,160,45

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК СТВ НА ВЕЛИЧИНУ ЗОЛЬНОСТИ СМЕСИ “СТВ - НЕФТЯНОЕ

ДИЗТОПЛИВО”№ п/п

Образец Фракция, оС Зольность, % масс.

1 Дизтопливо 0,01 – норма

2 Дизельная фракция, полученная из сырой нефти (ДФ)

210-300 0,002

3 90 % ДФ+10 % СТВ 200-300 0,006

4 80 % ДФ+20 % СТВ 200-300 0,008

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК СТВ НА СОДЕРЖАНИЕ ФАКТИЧЕСКИХ СМОЛ

№ п/п

Образец Концентрация фактических смол, мг/100 см3 топлива

1 Бензиновая фракция* до 210 оС 0,5

2 Дизельная** фракция 210-300 оС 1,4

3 Бензиновая фракция до 210 оС – 90 %;СТВ – 10 %

0,7

4 Бензиновая фракция до 210 оС – 80 %; СТВ – 20 %

0,8

5 Дизельная фракция 210-300 оС – 90 %; СТВ – 10 %

1,6

Дизельная фракция 210-300 оС – 80 %; СТВ – 20 %

2,0

Согласно ГОСТ 8489* - не более 5 ÷ 10; ** - не более 30 (зимнее), 40 (летнее).

Газообразная фракция включает, %: азот – до 40; водород – до 30; окись углерода – до 10; двуокись углерода – до 15 %; метан – до 8 %; газы С2-С4 – до 6 %; кислород – до1 %; влага – до 20. Может быть использована для обеспечения работы установки термолиза или других производственных целей. Пиролизное масло имеет плотность от 0.9 до 0.98 г/см3; содержание серы до 0.5 %; вязкость от 5-7 сСт при 55 0С до 20-23 сСт при 20 0С и может быть использовано в качестве жидкого топлива для котлоагрегатов, как заменитель мазута. Реальна разгонкана фракции с целью получения различных продуктов, например бензиновой фракции (НК-215 0С) до 63-65 % и мазутной фракции до 37-35 %. Углеродсодержащий твердый остаток может быть рекомендован в качестве твердого топлива, наполнителя при изготовлении новых резинотехнических изделий, как материал для дорожного строительства, в качестве сырья для производства электропроводного технического углерода и сырья для производства углерод-углеродных материалов для металлургической промышленности.

ОЦЕНКА ПРОБ ЖИДКОГО ТОПЛИВА, ПОЛУЧЕННОГО НИЗКОТЕМПЕРА-ТУРНЫМ ПИРОЛИЗОМ ОТХОДОВ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА

№ п/п

Показатели Топливо дизельное ДСТУ

3868-99

Образец 1 (Обр 1)

Образец 2 (Обр 2)

Обр 1 : Обр 2 =

1 : 1

Обр 1 : Обр 2 =

1 : 6

летнее зимнее1 Фракционый состав

50 %, при Т, 0С, не выше96 %, при Т, 0С, не выше

280370

280370

126208

204295

174275

189260

2 Кинематическая вязкость, 20 0С, мм2/с

3,0-6,0 1,8-6,0 0,78 1,8 1,14 1,59

3 Температура воспламенения в закрытом тигле, 0С, не ниже

62 40 15 (горит) 45 15 (горит) 17 (воспл.)

4 Испытание на медной пластинке выдерж. выдерж. выдерж. выдерж. выдерж. выдерж.5 Концентрация факт. смол, мг на 100

см3 топлива, не более40 30 22 28 25 26,6

6 Иодное число, г иода на 100 г топлива, не более

6 6 23 26,9 25,8 26,2

7 Зольность, %, не более 0,01 0,01 0,005 0,01 0,007 -8 Коксуемость 10 %-ого остатка, %,

не более0,30 0,30 0,10 0,16 0,12 -

9 Механические примеси отсутст. отсутст. отсутст. отсутст. отсутст. отсутст.10 Содержание воды отсутст. отсутст. отсутст. отсутст. отсутст. отсутст.11 Плотность при Т = 20 0С, кг/м3, не

более860 840 737 776 755 771

Ориентировочный состав газовой фазы процесса терморазложения (до 900 0С) пиролизной смолы, полученной

при низкотемпературном пиролизе отходов ПЭТФ

№ опыта

Соотношение в газовой фазе, % масс.

смесь углеводоро-

дов

смесь СО и СО2 водород

1 96,64 3,19 0,17

2 99,00 0,28 0,68

Ориентировочный состав углеводородной фракции процесса терморазложения (до 900 0С) пиролизной

смолы, полученной при низкотемпературном пиролизе отходов ПЭТФ

Углеводороды Содержание углеводородов, % мас.опыт 1 опыт 2

метан 75,45 70,63этилен 10,31 18,06этан 4,94 следыпропан 0,21 4.02пропилен 1,74 0,60бутилен следы 1,81бутан 6,80 4,16другие 0,55 0,72

Жидкая углеводородная фракция, полученная путем переработки использованных автомобильных шин

Фракция : 60-2150С, % • Ароматические соединения: бензол – 1,4; толуол – 5,8; ксилолы - 6,6;• этилбензол – 1,6; • алкилбензолы С9: 10.5 % предельных и 3,4 % непредельных;• алкилбензолы С10: 2,1 % предельных и 1,0 %. непредельных• бициклические соединения (индан - 6,4; инден - 2,4; нафталин - 0,8;

метилнафталин - 1,3).• Нормальные парафины:• бутан - 0,4; пентан - 0,3; гексан - 0,3; гептан - 0,5;• Нафтеновые углеводороды:• С6 -0,3;• С7 - 0,2;• С8 - 0,2.• Непредельные соединения:• - дициклопентадиен - 9,7;

фракция 150-350 0С, %

Нормальные парафины: - С10-0,7; - С11-0,8; - С12-0,4; - С13-0,4; - С14-0,5.Непредельные соединения: - С10Н16 - d-лимонен- 9,29;Обнаружены также:гептадекан – 1,07; спиро[4,4]нонан-2 – 1,04; трикозан – 1,04; 1,2,3,4,5-пен-1,3-циклопентадиен – 1,04; 4-(2,2,4-триметилпентил)фенол – 0,92; цис-2,6-диметил-2,6-октадиен – 0,88; 2,4,5,7-тетраметил-фенантрен – 0,87; 1,1΄-(1,3-пропадиол) бис бензол – 0,85; 2,3-дигидро-4,7-диметил-1Н-инден – 0,83; 1,5,5,6-тетра 1,3-циклогексадиен – 0,75; 1-нонадекан – 0,75; додекан – 0,74; 1-метил-2-(2-пропенил)бензол – 0,62; тетракозан – 0,60; 6-изопропил бицикло[3,1,0]гексан – 0,45; 7-этил-1,4-диметил азулен – 0,44; пентадекан – 0,34; 1,3-диметил-1-циклогексан – 0,30; 2,3-дигидро-1,1,3-триме-1Н-инден – 0,26.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОЛУЧЕННОГО ПРОДУКТА:

Использование в качестве сырьевого источника для получения ценных веществ;

Использование в качестве сырья для вторичной переработки в товарное топливо;

Использование в качестве “синтетической нефти” для смешения с природной нефтью и дальнейшей переработки в условиях НПЗ.

ОЦЕНКА ПРОБ ЖИДКОГО ТОПЛИВА, ПОЛУЧЕННОГО НИЗКОТЕМПЕ-РАТУРНЫМ ПИРОЛИЗОМ ОТХОДОВ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА

№ п/п

Показатели Топливо дизельное ДСТУ 3868-99

Образец 1 (Обр 1)

Образец 2 (Обр 2)

Обр 1 : Обр 2 = 1 : 1

Обр 1 : Обр 2 = 1 : 6

летнее зимнее

1 Фракционый состав50 %, при Т, 0С, не выше96 %, при Т, 0С, не выше

280370

280370

126208

204295

174275

189260

2 Кинематическая вязкость, 20 0С, мм2/с

3,0-6,0 1,8-6,0 0,78 1,8 1,14 1,59

3 Температура воспламенения в закрытом тигле, 0С, не ниже

62 40 15 (горит) 45 15 (горит) 17 (воспл.)

4 Концентрация факт. смол, мг на 100 см3 топлива, не более

40 30 22 28 25 26,6

5 Иодное число, г иода на 100 г топлива, не более

6 6 23 26,9 25,8 26,2

6 Зольность, %, не более 0,01 0,01 0,005 0,01 0,007 -

7 Коксуемость 10 %-ого остатка, %, не более

0,30 0,30 0,10 0,16 0,12 -

8 Плотность при Т = 20 0С, кг/м3, не более

860 840 737 776 755 771

Ориентировочный состав газовой фазы процесса терморазложения (до 900 0С) пиролизной смолы, полученной

при низкотемпературном пиролизе отходов ПЭТФ

№ опыта

Соотношение в газовой фазе, % масс.

смесь углеводоро-

дов

смесь СО и СО2 водород

1 96,64 3,19 0,17

2 99,00 0,28 0,68

Ориентировочный состав углеводородной фракции процесса терморазложения (до 900 0С) пиролизной смолы, полученной

при низкотемпературном пиролизе отходов ПЭТФ

Углеводороды Содержание углеводородов, % мас.

опыт 1 опыт 2

метан 75,45 70,63

этилен 10,31 18,06

этан 4,94 следы

пропан 0,21 4.02

пропилен 1,74 0,60

бутилен следы 1,81

бутан 6,80 4,16

другие 0,55 0,72

НАПОЛНИТЕЛИ К РАСПЛАВУ ПЭТФ

1. Зольный остаток Трипольской ТЭС (зола, золошлак).

2. Зольный остаток мусоросжигательного завода „Энергия” (г. Киев).

3. Смесь зольный остаток ТЭС - зольный остаток мусоросжигательного завода „Энергия”.

4. Стеклобой (фр. 0.63-1.0, 1-2 мм).

5. Гранитная крошка (фр. 0.63-1.0, 1-2 мм).

6. Песок обычный (без фракционирования).

7. Песок кварцевый (без фракционирования).

8. Смесь песка обычного и песка кварцевого (без фракционирования).

9. Базальтовое волокно (длина до 50 мм).

10. Асбестовая крошка (фр. 1-2 мм).

ПРОЧНОСТЬ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ. ПОЛУЧЕННЫХ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ПЭТФ

№ п/п

НАПОЛНИТЕЛЬ, % мас. σ раст., МПА

1 Полиэтилентерефталат 175

2 Зольный остаток ТЭС (золошлак) – 30 105

3 Зольный остаток мусоросжигательного завода „Энергия” – 30 75

4 Смесь зольный остаток ТЭС (50) - зольный остаток мусоросжигательного завода „Энергия” (50) - 30

60

5 Стеклобой (фр. 0.63-1.0, 1-2 мм) - 20 190

6 Гранитная крошка (фр. 0.63-1.0, 1-2 мм) - 20 205

7 Песок обычный (без фракционирования) – 5 130

8 Песок кварцевый (без фракционировання) – 5 180

9 Смесь песка обычного (30) и песка кварцевого (70) (без фракционирования) - 5

175

10 Базальтовое волокно (длина до 50 мм) - 30 200

11 Асбестовая крошка (фр. 1-2 мм) 20 112

Каталитически-деструктивная очистка фильтрата (І)

Параметры Исходный фильтрат

Очищенный фильрат

Fe(NO3)3, % Перекись водорода,

%

0,4 2

ХПК, мг О2/л 15 456 1760

Сухой остаток, мг/л

8716 540

ХПК, мг О2/л 960 (коагулянт СИЗОЛ, 1%)

ХПК, мг О2/л 912 (коагулянт Сизол, 1%)

Каталитически-деструктивная очистка фильтрата (III)

FeSO4, % без катализатора

, %

0,05 0,1 0,15 0,2

Время аэриро

-вания,

час

ХПК,мг

О2/л

Время аэриро

-вания,

час.

ХПК, мг

О2/л

Время аэриро-вания,

час

ХПК,мг

О2/л

Время аэриро

-вания,

час.

ХПК,мг О2/л

Время

аэри-ро-

вания, час.

ХПК,мг

О2/л

2 1400 2 1300 2 1260 2 1200 2 5700

4 1200 4 990 4 860 6 736 6 2800

12,5 640

Сухой остаток 7250 мг/л

Ориентировочная стоимость реагентов, грн/м3 фильтрата

6 9 12 15

Влияние золы на растворимость связанных концнцентри-рованных остатков

№ п/п

Образец Электропро-водность, мкСм/см

Вес осадка после упаривания

исходных объектов и элюатов, мг/л

1 Фильтрат 22000 12000

2 Остаток после очистки фильтрата (концентрат)

150000 80400

Вода, под слоем которой находятся образцы

3 Исходная вода водопроводная 480

4 КОНЦЕНТРАТ : ЗОЛА – 1 : 2,7 - 3 1350 250

5 КОНЦЕНТРАТ : ЗОЛА – 1 : 3,3 580 45