195631. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alfa-olefineket tartalmazó szénhidrogén-elegy előállítására polimer hulladékokból
1 195 631 2 A találmány tárgya eljárás 4-34 szénatomra alfa-olefinckcl tartalmazó szénhidrogén elegy előállítására polimer ludladékelegyből. Az alfa-olefin-tartalmú szénhidrogénelegyek fontos vegyipari intermedierek. Felhasználhatók többek között szintetikus olajok, felületaktív anyagok, különböző kenőolaj adalékok gyártásánál. A vonatkozó szakirodalmi ismereteink szerint a vegyipari intermedierként alkalmazható alfa-olefineket drága nyersanyagokból, etilénből, paraffinból kiindulva állítják elő. A hetvenes években több kutató is említést tett arról, hogy polimer hulladékok hőbontása során olefintartalmú szénhidrogénelegyek keletkeznek (Watanabe, S.: Japan Plastic Age 1972 70 (12) 31; Tsutsumi, S.: Chemical Economy Engineering Review 1974 6{\) 7.; 79 43 278 sz. japán szabadalmi leírás). A polimerhulladékok hőbontására szolgáló eljárásokat fűtőanyagok előállítására dolgozták ki (pl. 77 49 506 sz. japán, 1 413 870 sz. angol, 3 984 288 sz. USA-beli szabadalmi leírás). Néhány eljárással a monomer cgv részét lehet visszanyerni (Takashi, S.: Bulletin Japan Petroleum Institute 1977 79(2) 124.) Az eljárások egy része katalitikus (pl. 4 151 216 sz. USA-beli és az 1 301 540 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás), a másik része katalizátort nem alkalmaz (pl. 3 985 820 sz. USA-beli szabadalmi leírás), A hőbontást vagy csőreaktorban végzik (pl. 3 984 288 sz. USA-beli szabadalmi leírás) vagy tankreaktorban (pl. 81 92 986 sz. japán, 1 413 870 sz. angol szabadalmi leírás), esetleg fluidágyat alkalmaznak (4 143 086 sz. USA-beli szabadalmi leírás). Az 1 423 420 sz. angol szabadalmi leírásban szintén polimer hulladékok hőbontását ismertetik. Az eljárás nem alkalmas azonban polimer hulladékokból kiinduló alfa-olefineket tartalmazó szénhidrogén elegy előállítására, mert az említett szabadalmi leírásban bemutatott készülékkel és eljárással még a megfelelő polimer alapanyagokból kiindulva sem lehet megvalósítani olyan kíméletes hőbontást, ami fő tömegében alfa-olefineket eredményezne. A találmányunk célja olyan eljárás kidolgozása, amellyel az olcsó hulladék polimerekből vegyipari intermedierként alkalmazható alfa-olefin-tartalmú szénhidrogének nyerhetők. A találmány kidolgozásához az a felismerés vezetett, hogy polietilént és/vagy polipropilént és adott esetben po!i(vinil-k!orid)-ot tartalmazó polimer hulladékból kiindulva, kíméletes hőbontási körülmények alkalmazásával a termék összetétele az alfa-olefinek képződésének irányába tolható el a melléktermékek képződésének ezzel egyidejű visszaszorításával. Kíméletes hőbontási körülményeket úgy tudtunk biztosítani, hogy a hőbontás műveletéhez olyan keveredési, áramlástani feltételeket biztosítottunk, amelyek mellett a polimerek rossz hővezető képességének következményeit ki lehetett küszöbölni. Ezzel lehetővé vált, hogy a hőbontás hőmérsékletét és időtartamát úgy válasszuk meg, hogy azok ne kedvezzenek a dehidrogéneződési és/vagy nromatizálódási reakcióknak. A találmány tárgya eljárás 4-34 szénatomos atfa-olefineket tartalmazó szénhidrogén elegy előállítására polimer hulladékokból oly módon, hogy - előnyösen önmagában ismert módon tisztított és aprított — hulladék polietilént cs/vagy hulladék polipropilént és adott esetben hulladék po!i(vinil-klorid)-ot tank és/vagy csőreaklorbun 250-610 C, előnyösen 350—580 °C hőmérsékleten 0,5—9 h'1, előnyösen 0,7—6 h"1 térsebesség mellett, intenzíven kevert, gőz-folyadék fázisban hőbontjuk úgy, hogy a reaktor hőközlő felületétől 3 mm és 10 mm távolságokban mért liőmérsékletkülönbség 5 C — előnyösen 3 °C - alatti. A találmány szerinti eljárásban felhasznált polimer hulladékokat célszerű előzetesen szelektálni és tisztítani. A hulladékanyagokat előnyösen ismert módon mossák és szárítják. Ezt követheti az alapanyag aprítása, amit előnyösen lépő-vágó berendezés segítségével és/vagy granulálássa! végeznek. A találmány szerinti eljárás végrehajtására olyan reaktortípusokat alkalmazunk, amelyeknél a reakciók intenzíven kevert gőz-folyadék vegyesfázisban játszódnak le és a folyadékfázis előnyösen a polimer alapanyag és a saját degradált (érmékének 1:5—3:1 tömegarányú oldata. E mellett biztosítani kell, hogy a reaktor hőközlő felületétől 3 mm és 10 mm távolságokban méri hőmérsékletek közötti különbség (At) 5 °C, előnyösen 3 °C alatti legyen. A mellékreakciók visszaszorítása érdekében a bőbontást 250-610 °C, előnyösen 350—580 °C közötti hőmérsékleten végezzük 0,5 9h1, előnyösen 0,7-6 b'1 közötti nyersanyag léi sebességgel. A degradálás megvalósítható csőreaktorban, tankreaktorban vagy előnyösen egy sorba kapcsolt cső- és tankreáktor kombinációban. A reaktorok hossz/dlmérő arányának és tartózkodási idő, illetve hőmérséklet adott tartományon belüli változtatásával az olefinek szénatomszám szerinti megoszlását Ct—Gis tartományban lehel változtatni. A találmány szerinti eljárást a következő példákban mutatjuk be. A példákban leírt eljárással nyert termékek jellemzőit az I. táblázatban adjuk meg. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2
