塑料热解反应器的制作方法

本公开的实施例总体上涉及用于将废塑料转化为石油化学品的反应器。

背景技术：

1、关于回收和再循环塑料废物的需要，已经有快速和日益增长的环境关注。

2、热解是指化学化合物通过热量的分离或分解，具体地已经描述的过程，通过所述过程，长分子在无氧条件下通过热降解(裂解)转化为液体燃料。例如，在塑料废物的热解期间，塑料废物通常首先在惰性环境下在腔室内熔融。然后，熔融材料被加热并反应以形成较轻的分子，其中一些可能处于气态。

3、塑料的热解通常在分批过程中进行，其中分批升温至单一设定点温度，或提供恒定热输入速率，直到分批反应完成为止。其它过程使进料逐步通过一系列加热区，每个区也有规定的设定温度和停留时间。

4、例如，us7883605描述了用于热解含烃材料的方法，其中热速率基于在0.25至27kw/kg范围内的反应器装料来定义。

5、在半分批过程中，us10421911(alterra)描述了挤出机区段(具有至少三个区)和多区窑反应器(具有至少两个区)，所述多区窑反应器包含用于(进一步)去稳定和脱卤的区和用于热解和脱挥发分的热解含烃材料的区。

6、在热解之后，热的热解气体然后在一个或多个冷凝器中冷凝，以产生包括直链和支链脂肪族化合物、环状脂肪族化合物和芳香族烃的烃馏出物。常规地，在放置添加剂和实施其它次要的下游加工操作之后，所得混合物大致相当于普通柴油燃料。

7、通常，热解系统使用两个热解腔室，其以大约相等的速率一起工作。现有热解腔室设置的特殊问题是，燃料只能在分批类型的基础上产生。一旦两个腔室一致完成废料的热解，就必须等待每个腔室冷却，然后才能从每个腔室内部去除不需要的碳质炭。因此，目前必须等待每个腔室冷却，并在腔室可以再次用于第二批和随后的批次之前手动清除炭。

8、水平的或稍微倾斜的螺旋输送机先前已经用于固体原料材料的运输和加热/冷却。例如，美国专利第9321964号、美国专利第10731081号、美国专利第8728282号和美国专利申请公开第2018/0355256号公开了不同类型的水平或略微倾斜的螺旋输送器或窑型系统。这些系统主要使用转子作为输送装置来移动材料通过熔炉。这些参考文献也有各种蒸气抽取系统，但有共同的特征，即蒸气从窑中沿着窑的长度连续抽取或在窑出口处抽取。

9、除了使用螺旋输送机移动材料通过窑，其它参考文献公开了使用搅拌罐反应器(str)的分批或半分批过程。例如，美国专利第us10131847号、美国专利第10208253号和美国专利第9920255号描述了使用str热解塑料废物的分批或半分批系统。美国专利第9920255号指出，搅拌罐中的热量传递受到熔融塑料的低热导率和高粘度的限制。为了克服这一限制，有必要用大量(>50％)来自化石来源的重油稀释塑料熔体。

10、现有热解系统的另外的问题是腔室的更高频率的清洗时间、废物原料本身内的差的热量传递增加每次装料的处理时间并且还增加消耗性催化剂的费用和污垢。最后的问题是最终燃料产物的质量，包含柴油燃料减少在一些燃料泵和喷射器中发现的接触固体表面的磨损的能力的量度。

11、鉴于以上所述，本发明的目的是提供使用废塑料原料的具有增加的质量一致的烃的产量的热解反应器。

技术实现思路

1、本文所公开的一个或多个实施例涉及一种用于将废塑料材料转化为石油化学品的系统。所述系统包含：进料入口和分配器区；耙式膜反应区段，所述耙式膜反应区段位于所述进料入口和分配器区下方；以及搅拌罐反应区段，所述搅拌罐反应区段位于所述耙式膜反应区段下方。

2、本文所公开的其它实施例涉及一种用于将废塑料材料转化为石油化学品的系统。所述系统包含进料入口和分配器区，以及位于所述进料入口和分配器区下方的搅拌罐反应区段。

技术特征：

1.一种用于将废塑料材料转化为石油化学品的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述进料入口和分配器区段进一步包括：

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述系统进一步包括：

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述耙式膜反应区段进一步包括：

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述一个或多个耙进一步包括一个或多个弹簧，所述一个或多个弹簧被配置成保持所述一个或多个耙臂与所述内壁接触。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的系统，其中位于所述耙式膜反应区段的外表面周围的所述一个或多个加热区包括烟道气夹套、电加热元件或其组合。

7.根据权利要求4或权利要求5所述的系统，其中所述搅拌罐反应区段进一步包括：

8.根据权利要求4至7中任一项所述的系统，其中所述分配器组合件联接到所述转子轴。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的系统，其进一步包括：

10.根据权利要求7至9中任一项所述的系统，其进一步包括：

11.根据权利要求7至10中任一项所述的系统，其进一步包括转子/搅拌器轴向联接器，所述转子/搅拌器轴向联接器被配置成将所述转子轴可移除地联接到所述搅拌器，所述系统进一步包括顶部头主体凸缘，所述顶部头主体凸缘位于所述进料入口和分配器区的外表面上，所述顶部头主体凸缘被配置成当所述转子/搅拌器轴向联接器解除联接时使得能够去除所述进料入口和分配器区以及所述耙式膜反应区段。

12.根据权利要求4所述的系统，其中搅拌器联接到所述转子轴，所述系统进一步包括：

13.根据权利要求3所述的系统，其中所述烟道气夹套中的每个烟道气夹套包含热烟道气入口和烟道气出口，每个烟道气入口被配置成接收包括所述蒸气流出物的一部分的燃烧产物的烟道气。

14.一种用于将废塑料材料转化为石油化学品的系统，所述系统包括：

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述进料入口和分配器区段包括：

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述搅拌罐反应区段包括：

17.根据权利要求16所述的系统，其中位于所述搅拌罐反应区段的外表面周围的所述一个或多个加热元件包括烟道气夹套、电加热元件或其组合。

18.根据权利要求17所述的系统，其中每个烟道气夹套包含热烟道气入口和烟道气出口。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的系统，其中所述搅拌罐反应区段进一步包括：

20.根据权利要求16至19中任一项所述的系统，其进一步包括：

技术总结一种用于将废塑料材料转化为石油化学品的系统。所述系统包含：进料入口和分配器区；耙式膜反应区段，所述耙式膜反应区段位于所述进料入口和分配器区下方；以及搅拌罐反应区段，所述搅拌罐反应区段位于所述耙式膜反应区段下方。技术研发人员：D·L·吉蒙,D·T·费纳德,R·赫班奈克,R·J·吉布,S·查克拉博蒂,J·D·康姆斯,B·L·林赛,Z·A·马斯受保护的技术使用者：鲁玛斯科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20