Spôsob spracovania gudrónov a použitie produktov z tohto spracovania

Číslo patentu: 288230

Dátum: 29.10.2014

Autor: Šiška Jozef

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Gudróny sa alkalizujú uhličitanom vápenatým a vápnom a vmiešaním peroxidu vodíka sa vytvorí bitúmenová, prípadná olejová a alkalická vodná fáza. Vodná fáza sa zahustí a z koncentrátu sa pripraví alternatívne palivo z uhlia, drevných štiepok alebo iného celulózového materiálu. Z bitúmenovej fázy sa pripraví bitúmenové palivo z uhlia alebo celulózového materiálu. Bitúmen sa môže prečistiť na odstránenie síranu vápenatého a použije sa ako prísada alebo surovina pri výrobe ropných produktov, napríklad ako prísada do asfaltových zmesí, krakovacích a hydrogenizačných zmesí. Pripravené palivá sa použijú pri výrobe tepla, elektriny a pri výrobe cementu a keramických materiálov.

Text

Pozerať všetko

SK PATENTOVÝ SPIS 288230(22) Dátum podania prihlášky 18. 5. 2009 (13) Druh dokument-u B 6(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) Int. C 1- 0014.01)(33) Krajina alebo regionálna organizácia priority C 1 DC 3/00(40) Dátum zverejnenia prihlášky 7. 12. 2010 C 10 L 5/00 Vestník UPV SR č. 12/2010 C 10 C 1/00 I (47) Dátum sprístupnenia URAD i patentu verejnosti 29. 10. 2014 PRJEMYSELNEHO (62) Číslo pôvodnej prihlášky VLASTNÍCTVA v prípade vylúčenej prihlášky SLOVENSKEJ REPUBLIKY (67) Číslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(54) Názov Spôsob spracovania gudrónov a použitie produktov z tohto spracovaniaGudróny sa alkalizujú uhličitanom vápenatým a vápnom a vmiešanim peroxidu vodíka sa vytvorí bitúmenová, pripadná olejová a alkalická vodná fáza. Vodná fáza sa zahusti a z koncentrátu sa pripraví altemativne palivo z uhlia, drewiých štiepok alebo iného celulózového materiálu. Z bitúmenovej fázy sa pripraví bitúmenové palivo z uhlia alebo celulózovćho materiálu. Bitúmen sa môže prečistiť na odstránenie síranu vápenatého a použije sa ako prisada alebo surovina pri výrobe ropných produktov, napriklad ako prisada do asfaltových zmesí, krakovacích a hydrogenizačných zmesí. Pripravené palivá sa použijú pri výrobe tepla, elektriny a pri výrobe cementu a keramických materiálov.Vynález sa týka spôsobu spracovania gudrónov. Riešenie sa týka tiež spôsobu spracovania odpadových vôd obsahujúcich gudróny.Z doteraz používaných riešení využitia gudrónov vznikajúcich pri rafmácii surovej ropy alebo olejov kyselinou sírovou alebo oxidom sirovým sa najviac uplatňuje spôsob spracovania na palivo alebo prísad do asfaltov. V riešení podľa KR 850000160 B 1 sa z odpadov získaných z rafmácie ropy, ktoré sa zmiešajú so zeolitom a bieliacou hlinkou, odpadom z papierenského priemyslu a oxidačným činidlom získa alternatívne palivo.V dokumente US 5288392 je opísaný spôsob premeny kyslého kalu vytvoreného ako odpad v ropných rañnériách, ktorý sa po zneutralizovaní oxidom vápenatým alebo kaustíckou sódou rozdelí na tekutú fázu a kal,ktorý sa ďalej po pridaní oxidačného činidla primiešava do asfaltovej zmesi na prípravu fúkaného asfaltu. Tekutá fáza obsahuje veľké množstvo vodou rozpustných vápenatých, resp. sodných solí alkyl- a arylsulfónanov, ktoré je potrebné ďalej nákladné spracovať, pričom sa vytvárajú ďalšie odpady a ich riešenie, ako aj vznikajúcich zasolených odpadových vôd je tiež značne náročné energeticky i materiálovo. Podobné nároky na splnenie ekonomických a environmentálnych požiadaviek má riešenie podľa CN 101323458 A, kde je opísaný spôsob komplexného spracovania kyslého ropného kalu s oddelením vodnej fázy, z ktorej je získavaný síran sodný.V zaužívaných riešeniach sa zmiešaním vápnom zneutralizovaných gudrónov s uhlím pripravuje alternatívne palivo, vhodné na spaľovanie napr. V cementárenských peciach.Podľa dokumentu US 5470455 vápnom zneutralizované, resp. zalkalizované gudróny možno spaľovať v zmesi s uhoľným prachom, celulózou alebo drevom. Vzhľadom na vysoký obsah síry, ťažkú manipulovateľnosť a vysoký náklad na úpravu sa už vo väčšine krajin gudróny takýmto spôsobom nespaľujú. Náročnosť na spracovanie emisií (vysoký obsah oxidov síry a iných škodlivín) je vysoká a bilancia v emisných ukazovateľoch sa značne zhoršuje. Nákladovosť na úpravu gudrónov do aplikovateľnej formy na spaľovanie je zväčša vyššia než na získanie kvalitného lignitu. Vďaka vysokému obsahu vody v gudrónoch ich spaľovanie neprináša výrazný energetický efekt a ide skôr len o termickú likvidáciu bez energetického zhodnotenia, i keď olej oddelený z gudrónov, resp. kvapalné gudróny možno spaľovať v horákoch na kvapalné palivá, prípadne po zmiešaní s inými kvapalnými palivami.Na úpravu zrážkami zavodňovaných skládkovaných gudrónov na využiteľnú fonnu je nevyhnutné nadväzné riešenie gudrónových vôd, ktoré vďaka vysokej miešateľnosti/vzájomnej rozpustnosti gudrónu a vody je doterajšimi čistiacimi procesmi veľmi náročné a náklady na čistenie vôd výrazne navyšujú celkové náklady na spracovanie gudrónov. Spracovávanie gudrónových vôd ich odčerpávaním a neutralizáciou, používané v doterajších procesoch prináša problém s riešením vznikajúcich vôd, obsahujúcich stále rovnaké množstvo rozpustných sulfónanov a iných látok (estery, živice, asfaltény, atď.). Biologické odbúrateľnosť týchto látok v synergii je mimoriadne nízka, preto spracovanie týchto odpadových vôd v biologickej čistiami vôd nie je dostatočne účinné. Používané fyzikálne-chemické metódy, predovšetkým koagulácia a sorpčné metódy, sú mimoriadne nákladné vzhľadom na nízku adsorpciu sulfónanov na používané koagulanty a sorbenty a vznik veľkých množstiev procesných odpadov. Podobne tiež oxidačné metódy použité s cieľom oxidačnej degradácie obsiahnutých látok sú vysokonákladové vzhľadom na vysokú spotrebu činidiel, riziko úniku silných oxidantov a medziproduktov oxidácie do životného prostredia (výstupné vody, resp. vody odvedené na dočístenie do BČOV) a manipulačno/transportné riziko s veľkými množstvami oxidačných chemikálií.Nedostatky doterajších spôsobov spracovania gudrónov odstraňuje riešenie podľa vynálezu, podľa ktorého sa k 1000 objemovým dielom gudrónu, výhodne nad teplotou ich mäknutia, pridá uhličitan vápenatý a/alebo oxid vápenatý, a/alebo hydroxid vápenatý po dosíalmutíe hodnoty pH minimálne 7,1, výhodne 8 až 12. Počas alkalizácíe alebo po jej ukončení sa do vznikajúcej zmesi pridá najmenej l objemový diel vodného roztoku peroxidu vodika, napríklad 10 objemových dielov 30 vodného roztoku peroxidu vodíka. Všetky fázy zmesi sa premiešajú a zmes sa odsadi počas najmenej 10 minút. Potom sa oddelí alkalická vodná fáza od bitúmenovej fázy a prípadnej olejovej fázy.100 hmotnostných dielov bitúmenovej fázy sa zmieša s najmenej 1 hmotnostným dielom uhoľného prachu a/alebo drviny a prípadne s najmenej 0,1 hmotnostného dielu vápna a/alebo uhličitanu vápenatého a/alebo s najmenej 1 hmotnostným dielom celulózového a/alebo hemicelulózového materiálu, tvoreného na 10priklad odpadovým papierom a/alebo drevnými štiepkami, a/alebo posekanou slamou. Takto získaná palivová zmes sa prípadne vysuší na bitúmenové palivo s obsahom vody menej ako 40 hmotnosmých percent, výhodne menej ako 20 hmotnostných percent.K 100 hmotnostným dielom bitúmenovej fázy sa pridá najmenej l hmotnostný diel vodného roztoku kyseliny chlorovodíkovej, výhodne 10 až 20 dielov 20 kyseliny chlorovodíkovej, zmes sa pri zachytenl výparov a ich spätnej aplikácie, napriklad spätným chladičom, zahreje na teplom minimálne 50 °C, výhodne 80 až 90 °C. Potom sa kyslá vodná fáza oddelí od bitúmenu a bitúmen sa prípadne premyje zriedeným roztokom uhličitanu, napriklad 1 roztokom uhličitanu sodného, a vodou a prípadne sa vysuší.Z alkalickej vodnej fázy sa prípadne oddelí sedimentáciou a/alebo ñltráciou kal síranu vápenatého a alkalická vodná fáza sa zahustí, výhodne odparením vody, najmenej o 50 objemových percent, výhodne o 90 objemových percent, a potom sa výhodne zmieša 10 objemových dielov získaného koncentrátu s najmenej 10 objemovými dielmí uhoľného prachu alebo drviny a prípadne s najmenej l hmotnostným dielom vápna a/alebo uhličitanu vápenatého, a/alebo s najmenej 10 hmotnostnými dielmí celulózového a/alebo hemicclulózového materiálu, tvoreného napríklad odpadovým papierom a/alebo drevnými štiepkami, a/alebo posekanou slamou. Takto získaná palivová zmes sa prípadne vysuší na alternatívne palivo s obsahom vody menej ako 40 hmotnostných percent, výhodne menej ako 20 hmotnostných percent.Riešenie na tvorbu bitúmenovej fázy využíva oxidáciu vápenatých solí sulfónanov a hydrogénsulfónanov pomocou peroxidu vodíka v mierne alkalíckom prostredí, za vzniku na seba adovaných alkylových a/alebo arylových zvyškov, síranu vápenatého a vody. Vznikajúce uhľovodíkové zložky vytvárajú základ bitúmenovej fázy, fyzikálne viažucej tiež ostatné molekuly (hlavne kyslíkatć deriváty) prítomné v gudróne, ako aj síran vápenatý. Tým sa znižuje obsah oxidovateľnej siry v zmesi, aj sa fázovo oddeľuje väčšina organických látok od fázy vody.Výhodou riešenia podľa vynálezu je hlavne to, že pomocou dostupných činidiel a bez vysokých energetických nárokov možno izolovať z gudrónov produkty určené na recykláciu späť do výroby alebo ako palivá s nízkym obsahom spáliteľnej siry, keď sa získaná olejová fáza použije ako surovina a/alebo prísada pri výrobe ropných produktov, napríklad prísada do krakovacích a hydrogenizačných zmesí, a/alebo na výrobu tepla, elektriny, a/alebo pri výrobe cementu a keramických materiálov, a bitúmenové a alternatívne palivo sa použije na výrobu tepla, elektriny a/alebo pri výrobe cementu, alebo keramických materiálov. Kvalitný bitúmen získaný riešením sa použije ako prísada do asfaltu alebo krakovacích a hydrogenizačných zmesi.Riešenie zároveň znižuje nákladovosť na spracovanie odpadových vôd a riziká i priame vplyvy nebezpečných látok na životné prostredie. Proces spracovania tiež zefektívňuje získanie nízkomolekulových bitúmenových a olejových materiálov s nízkym obsahom vody, pričom umožňuje zhodnotenie skládkovaných gudrónov na recyklovateľné produkty s nízkym obsahom spáliteľnej siry a výrazne zníženou produkciou odpadových vôd.V rotačnom mixéri sa ku 2 m 3 gudrónov z kyslej rafmácie olejov pri teplote mäknutia 20 °C pridá zmes práškového uhličitanu a hydroxidu vápenatého po dosiałmutie pH 9. Potom sa do takto vzniknutej zmesi pridá 20 L 30 vodného roztoku peroxidu vodíka. Po premiešaní sa zmes odsadí počas 20 minút. Potom sa opustením mixéra oddelí vodná fáza od bitúmenovej fázy a olejovej fázy.250 kg bitúmenovej fázy sa zmieša s 250 kg uhoľnej drviny obsahujúcej 10 prachu a zároveň s 5 kg zmesi vápna a uhličitanu vápenatého na vytvorenie alternativneho paliva. 250 kg bitúmenovej zmesi sa zmieša s 500 kg celulózového a hernicelulózového materiálu tvoreného posekaným odpadovým papierom, drevnými štiepkami a posekanou slamou na vytvorenie bitúmenového paliva. Takto získané palivá sa vysušía v prúde 120 °C teplého vzduchu na obsah vody 10 hmotnostných percent.K 1 t bitúmenovej fázy sa pridá 200 L 20 vodného roztoku kyseliny chlorovodíkovej. Zmes sa pri zachytení výparov a ich spätnej aplikácie v nádobe uzatvorenej spätným chladičom zahreje na teplom 80 až 90 °C. Potom sa chloridová vodná fáza oddelí od bitúmenu a bitúmen sa premyje l roztokom uhličitanu sodného, a potom vodou. Bitúmen sa vysuší V prúde horúceho vzduchu výhodne pri teplote 120 °C.Alkalická vodná fáza sa zahustí vo vákuovej odparke s tepelným čerpadlom odparením vody o 90 objenových percent. Získaný koncentrát sa vmieša do altematívneho paliva pred jeho vysušením. Olej ová fáza sa použije ako surovina a/alebo prísada pri výrobe ropných produktov, napriklad prísada do krakovacích a hydrogenizačných zmesi, a/alebo na výrobu tepla, elektriny, a/alebo pri výrobe cementu a keramických materiálov. Bitúmenové a alternatívne palivo sa použije na výrobu tepla, elektriny a/alebo pri výrobe cementu, alebo keramických materiálov. Získaný bitúmen sa použije ako prísada do asfaltu alebo krakovacích a hydrogenízačných zmesí.Na povrch zrážkami zavodnenej skládky gudrónov sa aplikuje zmes práškového uhličitanu vápenatého a vápna s alkalizáciou vodnej fázy na pH 10. Voda sa odvedie k zahusteniu alebo sa zahustí na povrchu skládky odparením, ak na ňom nie je prítonmá olejová vrstva, a koncentrát sa vmiešava do gudrónovej vrstvy pri sledovaní pH hodnoty vodnej fázy a jej prípadnej alkalizácie. Kal síranu vápenatého z predúpravy alkalíckej vodnej fázy sa po odvodnení ñltráciou použije pri výrobe cementu. Pri dosiahnutí obsahu rozpustných látok v alkalíckej vodnej fáze nad 50 hrnotn. sa do gudrónovej vrstvy injektuje alkalická vodná fáza a 30 vodný roztok peroxidu vodíka v množstve l objemového dielu na 100 až 1000 objemových dielov gudrónov, podľa stupňa zasfaltovania a obsahu sulfónových skupín v gudrónoch. Zmes vytvorená injektovanou vápennou vodou a peroxidom v gudróne sa nechá odstáť a spracováva sa alkalická vodná fáza pri doplňovaní alkality. Injektáž vápnenej peroxidovej vody sa aplikuje do hlbších častí gudrónovej vrstvy. Pri dostatočnom stupni vytvorenia bitúmenu (obsah sulfónových skupín V bitúmene je znížený na minimum, napríklad pod l ) sa zvyšková alkalická vodná fáza spracuje na altematívne palivo a bitúmen na bitúmenové palivo, s ich využitím na výrobu tepla, elektriny a/alebo pri výrobe cementu, alebo keramických materiálov.Vynález je využiteľný k nízkodpadovému zhodnocovaniu zložiek čerstvých i skládkovaných gudrónov.Riešenie podľa vynálezu môže byť využité na zhodnotenie zložiek pri sanácii skládok gudrónových odpadov a pri zhodnocovaní/recyklácii zložiek gudrónových odpadov v petrochemickom priemysle a v priemyselnej ekológii.l. Spôsob spracovania gudrónov, v y z n a č u j ú c i s a tý m , že k 1000 objemovým dielom gudrónov, výhodne nad teplotou ich mäknutia, sa pridá uhličitan vápenatý a/alebo oxid vápenatý, a/alebo hydroxid vápenatý po dosiahnutie hodnoty pH minimálne 7,1, výhodne 8 až 12, pričom počas alkalizácie alebo po jej ukončení sa do vznikajúcej zmesi pridá najmenej 1 objemový diel vodného roztoku peroxidu vodíka, výhodne 10 objemových dielov 30 vodného roztoku peroxidu vodíka, všetky fázy zmesi sa premiešajú a zmes sa odsadí počas najmenej 10 minút, a potom sa oddelí alkalická vodná fáza a bitúmenová fáza, a výhodne tiež olejová fáza.2. Spôsob spracovania gudrónov podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že 100 hmotnostných dielov bitúmenovej fázy sa výhodne zmieša s najmenej 0, hmotnostného dielu vápna a/alebo uhličitanu vápenatého, a potom sa zmieša s najmenej l hmotnostným dielom uhoľného prachu a/alebo drviny,a/alebo s najmenej 1 hmotnostným dielom celulózového, a/alebo hemicelulózového materiálu, tvoreného výhodne odpadovým papierom a/alebo drevnými štíepkami, a/alebo posekanou slamou, a ďalej sa takto získaná palivová zmes výhodne vysuší na bitúmenové palivo s obsahom vody menej ako 40 hmotnostných percent,výhodne menej ako 20 hmotnostných percent, 3. Spôsob spracovania gudrónov podľa nároku l, v y z n a č u j ú c í s a t ý m , že k 100 hmotnostným dielom bitúmenovej fázy sa pridá najmenej l hmotnostný diel vodného roztoku kyseliny chlorovodíkovej, výhodne 10 až 20 dielov 20 kyseliny chlorovodíkovej, zmes sa pri zachytení výparov a ich spätnej aplikácii zahreje na teplotu minimálne 50 °C, výhodne 80 až 90 °C, potom sa kyslá vodná fáza oddelí od bitúmenu a bitúmen sa premyje zriedeným roztokom uhličitanu, výhodne l roztokom uhličitanu sodného a/alebo vodou a výhodne sa vysuši.4. Spôsob spracovania gudrónov podľa nárokov l a 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že z alkalickej vodnej fázy sa výhodne oddelí sedimentáciou a/alebo ñltráciou kal síranu vápenatého a alkalická vodná fáza sa zahustí, výhodne odparením vody, najmenej o 50 objemových percent, výhodne o 90 objemových percent, a potom sa 10 objemových dielov takto získaného koncentrátu zmieša s najmenej 10 objemovými dielmí uhoľného prachu alebo drviny, a/alebo s najmenej 10 hmotnostnými dielmí celulózového a/alebo hemicelulózového materiálu, tvoreného výhodne odpadovým papierom a/alebo drevnými štíepkami, a/alebo posekanou slamou, a takto získaná palivová zmes sa výhodne vysuší na altematívne palivo s obsahom vody menej ako 40 hmotnostných percent, výhodne menej ako 20 hmotnostných percent.

MPK / Značky

MPK: C10C 1/00, C10C 3/00, C10L 5/00

Značky: produktov, gudrónov, tohto, spôsob, použitie, spracovania

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-288230-sposob-spracovania-gudronov-a-pouzitie-produktov-z-tohto-spracovania.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob spracovania gudrónov a použitie produktov z tohto spracovania</a>

Podobne patenty