Catalytic pyrolysis of waste polyolefins (PE, PP)
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27710%2F25%3A10259041" target="_blank" >RIV/61989100:27710/25:10259041 - isvavai.cz</a>
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Katalytická pyrolýza odpadních polyolefinů (PE, PP)
Original language description
Výsledkem je ověřená technologie dvoustupňové katalytické pyrolýzy umožňující efektivní přeměnu odpadních polyolefinů (PE, PP) na aromatické uhlovodíky. Technologie kombinuje termický rozklad polymerů a následné katalytické zpracování par. Tento předmět je určen k přímému užívání výzkumnou organizací pro další činnosti, zejména pro výzkum a vývoj, výuku, interní testování, demonstrační účely a implementaci v rámci její vědecké, vzdělávací či provozní činnosti. Smlouva o využití výsledku bude s průmyslovým partnerem uzavřena po skončení dílčího projektu.
Czech name
Katalytická pyrolýza odpadních polyolefinů (PE, PP)
Czech description
Výsledkem je ověřená technologie dvoustupňové katalytické pyrolýzy umožňující efektivní přeměnu odpadních polyolefinů (PE, PP) na aromatické uhlovodíky. Technologie kombinuje termický rozklad polymerů a následné katalytické zpracování par. Tento předmět je určen k přímému užívání výzkumnou organizací pro další činnosti, zejména pro výzkum a vývoj, výuku, interní testování, demonstrační účely a implementaci v rámci její vědecké, vzdělávací či provozní činnosti. Smlouva o využití výsledku bude s průmyslovým partnerem uzavřena po skončení dílčího projektu.
Classification
Type
Z<sub>tech</sub> - Verified technology
CEP classification
—
OECD FORD branch
20400 - Chemical engineering
Result continuities
Project
<a href="/en/project/TN02000051" target="_blank" >TN02000051: National Centre of Competence - Polymer Materials and Technologies for the 21st Century</a><br>
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2025
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data specific for result type
Internal product ID
011/09-12-2025_OT
Numerical identification
011/09-12-2025_OT
Technical parameters
Technologie katalytické pyrolýzy pro přípravu aromátů z odpadních polyolefinů je založena na dvoustupňovém termo-katalytickém procesu. V prvním stupni probíhá při teplotě 450–500 °C termochemický rozklad polyolefinů (pyrolýza) v pyrolýzním reaktoru, při kterém dochází k štěpení polymerních vazeb a vzniku uhlovodíkových řetězců C5–C30. Tyto kapalné a plynné frakce představují až 72 hmot.% původní hmoty polymerů. Organické páry vzniklé pyrolýzou vstupují do druhého reaktoru, který je katalytický a obsahuje kyselý zeolitický katalyzátor HZSM-5 (preferovaně s poměrem SiO2/Al2O3 = 23, nebo nižší). Teplota v katalytickém reaktoru je rovněž 450–500 °C. Na katalyzátoru dochází ke katalytickému krakování a aromatizaci (dehydrocyklodimerizaci), při které vznikají lehké uhlovodíky, monoaromáty i polycyklické aromatické uhlovodíky. Z katalytického reaktoru jsou organické páry vedeny do chladičů a kondenzátorů, kde se oddělí na pyrolýzní olej a pyrolýzní plyn. Poměr katalyzátoru k množství vstupní suroviny byl 1:10 (hmotnostně), s možností úpravy podle požadovaného spektra produktů. Koks vznikající během reakce lze odstranit regenerací katalyzátoru kalcinací v oxidační atmosféře při teplotě 600–800 °C; konkrétní teplota regenerace závisí na povaze uhlíkatých úsad. Použitím kyselého zeolitického katalyzátoru se výtěžek pyrolýzního plynu zvyšuje až na 65 hmot.%, což je přibližně čtyřnásobek hodnot dosažených při konvenční pyrolýze (cca 16 hmot.%). Tento plyn obsahuje 36 hmot.% propanu, 13 hmot.% propylenu, 14 hmot.% ethanu, 18 hmot.% ethylenu a 11 hmot.% methanu. Pyrolýzní olej získaný z katalytického stupně obsahuje přibližně 60–75 hmot.% aromátů a 1–10 hmot.% polyaromátů, přičemž nejčastěji se vyskytuje toluen a izomery xylenu. (viz Tab. 1 v podpůrných dokumentech). Složení pyrolýzního oleje z konvenční pyrolýzy a z katalytické pyrolýzy analyzované pomocí GC-MS je vidět na Obr. 2 a Obr. 3. v podpůrných dokumentech.
Economical parameters
Implementace technologie katalytické pyrolýzy polyolefinů umožňuje výrazné zvýšení ekonomické hodnoty zpracovávaného plastového odpadu. Oproti konvenční pyrolýze vede použití zeolitického katalyzátoru k až čtyřnásobnému zvýšení výtěžku pyrolýzního plynu a k produkci oleje s vysokým podílem aromatických uhlovodíků, které mají vyšší tržní cenu než běžné pyrolýzní oleje. Technologie tak může při kapacitě jednotek v řádu tisíc tun odpadu ročně zvýšit hodnotu produktů o desítky procent, a to jak díky vyšší produkci vysoce hodnotného aromatického oleje, tak díky lepšímu využití vzniklého pyrolýzního plynu jako energetického nosiče nebo suroviny. Ekonomický přínos se projeví snížením provozních nákladů na externí energii, zvýšením výnosu z produktů a lepšími možnostmi jejich uplatnění v petrochemickém a rafinérském průmyslu.
Application category by cost
—
Owner IČO
61989100
Owner name
VŠB-TUO CEET IET
Owner country
CZ - CZECH REPUBLIC
Usage type
V - Výsledek je využíván vlastníkem
Licence fee requirement
—
Web page
—