Katalytická pyrolýza odpadních polyolefinů (PE, PP)

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Katalytická pyrolýza odpadních polyolefinů (PE, PP)

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Catalytic pyrolysis of waste polyolefins (PE, PP)

Popis výsledku anglicky

The result is a validated two-stage catalytic pyrolysis technology enabling the efficient conversion of waste polyolefins (PE, PP) into aromatic hydrocarbons. The technology combines the thermal decomposition of polymers with subsequent catalytic processing of the vapors. This output is intended for direct use by a research organization for further activities, in particular research and development, teaching, internal testing, demonstration purposes, and implementation within its scientific, educational, or operational activities. An agreement on the utilization of the result will be concluded with an industrial partner after the completion of the sub-project.

Druh

Z_tech - Ověřená technologie

CEP obor

—

OECD FORD obor

20400 - Chemical engineering

Projekt

<a href="/cs/project/TN02000051" target="_blank" >TN02000051: Národní centrum kompetence polymerních materiálů a technologií pro 21. století</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

011/09-12-2025_OT

Číselná identifikace

011/09-12-2025_OT

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

61989100

Název vlastníka

VŠB-TUO CEET IET

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

—

Adresa www stránky s výsledkem

—