废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制方法与装置

摘要

一种废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制方法与装置，由裂解反应过程中所量测的压力与温度传送至控制器并以控制软件进行运算，再输出讯号至控制阀来控制其开口大小，使除蜡器中蜡回流再裂解反应的回流量得以适量控制，亦即控制除蜡器中液态蜡的回流速率及液态蜡层的高度，解决废塑料液化裂解时蜡回流再裂解回流量的不稳定现象，使裂解区负荷稳定，整体系统可持续稳定运转及产油质量更清澈良好。

说明书

技术领域

本发明是关于一种废塑料裂解回流再裂解的控制方法与装置，特别是关于一种能稳定地裂解蜡及使产油质量稳定的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制方法与装置。

背景技术

废聚乙烯塑料(PE)热裂解液化以回收燃油能源时易产生大量的蜡。针对此一问题，曾发展出一种除蜡处理单元，将初级裂解产生的蜡拦截分离并实时回流至裂解器再进行裂解，使产物中仅含有燃油与燃气，具有节省能源并简化处理程序的优点。若处理的容量为每小时2公斤并于处理系统中作完整运转，以气泡式流体化床配合除蜡单元及冷凝器可以顺利地完成废聚乙烯塑料热裂解液化回收燃油能源的功能，产品中燃油可达原料重量百分比约60～70％，其余则为燃气。若将处理的容量改为每小时20公斤并于处理系统中作完整运转，却遭遇到蜡回流量难以控制的问题产生，不仅常发生拦截分离效果不佳，蜡由除蜡器流出至冷凝器而造成冷凝操作上的困扰，且亦常发生回流量过大而造成气泡式流体化床负荷过重的现象，使温度降至500℃以下，甚至450℃以下，偏离较佳的裂解温度范围510～530℃。此外，蜡产生量愈来愈多，使处理系统无法正常运转，如图3所示。亦常会有除蜡压力不稳定及除蜡效果不稳定的情形发生，分别如图4、图5所示。

目前无相关类似专利，唯有石油炼制的程序相近，但基本上石油炼制或一般裂解程序均是进流物(物料)经裂解后即与反应器分离，进行分馏或分离程序，馏余物另行处理或应用，并无馏余物回流再裂解的情形，而本发明是针对初步裂解所产生的蜡实时(裂解气与回流蜡流经同一管路)回流再裂解做最适当的控制，与目前相关工业的应用情形完全不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制方法与装置。

为实现上述目的，本发明提供的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，包括：

一反应器，设有一压力侦测器及一热侦测器；

一除蜡器，该除蜡器与该反应器连接；

一控制阀，设置于该反应器与除蜡器间；及

一控制器，该控制器系接收该压力侦测器及热侦测器的数据，发出一控制讯号控制该控制阀的开度。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，其中该反应器为砂床。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，其中该压力侦测器为压力计。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，其中该热侦测器为热电偶。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，其中该控制阀为自动控制或手动控制。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，进一步地还包括一进料系统，该进料系统系连接该反应器，该进料系统具有一进料器及一计量进料机。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，其中该进料器具有一排气阀及一进料阀。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，其中该计量进料机设置于该进料阀与反应器间。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置，包括一分离系统，该分离系统连接于该除蜡器，该分离系统具有一冷凝器、一贮油槽及一气体贮存装置，该冷凝器将通过该除蜡器的产物(气体状)冷凝后使燃油到达该贮油槽中，而燃气则到达该气体贮存装置中或排气或另行应用。

本发明提供的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制方法，包括：

a.设定该控制阀的开度；

b.取得压力侦测器与热侦测器的压力与温度讯号，传送到该控制器；

c.该控制器发出一控制讯号控制该控制阀的开度；及

d.控制该控制阀开度来控制该除蜡器液态蜡回流速率及液态蜡层的高度。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制方法，其中该液态蜡回流速率是以该热侦测器所量测的温度维持在一定范围内显示。

所述的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制方法，其中该液态蜡层的高度是以进料前后该压力侦测器所量测的压力差维持在一定范围内显示。

由本发明的实施，可适当地控制蜡回流量使反应器温度不会因回流量负荷过大而降低并偏离较佳的裂解温度范围(510℃～530℃)。同时，整体系统可以持续运转且使除蜡器能维持一个适当的液态蜡层，能增进蜡截留效果及使产品油质量更为优良的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的控制装置的示意图；

图2为本发明实施例的控制方法流程图；

图3为未使用本发明控制装置系统运作温度相对时间图；

图4为未使用本发明控制装置蜡压力相对时间图；

图5为未使用本发明控制装置除蜡效果不佳示意图；

图6为使用本发明控制装置系统运作温度相对时间图；

图7为使用本发明控制装置蜡压力相对时间图；及

图8为使用本发明控制装置除蜡效果良好示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明所采用的技术手段及构造，结合附图和较佳实施例作详细说明。

请参阅图1，为本发明实施例控制装置的示意图。该控制装置包括一反应器10、一除蜡器30、一控制阀20及一控制器40，该除蜡器30与该反应器10连接，并于该反应器10及除蜡器30间设有该控制阀20，该反应器10设有一压力侦测器101及一热侦测器102，该压力侦测器101是量测废塑料在该反应器10中进行裂解反应时至该除蜡器30的压力，该热侦测器102是量测该反应器10中进行裂解反应时的温度，该压力侦测器为压力计，热侦测器为热电偶，而该反应器10为砂床。该控制阀20是让该反应器10中的废塑料在裂解反应过程中分解出的蜡通往该除蜡器30进行隔离，并且部分蜡会回流到该反应器10中再进行裂解反应。该控制器40可接收该压力侦测器101及该热侦测器102的数据来控制该控制阀20的开度。因此，当裂解反应过程中所量测到的压力及温度传送至该控制器40，该控制器40则输出讯号来控制该控制阀20的开度，使适量蜡回流至该反应器10中再进行裂解反应。同时，也控制该除蜡器30中的液态蜡回流速率及液态蜡层的高度。

较佳地，该控制阀20可由该控制器40自动控制或手动控制，控制该控制阀20的开度以适当地控制蜡回流量。

较佳地，本发明的废塑料裂解液化初级蜡回流再裂解的控制装置还包括一进料系统60及一分离系统50，该进料系统60连接该反应器10，该进料系统60设有一进料器601，该进料器601是用以让废塑料灌入，该进料系统60具有一排气阀6011及一进料阀6012，使废塑料于该进料器601中可以排气或经过该进料阀6012进入该反应器10中进行裂解反应。当废塑料进入该反应器10前，在该进料阀6012与该反应器10间设有一计量进料机602，该计量进料机602是用以计量适量的废塑料经过该进料阀6012进入该反应器10；该分离系统50具有一冷凝器501、一贮油槽502及一气体取样装置503，该冷凝器501与该除蜡器30连接并将通过该除蜡器的产物(气体状)冷凝后使燃油到达该贮油槽502中，而燃气则到达该气体贮存装置中503或排气或另行应用。

请参阅图2，为本发明实施例的控制方法，先设定该控制阀的开度，将废塑料灌入该进料器并经过该进料阀进入该反应器。当废塑料在该反应器中进行裂解反应时，该反应器上设有该压力侦测器及该热侦测器，故可量测在裂解反应过程中的压力与温度，再将压力与温度的数据传送至该控制器，该控制器输出讯号来控制该控制阀的开度。由此，便可控制该除蜡器的蜡回流到该反应器再进行裂解反应的回流量，也就是控制该除蜡器中液态蜡回流速率及液态蜡层的高度。同时，反应器中裂解反应进行时的温度也维持于较佳的预定范围内，该液态蜡回流速率系以该热侦测器所量测的温度维持在一定范围内显示，而该液态蜡层的高度是以进料前后该压力侦测器所量测的压力差维持在一定范围内显示，最后通过分离系统将通过除蜡器的气体状产物分离为燃油及燃气分别于该贮油槽及该气体贮存装置中。此外，也可以手动控制的方式控制该控制阀的开度，以适当地控制蜡的回流量。使用本发明的控制方法与装置使蜡回流再裂解的回流量能达到稳定，整体系统可持续稳定地运转，如图6所示，而除蜡器压力稳定及除蜡效果良好分别如图7及图8所示。

综合上述，由本发明的控制方法配合控制装置，控制控制阀的开度使蜡回流再裂解的回流量达到稳定，不再有大量回流的现象产生，反应器中裂解反应进行时的温度也维持于较佳的预定范围，且整体系统也持续正常运转，除蜡器的压力也较稳定并维持一层液态蜡，能增进除蜡效果及使产品油质量更清澈且良好。