裂解是將廢輪胎熱蒸餾成炭和裂解油。盡管這種油含有很多雜質(zhì),但它仍可作為原料像原油一樣進行進一步精煉。裂解在無氧的條件下在600~900℃的溫度范圍內(nèi)進行。平均質(zhì)量為20kg的整條輪胎幾乎可以wq裂解。裂解反應(yīng)也會產(chǎn)生可燃氣體,這些氣體可用來點燃裂解反應(yīng)器,因此無須另外的能量來維持裂解過程。廢輪胎產(chǎn)生的典型裂解產(chǎn)物[%(質(zhì)量)]包括:
氣體 15~20 炭黑 30~40
油 20~30 鋼絲 5~20
水 5~10
值得注意的是,即使輪胎中含有約2%的硫,裂解氣體中硫化氫的含量也很低。
該過程產(chǎn)生的氣體為工廠的燃料,而最終的低級裂解油作為原油共混材料銷售。遺憾的是炭黑/炭部分含有20%的灰燼,因此不能用于輪胎生產(chǎn)。
由于碳化物和油既沒有達到說明書要求,也沒有定價,因此仍需要開發(fā)輪胎裂解副產(chǎn)物市場。由于輪胎中無機填料(Zno、碳酸鹽和硅酸鹽)的存在及碳成分由炭黑的混合物組成(乘用胎中存在10種不同的炭黑),因此目前炭黑的質(zhì)量較差,需要提煉以提高炭黑的質(zhì)量。炭黑可作為填料用于低中檔場合,也可作為瀝青面料的改性劑,也可部分替代低補強炭黑用于橡膠中。
裂解油可以返回提煉以制備石油、柴油和潤滑油。裂解油中芳香族碳氫化合物,如苯、甲苯和二甲苯的含量高。正因為如此,這種油被稱為“BTX”被銷售給化工產(chǎn)品和塑料生產(chǎn)商。但是,由于這種油富含苯和甲苯,將這些芳香族化合物從脂肪族化合物中分離出來需要進行額外的蒸餾。裂解油作為燃料油的替代品售價從0.36~0.95美元/gal(1gal=3.78dm³)不等,這取決于油的組成和質(zhì)量。而輕質(zhì)芳香油在1995年的售價約為0.5美元。
由輪胎裂解得到的氣體稱為熱解氣體,占產(chǎn)量的10%~30%,其中含有氫氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、丁烯、丙烷、丙烯、丁烷及1%的硫。這些氣體適合用于產(chǎn)生熱量。
商丘瑞新的技術(shù)將整條輪胎在密封爐內(nèi)裂解。該過程生產(chǎn)出的燃料氣體、蒸餾油、炭黑和鋼。裂解氣體被用作該過程的燃料,多余的可銷售。蒸餾油可用作工業(yè)爐和鍋爐的燃料。從該過程回收的炭黑比用作填料的炭黑質(zhì)量高。
改進的熱裂解炭
直接從裂解過程中收集的炭黑純度較低不能用于輪胎的生產(chǎn),然而,最近改進的裂解工藝(輪胎封閉回收)可從裂解油中制得高級炭黑,這種炭黑可適用于輪胎的生產(chǎn),這表明了技術(shù)的重大進步。
我公司生產(chǎn)炭黑凈化處理成套設(shè)備改善裂解炭質(zhì)量的方法,它通過一個封閉的活化步驟,產(chǎn)生活性炭,xc不想要的副產(chǎn)物和排放物。炭活化是在900℃下將CO2還原成CO。消耗的CO2通過可逆反應(yīng)(2CO→CO2+C)再生,與此同時生成了Boudouard炭。Boudouard炭的粒子尺寸足夠小,能在柴油機中wq燃燒。Boudouard炭還沒有被詳細研究,但潛在的應(yīng)用包括顏料、墨和潤滑劑。
因此,除了生產(chǎn)芳烴油和低級炭外,可以通過設(shè)計輪胎裂解過程來生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品,如輪胎級炭黑、活性炭和Boudouard炭。
裂解過程進行的成本分析表明,生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的裂解過程利潤較高,而且有競爭力。另外,由于活性炭的原料是煤炭和石油,使用廢輪胎代替他們可以更好的保護這些有限的資源。