废旧轮胎橡胶的裂解处理工艺

废旧轮胎橡胶的裂解处理工艺
将废轮胎橡胶裂解是最彻底的处理车用废橡胶的方法之一。

裂解处理没有污染物排放，而且还可以回收燃料油和炭黑，有利于环保及资源利用，有较高的经济价值，被认为是当前处理废轮胎的最佳途径之一。

废旧轮胎裂解现有热裂解、催化降解和微波解聚等三类工艺。

热裂解工艺
目前，热解技术主要包括：常压惰性气体热解技术、真空热解技术、熔融盐热解技术。

1．常压惰性气体热解
通常，在惰性气体中将废橡胶加热到500℃，可获得35％（与废橡胶的质量分数，下同）的固体残余物、55％的油和3％的气体。

其中液体产物含有质量分数为0.51的芳烃油和质量分数为0.33的粗石脑油，固体则主要为粗炭黑，炭黑中含有质量分数为0.2的硫和质量分数为0.10～0.15的灰分。

2．真空热解
真空热解是在减压和低温条件下分解橡胶，较其他热解方法有一些优势。

在总压2～20kPa、温度510℃条件下把废橡胶裂解，可得50％
的油品、25％的炭黑、9％的钢、5％的纤维和11％的气体；在总压
0.3kPa、温度420℃条件下，可得55％的油品、35％的固体和10％的气体。

3．熔融盐热解
将轮胎碎块浸入氯化锂/氯化钾的低共熔混合物中，加热至500℃，产生47％的油、45％的固体残余物和12％的气体。

油中大约包括质量分数为0.21的芳烃油、质量分数为0.34的链烯烃和质量分数为0.45的石脑油。

残余物中有炭黑类似物以及轮胎中未发生变化的纤维和钢丝成分。

气体为C1～C4的石脑油和链烯烃混合物。

催化降解工艺
采用路易斯酸熔融盐催化剂进行废轮胎橡胶降解的方法，反应迅速。

催化剂以氯化锌、氯化锡和碘化锑效果最佳。

当采用质量分数为0.01的锌和钴盐作为催化剂，混入废橡胶料中，可以使液体油、气体产品中的总硫量至少降低40％，液体产品中的总氮量降低50％。

为提高相对分子质量较小的C1～C4烯烃的回收率，可在废橡胶中加入碱金属或碱土金属碳酸盐，这种催化剂在转化时，对增大异丁烯质量分数效果尤其明显。

微波解聚工艺
废轮胎微波解聚的微波发生装置的频率为2450MHz，输入功率为1100W，输出功率为580W。

将已被破碎成5～10kg的块状废轮胎盛入
容器中，再将容器放入微波发生器内，导入氮气，施加微波后，废轮胎块从内部发热，数十秒内废橡胶急速分解，局部热分解产生的有机气体从橡胶发生龟裂处喷射出来。

分解后，炭黑残留原处并形成局部堆积，由于炭黑吸收微波，在连续施加微波的情况下碳黑变得赤热，加剧有机成分的排出，数分钟内废轮胎橡胶就会变为以炭黑为主体的黑色粉末。

生成气体由导出管导出，经过三个冷却收集器，将气体和液状物分离。

解聚生成物中油、气占50％以上，碳占40％左右。

废轮胎热裂解流程及产品用途
通常废轮胎热裂解工厂的生产流程主要包括4个部分，包括原料预制系统、热裂解反应器系统、气－油回收分离系统、固体回收系统。