廢棄橡膠輪胎制備燃料油工藝的研究

1、廢棄橡膠輪胎制備燃料油工藝的研究 摘要 介紹以廢棄橡膠為原料，研究在合適的壓力條件下，采用合適的催化劑及其最優(yōu)化配比，熱裂解制得柴油、汽油、碳黑等產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。該工藝投資小、能耗低、無污染，即解決了廢棄輪胎的污染問題，又有效的回收了資源，經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益雙贏。 關(guān)鍵詞 廢棄橡膠輪胎 柴油 汽油 碳黑 催化劑 生產(chǎn)工藝1 引言我國是世界上橡膠消耗量最大的國家之一，僅次于美國和日本，居世界第三。我國每年約產(chǎn)生69萬t廢橡膠，廢橡膠的產(chǎn)生量約為橡膠制品生產(chǎn)量的40%，回收量一般為廢橡膠產(chǎn)生量的50%以下。廢舊橡膠占固體廢棄物的比例越來越大（主要是廢棄輪胎的增加）。這已經(jīng)給環(huán)境造成了極大的危害，主要原因

2、是它既不能用熱塑性加工方法回收，也不能在自然界中自行降解，因此已經(jīng)給環(huán)境帶來了巨大的負(fù)擔(dān)。廢橡膠本身是一種高能量的材料，其發(fā)熱量與煤的發(fā)熱量差不多，廢輪胎的發(fā)熱量更高，每公斤達(dá)6668千卡8335千卡，分別比木材高69%，比焦碳高40%。在目前世界能源日趨緊張的情況下，回收利用廢橡膠在熱能利用上具有重大意義。因此如何變廢為寶，彌補(bǔ)資源的不足，已刻不容緩。2 實(shí)驗(yàn)2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以剔除鋼絲的廢棄橡膠輪胎為原料，將其充分粉碎。先分別進(jìn)行不同催化劑配比的常壓蒸餾實(shí)驗(yàn)和石油產(chǎn)品餾程實(shí)驗(yàn)，確定其最優(yōu)催化劑配比。再在最優(yōu)催化劑比下進(jìn)行減壓蒸餾、無催化劑常壓蒸餾和有催化劑常壓蒸餾，結(jié)合實(shí)驗(yàn)所得柴油、汽油、碳

3、黑的量，結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益，確定最佳工藝條件。并對生產(chǎn)過程中的尾氣進(jìn)行合理處理，確保零排放。2.2 工藝流程圖煤油汽油廢舊橡膠切片 粉碎 催化柴油 裂解炭黑殘?jiān)?稀鹽酸 尾氣 氫氧化鈉廢酸液 廢堿液熟石灰中和2.3 實(shí)驗(yàn)裝置圖2.3.1 減壓蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置圖1 減壓蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置圖 1鐵架臺 2溫度計(jì)（500） 3克氏蒸餾頭 4直形冷凝管 5雙股尾接管 6錐形瓶 7索氏燒瓶 8加熱爐 9緩沖瓶 10干燥塔2.3.2 常壓蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置圖2 減壓蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置圖2.3.3石油產(chǎn)品餾程實(shí)驗(yàn)裝置(略)3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.1 不同催化劑的影響圖3 不同催化劑條件下常壓蒸餾曲線3.2 x一定時(shí)催化劑配比的影響x55

4、555y54321z01234 表一 催化劑配比（x一定） 圖4 催化劑配比（x一定）影響確定x的量，改變y、z的比例，進(jìn)行常壓蒸餾實(shí)驗(yàn)，得到以上曲線。各比例產(chǎn)油量相當(dāng)，蒸餾溫度峰值相近。當(dāng)催化劑配比為x：y：z=5：3：2和x：y：z=5：5：0時(shí)，蒸餾過程所需時(shí)間最短。3.3 y一定時(shí)催化劑配比的影響x43210y55555z12345 表二 催化劑配比（y一定）圖5 催化劑配比（y一定）影響確定y的量，改變x、z的比例，進(jìn)行常壓蒸餾實(shí)驗(yàn)，得到以上曲線。各比例產(chǎn)油量相當(dāng)，當(dāng)催化劑配比為x：y：z=1：5：4時(shí)，蒸餾溫度峰值最低；當(dāng)x：y：z=0：5：5和x：y：z=3：5：2時(shí)，蒸餾過程所

5、需時(shí)間最短，產(chǎn)油量也較其它比例高4ml左右。3.4 z一定時(shí)催化劑配比的影響x54321y01234z55555 表三 催化劑配比（z一定）圖6 催化劑配比（z一定）影響確定z的量，改變x、y的比例，進(jìn)行常壓蒸餾實(shí)驗(yàn)，得到以上曲線。各比例產(chǎn)油量相當(dāng)，當(dāng)催化劑配比為x：y：z=1：4：5 和x：y：z=4：1：5時(shí)，蒸餾溫度峰值最低；當(dāng)x：y：z=2：3：5時(shí)，蒸餾過程所需時(shí)間最短。綜合3.2、3.3、3.4所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定x：y：z=1：4：5為最佳催化劑配比。3.5 不同熱解方法的影響分別進(jìn)行最佳催化劑配比下的常壓蒸餾、減壓蒸餾實(shí)驗(yàn)，以及無催化劑的常壓蒸餾、減壓蒸餾。圖7 不同熱解方式影響

6、 結(jié)合蒸餾溫度峰值和蒸餾所需時(shí)間及實(shí)際效益，確定常壓加最佳催化劑為反應(yīng)條件。3.6 組成與餾程實(shí)驗(yàn)對所得產(chǎn)物油進(jìn)行蒸餾，實(shí)驗(yàn)過程中溫度反復(fù)比較劇烈，最高達(dá)270左右。混合油中汽油約占30.96%，柴油占18.64%，碳黑占32.14%。4 結(jié)論1、 通過實(shí)驗(yàn)尋找到了最優(yōu)催化劑配比，及最適合的反應(yīng)條件。2、 對廢橡膠處理工藝做了完善，實(shí)現(xiàn)了零排放。參考文獻(xiàn)1 邱清華廢膠粉利用研究進(jìn)展j橡膠工業(yè)，19944（11）：6916922 李洪烈，李榮波利用廢橡膠改善瀝青路面性能的研究j橡膠工業(yè)，1995，42（）：2742783 范仁德廢橡膠的綜合利用技術(shù)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1989：8104 王葳化

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8、process of waste rubber we study the process of waste rubber producing mixed oil and black charcoal and so on.through the experiment ,we find that ,under the condition of proper pressure and the ustage of reasonable catalyst,the relationship among product,reaction time and reaction temperature can be satisfied.for further researching,we managed to get the best optimize ration of catalyst so that our process is considerably improved.during the development of the process,the ca