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1、废弃橡胶轮胎制备燃料油工艺的研究摘要 介绍以废弃橡胶为原料，研究在合适的压力条件下，采用合适的催化剂及其最优 化配比，热裂解制得柴油、汽油、碳黑等产品的生产工艺。该工艺投资小、能耗低、无污 染，即解决了废弃轮胎的污染问题，又有效的回收了资源，经济环境效益双赢。关键词 废弃橡胶轮胎 柴油 汽油 碳黑 催化剂 生产工艺 1 引言 我国是世界上橡胶消耗量最大的国家之一，仅次于美国和日本，居世界第三。我国每 年约产生 69 万 t 废橡胶，废橡胶的产生量约为橡胶制品生产量的 40%，回收量一般为废橡 胶产生量的 50%以下。废旧橡胶占固体废弃物的比例越来越大（主要是废弃轮胎的增加） 。 这已经给环境造
2、成了极大的危害，主要原因是它既不能用热塑性加工方法回收，也不能在 自然界中自行降解，因此已经给环境带来了巨大的负担。废橡胶本身是一种高能量的材料， 其发热量与煤的发热量差不多，废轮胎的发热量更高，每公斤达 6668 千卡8335 千卡， 分别比木材高 69%，比焦碳高 40%。在目前世界能源日趋紧张的情况下，回收利用废橡胶 在热能利用上具有重大意义。因此如何变废为宝，弥补资源的不足，已刻不容缓。 2 实验 2.1 实验内容 以剔除钢丝的废弃橡胶轮胎为原料，将其充分粉碎。先分别进行不同催化剂配比的常 压蒸馏实验和石油产品馏程实验，确定其最优催化剂配比。再在最优催化剂比下进行减压 蒸馏、无催化剂常
3、压蒸馏和有催化剂常压蒸馏，结合实验所得柴油、汽油、碳黑的量，结 合经济效益，确定最佳工艺条件。并对生产过程中的尾气进行合理处理，确保零排放。 2.2 工艺流程图粉碎 催化裂解稀盐酸 氢氧化钠熟石灰中和2.3 实验装置图 2.3.1 减压蒸馏实验装置尾气汽油煤油残渣柴油废酸液炭黑废碱液废旧橡胶切片123783456接 接 接 接 910图 1 减压蒸馏实验装置图1铁架台 2温度计（500） 3克氏蒸馏头 4直形冷凝管 5双股尾接管 6锥形瓶 7索氏烧瓶 8加热炉 9缓冲瓶 10干燥塔 2.3.2 常压蒸馏实验装置图 2 减压蒸馏实验装置图 2.3.3 石油产品馏程实验装置(略) 3 实验结果与讨
4、论 3.1 不同催化剂的影响-20020406080100120140160180020406080100120140160180C; B; A min 图 3 不同催化剂条件下常压蒸馏曲线 3.2 X 一定时催化剂配比的影响X55555Y54321Z01234表一 催化剂配比（X 一定）020406080100120204060801001201401601805:5:0; 5:4:1 5:3:2; 5:2:35:1:4 min 图 4 催化剂配比（X 一定）影响 确定 X 的量，改变 Y、Z 的比例，进行常压蒸馏实验，得到以上曲线。各比例产油量 相当，蒸馏温度峰值相近。当催化剂配比为 X：
5、Y：Z=5：3：2 和 X：Y：Z=5：5：0 时， 蒸馏过程所需时间最短。 3.3 Y 一定时催化剂配比的影响X43210Y55555Z12345表二 催化剂配比（Y 一定）020406080100120204060801001201401601802004:5:1; 3:5;2 2:5;3; 1:5:40:5:5 min 图 5 催化剂配比（Y 一定）影响 确定 Y 的量，改变 X、Z 的比例，进行常压蒸馏实验，得到以上曲线。各比例产油量 相当，当催化剂配比为 X：Y：Z=1：5：4 时，蒸馏温度峰值最低；当 X：Y：Z=0：5：5 和 X：Y：Z=3：5：2 时，蒸馏过程所需时间最短，产
6、油量也较其它比例高 4ml 左右。 3.4 Z 一定时催化剂配比的影响X54321Y01234Z55555表三 催化剂配比（Z 一定）-20020406080100120140160180204060801001201401601805:0:5; 4:1:5 3:2:5; 2:3:5 1:4:5 min 图 6 催化剂配比（Z 一定）影响确定 Z 的量，改变 X、Y 的比例，进行常压蒸馏实验，得到以上曲线。各比例产油量 相当，当催化剂配比为 X：Y：Z=1：4：5 和 X：Y：Z=4：1：5 时，蒸馏温度峰值最低； 当 X：Y：Z=2：3：5 时，蒸馏过程所需时间最短。综合 3.2、3.3、3
7、.4 所得实验数据，确定 X：Y：Z=1：4：5 为最佳催化剂配比。3.5 不同热解方法的影响 分别进行最佳催化剂配比下的常压蒸馏、减压蒸馏实验，以及无催化剂的常压蒸馏、 减压蒸馏。020406080100120020406080100120140160180t 图 7 不同热解方式影响结合蒸馏温度峰值和蒸馏所需时间及实际效益，确定常压加最佳催化剂为反应条件。 3.6 组成与馏程实验 对所得产物油进行蒸馏，实验过程中温度反复比较剧烈，最高达 270左右。混合油中汽 油约占 30.96%，柴油占 18.64%，碳黑占 32.14%。 4 结论 1、 通过实验寻找到了最优催化剂配比，及最适合的反应
8、条件。 2、 对废橡胶处理工艺做了完善，实现了零排放。 参考文献1 邱清华废胶粉利用研究进展 J 橡胶工业，19944（11）：6916922 李洪烈，李荣波利用废橡胶改善沥青路面性能的研究J 橡胶工业，1995，42（）：2742783 范仁德废橡胶的综合利用技术 北京：化学工业出版社，1989：8104 王葳化工辞典 北京：化学工业出版社，1979：795 Wissner Robert，Carbon black/Precipitated silica organosilanne-rubber relationship what is going to change? ，1998 ，39，
9、I19-I296 Fudushim ，A tattsute process for obtaincng hydrocarbon oils from waste plastics and rubbes ，JAP ，JP06 220 463， 1994Experimental Research on pyrolysis 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
10、 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 catalyst is the mainly scientific point.The advantage of this process is the minimize investment,lower energy-consuming and no pollution.
