裂解是将废轮胎热蒸馏成炭和裂解油。尽管这种油含有很多杂质,但它仍可作为原料像原油一样进行进一步精炼。裂解在无氧的条件下在600~900℃的温度范围内进行。平均质量为20kg的整条轮胎几乎可以xx裂解。裂解反应也会产生可燃气体,这些气体可用来点燃裂解反应器,因此无须另外的能量来维持裂解过程。废轮胎产生的典型裂解产物[%(质量)]包括:
气体 15~20 炭黑 30~40
油 20~30 钢丝 5~20
水 5~10
值得注意的是,即使轮胎中含有约2%的硫,裂解气体中硫化氢的含量也很低。
该过程产生的气体为工厂的燃料,而最终的低级裂解油作为原油共混材料销售。遗憾的是炭黑/炭部分含有20%的灰烬,因此不能用于轮胎生产。
由于碳化物和油既没有达到说明书要求,也没有定价,因此仍需要开发轮胎裂解副产物市场。由于轮胎中无机填料(Zno、碳酸盐和硅酸盐)的存在及碳成分由炭黑的混合物组成(乘用胎中存在10种不同的炭黑),因此目前炭黑的质量较差,需要提炼以提高炭黑的质量。炭黑可作为填料用于低中档场合,也可作为沥青面料的改性剂,也可部分替代低补强炭黑用于橡胶中。
裂解油可以返回提炼以制备石油、柴油和润滑油。裂解油中芳香族碳氢化合物,如苯、甲苯和二甲苯的含量高。正因为如此,这种油被称为“BTX”被销售给化工产品和塑料生产商。但是,由于这种油富含苯和甲苯,将这些芳香族化合物从脂肪族化合物中分离出来需要进行额外的蒸馏。裂解油作为燃料油的替代品售价从0.36~0.95美元/gal(1gal=3.78dm³)不等,这取决于油的组成和质量。而轻质芳香油在1995年的售价约为0.5美元。
由轮胎裂解得到的气体称为热解气体,占产量的10%~30%,其中含有氢气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、丁烯、丙烷、丙烯、丁烷及1%的硫。这些气体适合用于产生热量。
商丘瑞新的技术将整条轮胎在密封炉内裂解。该过程生产出的燃料气体、蒸馏油、炭黑和钢。裂解气体被用作该过程的燃料,多余的可销售。蒸馏油可用作工业炉和锅炉的燃料。从该过程回收的炭黑比用作填料的炭黑质量高。
改进的热裂解炭
直接从裂解过程中收集的炭黑纯度较低不能用于轮胎的生产,然而,最近改进的裂解工艺(轮胎封闭回收)可从裂解油中制得高级炭黑,这种炭黑可适用于轮胎的生产,这表明了技术的重大进步。
我公司生产炭黑净化处理成套设备改善裂解炭质量的方法,它通过一个封闭的活化步骤,产生活性炭,xx不想要的副产物和排放物。炭活化是在900℃下将CO2还原成CO。消耗的CO2通过可逆反应(2CO→CO2+C)再生,与此同时生成了Boudouard炭。Boudouard炭的粒子尺寸足够小,能在柴油机中xx燃烧。Boudouard炭还没有被详细研究,但潜在的应用包括颜料、墨和润滑剂。
因此,除了生产芳烃油和低级炭外,可以通过设计轮胎裂解过程来生产高附加值产品,如轮胎级炭黑、活性炭和Boudouard炭。
裂解过程进行的成本分析表明,生产高附加值产品的裂解过程利润较高,而且有竞争力。另外,由于活性炭的原料是煤炭和石油,使用废轮胎代替他们可以更好的保护这些有限的资源。