汽车废轮胎低温催化热裂解制燃料油和炭黑的方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车废轮胎低温催化热裂解制燃料油和炭黑的方法，包括(1)将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒；(2)将废橡胶颗粒和催化剂氯化镍加入到裂解炉中，在温度为400～550℃、压力为‑0.01～0.01MPa下进行热裂解；(3)将裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油；(4)裂解过程中产生的裂解渣粗炭黑从裂解炉排渣口排出，经过粉碎成细炭黑，与步骤(3)中细炭黑混合得到炭黑产品。本发明专利技术采取催化热解同时进行的方式，可以降低反应的活化能，提高热解油品的品质和产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种橡胶热裂解
，更具体地，涉及一种汽车废轮胎低温催化热裂解气、油的方法。
技术介绍
随着我国汽车持有量的持续增加，汽车报废后产生的废旧轮胎数量与日俱增，废轮胎堆积量大，若不及时处理除了占用土地还会对环境造成污染。目前对于废轮胎有几种处理方法：(1)翻新，轮胎翻新符合环保性和经济性的要求，但是再生橡胶相比于天然橡胶有所欠缺，翻新次数一般不超过两次；(2)焚烧，轮胎经过破碎后，可以作为燃料供日常生活使用，这种方法简便易行，但是由于焚烧过程中会产生大量的有害气体，因此其在环保性方面不具有优势；(3)热裂解，热裂解是处理废旧轮胎的一种新的工业技术路线，其能回收油、煤气、炭黑等产品，由于经济效益高、能够实现资源利用最大化而备受人们青睐，但是目前的裂解工艺存在反应速率慢、裂解温度高、热解油品质和产率低等诸多缺点。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种汽车废轮胎低温催化热裂解气、油的方法，该方法采取催化热解同时进行的方式，能降低反应的活化能，提高热解反应速率，提高热解油品的品质和产率。本专利技术的汽车废轮胎低温催化热裂解气、油的方法，包括以下步骤：步骤(1)：将废轮胎分离出钢丝并粉碎成5～30目的废橡胶颗粒，将橡胶粉碎成细颗粒能使橡胶颗粒与催化剂充分进行接触，裂解反应充分进行，粉碎得太细会破坏橡胶大分子物质的分子结构，最佳的颗粒粒度为5～30目；步骤(2)：将废橡胶颗粒和催化剂氯化镍加入到裂解炉中，在温度为400～550℃、压力为-0.01～0.01MPa下进行热裂解；步骤(3)：将裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油；步骤(4)：裂解过程中产生的裂解渣粗炭黑从裂解炉排渣口排出，经过粉碎成细炭黑，与步骤(3)中细炭黑混合得到炭黑产品。本专利技术的有益效果：本专利技术在废轮胎裂解气、油过程中采用热解和催化裂解同时进行，其中催化裂解使用的催化剂为氯化镍，能使裂解反应温度降低50～100℃，反应活化能降低25～40kJ/mol，裂解的反应速率有所提升，热解油品的品质和产率也略有提高，油品产率由现有的35～45％提升至42～52％，炭黑的得率为33～40％；本专利技术使用的催化剂用量较少，原料成本低，具有较大的经济价值，同时，由于催化剂用量少，得到的炭黑产品中杂质也相应较少，炭黑质量高。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。本专利技术的一种汽车废轮胎低温催化热裂解气、油的方法，包括以下步骤：步骤(1)：将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒；步骤(2)：将废橡胶颗粒和催化剂氯化镍加入到裂解炉中，在温度为400～550℃、压力为-0.01～0.01MPa下进行热裂解，微负压及微压有利于系统的稳定，利于后续连续化生产；轮胎是高分子的碳氢化合物，首先在200℃下析出芳烃油，然后天然橡胶组分开始热裂解，最后顺丁橡胶、丁苯橡胶开始分解，随着裂解炉的升温，废轮胎中橡胶的大分子链逐步断裂,产生裂解气体、裂解油、炭黑等；步骤(3)：将裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油；通过连续裂解出料的方式对燃料油和燃料气产品进行收集储存，燃料油可以转化为高价值的油和重要的化工产品，燃料气可以直接用作燃料。步骤(4)：裂解过程中产生的裂解渣粗炭黑从裂解炉排渣口排出，经过粉碎成细炭黑，与步骤(3)中细炭黑混合得到炭黑产品。通过连续裂解出料的方式对炭黑产品进行收集储存。上述技术方案中，所述步骤(2)中，氯化镍占废橡胶颗粒重量的0.3％～0.8％。氯化镍加入的含量小于0.3％时，裂解的催化作用不明显，大于0.8％时，炭黑中杂质成分增多，因此最佳的加入量为0.3％～0.8％。上述技术方案中，所述步骤(3)中，热裂解温度为450～550℃，热裂解的时间为30～40min。氯化镍是一种过渡族金属化合物，作为催化剂可在催化裂解反应中产生不稳定的中间产物，使反应活化能降低25～40kJ/mol，反应温度比现有的热裂解反应温度(＞500℃)降低了50～100℃，反应难度降低了，反应速率和油品产率则会得到提升，燃料油产率由现有的35～45％提高到42～52％，油品的产率稍有提升，炭黑得率为33～40％，将得到的炭黑产品进行筛分检测，通过20目(筛孔直径为840μm)的过大颗粒含量为0，500μm筛余物含量小于0.001％，炭黑产品质量高，具有较高的经济价值。实施例1将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒，加入0.3％的氯化镍与之混合，然后加入到裂解炉中，在温度为400℃、压力为0MPa～0.01MPa下进行热裂解30min，裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油，裂解过程中产生的裂解渣中的粗炭黑从裂解炉排渣口排出，经过粉碎成细炭黑，与前述细炭黑混合得到炭黑产品。裂解产物的得率为：燃料油42％，炭黑36％。实施例2将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒，加入0.5％的氯化镍与之混合，然后加入到裂解炉中，在温度为450℃、压力为-0.01MPa～0MPa下进行热裂解35min，裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油，裂解过程中产生的裂解渣中的粗炭黑从裂解炉排渣口排出，经过粉碎成细炭黑，与前述细炭黑混合得到炭黑产品。裂解产物的得率为：燃料油49％，炭黑33％。实施例3将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒，加入0.8％的氯化镍与之混合，然后加入到裂解炉中，在温度为520℃、压力为-0.01MPa下进行热裂解40min，裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油，裂解过程中产生的裂解渣中的粗炭黑从裂解炉排渣口排出，经过粉碎成细炭黑，与前述细炭黑混合得到炭黑产品。裂解产物的得率为：燃料油52％，炭黑35％。实施例4将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒，加入0.8％的氯化镍与之混合，然后加入到裂解炉中，在温度为550℃、压力为-0.01MPa下进行热裂解30min，裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油，裂解过程中产生的裂解渣中的粗炭黑从裂解炉排渣口排出，经过粉碎成细炭黑，与前述细炭黑混合得到炭黑产品。裂解产物的得率为：燃料油50％，炭黑36％。实施例5将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒，加入0.8％的氯化镍与之混合，然后加入到裂解炉中，在温度为550℃、压力为0.01MPa下进行热裂解35min，裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油，裂解过程中产生的裂解渣中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车废轮胎低温催化热裂解气、油的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒；步骤(2)：将废橡胶颗粒和催化剂氯化镍加入到裂解炉中，在温度为400～550℃、压力为‑0.01～0.01MPa下进行热裂解；步骤(3)：将裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油；步骤(4)：裂解过程中产生的裂解渣粗炭黑从裂解炉排渣口排出，经过粉碎成细炭黑，与步骤(3)中细炭黑混合得到炭黑产品。

【技术特征摘要】
1.一种汽车废轮胎低温催化热裂解气、油的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：将废轮胎分离出钢丝并破碎成5～30目的废橡胶颗粒；步骤(2)：将废橡胶颗粒和催化剂氯化镍加入到裂解炉中，在温度为400～550℃、压力为-0.01～0.01MPa下进行热裂解；步骤(3)：将裂解过程中产生的高温油气和细炭黑由裂解炉出油气口排出，进入高温气固分离器，分离出高温油气和细炭黑，高温油气进入分馏塔冷凝得到燃料油；...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，周继锋，
申请(专利权)人：格林美武汉城市矿产循环产业园开发有限公司，河南格林美资源循环有限公司，格林美天津城市矿产循环产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42