废旧轮胎热解制备柠檬油精工艺方法技术

本发明专利技术涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧轮胎热解制备柠檬油精工艺方法。其特征是：设计自然循环蒸馏塔和自然循环精馏塔来完成上述工艺过程，首先以170℃饱和蒸汽为加热介质，采用自然循环蒸馏塔脱除沸点温度170℃以下的易挥发组分，沸点温度170℃以上的难挥发组分送入自然循环精馏塔；接下来以180℃饱和蒸汽为加热介质，采用自然循环精馏塔脱除沸点温度180℃以上的难挥发组分，从塔顶获得的馏出液为纯的沸点温度170～180℃柠檬油精产品。

【技术实现步骤摘要】
废旧轮胎热解制备柠檬油精工艺方法
本专利技术涉及环境保护
，具体涉及废旧轮胎热解制备柠檬油精工艺方法。
技术介绍
废旧轮胎是常见的固体废弃污染物，人们通过很多途径对其回收利用实现无害化处理，其中通过对废旧轮胎热解制备燃料油、碳黑就是解决方案之一，从废旧轮胎热解油中制取柠檬油精无疑是废旧轮胎热解产物高值利用的途径之一。中国专利技术专利（专利申请号为200510036930.3，专利名称为一种废轮胎真空催化裂解制取柠檬油精、燃油和碳黑的方法及装置）公开了一种废轮胎真空催化裂解制取柠檬油精、燃油和碳黑的方法及装置，其特征在于，包括如下步骤：将废轮胎颗粒与催化剂加入真空催化裂解反应器(1)中，反应温度450～500℃，真空度3500～4000Pa，反应时间20～25分钟，在所述条件下废轮胎颗粒发生催化裂解反应，产生的混合气体经一级、二级冷凝器将有机蒸气和水蒸汽冷凝为液体并收集后的液体产品为柠檬油精、燃油和水的混合物，残留于真空催化裂解反应器中的固体产物为碳黑和催化剂的混合物，液体产品经简单分离提纯后制取出柠檬油精、燃油和碳黑。中国专利技术专利（专利申请号为201911295641.3，专利名称为利用废轮胎加压热解制备热解油及柠檬烯的方法）公开了利用废轮胎加压热解制备热解油及柠檬烯的方法，其特征在于，该方法是将破碎后的废轮胎置于热解反应器中，连续通入预设流量的保护气体，控制反应压力在0.5～2.0Mpa，加热使废轮胎充分热解，收集热解产物得到含柠檬烯的热解油。本专利技术同时提供了一种柠檬烯的制备方法，在利用前述方法制备得到含柠檬烯热解油后，经分离提纯得到柠檬烯。本专利技术通过控制废轮胎热解反应在合适压力区间内进行，有效提高热解油中柠檬烯的质量占比，使得与同温度下的常压及真空热解相比，热解油产物中的柠檬烯浓度显著增加。现有技术一废轮胎真空催化裂解制取柠檬油精、燃油和碳黑的方法及装置对废旧轮胎裂解制备柠檬油精、燃油、碳黑提出了解决方案，但是没有公开制备柠檬油精装置的详细技术细节；现有技术二废轮胎加压热解制备热解油及柠檬烯的方法也是没有公开制备柠檬油精的详细技术细节。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供废旧轮胎热解制备柠檬油精工艺方法，其特征是：步骤一，废旧轮胎热解以回收热解油和热解碳为主要目的，进一步制备燃料油、碳黑等产品，热解气如果作为主要产物无疑是不经济的，原因是提高热解气的得率需要更高热解温度550～600℃才能使分子量更大的热解油链烃断裂生成分子量较小的甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等组分为主的热解气，更高热解温度使得一部分能源白白耗费在破坏分子链上，降解热解油生成的热解气易燃易爆且不易储存运输；再有为了降低热解反应炉造价及利于机械加工的要求，炉体材料选择Q345R钢材，考虑到Q345R钢材高温下的许用应力要求，即不超过475℃温度下使用，综合考虑上述因素，废旧轮胎的热解工艺温度设计为350～400℃，废旧轮胎热解的热源则是回收利用热解气燃烧产生的高温烟气，热解气为热解油经冷凝后常温下不凝可燃气体，低位热值17～54MJ/Nm3。步骤二，由于传热效率、传热温差的要求，废旧轮胎热解气燃烧窑炉出口至立式热解塔体夹套、回转耙辊进口的烟气温度控制在550～560℃之间，经立式热解塔体、回转耙辊换热后排烟温度为410～420℃，传热平均温差为140℃，因此热解气燃烧窑炉能够对热解气燃烧产生的高温烟气温度进行调控，需要引入冷源与高温烟气混合，通过调整两者组分比例达到热解工艺所需的温度，出于废旧轮胎热解工艺中物料平衡、水平衡、能量平衡的要求，以及节约能源、减少排放、循环利用的总目标，热解气燃烧窑炉输出高温烟气经立式热解塔体、回转耙辊换热后的排放废气，氧含量已经降为3%以下，温度为410～420℃，由于回转耙辊的动密封高温工作条件下承压有限，设计的绝对压力为不超过105kPa，因此排放废气虽然有较高焓值却压力较低，其压力指标低于燃烧器二次风进口、热解气燃烧窑炉冷源入口112～118kPa压力要求，无法直接回收利用,参照涡轮增压的工作原理，考虑排放废气压力较低，选择进气端压力损失较小的轴向进气、垂直向上排气方式，悬臂式转子结构，利用排放废气经静叶栅及动叶轮膨胀作功，热能转变为动叶轮旋转的机械能，动叶轮又带动行星增速器驱动压气涡轮，压气涡轮压送空气使之增压进入燃烧器，替代了燃烧器输送的预混空气所需的鼓风机，但是排放废气的进口绝对压力为105kPa，而排放废气出口直接连通烟囱，即废气透平的背压为大气压力101kPa，进出口压力差不足以克服静叶栅及动叶轮的流道压力损失而造成动叶轮止转，因此需要设计一套蒸汽喷射泵通过较高压力蒸汽引射排放废气，使排放废气的出口压力降至50～55kPa，那么废气透平进出口压力差达到52～57kPa，动叶轮能够可靠的工作，蒸汽喷射泵的蒸汽来源为热解油冷凝产生饱和蒸汽，压力0.35～0.4MPa，蒸汽喷射泵出口的排放废气、蒸汽混合气将送至膨胀罐，膨胀罐内的不凝气即为惰性尾气，惰性尾气有三种用途，其一作为热解气燃烧窑炉的调节温度的冷源，其二作为热解气燃烧器调节过剩空气系数的气源，其三作为中段钟罩储仓吹扫所需的惰性保护气。步骤三，立式热解塔产出的热解油的温度为350～400℃，需要冷凝、分馏后加以利用，冷凝通常通过间壁式换热器实现，冷源一般选择冷却水，冷却水吸收热能转化为蒸汽，而多级冷凝产生的不同品质蒸汽加以利用，可作为多级蒸汽喷射器组件中的不同压力级别的工作流体来源，也可作为废气透平的冷却蒸汽，采用冷凝工艺将废旧轮胎热解油气分离为常温下易于保存运输的热解油及常温下不凝可燃气体即热解气，同时高品质回收利用冷却水产生的余热蒸汽，余热蒸汽还需要满足蒸汽喷射泵等装置的工作流体要求。步骤四，废旧轮胎热解油主要来源于橡胶中胶体分子链热解后有机物、有机添加剂及其热解产物、生产过程中添加的操作油，是一种宽沸点的复杂混合物，热解油是高密度、高热值、低闪点、低黏度的重质油，按馏程划分，小于200℃的轻质馏分质量收率约20%，200～350℃的中质馏分质量收率约40%，大于350℃的重质馏分质量收率约40%，通过常压蒸馏获得的170～180℃馏分为柠檬油精，即利用柠檬油精与其他组分的挥发性差别，采取多次平衡过程，把多组分的混合物分离合格的柠檬油精，考虑到节约能源的目的，采用是先轻后重的工艺流程，由自然循环蒸馏塔先脱除沸点170℃以下的轻组分再进一步由自然循环精馏塔脱除沸点180℃以上的重组分，获得柠檬油精成品,那么我们可以设计自然循环蒸馏塔和自然循环精馏塔来完成上述工艺过程，首先以170℃饱和蒸汽为加热介质，采用自然循环蒸馏塔脱除沸点温度170℃以下的易挥发组分，沸点温度170℃以上的难挥发组分送入自然循环精馏塔；接下来以180℃饱和蒸汽为加热介质，采用自然循环精馏塔脱除沸点温度180℃以上的难挥发组分，从塔顶获得的馏出液为纯的沸点温度170～180℃柠檬油精产品。专利技术人发现，轮胎由外胎、内胎和垫带构成，外胎由胎体、胎面和胎圈三个主要部分组成，胎体由多层挂胶帘布按一定的角度贴合而成，帘布通常用高强钢丝、合成纤维挂胶制作；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.废旧轮胎热解制备柠檬油精工艺方法，其特征是：步骤一，废旧轮胎热解以回收热解油和热解碳为主要目的，进一步制备燃料油、碳黑等产品，热解气如果作为主要产物无疑是不经济的，原因是提高热解气的得率需要更高热解温度550～600℃才能使分子量更大的热解油链烃断裂生成分子量较小的甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等组分为主的热解气，更高热解温度使得一部分能源白白耗费在破坏分子链上，降解热解油生成的热解气易燃易爆且不易储存运输；再有为了降低热解反应炉造价及利于机械加工的要求，炉体材料选择Q345R钢材，考虑到Q345R钢材高温下的许用应力要求，即不超过475℃温度下使用，综合考虑上述因素，废旧轮胎的热解工艺温度设计为350～400℃，废旧轮胎热解的热源则是回收利用热解气燃烧产生的高温烟气，热解气为热解油经冷凝后常温下不凝可燃气体，低位热值17～54MJ/Nm

【技术特征摘要】
1.废旧轮胎热解制备柠檬油精工艺方法，其特征是：步骤一，废旧轮胎热解以回收热解油和热解碳为主要目的，进一步制备燃料油、碳黑等产品，热解气如果作为主要产物无疑是不经济的，原因是提高热解气的得率需要更高热解温度550～600℃才能使分子量更大的热解油链烃断裂生成分子量较小的甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等组分为主的热解气，更高热解温度使得一部分能源白白耗费在破坏分子链上，降解热解油生成的热解气易燃易爆且不易储存运输；再有为了降低热解反应炉造价及利于机械加工的要求，炉体材料选择Q345R钢材，考虑到Q345R钢材高温下的许用应力要求，即不超过475℃温度下使用，综合考虑上述因素，废旧轮胎的热解工艺温度设计为350～400℃，废旧轮胎热解的热源则是回收利用热解气燃烧产生的高温烟气，热解气为热解油经冷凝后常温下不凝可燃气体，低位热值17～54MJ/Nm3；步骤二，由于传热效率、传热温差的要求，废旧轮胎热解气燃烧窑炉出口至立式热解塔体夹套、回转耙辊进口的烟气温度控制在550～560℃之间，经立式热解塔体、回转耙辊换热后排烟温度为410～420℃，传热平均温差为140℃，因此热解气燃烧窑炉能够对热解气燃烧产生的高温烟气温度进行调控，需要引入冷源与高温烟气混合，通过调整两者组分比例达到热解工艺所需的温度，出于废旧轮胎热解工艺中物料平衡、水平衡、能量平衡的要求，以及节约能源、减少排放、循环利用的总目标，热解气燃烧窑炉输出高温烟气经立式热解塔体、回转耙辊换热后的排放废气，氧含量已经降为3%以下，温度为410～420℃，由于回转耙辊的动密封高温工作条件下承压有限，设计的绝对压力为不超过105kPa，因此排放废气虽然有较高焓值却压力较低，其压力指标低于燃烧器二次风进口、热解气燃烧窑炉冷源入口112～118kPa压力要求，无法直接回收利用，但是排放废气的进口绝对压力为105kPa，而排放废气出口直接连通烟囱；步骤三，立式热解塔产出的热解油的温度为350～400℃，需要冷凝、分馏后加以利用，冷凝通常通过间壁式换热器实现，冷源一般选择冷却水，冷却水吸收热能转化为蒸汽，而多级冷凝产生的不同品质蒸汽加以利用，可作为多级蒸汽喷射器组件中的不同压力级别的工作流体来源，也可作为废气透平的冷却蒸汽，采用冷凝工艺将废旧轮胎热解油气分离为常温下易于保存运输的热解油及常温下不凝可燃气体即热解气，同时高品质回收利用冷却水产生的余热蒸汽，余热蒸汽还需要满足蒸汽喷射泵等装置的工作流体要求；步骤四，废旧轮胎热解油主要来源于橡胶中胶体分子链热解后有机物、有机添加剂及其热...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨松，
申请(专利权)人：杨松，
类型：发明
国别省市：福建;35