CN1073591C - 废轮胎制汽柴油和炭黑的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废轮胎制汽柴油和炭黑的方法及装置，该方法将粉碎后的废轮胎输入热裂解反应器，同时通入载气，升温至370-500℃，物料停留时间为5-20分钟，得到液化气、汽油、柴油和炭黑，热裂解反应器是由筒体、进料器、加热气入口、排灰口、油品汽出口、炭黑出口、尾气出口和螺杆组成，其特征在于所述的螺杆是前端为变紧螺矩，中部为加深加宽的螺矩，末端无螺纹，在螺杆末端处的筒体内装有炭黑档板。该方法具有常压操作反应温度低，操作时间短，耗能少，连续化的优点。
Description
本发明涉及一种用废轮胎制汽柴油和炭黑的方法及其装置。
随着社会经济的日益发展，每年都产生大量的废弃橡胶，而其中绝大部分是废轮胎。据文献统计92年资料介绍，欧共体每年产生200万吨废轮胎，美国约为200万吨，日本为70万吨，前苏联为150万吨，加拿大为22万吨，英国为40万吨，我国每年约为40万吨。绝大多数废轮胎堆集在露天的场所，难以降解，极易引起火灾并产生大量的污染物。而废轮胎中含有大量有用的工业品如炭黑、油品、可燃气体等。而且本身就是一种高热值的燃料，其发热量一般为40MJ/kg，典型的废轮胎的元素组成为：炭85％、氢8％、硫1.2％、灰分5％，全世界每年废弃的轮胎为900万吨，这样就相当于每年损失原油900万吨，在目前能源日趋紧张的形势下，利用废轮胎具有极其重要的意义。但是现有技术中，大多是间歇釜式操作，操作压力及温度较高，再者，加热釜的循环加热及冷却损失了大量的热量，因此造成能耗高，操作费用高。
本发明的发明目的是提供一种连续生产操作、压力低、裂解温度低、能耗低的废轮胎制汽柴油和炭黑的方法及其装置。
本发明的废轮胎制汽柴油和炭黑的方法按如下步骤进行：
(1)将废轮胎粉碎成2-10cm碎片，然后清洗、烘干；
(2)将烘干后的物料送入热裂解反应器内，通载气；
(3)热裂解反应器进行加热，升温至370-500℃，物料停留时间为5-20分钟，得到液化气，汽柴油混合油和粗炭黑；
(4)液化气返回热裂解反应器作为热源，粗炭黑经磁选除铁，筛选得到成品炭黑，汽柴油混合油经吸附剂吸附除去杂质和水分，进入蒸馏塔；
(5)进入蒸馏塔的混合油经分馏得到汽油、轻柴油、重柴油。
如上所述的载气是氮气、水蒸汽、燃烧废气。
在热裂解反应器加热前部可通入一定数量的载气，以排除物料中夹带的空气，并保证热裂解气在一定的时间内离开加热区以避免第二次热裂解。
如上所述的吸附剂是活性炭，活性炭纤维等。
如上所述的分馏可采用石油炼制中的现有技术来实现。
为了达到上述方法的目的，必须设计专用热裂解反应器。
本发明为上述方法所设计的热裂解反应器是由筒体、进料器、加热气入口、排灰口、油品汽出口、炭黑出口、尾气出口和螺杆组成，其特征在于所述的螺杆是前端为变紧螺矩，中部为加深加宽的螺矩，末端无螺纹，在螺杆末端处的筒体内装有炭黑档板。
热裂解反应器中的螺杆前端为变紧螺矩，以起到密封防气体倒流的作用，中部螺矩加深加宽以便裂解气体有一个膨胀的空间，且在简体内载气的作用下将裂解气体产物迅速带出反应器，以防油品气体第二次裂解，螺杆末端无螺纹，使炭黑迅速分开。
本发明的方法和装置与现有技术相比具有如下优点：
(1)实现了反应过程的连续化。
(2)操作压力为常压，反应温度低，操作时间短，耗能少。
(3)引入了载气气体，使裂解产物混合油气收率提高，炭黑质量提高。
(4)混合油品中的含硫量降低。
下面通过附图及实施例详细说明本发明的方法及热裂解反应器。
图1是本发明的热裂解反应器的结构示意图。
图2是图1的A-A视图。
如图所示，1是一端与齿轮箱2连接，另一端密封的筒体，3是一端与齿轮箱2中的齿轮连接且位于简体1内的螺杆，该螺杆前端为变紧螺矩，中部为加深加宽螺矩，末端无螺纹，4是在有齿轮箱2一端的筒体1上的进料口，5是位于螺杆前部与中部之间的筒体上的进气口，6是位于螺杆3中部带有加热进气口7，尾气出口8和排灰口9、10、11的加热套，12是位于螺杆3末端筒体1上的油品汽出口，13是位于螺杆3末端筒体1上的炭黑出口，14是处于螺杆3末端，筒体1内的炭黑档板。
在使用上述热裂解反应器时，先从加热气进口7通入加热气，把螺杆中部加热到400-500℃，把经过粉碎的废轮胎放入加料口4，开动电机，使齿轮筒2中的齿轮带动螺杆转动，并使物料在螺杆中部滞留5-20分钟，从进气口5通入氮气，氮气带动裂解气，从而油品气出口8排出进入气体分离器，炭黑经炭黑档板的作用从炭黑出口13排出。
实施例1
将废轮胎粉碎成2-3cm碎片，然后清洗，烘干待用。热裂解反应器升温至450℃时，将待用的废轮胎加入加料口，并通入氮气作载气，废轮胎在热裂解反应器中滞留10分钟，裂解得到液化气、汽柴油混合气和粗炭黑，液化气和汽柴油混合气经过气液分离器，液化气返回热裂解反应器作为热源，汽柴油混合油经活性炭吸附剂除去杂质和水分，进入蒸馏塔，经分馏得到汽油、轻柴油和重柴油。粗炭黑经过磁选除铁，筛选得到成品炭黑。
上述反应生成产物收率(wt％)如下
汽油 18％ 炭黑 33％
轻柴油 23％ 液化气 7.5％ 重柴油 18.5％
实施例2
将废轮胎粉碎成2-3cm碎片，然后清洗，烘干待用。热裂解反应器升温至400℃时，将待用的废轮胎加入加料口，并通入水蒸汽作载气，废轮胎在热裂解反应器中滞留20分钟，裂解得到液化气、汽柴油混合气和粗碳黑，液化气和汽柴油混合气经过气液分离器，液化气返回热裂解反应器作为热源，汽柴油混合油经活性炭吸附剂除去杂质和水分，进入蒸馏塔，经分馏得到汽油、轻柴油和重柴油。其余同实施例1。
反应生成产物收率(wt％)如下
汽油 15％ 炭黑 38％
轻柴油 22％ 液化气 7.0％ 重柴油 18.0％
实施例3
将废轮胎粉碎成2-3cm碎片，然后清洗，烘干待用。热裂解反应器升温至500℃时，将待用的废轮胎加入加料口，并通入N2作载气，废轮胎在热裂解反应器中滞留7分钟，裂解得到液化气、汽柴油混合气和粗炭黑，液化气和汽柴油混合气经过气液分离器，液化气返回热裂解反应器作为热源，汽柴油混合油经活性炭吸附剂除去杂质和水分，进入蒸馏塔，经分馏得到汽油、轻柴油和重柴油。其余同实施例1。
反应生成产物收率(wt％)如下
汽油 18.5％ 炭黑 32％
轻柴油 23.0％ 液化气 8.0％ 重柴油 18.5％
Claims (4)
1．一种废轮胎制汽柴油和炭黑的方法，按如下步骤进行：
(1)将废轮胎粉碎成碎片，然后清洗、烘干；
(2)将烘干后的物料送入热裂解反应器内，通入载气；
(3)热裂解反应器进行加热，升温至370-500℃，加热时间为5-20分钟，得到液化气，汽柴油混合油和粗炭黑
(4)液化气返回热裂解反应器作为热源，粗炭黑经磁选除铁，筛选得到成品炭黑，汽柴油混合油经吸附剂吸附除去杂质和水分，进入蒸馏塔；
(5)进入蒸馏塔的混合油经分馏得到汽油、轻柴油、重柴油。
2．根据权利要求1所述的废轮胎制汽柴油和炭黑的方法，其特征在于所述的载气是氮气、水蒸汽、燃烧废气。
3．根据权利要求1所述的废轮胎制汽柴油和炭黑的方法，其特征在于所述的吸附剂是活性炭，活性炭纤维。
4．根据权利要求1所述的热裂解反应器是由筒体(1)、进料器(4)、加热气入口(7)、排灰口(9)、(10)、(11)、油品汽出口(12)、炭黑出口(13)、尾气出口(8)和螺杆(3)组成，其特征在于所述的螺杆的前端为变紧螺矩，中部为加深加密的螺矩，末端无螺纹，在螺杆末端处的筒体(1)内装有炭黑档板(14)。
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