CN1239108A - 用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用废橡胶特别是废轮胎生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法及专用设备，是将整个轮胎或橡胶直接放入高温裂解室裂解，裂解后产生的汽体经冷凝后进行气液分离，分离出的气体用管道引入裂解炉的燃烧室继续对裂解炉加热，分离出的液体经精馏制得橡胶工业软化剂和增塑剂，炉内的剩余物经初选、粉磨、风选和磁选等工序制得橡胶工业补强剂。本发明实用、有效、低投入、高产出地解决了废橡胶这一世界性的污染源，极具推广价值。

Description

用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂
本发明涉及一种利用高温裂解炉降解废橡胶特别是废轮胎生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法及其专用设备。
目前世界上废弃的橡胶特别是废轮胎数量惊人，因降解困难，不仅造成日益严重的环境污染，对人类的生存环境形成威胁，而且也是对资源的很大浪费。有关以废橡胶为原料生产汽油、柴油和炭黑的方法，已有很多报道。如：中国专利公报公开了一种公开号为CN1155571A、发明名称为“用废橡胶生产汽油、柴油和炭黑的方法”，还公开了另一种公开号为CN1123822A、发明名称为“以废塑料废橡胶的混合物为原料生产石油产品的方法及设备”。这两种专利申请技术存在的缺点是：1、由于需要专用的设备对废橡胶特别是废轮胎进行切割、粉碎处理，仅此一顶的设备投资就很大，少则几十万元，多则上百万元，而且对大量的钢丝胎一般无法加工利用，其实用性差，很难推广使用；2、按现有成熟并实施的处理利用技术是粉碎切割下来的橡胶，生产橡胶粉作为橡胶工业的原料，价值远高于用废橡胶生产汽油和柴油；3、由于生产工艺复杂，设备投资大，只能将分散面很广的废轮胎集中进行处理，造成运输费用大，运行成本，经济效益差，难以推广应用；4、对废橡胶裂解后的剩余物—炭黑，由于含有各种杂质，很难达到国家规定的炭黑标准，但申请文件中没有这方面的技术内容。
本发明的目的是为了实用、有效地治理废橡胶这一世界性的黑色污染源，提出一种设备投资少，投入产出比高，不需要将废橡胶特别是废轮胎切割粉碎就能生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法及设备。
实现本发明目的的方法：
一种用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法，包括如下步骤：
a、将废橡胶直接放入高温裂解炉；
b、对高温裂解炉加热并维持在200℃～550℃；
c、将高温裂解炉内橡胶裂解后产生的汽体经管道进入冷却池冷凝，冷凝后的气液混合体经分离容器进行气液分离；
d、分离出来的液体经过精镏，120℃以下馏程组分作为橡胶工业软化剂，120℃～240℃馏程组分作为溶剂油，240℃～280℃馏程组分作为橡胶工业增塑剂，280℃以后馏程组分作为防水油膏原料；
e、当分离容器内无气体分离出来时，停止对高温裂解炉加热；
f、高温裂解炉冷却后取出炉内剩余物，将该剩余物去杂质粉磨精选后制得橡胶工业补强剂。
上述将剩余物去杂质粉磨精选制得橡胶工业补强剂的工艺步骤分初选、粉磨、风选、磁选等工序：
1、初选是将剩余物内的钢丝及品相不好或未充分裂解的橡胶分选出来；
2、粉磨是将初选后的剩余物粉磨成细度不低于300目的粉末；
3、风选是通过吹风分离出碎钢丝及粗颗粒杂质；
4、磁选是将粉末内的铁粉吸附到磁铁上。
步骤a中放入的度橡胶是废轮胎，废轮胎是不需要切割的整胎放入。
在步骤d精馏之前加入脱臭工序，脱臭是在分离出来的液体中加入1％的浓硫酸或磷酸，在常温下搅伴均匀。
在步骤3和步骤4之间加入袋滤工序，袋滤是用袋式吸尘器收集风选出来的气流中的补强剂粉末。
补强剂用作活性炭。
补强剂用作塑料工业原料时，加入2～6％的油溶黑。
用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的专用设备，由高温裂解炉、冷却管、冷却池和气液分离容器组成，高温裂解炉的密封裂解室具有长方形加料口，密封裂解室的上方有出料口，出料口与冷却管相通，冷却管置于盛有冷却液的冷却池内，冷却管的出料口接气液分离容器，气液分离容器上端有气体燃料出口，下端有液体出口。
采用上述技术方案与现有技术相比所具有的优势和效果：设备投资大大减少，由于废轮胎不需要切割粉碎，而是将整个废轮胎直接从高温裂解炉的长方形加料口(也可以是大的园形加料口)放入，虽然这种加料方式的改变看似简单，但却是人们对废轮胎橡胶预处理技术传统思维方式的突破，由此产生了意想不到的效果，仅此一项就大大节约了十万元以上的设备投资，另外，在本发明制得产品补强剂中加入2～6％的油溶黑，达到了塑料颜料的色度，其售价成倍增长，橡胶补强剂经多家橡胶厂使用，强度比高耐磨炭黑提高20％，生产出的液体经相应加工手段可生产橡胶工业软化剂和增塑剂，也可作为工业燃料、防水材料厂沥青等的溶剂以及汽油、煤油、柴油的调合组分。剩余的钢丝经表面处理、淬火销售给轮胎厂可作为硫酸亚铁的原料。
总之，本发明经济效益非常明显，真正实现了废轮胎变废为宝，造福人类，彻底消除了这一黑色污染。
下面通过实施例详述本发明：
图1是本发明专用设备的一种结构示意图。
实施例：参照图1，本发明专用设备主要是由密封裂解室1及下置的铸成一体的燃烧室3、冷却池10、多道弯曲的冷却管11和气液分离容器13组成，裂解室1具有出料口16、出汽口6及加料口7，加料口7为能投加整胎的长方形料口(也可为比大轮胎直径稍大的圆形口)，其上加盖密封盖8，出汽口6通过管道与冷却管11上端的进料口9相通，盛有冷却液(水)的冷却缸10内置冷却管11，冷却管11下端的出料口12与气液分离容器13相通，气液分离容器13的下端有液体出口15，液体出口15经开关外接收接装置，气液分离容器13的上端有气体燃料出口14经开关外接气体燃料收接装置，也可经管道经燃烧室入口2引入燃烧室3用于对高温裂解室1的加热。
采用上述专用设备，用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法：将废轮胎直接从长方形加料口7放入高温裂解炉的裂解室1并加盖8密封，从燃烧室3对裂解室1加热，反应温度达200℃以上时，废轮胎开始裂解，产生汽体和液体，逐渐提高温度，汽体产量明显加大，汽体经冷却管11冷却后的气液混合体经分离容器8分离，从出口15收集液体油，从气体燃料出口14出来的气体经管道引入燃烧室3用于对高温裂解室1继续加热，当裂解产生的气体足够提供反应所需的热量时，停止加煤，既减轻了工人的劳动强度，又充分利用了气体的热能，反应温度以200℃～500℃为宜，反应速度逐渐提高，根据出油管15的出油情况，判断反应是否结束，当出油管出油量很小时，裂解室1的温度从500℃逐渐下降，继续用反应所产生的气体对裂解室1加热保温到气体燃烧完结，当气体燃烧完结后，向高温裂解室内加少量冷水降温，所产生的蒸汽进一步将残余的裂解气和油带走，整个反应过程结束，然后从高温裂解室1取出剩余物。
从出口15收集的液体油有臭味，可加入1％的浓硫酸或磷酸，在常温下搅伴均匀(约半小时)，然后将液体油采用现有精馏装置进行精馏，120℃以下馏程组分作为橡胶工业软化剂，120℃～240℃馏程组分作为溶剂油，240℃～280℃馏程组分作为橡胶工业增塑剂，280C以后馏程组分作为防水油膏原料；
从高温裂解室内取出的剩余物含杂质太多，需经初选、粉磨、风选、磁选等工序制得橡胶工业的补强剂：
初选是将剩余物内的钢丝及品相不好或未充分裂解的橡胶分选出来；
粉磨是将初选后的剩余物粉磨成细度不低于300目的粉末；
风选是通过吹风分离出碎钢丝及粗颗粒杂质；
磁选是将粉末内的铁粉吸附到磁铁上。
为了提高补强剂粉末的质量，加入袋滤工序，袋滤是用袋式吸尘器收集风选出来的气流中的补强剂粉末。
补强剂用作塑料工业原料时，加入2～6％的油溶黑。
本发明生产出的补强剂主要成分是高耐磨碳黑和氧化锌。
采用本发明，1吨废轮胎约产出液体油350～400公斤，补强剂400～500公斤，将液体油精馏后制得软化剂35～40公斤，溶剂油70～8O公斤，增塑剂140～160公斤，防水油膏100～120公斤。
本发明所制得的产品经多厂家使用，效果很好，真正实现了变废为宝，综合治理了废橡胶废轮胎黑色污染。

Claims (7)

1、一种用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法，其特征在于包括如下步骤：
a、将废橡胶直接放入高温裂解炉；
b、对高温裂解炉加热并维持在200℃～550℃；
c、将高温裂解炉内橡胶裂解后产生的汽体经管道进入冷却池冷凝，冷凝后的气液混合体经分容器进行气液分离；
d、分离出来的液体经过精馏，120℃以下馏程组分作为橡胶工业软化剂，120℃～240℃馏程组分作为溶剂油，240℃～280℃馏程组分作为橡胶工业增塑剂，280℃以后馏程组分作为防水油膏原料；
e、当分离容器内无气体分离出来时，停止对高温裂解炉加热；
f、高温裂解炉冷却后取出炉内剩余物，将该剩余物去杂质粉磨精选后制得橡胶工业补强剂。
2、根据权利要求1所述用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法，其特征在于：将剩余物去杂质粉磨精选制得橡胶工业补强剂的工艺步骤分初选、粉磨、风选、磁选等工序：
a、初选是将剩余物内的钢丝及品相不好或未充分裂解的橡胶分选出来；
b、粉磨是将初选后的剩余物粉磨成细度不低于300目的粉末；
c、风选是通过吹风分离出碎钢丝及粗颗粒杂质；
d、磁选是将粉末内的铁粉吸附到磁铁上。
3、根据权利要求1所述用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法，其特征在于：步骤a中放入的废橡胶是废轮胎，废轮胎是不需要切割的整胎放入。
4、根据权利要求1所述用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法，其特征在于：在步骤d精馏之前加入脱臭工序，脱臭是在分离出来的液体中加入1％的浓硫酸或磷酸，在常温下搅伴均匀。
5、根据权利要求1或2所述用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法，其特征在于：本橡胶工业补强剂用作活性炭。
6、根据权利要求2所述用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的方法，其特征在于：在步骤3和步骤4之间加入袋滤工序，袋滤是用袋式吸尘器收集风选出来的气流中的补强剂粉末。
7、用废橡胶生产橡胶工业补强剂、软化剂和增塑剂的专用设备，其特征在于：由高温裂解炉、冷却管、冷却池和气液分离容器组成，高温裂解炉的密封裂解室具有长方形加料口，密封裂解室的上方有出料口，出料口与冷却管相通，冷却管置于盛有冷却液的冷却池内，冷却管的出料口接气液分离容器，气液分离容器上端有气体燃料出口，下端有液体出口。
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