CN1760333A - 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 - Google Patents

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Abstract

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，将氢氧化钠与氧化锌按比例混合制成催化剂，废轮胎颗粒与催化剂按比例加入真空催化裂解反应器中，温度450～500℃，真空度3500～4000Pa，废轮胎停留时间20～25分钟，废轮胎颗粒发生催化裂解反应，产生的混合气体经冷凝、收集后的液体为柠檬油精、燃油和水的混合物，残留于反应器中的固体为碳黑和催化剂的混合物，液体产品经分离提纯后制取出柠檬油精、燃油和碳黑。本发明将催化剂与真空相结合处理废轮胎，可显著降低裂解温度，缩短停留时间，节能降耗，本方法适用于各种型号废轮胎的处理，无废水、废气和废渣排放，无危险，不危害环境，实现了资源－能源－环境一体化可持续性利用。

Description

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
所属技术领域
本发明涉及废轮胎综合利用的一种新方法及其装置，尤其是一种采用真空催化裂解废轮胎制取柠檬油精燃油和碳黑的方法及装置。
技术背景
随着我国汽车工业的飞速发展，数量巨大的废轮胎已经引起一系列的问题，目前废轮胎的简单堆积处理占用大量的土地，污染地下水，容易引起火灾，散发有害气体，并且为带病菌的蚊子及寄生虫提供繁殖的场所，危害环境，影响人的健康安全。因此，寻找合适的方法对废轮胎进行处理，已成为人们广泛关注的热点之一。随着近年来石油天然气储量的逐渐减少以及环境保护的压力，利用热化学方法从废轮胎中获得液体燃料、回收碳黑等高附加值化学品的研究日益受到重视。柠檬油精是一种应用价值较高工业有机溶剂、添加剂和油脂树脂颜料的分散剂，亦作为氟氯烃的替代品用于清洁电路板等。将催化剂与真空条件相结合处理废轮胎，制取柠檬油精燃油和碳黑的方法，国内外还未见相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种将催化剂与真空条件相结合，在较低温度下快速处理废轮胎制取柠檬油精、燃油和碳黑的方法及装置。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：
本发明的方法步骤如下：
将氢氧化钠与氧化锌以重量比1~1.5∶1混合制成催化剂，废轮胎颗粒与催化剂按1000克：20~50克的比例加入真空催化裂解反应器1中，反应温度控制在450~500℃，真空度控制在3500~4000Pa，废轮胎在真空催化裂解反应器中的停留时间为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，不凝性气体由真空泵抽出。一级和二级冷凝器中收集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，柠檬油精产率在5％以上。
如图1所示，本发明的装置主要由真空催化裂解反应器1、电加热炉2、一级冷凝器3、液体收集器4、二级冷凝器5、缓冲罐6、真空继电器7、电磁阀8、真空泵9、温度控制器10和真空压力表11组成。真空催化裂解反应器1的温度由电加热炉2提供并由温度控制器10控温，产生的混合气体经一级冷凝器3将有机蒸气和水蒸汽冷凝为液体，并收集于液体收集器4中，残余有机蒸气和水蒸汽经二级冷凝器5收集，不凝性气体流经缓冲罐6、电磁阀8后，由真空泵9抽出。系统真空度由真空继电器7和电磁阀8控制，并由真空压力表11显示。为便于检测，在真空泵9上可连接气体分析采样口12。
本发明将催化剂与真空条件相结合处理废轮胎，可显著降低裂解温度，缩短反应时间，节能降耗。本方法适用于各种型号废轮胎的处理，无废水、废气和废渣排放，无火灾和爆炸危险，对环境不构成危害。利用废轮胎生产柠檬油精、燃油和碳黑，实现了资源-能源-环境的一体化可持续性利用。
附图说明
图1为本发明装置示意图。
附图标记说明
1、真空催化裂解反应器  2、电加热炉  3、一级冷凝器  4、液体收集器5、二级冷凝器  6、缓冲罐  7、真空继电器  8、电磁阀  9、真空泵10、温度控制器  11、真空压力表、12气体分析采样口
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明：
将氢氧化钠NaOH与氧化锌ZnO以重量比1.2∶1混合制成催化剂，将废轮胎颗粒与催化剂按1000克∶30克的比例加入真空催化裂解反应器1中，反应温度由电加热炉2和温度控制器10控制在480℃，真空催化裂解反应器真空度由真空继电器7和电磁阀8控制在3800Pa，在真空压力表11显示，废轮胎在真空催化裂解反应器中的停留时间为23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冷凝器3将有机蒸气和水蒸汽冷凝为液体，并收集于液体收集器4中，残余有机蒸气和水蒸汽经二级冷凝器5收集，不凝性气体流经缓冲罐6、电磁阀8后，由真空泵9抽出。一级和二级冷凝器中收集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1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，柠檬油精占5.3％，燃油占43.8％，碳黑占30.2％。

Claims (6)

1、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，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。
2、根据权利要求1所述的废轮胎真空催化裂解制取柠檬油精、燃油和碳黑的方法，其特征在于：所述催化剂为氢氧化钠与氧化锌的混合物，两者重量比为1～1.5∶1。
3、根据权利要求1所述的废轮胎真空催化裂解制取柠檬油精、燃油和碳黑的方法，其特征在于：废轮胎颗粒与催化剂按1000克∶20～50克的比例加入真空催化裂解反应器(1)中。
4、一种废轮胎真空催化裂解制取柠檬油精、燃油和碳黑的装置，其特征在于：所述装置主要由真空催化裂解反应器(1)、电加热炉(2)、冷凝装置、缓冲罐(6)、真空继电器(7)、电磁阀(8)、真空泵(9)、温度控制器(10)和真空压力表(11)组成，废轮胎颗粒在真空催化裂解反应器(1)中，在催化剂作用下发生催化裂解反应，真空催化裂解反应器(1)的温度由电加热炉(2)提供并由温度控制器(10)控温，产生的混合气体经冷凝装置收集，不凝性气体流经缓冲罐(6)、电磁阀(8)后，由真空泵(9)抽出，系统真空度由真空继电器(7)和电磁阀(8)控制，并由真空压力表(11)显示。
5、如权利要求4所述的废轮胎真空催化裂解制取柠檬油精、燃油和碳黑的装置，其特征在于：所述冷凝装置由一级冷凝器(3)、液体收集器(4)、二级冷凝器(5)组成，混合气体经一级冷凝器(3)将有机蒸气和水蒸汽冷凝为液体，并收集于液体收集器(4)中，残余有机蒸气和水蒸汽经二级冷凝器(5)收集，不凝性气体流经缓冲罐(6)、电磁阀(8)后，由真空泵(9)抽出。
6、如权利要求4所述的废轮胎真空催化裂解制取柠檬油精、燃油和碳黑的装置，其特征在于：在真空泵(9)上连接气体分析采样口(12)。
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