[发明专利]一种废旧橡胶连续裂解工艺及其设备

说明书

技技术领域

本发明涉及一种废旧橡胶连续裂解工艺以及实现该工艺的设备。

背景技术

众所周知，将废旧橡胶裂解后通过进一步加工可以生产出汽油、柴油、炭黑等产品，这不仅处理了现代社会产生的大量废旧橡胶等工业垃圾，减轻了环境污染，而且为解决现在日益严重的能源危机提供了新的途径。目前，虽然有各种与废旧橡胶裂解有关的工艺和设备被报道，但是，大多数为了保证废旧橡胶裂解充分，采用的裂解温度都较高，从而使得最终裂解产生的可燃气体较多，油较少，导致得油率低，虽然人们在提高得油率方面做了诸多努力，但效果未尽人意，因为在废旧橡胶裂解过程中提高1%的得油率都异常艰难。另外，高温裂解还容易造成设备内部结焦，缩短使用寿命，增加生产能耗；若降低裂解温度，则使得裂解不彻底，所得的炭黑上附着杂质较多，使得炭黑品质下降。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种废旧橡胶连续裂解工艺及其设备，采用二级连续裂解，不仅提高了得油率，而且显著提高了炭黑质量。

本发明所述的废旧橡胶连续裂解工艺包括下述过程：废旧橡胶块首先经过一级裂解，一级裂解完成后所得的固体产物直接进入二级裂解过程进行二级裂解，一级裂解产生的裂解气与二级裂解产生的裂解气一同排出。

在具体生产时，首先将废旧橡胶经过清洗、破碎等预处理，形成废旧橡胶块，然后将其送入一级裂解过程，废旧橡胶块在螺旋带的作用下运动，并在运动中完成一级裂解，产生油气以及固体产物，油气经过冷凝后形成可燃油和可燃气，固体产物主要包括碳黑和未裂解完全的物质以及部分铁丝。

在现有技术中，废旧橡胶裂解后仍然产生油气和固体产物，但是，由于裂解的温度较高，应该变成油的物质直接变成了气，所以一级裂解后产生的油气经冷凝后，得到的可燃油的比例降低，可燃气的比例增高，导致整个裂解过程的得油率降低。而在本发明中，为了保证这部分物质不会被直接裂解成气而造成浪费，在外部热源持续供热的情况下，降低了一级裂解的温度，由于一级裂解温度较低，该部分物质经过裂解后变成油而不是气，一级裂解后产生的油气经冷凝后，大部分以可燃油的形式排出，少量的以裂解气的形式排出，整个裂解过程的得油率提高。本发明采用的一级裂解温度为380-410℃。另外，由于一级裂解温度较低，避免了设备内部结焦，延长了设备的使用寿命，降低了生产能耗。

由于一级裂解温度较低，一级裂解完成后所得的固体产物中既包括炭黑又包括未裂解完全的物质，而且炭黑表面还附着有重质燃油，品质较差，所以本发明将经过一级裂解后的固体产物直接进入二级裂解，在较高的裂解温度下，一级裂解过程中未裂解完全的物质进一步裂解为油气，与一级裂解产生的油气一同排出，经冷凝后得到可燃油和可燃气，二级裂解的温度为450-500℃。

综合上述两级裂解过程，与现有技术的一级高温裂解相比，最终产生的裂解产物中可燃油的比例增大，可燃气的比例降低，得油率提高。

本发明中，对一级裂解和二级裂解进行供热的热源一般采用回收的热风即可，温度一般在550-580℃。处于室温环境下的废旧橡胶块在该热风的加热作用下可以较快的升温至380-410℃，加热效率高。由于一级裂解的温度为380-410℃，所以一级裂解完毕后产生的固体产物的温度也大约为380-410℃，当具有该温度的固体产物进入二级裂解过程时，在550-580℃的外部热源的作用下，该固体产物表面的温度可以很轻易的上升至450-500℃，进一步裂解完全，形成裂解气排出，而且节约能源。在该过程中，炭黑表面的重质燃油也得以裂解，炭黑的品质也得到了提高。

进一步的，在固体产物的二级裂解过程中向固体产物运动的反方向通入水蒸汽，该水蒸汽起始温度为120℃左右，当其反方向进入二级裂解过程与固体产物进行混合后，不仅可以使得二级裂解后的炭黑被冷却后排出，还可以与炭黑表面的硫发生反应并将其除去，另外，炭黑表面的重质燃油也可以沿着水蒸汽的运动方向被携带出裂解器，一定程度上实现了燃油二次收集，不仅使得最终的得油率提高，而且更加保证了二级裂解后排出的炭黑中含硫量以及含油量都较低，本发明最终所得炭黑含油量小于0.5%（wt%），远远优于现有技术中的2-3%（wt%）；含硫量也从现有技术中的大于1%（wt%）下降到0.2-0.3%（wt%）。

综上所述，本发明所述的废旧橡胶连续裂解工艺，采用二级连续裂解，在保证废旧橡胶裂解充分的同时，既可以使得裂解产生的可燃气减少，增加了得油率，又避免了设备内部结焦，延长了设备的使用寿命，降低了生产能耗；而且最终生产出的炭黑含硫量以及含油量都较低，品质高。