ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ШИН МЕТОДОМ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ

Лихоманенко В. А., Цветкова И. В., ООО «ИнТех-Синтез», Тольятти, Россия
Юшко В. Л., Русалин С. М., Украинский государственный химико-технологический университет, Днепропетровск, Украина

Резина относится к высокомолекулярным материалам — реактопластам, которые в отличие от термопластов (полиэтилена, полипропилена и др.) не могут быть утилизированы с получением вторичных полимерных гранул для последующей переработки.

Авторы исследовали технологию утилизации отработанных шин методом термохимической деструкции (ТХД.

ТХД проводили в вертикальном реакторе с противоточным движением сырья и газообразного теплоносителя в отсутствие кислорода. Конструкция реактора и топочного устройства (конвертора) позволяет осуществлять процесс в потоке газообразного теплоносителя, как обогащенного восстановителем (смесь водорода и окиси углерода), так и инертного.

На рисунке показана зависимость выхода жидких и газообразных углеводородов от температуры процесса.

Зависимость выхода углеводородов от температуры процесса ТХД:
а — инертный теплоноситель; б — теплоноситель, обогащенный восстановителем;
1 — жидкие углеводороды; 2 — газообразные углеводороды

В присутствии инертного теплоносителя максимальный выход жидких углеводородов соответствует узкому температурному интервалу 350–380 °С. С увеличением температуры наблюдается быстрое снижение выхода жидких продуктов и увеличение выхода газообразных.

Это объясняется следующим. В начальный момент происходит разрушение полимерной структуры органического вещества и образование твердого углеродного и жидких продуктов с последующей деструкцией жидких продуктов и образованием газообразных и конденсирующихся низкомолекулярных углеводородов в парообразном состоянии.

При использовании в качестве теплоносителя смеси газов с содержанием водорода 6–10 % и более характер кинетических кривых изменяется. В частности, интервал максимального выхода жидких продуктов в процессе ТХД расширяется до 350–480 °С, а выход газообразных стабилизируется (в интервале 300–480 °С) на уровне 8–12 мас. %. Состав жидких продуктов изменяется в сторону увеличения выхода фракции с пределами перегонки н. к. –200 °С, снижения процента непредельных соединений, увеличения содержания ароматических и нафтеновых углеводородов и, как следствие, улучшения моторных и эксплуатационных свойств. Характерно также улучшение показателей фракций, выкипающих в пределах 200–350 °С. Очевидно, существенное изменение показателей процесса ТХД связано с участием водорода, входящего в состав теплоносителя. В пользу этого предположения свидетельствует снижение содержания непредельных соединений и увеличение выхода нафтенов. Восстановление непредельных соединений водородом может происходить на поверхности пиролизного угля, играющего роль катализатора. Одновременно на развитой поверхности пиролизного угля в присутствии активных восстановительных компонентов могут происходить реакции изомеризации и циклизации непредельных углеводородов. Введение в состав сырьевой шихты до 10 % древесного угля оказывает заметное влияние на выход и состав продуктов процесса ТХД. В этом случае наблюдается максимальный выход смеси жидких углеводородов и улучшение эксплуатационных показателей топливных фракций. Октановое число фракции (н. к. –200 °С) достигает показателя 85, непредельные углеводороды практически отсутствуют.

Полученные нами результаты несколько отличаются от представленных другими авторами. Так, в составе фракции н. к. –200 °С содержится до 20 % кислородсодержащих соединений, в основном эфиров фенолов. Кроме того, нами выявлено снижение содержания ароматических углеводородов, повышение дизельного индекса фракций, выкипающих выше температуры 200 °С, и общее снижение содержания серы в жидких продуктах процесса ТХД, проводимого в среде газообразного теплоносителя с восстановительными свойствами.

Продукты термохимической переработки — аналог ископаемого органического сырья и могут быть использованы в качестве его полноценных заменителей. Определенные в процессе исследований технологические параметры позволяют спроектировать реактор опытно-промышленной установки для утилизации отработанных шин.

THE THERMОCHEMICAL DESTRUCTION OF SPENT TYRES AND PROCESS VARIABLES

Lihomanenko V. A., Tsvetkova I. V., «InTekh-Synthesis» LLC, Tolyatti, Russia
Yushko V. L., Rusalin S. M., Ukrainian State University of Chemical Engineering, Dnepropetrovsk, Ukraine

The authors have specified the process variables that enable the design of a pilot plant and reactor for thermоchemical destruction of spent tyres.

Главная страница

Сведения об авторах

Лихоманенко Владимир Алексеевич, директор, ООО «ИнТех-Синтез», ул. Комсомольская, 84А, оф. 518, Тольятти, Самарская обл., 445009, Россия. Тел.: (8482) 63-82-55, 28-61-45. E-mail
Юшко Виталий Ларионович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой оборудования химических производств, Украинский государственный химико-технологический университет, просп. Гагарина, 8, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел. (056) 753-55-46, факс (056) 765-33-35. E-mail
Русалин Сергей Михайлович, канд. техн. наук, доц., Украинский государственный химико-технологический университет, просп. Гагарина, 8, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел. (056) 753-55-46, факс (056) 765-33-35. E-mail

Последние изменения внесены 18.08.08