Установка для пиролиза изношенных шин и других резинотехнических отходов
Везель С. В., Дубинин А. Ю., частные предприниматели, Симферополь, Украина
В Украине образуется около 300 тыс. т отработанных автомобильных шин в год, из которых утилизируют менее 2 %. Остальное количество отправляют на полигоны и несанкционированные свалки, сжигают, что наносит непоправимый вред природе и здоровью людей. Используемые в Украине технологии переработки резинотехнических изделий, в том числе шин, часто малоэффективны и не обеспечивают соблюдения требований к выбросам вредных веществ в окружающую среду.
Задачи нашей работы — создание установки для пиролиза непригодных резинотехнических изделий, определение выхода продуктов, идентификация полученных соединений. Объектом исследования служили отработанные шины, состоящие в основном из транс-1,4-полиизопрена (каучука) и технического углерода.
Шины загружали в съемные реторты и помещали горизонтально в специально спроектированную печь. Разовая загрузка сырья 500 кг, время обработки 5–6 часов, температура в реторте 450 ºС. Шины нагреваются посредством теплопередачи через стенки печи при сгорании в ней топлива. В результате пиролиза сырья образуются технический углерод и парогазовая смесь, которую выводят из реторты по трубопроводу, охлаждают в противоточном большом теплообменнике; пары конденсируют. Жидкую фракцию отделяют и направляют в сборник жидкого продукта. Неконденсируемые газы частично или полностью подают в топку для сжигания на горелках. Через 5–6 часов пиролиза реторту с полукоксом и металлом извлекают из печи тельфером. В результате процесса получают следующие продукты, %: пиролизный газ — 12; полукокс — 40; жидкий продукт — 40; металл — 8.
Характеристики жидкого продукта пиролиза соответствуют темному печному топливу согласно ГОСТ 10585-99 «Топливо нефтяное. Мазут». Содержание серы 0,9 мас. %, плотность 0,905 г/см3. По промышленной классификации жидкий продукт пиролиза относится к тяжелой нефти, по химической — к метано-нафтено-ароматической.
Продукты пиролиза исследовали на газовом хроматографе с пламенно-ионизационным детектором, жидкостном хроматографе и хромато-масс-спектрометре. Установлено, что в газовой фазе присутствуют следующие компоненты, %: метан — 40; этан —15,5; пропан — 6; н-бутан — 2; и-бутан —2,5; пропилен — 1,8; этилен — 2; бутен — 1,2; водород — 18,5; оксид углерода — 5; диоксид углерода — 5,5. Методом жидкостной хроматографии в жидком продукте обнаружены алкены (2 %), циклоалканы (2,5 %), алканы (19 %), ароматические углеводороды (29 %). На хроматоргамме идентифицировано 52,5 % пиков. Доминируют пики с числом атомов углерода 15, 16, 17, 19. Хромато-масс-спектрометрическим методом зафиксировано более 10 % лимонена.
Согласно ГОСТ 2177-99 «Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава», определен фракционный состав жидкого продукта, %: бензиновая фракция — 35; дизельная — 40; мазут — 25. Исследована бензиновая фракция с температурой отгонки до 180 ºС. Октановое число, определенное моторным методом, равно 101, исследовательским — 105. Анализ показал, что 50 % бензиновой фракции приходится на ароматические углеводороды: толуол, п-изопропилтолуол, бензол, мета- и параксилол, о-ксилол, инден, нафталин, тиофен. Это дает возможность использовать ее как компонент моторного топлива ароматического к низкооктановым бензинам. Согласно ГОСТ 27768-88 «Топливо дизельное. Определение цетанового индекса расчетным методом», цетановый индекс дизельной фракции составил 27,5. Свойства полученного мазута соответствуют торговой марке М-100.
Таким образом, методом низкотемпературного пиролиза на предложенной установке из отработанных шин можно получить синтетическую нефть для дальнейшей переработки в различные нефтепродукты, технический углерод для лакокрасочной и шинной промышленности. Внедрение разработанной технологии позволит также уменьшить негативное влияние отходов резинотехнических изделий на состояние окружающей среды.
Pyrolysis
Plant of Used Tires and Other Rubber
Waste
Vezel S. V., Dubinin A. Yu., private entrepreneurs, Simferopol, Ukraine
A pyrolysis plant for used tires is developed. Qualitative and quantitative compositions of the liquid and gas phases are defined. Basic parameters of the liquid phase are measured. Fractional distillation is carried out. Octane number and cetane index of gasoline and diesel fractions are calculated. A brief description of pyrolysis products and their applications are presented.
Везель Сергей Владимирович, частный предприниматель, Симферополь, Украина. Тел. +38 (050) 635-18-41. E-mail
Дубинин Анатолий Юрьевич, частный предприниматель, Симферополь, Украина. Тел. +38 (050) 397-34-96. E-mail
© EcoInform