橡胶质废料裂解制成燃料油及瓦斯的方法

专利名称：橡胶质废料裂解制成燃料油及瓦斯的方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶质废料裂解制成燃料油及瓦斯的方法，该方法主要运用适当的催化剂及适当的裂解程序，将橡胶废料与催化剂同置于密封反应槽中加热裂解，而制成燃料油、瓦斯及碳黑等可资回收运用的资源。
由于科技发达，人们对于各项用品的运用，大都朝高级化与精致化方向发展。近数十年来由于橡胶类产品问世为人类提供了一项相当优异的产品材质，然而在全世界共同发展橡胶工业的情况下，使得橡胶废料不断累积增加，又由于其分解不易，而无法再次的运用，因而对原本即已狭小的生存空间形成相当严重的公害，尤其是废轮胎的增加量更是随着汽车量而与日俱增，其在各个工业先进国家中均造成处理上的莫大困扰。
虽然在诸多文献中提及有并以触媒方式可将橡胶废料加以裂解，而可制成燃料油及瓦斯等资源，但由于所采用的催化剂种类或裂解方法不适当，因而有些需要相当长的裂解时间，有些则需相当昂贵设备及裂解成本，均无法形成一经济而实用的制程，故在全世界各国专业人员努力研究下，迄今仍维持在实验室中或纸上作业的阶段，而无法达到工业实施程度。
本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种通过裂解回收利用橡胶废料的方法。
本发明的另一目的是提供一种工艺简单，成本低的回收利用橡胶废料的方法。
本发明涉及一种主要以橡胶质废料裂解制成燃料油及瓦斯的方法，该方法采用以20%的CaO、50%的Ni、30%XT-10配合微量的Nb及T1所组合而成的催化剂;
将述的催化剂与橡胶废料以3∶40的重量比共同置入密封的反应槽中徐徐加温，至230℃时橡胶废料逐渐软化融解，到280℃时用搅拌器搅拌约一小时，至320℃先排出CO2，接着排出可燃性气体，此时反应槽中的压力由0kg/cm2升到2kg/cm2，将所产生的气体经滤油器、冷却器流入贮油槽，分离轻油、重油及瓦斯，分别储存，其全部操作时间约二小时，而碳黑及残渣留存于反应槽中另行取出运用;
藉此可达裂解橡胶废料而制成燃料油及瓦斯，以达减轻橡胶废料对环境所造成的污染，及废物再生利用的目的。
现有橡胶(Rubber)大致可分成两大类(一)天然橡胶(NaturalRubber)(1)天然橡胶由企业化栽培的橡胶树，采取橡浆，经处理后变成生橡胶，依据其品种、等级销售，其中约含94%的橡胶。
(2)天然橡胶是碳氢化合物，主成份为2-甲基-1，3-丁烯(2-methyl-1，3butadine)，或称异戊二烯(isoprene)，分子式为
，分子量为68.1。
(3)生橡胶无一定融点，在130-140℃软化，200℃开始熔融，在270℃时激烈分解。
(二)合成橡胶(SyntheticRubber)(1)从1860年到1965年是合成橡胶发展最快速的时代，合成橡胶是以石油产品为原料，在催化剂作用下，聚合而成橡胶。
(2)合成橡胶共分成
对本实用新型


如下图1是本实用新型的结构示意2是构成控制部件的比较放大器电子原理3是电热控温管构造中(1)控制部件(2)电热及测温部件(3)电热体导线(4)温度传感器导线(5)硬质玻璃管体(6)温度传感器(7)电热体图1中的控制部件就是由图2所示的比较放大器构成，它是一个由运算放大器F007组成的恒温电路，采用电容降压，并由一个双向可控硅控制负载，这一部分元件可置于一个小型塑料合中，设有发光二极管指示工作状态。图3中的电热控温管内，温度传感器(6)与电热体(7)相互隔离绝缘安置，确保温度传感器接受的温度为被加热液体的实际温度(误差∠±0.5℃)。管内用填充物(如石膏粉、水泥或环氧树脂)塞实固定。温度传感器(6)和电热体(7)引出线分别按图导2中的
和“负载”两端。
实际应用时，将电热控温管置于盛有液体的显影盘内一侧(用夹具或胶纸稍加固定)然后将插头接220V电源就进入自动工作状态。随着照片显影操作，液体处于搅动状态促使热量的均匀扩散，从而确保显影效果。
(2)共聚合反应(copolymerization)
此类双键有机化合物中含有π键(πBond)，具亲电子性，易形成
碳阳离子，(Carbonium)，其分子越大稳定性(stability)越小，和自由基(Free radical)反应迅速。本发明人即藉此一特性，运用适当的催化剂及反应条件，令橡胶废料可加以裂解、重组，而得到可资运用的燃料油及瓦斯的资源。
以下就本发明的催化剂及制法加以详述本发明的催化剂(触媒)成分含量百分比重量比(30kg)作用CaO20%6活性剂Ni50%15副催化剂(副)Nb微量Ti微量XT-1030%9主催化剂(E)正、副催化剂具有相互催化作用，最初反应是促成自由基的形成，同时，降低反应的活化能(EnergyofactivationEac)，并增快反应速率，因而可由催化剂成份的调整及控制温度方式得到碳键断裂的位置，重组所需的产品，达到本发明裂解橡胶废料的目的。
以下结合实施例对本发明方法作进一步说明本发明主要系以400kg的橡胶废料(废弃轮胎)，加上30kg催化剂形成混合物，将该混合物置于一密封的反应槽中，徐徐加温，至230℃时橡胶废料逐渐软化融解，至280℃时用搅拌器搅拌约一小时，到320℃先排出CO2，接着是可燃性气体，此时反应槽中压力由0kg/cm2升到2kg/cm2，将所生产出的气体经滤油器、冷却器流入贮油槽，分离轻油、重油和瓦斯，分别储存，全部操作时间约二小，而碳黑及残渣留存于反应槽中另行取出。
采用本发明的催化剂并配合前述的裂解程序，可令橡胶废料在短短二小时间裂解完成，确实能够达到产业上利用的价值，又可以相当低的成本正式生产燃料油及瓦斯，实较习知纯理论或高成本的裂解方式要更具突破性。
本发明的反应物-生成物重量分析表反应物生成物橡胶废料400kg(1)瓦斯51.6kg12%催化剂30kg(2)轻油(Naphtha类)73.1kg17%(3)重油(柴油类)86kg20%430kg(4)碳黑172kg40%(5)铁丝34kg8%(6)渣(cas等)12.9kg3%430kg100%以本发明的方法，可将原本已毫无用处而造成严重环境污染的橡胶废料重新回收，加以裂解得到可资运用的瓦斯、燃料油以及碳黑等生成物，其中瓦斯可直接充作燃料运用，而燃料油则可经活性碳等脱臭处理及酸碱槽和石灰水沉淀槽处理后分馏，即可重新运用;又其中生成量最大的碳黑，则可送往碳黑处理厂加工处理，或自行研磨筛选，用溶剂除去硬脂酸类，而得到ASTM规格的碳黑，供各需求厂商用。
由以上说明可知，虽然此类运用催化剂将橡胶废料加以裂解的方法已在多种文献中揭示，但均无法达到实际运用实施的程度，而本发明经由不断的研究改良后，以适当的催化剂成份及优异的加工程序安排，令橡胶废料能够以极低的成本及在相当短的时间内将橡胶废料加以裂解成有用的燃料油及瓦斯，确具突破性与产业上运用的价值。
权利要求
1.一种橡胶质废料裂解制成燃料油及瓦斯的方法，其特征在于以20%的CaO、50%的Ni、30%的XT-10配合微量的Nb及Ti所组合而成的催化剂；将所述的催化剂与橡胶废料以3∶40的重量比共同置入密封的反应槽中徐徐加温，至230℃时橡胶废料逐渐软化融解，到280℃时用搅拌器搅拌约一小时，到320℃先排出CO2，接着是可燃性气体，此时反应槽中压力由0kg/cm2升到2kg/cm2，将所生产出的气体经滤油器、冷却器流入贮油槽，分离轻油、重油及瓦斯，分别储存，全部操作时间约二小时，而碳黑及残渣留存于反应槽中另行取出运用。
全文摘要
本发明涉及一种橡胶质废料裂解制成燃料油及瓦斯的方法，该方法主要是运用XT-10、CaO、Ni及Nb、Ti等组成催化剂，并将其与橡胶质废料共置于一密封反应槽(Reactor)中，徐徐加热至230℃令橡胶废料逐渐软化融解，而在加温至280℃时用搅拌器搅拌约一小时，至320℃先排出CO
文档编号C10G1/10GK1069997SQ91108540
公开日1993年3月17日 申请日期1991年9月3日 优先权日1991年9月3日
发明者陈振益 申请人:富宝成实业股份有限公司