專利名稱：利用廢橡膠制造汽油、柴油和炭黑的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用廢橡膠制造汽油、柴油和炭黑的方法及設(shè)備，屬于石油化工類。
當(dāng)今，橡膠工業(yè)已處于國民經(jīng)濟(jì)極其重要的地位，無論是國防工業(yè)、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造方面、還是在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生、日常生活方面，橡膠都有著極其廣泛的用途。從現(xiàn)代化的尖端科學(xué)技術(shù)到日常生活用品，從宇航飛船到雨鞋、奶嘴、無處不留下橡膠的蹤跡。輪胎、膠帶、膠管、膠鞋及其它橡膠工業(yè)制品是橡膠工業(yè)的主要產(chǎn)品，已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的重要物質(zhì)。其產(chǎn)品種類及數(shù)量逐日驟增。然而，廢橡膠對(duì)環(huán)境造成的污染也愈來愈嚴(yán)重，解決這一問題已成為人類的一件大事。
本發(fā)明的目的就是提供一種將廢橡膠中的輪胎、運(yùn)輸膠帶、膠管、膠鞋等制造汽油、柴油和炭黑的方法及設(shè)備。
本發(fā)明是如下實(shí)現(xiàn)的利用廢橡膠制造汽油、柴油及炭黑的設(shè)備，主要由加熱爐、裂化反應(yīng)釜、螺旋排渣器、脫硫脫氯罐、固定床、分離器、換熱釜、分餾塔、油水分離器組成。其中，反應(yīng)釜(5)內(nèi)裝有螺旋攪拌器(2)，加熱爐(1)的出口煙道連通反應(yīng)釜(5)的外殼(4)。煙道延伸到換熱釜(24)中，經(jīng)煙道(22)排入空中。反應(yīng)釜(5)底裝有炭黑出口閥門(6)，釜頂部物料管出口與脫硫脫氯罐(8)相接，經(jīng)固定床(9)，固定床(10)進(jìn)入冷凝器(19)，并到達(dá)分離器(20)，進(jìn)入緩沖釜(21)。熱油泵(23)與緩沖釜(21)和換熱釜(24)連接，換熱釜(24)頂部出口管接分餾塔(25)中部，分餾塔(25)頂部出口接汽油冷凝器(14)，經(jīng)汽油油水分離器(16)進(jìn)入汽油貯罐(18)，分餾塔(25)上中部接汽提罐(26)，經(jīng)柴油冷凝器(13)進(jìn)入柴油油水分離器(15)，最后到柴油貯罐(17)，分離器(20)上部管接貯氣柜(11)，貯氣柜(11)上部管接水封罐(12)。
制造汽油、柴油及炭黑時(shí)，首先用煤、氣、油或電給燃燒爐(1)提供熱源給反應(yīng)釜(5)加熱，釜內(nèi)溫度控制在400-500℃。將廢橡膠輪胎、膠管、膠帶、膠鞋等從加料孔(3)加入釜中。物料熔化后，開動(dòng)螺旋攪拌機(jī)(2)進(jìn)行攪拌。在此溫度范圍內(nèi)，橡膠制品發(fā)生熱分解反應(yīng)，在釜(5)中分解成較小分子的烴類氣相物質(zhì)，從釜(5)頂部流入脫硫脫氯罐(8)和固定床(9)，進(jìn)行脫硫脫氯脫臭化學(xué)催化反應(yīng)。脫去硫氯和臭味后的氣相烴進(jìn)入固定床(催化劑罐)(10)進(jìn)行分子的分解反應(yīng)，異構(gòu)化反應(yīng)，氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和芳構(gòu)化反應(yīng)，生成 組份，即汽油柴油氣相物質(zhì)H2，CH4和 組份，即可燃燒氣體(瓦斯)等混合物質(zhì)，并進(jìn)入冷凝器(19)冷卻至室溫，混合液體為汽柴油，經(jīng)分離器(20)流入緩沖釜(21)，氣體經(jīng)分離器(20)頂部流入貯氣柜(11)。貯氣柜中多余的氣體經(jīng)水封罐(12)排入大氣放空。貯氣柜(11)中貯備的可燃性氣體可以返回到燃燒爐中(1)中燃燒，也可以部分壓縮成液化氣供家庭民用。反應(yīng)釜(5)中完全被分解的橡膠殘?jiān)鼮樘亢?，在螺旋攪拌?2)的作用下，炭黑從閥門(6)中排出釜外，經(jīng)粉碎，過篩后，可直接銷售給橡膠廠制造輪胎用。緩沖釜(21)中的混合液體油經(jīng)在釜(21)中酸堿處理后，用油泵(23)將混合油泵入換熱釜(24)，加熱到300-250℃進(jìn)入分餾塔(25)，依汽油、柴油餾程不同在分餾塔(25)中分離，汽油從塔頂進(jìn)入冷凝器(14)經(jīng)油水分離器進(jìn)入汽油貯罐(18)。柴油從分餾塔(25)中部進(jìn)入汽提罐(26)，在過熱蒸汽作用后，柴油進(jìn)入冷凝器(13)，經(jīng)油水分離器(15)最后進(jìn)入柴油貯罐(17)。
其上述過程主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下 [C＋H2＋CH4＋C2H4＋C2H6＋C3H8＋C3H6＋C4H10＋C5H12＋C6H6＋C7H8＋C6H14＋.....C11H24＋C12H26＋....C20H42＋C22H46＋.....C25H52]n，其中，C為炭黑，C5H12—C11H24汽油餾份，C12H26—C20H42為柴油餾份，H2和C1—C5為可燃?xì)怏w，n表示無數(shù)個(gè)。
本發(fā)明可以有效地將廢橡膠中的廢輪胎、膠帶、膠管、膠鞋轉(zhuǎn)化為汽油、柴油及炭黑。變廢為寶，美化環(huán)境，創(chuàng)造新的能源，且工藝流程簡單，生產(chǎn)連續(xù)化，安全可靠，無二次污染，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖，其中，(1)燃燒爐；(2)螺旋攪拌機(jī)；(3)加料孔；(4)反應(yīng)釜外殼夾套；(5)裂化反應(yīng)釜；(6)炭黑排出閥門；(7)煙道出口；(8)脫硫脫氯罐；(9)固定床；(10)固定床；(11)貯氣柜；(12)水封罐；(13)柴油冷凝器；(14)汽油冷凝器；(15)柴油油水分離器；(16)汽油油水分離器；(17)柴油貯罐；(18)汽油貯罐；(19)冷凝器；(20)分離器；(21)緩沖釜；(22)煙氣出管口；(23)油泵；(24)換熱釜；(25)分餾塔；(26)汽提罐。
實(shí)施例廢橡膠先進(jìn)行挑選除雜，如預(yù)先除去輪胎中的鋼絲，然后通過加料孔(3)加入到反應(yīng)釜(5)中。用煤、油、氣或電給加熱爐(1)提供熱源，產(chǎn)生熱量給反應(yīng)釜(5)供熱，使釜中物料溫度達(dá)到400-500℃。橡膠在此溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱裂解分解反應(yīng)，并被分解成小分子氣體烴。橡膠完全被分解后，剩余的殘?jiān)礊榫哂猩唐穬r(jià)值的炭黑。在螺旋攪拌器(2)的作用下，炭黑通過閥門(6)排出釜外，經(jīng)粉碎過篩后出售。反應(yīng)釜(5)中分解排出的氣體烴流入脫硫脫氯罐(8)并與罐(8)中的堿性化合物接觸，除去烴氣中的硫元素、氯元素和其它臭味物質(zhì)，然后，氣體烴又流經(jīng)固定床(9)與固定床(9)中的DL型催化劑接觸進(jìn)一步除去烴氣中微量的含硫含氯化合物和嗅味物質(zhì)。脫去硫、氯元素和嗅味物質(zhì)的氣體烴又流經(jīng)固定床(10)與固定床(10)中的XL型催化劑發(fā)生催化裂化反應(yīng)，即分解反應(yīng)，異構(gòu)化反應(yīng)，氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和芳構(gòu)化反應(yīng)。生成 組份，即汽油柴油的氣相混合物和H2， 組份，即可燃性氣(瓦斯)。這些氣相混合物質(zhì)進(jìn)入冷凝器(19)冷凝至室溫，并流入分離器(20)。汽油柴油及少量的重油變成液體，流入緩沖釜(21)中，可燃性氣體(瓦斯)從分離器(20)頂部流入貯氣柜(11)貯備，多余的可燃性氣體可以返回到燃燒爐(1)中燃燒回收熱量，也可以通入水封罐(12)排出大氣放空。緩沖釜(21)中的混合油中含有大量的脫硫脫氯化學(xué)催化反應(yīng)后的有害雜質(zhì)，必須在設(shè)備中分離出去，將一定量酸和堿加入緩沖釜(21)中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)除雜，將雜質(zhì)從釜底的水相中排出，釜(5)中除雜后的混合油用油泵(23)泵入換熱釜(24)吸收熱量，使油溫度提高到250-300℃變成混合氣相烴，從換熱釜(24)頂出去流入分餾塔(25)中部，依汽油柴油餾程不同，在分餾塔(25)中分離，汽油從頂部進(jìn)入冷凝器(14)經(jīng)油水分離器(16)最后入汽油貯罐(18)，柴油從分餾塔(25)中部進(jìn)入汽提罐(26)，在過熱蒸汽作用后，柴油進(jìn)入冷凝器(13)，經(jīng)油水分離器(15)最后進(jìn)入柴油貯罐(17)。
權(quán)利要求
1.一種用廢橡膠(如輪胎、膠帶、膠鞋、膠管及運(yùn)輸膠帶)生產(chǎn)汽油、柴油和炭黑的方法及設(shè)備，其特征在于將廢輪胎、運(yùn)輸膠帶、膠管、膠鞋及其它工業(yè)橡膠制品加入裂化反應(yīng)釜(5)中，在350-500℃溫度，廢橡膠裂解分解成小分子的氣相烴，氣相烴流入脫硫脫氯罐(8)，在350-500℃溫度時(shí)與罐(8)中的堿性化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，脫去氣相烴中的含硫氯物質(zhì)和其它嗅味雜質(zhì)。然后，氣相烴再流入固定床(9)，與固定床(9)中的DL型催化劑發(fā)生催化反應(yīng)，進(jìn)一步的脫去含硫氯化合物和嗅味雜質(zhì)。脫硫氯后的氣相烴流入固定床(10)，與床(10)中的XL型催化劑接觸，發(fā)生裂化催化反應(yīng)，氣相烴被催化裂解成 餾份，即汽油柴油的氣相烴和H2，CH4和 餾份，即可燃性氣體。催化裂解后氣相物質(zhì)經(jīng)冷凝器(19)冷凝到室溫后，汽油柴油及少量重油變成混合液體，并流入緩沖釜(21)中，混合液體中含有大量的脫硫脫氯除嗅化學(xué)催化反應(yīng)后的有害雜質(zhì)，必須排出設(shè)備，將一定量的酸和堿加入緩沖釜(21)中的混合油中，與有害雜質(zhì)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成易溶于水的物質(zhì)，從而使雜質(zhì)從油相轉(zhuǎn)入水相，將含有害雜質(zhì)的水從釜(21)底排出釜(21)外。釜(21)上層的混合油用泵(23)泵入換熱釜(24)，經(jīng)換熱釜(24)換熱提高溫度到200-300℃，進(jìn)入分餾塔(25)分餾，汽油柴油依各自的餾程不同在分餾塔(25)中分離開，經(jīng)冷凝器(13.14)，油水分離器(15.16)，最后得到合格的汽油、柴油，分別入汽油貯罐(18)和柴油貯罐(17)。可燃性氣體從分離器(20)流入貯氣柜(11)備用?？梢苑祷氐饺紵隣t(1)中燃燒回收熱量，也可以作其它熱源或經(jīng)水封罐(12)放空排入大氣。裂解反應(yīng)釜(5)中裂解完全后的殘?jiān)礊樘亢?，通過釜(5)中的螺旋攪拌器(2)的作用將炭黑通過閥門(6)排出釜(5)外，炭黑經(jīng)粉碎，過篩后得到具有商品價(jià)值的炭黑，可以出售到橡膠廠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，用廢橡膠生產(chǎn)汽油柴油和炭黑的方法及設(shè)備，其特征在于脫硫脫氯罐(8)中的脫硫脫氯劑為堿性化合物，反應(yīng)溫度在300-500℃溫度范圍，固定床(9.10)中的DL型催化劑和XL型催化劑由鋁、銅、氧、鋅、釩、鎳、鎵、氫、鈉、鉬、磷、鈣、鎂、鐵，銻、硼、鋰、鉀、釕、銠、硅、鉑、鈷、錫、錸、鍺、鉛、鉍、錳、鈀、鉻、鈮、鑭系、錒系等元素組成，外型為顆粒狀。
3.一種用廢橡膠生產(chǎn)汽油柴油和炭黑的方法及設(shè)備，其主要裝置由加熱爐(1)、裂化反應(yīng)釜(5)、螺旋攪拌器(2)、脫硫脫氯罐(8)、固定床(9)、固定床(10)、冷凝器(2)、分離器(20)、緩沖釜(21)、油泵(23)、換熱釜(24)、分餾塔(25)、汽提塔(26)、貯氣罐(11)、水封罐(12)、冷凝器(13.14)、油水分離器(15.16)、汽柴油貯罐(17.18)所組成。其特征在于裂化反應(yīng)釜(5)中裝有螺旋攪拌器(2)和炭黑排出閥門(6)，以便即時(shí)地在反應(yīng)過程中攪拌使物料受熱均勻，防止焦化，加速橡膠的熱裂解反應(yīng)和將裂解反應(yīng)殘?jiān)蛱亢谂懦龈狻?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，用廢橡膠生產(chǎn)汽油柴油和炭黑的方法及設(shè)備其特征在于加熱爐(1)的出口煙道連通反應(yīng)釜(5)的外殼(4)，煙道延伸到換熱釜(24)中，經(jīng)換熱釜(24)上部經(jīng)煙道(22)流入煙囪排入大氣，反應(yīng)釜(5)內(nèi)裝有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋攪拌器(2)，反應(yīng)釜(5)底裝有炭黑排出閥門(6)，反應(yīng)釜(5)頂部物料管出口與脫硫脫氯罐(8)相接，脫硫脫氯罐上部出口管接固定床(9)，又經(jīng)固定床(10)至冷凝器(19)，再經(jīng)分離器(20)進(jìn)入緩沖釜(21)，分離器(20)頂部管接貯氣柜(11)，貯氣柜(11)上部出口管分別接水封罐(12)的入口和將出口管引入燃燒爐，熱油泵(23)與緩沖釜(21)和換熱釜(24)連接，換熱釜(24)頂部出口管接分餾塔(25)中部，分餾塔(25)頂部出口管接汽油冷凝器(14)，經(jīng)油水分離器(16)進(jìn)入汽油貯罐(18)，分餾塔(25)上部接汽提罐(26)，汽提罐(26)出口管接柴油冷凝器(13)進(jìn)入油水分離器(15)最后入柴油貯罐(17)。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用廢橡膠制造汽油、柴油和炭黑的方法及設(shè)備。廢橡膠經(jīng)過分選、粉碎、熱裂解、除雜、催化裂解、分餾及冷凝等過程得到合乎國標(biāo)的汽油、柴油及工業(yè)炭黑。
文檔編號(hào)B01D53/40GK1145395SQ95107978
公開日1997年3月19日 申請(qǐng)日期1995年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月8日
發(fā)明者周鼎力, 邢力 申請(qǐng)人:周鼎力, 邢力